כמה שליטה?
יחסי הגומלין בין המגבר הספק לרמקול מכתיבים במידה רבה את השליטה בצליל. שליטה, משמעותה שהרמקול יבצע 1:1 את מה שהמקור מוציא והמגבר מגביר. יחסי הגומלין בנקודת החיבור שבין הדקי המגבר והרמקול, מורכבים מעט יותר משנדמה.
זהו תרשים של מגבר מחובר לרמקול בעזרת כבל.
R out - הנגד הפנימי ביציאת המגבר, ונתון מקדם הריסון או ה-DF נוגע לו.
RL - נגד העומס או הרמקול, והוא בד"כ 8 אוהם.
R w1 + R w2 – נגד שיוצר הכבל המחבר בין המגבר לרמקול.
אילו הרמקול היה מחובר ע"י כבל אידאלי, או ממש קרוב למגבר, והתנדגות הכבל הייתה נעלמת, עדין הנגד הפנימי של המגבר, היה מייצר מחלק מתח בין R out ו- RL. יחס הנגדים קובע בעצם כמה דברים:
א. כמה מההספק של המגבר יפול על הנגד במגבר, וכמה על הרמקול.
ב. את מידת השליטה של המגבר על הרמקול.
ג. את מידת החשיבות של התנגדות הרמקול (בערך המינימאלי) ואת מידת ההשפעה של הכבל לרמקול.
R out או כפי שהוא מכונה Damping Factor או מקדם הריסון, נתון בד"כ ע"י היצרן, ומחושב לרמקול של 8 אוהם. אם המספר = 50, משמעותו שהנגד R out קטן פי 50 מהתנגדותו של הרמקול (RL). תיאורטית, ככל שהמספר יותר גבוהה, כך עדיף. המספר 50, מציב את הערך של R out על 0.16 אוהם.
ברם, רמקול כמו סידרה 6 של B&W יורדים ל-3.7 אוהם בתדר מסויים, ובכך מורידים את ה- DF ל-1/2. התנהגות הרמקול כעומס, תלויית תדר, בעוד התנהגות ה- R outדי קבועה. מגברי הספק, בד"כ מציגים נתון DF משופר, והוא נע מ-150 ועד 1000. מצד שני, במגברים עם שנאי יציאה (מקינטוש ב-SS, ורוב מגברי השפופרות), מקדם הריסון יורד לכדי 20. בהתחשב בדוגמא של ה-3.7 אוהם, הערך בעצם יורד לכ-10 בלבד!
הרמקול או RL אינו רק נגד, כי אם גנרטור. ע"פ חוק לנץ, הסליל של הרמקול, משהחל לנוע בתוך שטף מגנטי, מייצר זרם נגדי, שווה בגודלו לזרם שיצר את התנועה, ומנוגד בכיוונו, במטרה לבלום אותו. לטובת העניין, נוצר מאבק כוחות בין המגבר לרמקול, בו המגבר נסה לאלץ את הרמקול לנוע ע"פ המוצא שלו (שעוקב אחר המקור) ואילו הרמקול מתנגד לו.
ברם, הנגד R out או ה-DF נכנס למשחק כקפיץ משכח. משול הדבר למישהו שאוחז בידו של חבר. החבר מצווה לשמור על ידו יציבה, בעוד אנו מנסים (בכוח) להזיז את היד. הכנסת R out בין ה-2 משולה לקפיץ, שבולע חלק מהכוח ומתכווץ או מתרחב בהתאם.
במילים אחרות, ככל ש- R out יותר גבוהה או ה-DF יותר נמוך, יש פחות שליטה על הרמקול. אותו R out משמש כאלמנט משכך ומונע מהמגבר לכפות את עצמו על הרמקול. כמובן, שגם לעכבת הרמקול יש משמעות, ורמקולים בעלי עכבת של 4 אוהם או פחות, מרעים את המספר (DF) פי 2 או יותר, בהתאם.
הכנסת האלמנט שיכוך (הקפיץ) עשויה לעבוד לטובה בשל עידון המאבק בין המגבר לרמקול, וליפות את הצליל. אך באותה מידה, הדבר מביא להתרחקותו מנאמנות למקור (1:1). היחס בין מקדם הריסון הנמוך, ותכונותיו, יחד עם תכונות העכבת (תלות בתדר) עשויים להשפיע על גוון הצליל (עקום היענות). השילוב בין ה-2 הוא אמפירי, ותוצאותיו עשויות להיות נעימות למאזין. מצד שני, יש קשר בין נעימות (יותר) ובין מידת אי נאמנותן למקור. בהתחשב שגרף העכבת של רמקול על נתון של 8 אוהם נומינאלי, עשוי לרדת לפחות מ-4 אוהם בתדרים מסוימים, ובמקביל לעלות ל-30 אוהם בתדרים אחרים, תיצור שונות בצליל. המתח ע"פ הרמקול (הדקיו) בהינתן שהתנגדות הכבל (R w1 + R w2) = 0, הוא מחלק מתח בין התנגדות היציאה R out והתנגדות העומס RL.
עבור המקרה של DF = 20, ערכו של R out = 0.4 אוהם. במצב ש-RL בעל התנגדות של 8 אוהם, יפול על R out כ-4.76% ממוצא המגבר. עבור המצב ש-RL יורד ל-4 אוהם, יפול על R out כ-9.1% ואילו כאשר העכבת עולה
ל-30 אוהם, יפול על R out רק כ-1.3% בלבד. מדובר בשינויים בטווח של כמעט 8%.
עבור DF = 200 ערכם של המספרים יקטן פי10! ערכו של R out ירד ל-0.04 אוהם, והשינוים יהיו בין 0.91%
ל-0.13% בלבד. כלומר פחות מ-1%.
השימוש בשנאי יציאה משפיע על עקום ההיענות גם בשל העובדה שיחס ההמרה של השנאי אינו לינארי בתדר. גם שנאים טובים (ויקרים) יהיו פחות לינארים מאשר אי שימוש בהם (SS). לשנאי יש תכונה חיובית נוספת בהגיעו לרוויה, וזו מכונה SOFT CLIPPING. ברם, באותה מידה השנאי מפסיק לקיים את יחס ההשנאה בהתקרבו לרוויה, ונכנס ליחס מופחת בשל תכונה מגנטית של הליבה. התנהגות זו מותנית בפרמטר שנקרא עקומת החשל.
התנגדות הכבלים:
כבל נחושת שאורכו 3 מ' ועוביו 5 מ"מר (10#), ישקף התנגדות של 0.04 אוהם. מאחר ומדובר בזוג, ההתנגדות תהיה 0.08 אוהם. המספר הנמוך, מראה שמידת חשיבותו של הכבל במקרה של DF נמוך (נניח 20) אינה משמעותית. אך עבור DF גבוהה כמו ב-200 ומעלה, הכבל הנ"ל יהווה כ-50% מערכו של R out. ולכן, משמעותו תגדל. לטובת שיפור היחס ומזעור השפעת הכבל על הצליל, במגברים עתירי הספק ו-DF גבוהה, כמו ברמקולים בעלי עכבת נמוכה וקשה, עדיף כבל עבה ובעל התנגדות אוהמית מזערית.
רבות דובר על תכונות אחרות של הכבל, כמו מבנה המוליך, בשל ירידת תכונות ההולכה בתדר גבוהה (10KHZ ומעלה), מתופעות זרימה הקפית. ככל שהתדר עולה, צריכת הזרם וכן האפשרויות הקימות לתופעה הזו קטנות, ולכן הבעיה פחות משמעותית. גם העובדה שהמגבר אינו נזקק לספק את הזרם באופן קבוע (DC או RMS) ומדובר בדינאמיות של לפחות 1:20, התופעה בטלה בשישים.
יחידות ביניים ומעגלי תיקון בכבל, (כמו MIT) מכילות מעגל פאסיבי בדרך מהמגבר לרמקול. מאחר והיח' הנ"ל חתומות ואין היצרן מספק מידע על תכולתן, כל ערך שיגדיל את ההתנגדות הטורית, יתנהג כמו הקטנת ה-DF, בעידון הצליל ועשוי להיות אטראקטיבי לחובב, אך התשלום על הפעלול גבוהה. גם בעלותו וגם בחוסר הידיעה מה בעצם נעשה שם.
