Kā izmērīt uztvērēja izejas pretestību. Kā izmērīt izejas pretestību. Ieejas un izejas pretestība

Lineārais pastiprinātājs

Nākamā saite pēc ievades posma ir lineārais pastiprinātājs. Tās darba kvalitāte ietekmē visas ierīces darbību, un, ja ķēdes dizains ir neveiksmīgs, viss var tikt “viegli un dabiski” sabojāts. Uz šo pastiprinātāja daļu attiecas vispārēja atgriezeniskā saite, un tajā radušies traucējumi tiek kompensēti. Vienkārši nelieciet lielas cerības uz pēdējo — tiklīdz rodas traucējumi, tie nekad nepazudīs. Šādai iekārtai ir daudz shēmu risinājumu, tāpēc ir grūti sniegt vienu vispārīgu ieteikumu. Pārejam tikai uz trešo daļu.

Izejas stadija

Izejas posms pārtrauc pastiprinātāju, tāpēc tam ir jānodrošina laba atbilstība slodzei. Tas nozīmē strādāt ar augstiem spriegumiem un strāvām, un slodzei ir diezgan liela reaktīvā sastāvdaļa gan elektriskajos, gan mehāniskajos parametros. Turklāt pastiprinātāja ģeometriskie izmēri un radiatoru izkliedētā siltuma jauda ierobežo tā maksimālo jaudu. Tas viss uzliek ļoti stingras prasības iespējamiem ķēžu risinājumiem, un tāpēc visizplatītākā ir push-pull klases AB izejas stadija.

Kaskādes ideja ir sadalīt pozitīvos un negatīvos pusviļņus divās daļās un ģenerēt strāvu no pozitīva vai negatīva strāvas avota atbilstošos laikos. Tas labi darbojas ar lielu signāla amplitūdu, bet, ja līmenis samazinās, tad nulles šķērsošanas brīdis kļūst arvien nozīmīgāks - tas ir tad, kad izejas tranzistori pārslēdzas. Lai samazinātu ieviestos kropļojumus, pastiprinātājā tiek iestatīta noteikta minimālā izejas pakāpes miera strāva, kas nodrošina vienlaicīgu sviru (pozitīvo un negatīvo pusviļņu) darbību zemam signāla līmenim.

Tas ir, faktiski tiek ieviests mazs režīms A, līdz ar to šis burts AB klases nosaukumā. Diemžēl jūs nevarat izveidot ļoti lielu miera strāvu; cieš pastiprinātāja efektivitāte - patiesībā šī jauda vienmēr tiks izniekota neatkarīgi no tā, vai ir signāls vai nav. Palielinoties signāla amplitūdai, pienāk brīdis, kad miera strāva ir izsmelta un var sekot pārslēgšanas kropļojumi.

Lai apietu šo defektu, caur neizmantoto tranzistoru var pievadīt nelielu fona strāvu, kas linearizēs darbības punktu (svarīgi zemam augsta līmeņa harmoniku līmenim) un nodrošinās lādiņa izkliedi (novērš augstfrekvences signāla pārslēgšanas defektu). . Vai arī varat doties tālāk un izmantot EA režīmu — “ekonomiskais A” (bez pārslēgšanās, Super A). Šajā gadījumā neizmantotās kājas tranzistora strāva pakāpeniski samazināsies, palielinoties pretējās polaritātes izejas spriegumam.

Lai modelētu klases AB un EA, izmantojiet šādu shēmu:

Jūs varat iepazīties ar modeli sīkāk un veikt projekta faila analīzi.

Apskatīsim izejas posma strāvu. Visos attēlos augšējā bilde pieder AB klasei, apakšējā EA. Lietai tika ņemti dati:

• AB – miera strāva samazinājās no 250 mA līdz 80 mA.
• EA - miera strāva palika nemainīga, 150 mA, neaktīvās rokas strāvas vadības agresivitāte mainījās - no visaktīvākā līdz pilnīgai tranzistora strāvas vadības izslēgšanai.

Ņemsim divus gadījumus - signāla amplitūdu 1 volts (pa kreisi) un 10 volti (pa labi):

Zemā signāla līmenī AB klase darbojas A režīmā un tāpēc nerada nekādus redzamus traucējumus. EA klasei tas ir nedaudz sarežģītāk; acīmredzamās strāvas asimetrijas dēļ potenciāli ir pat harmonikas. Bet tas ir tikai "potenciāli", liekā strāva plūst caur pretējā kanāla tranzistoru un neietilpst slodzē. Vienkārši sakot, barošanas blokos ir strāva ar salīdzinoši zemu harmoniku līmeni, kas nerada negatīvas sekas.

Palielinoties signāla līmenim, AB klase faktiski izslēdz neaktīvo roku, un EA turpina mēģināt to kontrolēt. Apskatīsim tuvāk pārslēgšanas vietu:

Faktiski EA klasē abas rokas vienlaikus ģenerē izejas spriegumu. Tagad pievērsīsimies harmoniskajam spektram. Šajā testā signāla frekvence tiks samazināta līdz 100 Hz, kas nodrošinās vairāk harmoniku dzirdamajā diapazonā, spriegumu 10 volti.

AB klasei harmonikas spektra raksturs ir maz atkarīgs no miera strāvas lieluma, un EA vislabākie rezultāti tiek sasniegti ar vidēju agresīvas strāvas kontroles pakāpi. Visticamāk, sarkanā un zaļā grafika neveiksme izriet no tranzistora strāvas regulēšanas ideoloģijas - šobrīd tranzistors pāriet no darba stāvokļa uz nedarbojošo stāvokli, tā strāva mainās diezgan strauji, kas rada vairāk harmonikas nekā ir novērsta, kompensējot strāvas kontroli pretējā pusē.

Audiofrekvenču pastiprinātāju shēmās, izmantojot radiolampas, tiek izmantota vai nu A klase, vai AB klase, kas pēc rūpīgākas pārbaudes izrādās EA klase ar zemu vadības strāvu vai bez tās (violeta un pelēka grafiks). Ja salīdzinām to ar AB klasi, kas ieviesta lielākajā daļā pastiprinātāju, izmantojot tranzistorus (un, protams, integrētajās versijās), tad tā traucējumu spektrs ir intensīvāks un plašāks.

Pastiprinātāja izejas pretestība

Parastajam pastiprinātājam ir ārkārtīgi zema izejas pretestība, pateicoties efektīvai vispārējās negatīvās atgriezeniskās saites darbībai. Kaut kā sanāca, ka šis risinājums tiek uzskatīts par pareizu un tam ir paredzēti akustiskās sistēmas filtri un dinamiskās galvas. Bet vai tā tiešām ir laba lieta? Apskatīsim divus defektus, kas raksturīgi akustiskajām sistēmām - zudumi un kropļojumi vados, kas savieno pastiprinātāju un skaļruņus, kā arī izkropļojumi pašās dinamiskajās galviņās, difuzoram kustoties.

Diezgan sen tika atklāts vara vadītāja pretestības maiņas efekts, pakļauts dažāda stipruma un frekvences strāvām, tā sauktais "pusvadītāju efekts". Izmaiņu apjoms ir niecīgs un nekādi neizpaužas parastos lietojumos - strāvas pārvadē, barošanas blokos, taču tas rada kropļojumus, ja to izmanto, lai pārraidītu augstas strāvas audio signālu no pastiprinātāja uz skaļruņu sistēmām. Lai apietu šo problēmu, vara vadi tiek ražoti ar īpašu ražošanas tehnoloģiju, “bezskābekli nesaturošu varu”. Turklāt savienotājiem un savienotājiem ir arī īpašība radīt traucējumus pārraidītajā signālā, jo to savienojuma pretestība laika gaitā nav nemainīga, lai gan tās vērtība ir maza.

Pārbaudē tiks izmantoti ideāli pastiprinātāji ar trīs veidu izejas pretestību:

• Ar ārkārtīgi zemu izejas pretestību.
• Pastiprinātāja izejas pretestība ir četras reizes lielāka par slodzes pretestību.
• Pastiprinātājs darbojas "strāvas avota" režīmā, un tā izejas pretestība ir ārkārtīgi augsta.

Simulācijā tiks izmantots šāds modelis:

Lai atdarinātu kropļojumus, slodzē tiek ievadīts nelineārs elements, kas sastāv no zemas pretestības rezistora un Šotkija diodes. Lineāras slodzes kropļojumus bija iespējams radīt jebkādā citā veidā; tas nav svarīgi testam. Šī simulācija mēra strāvas caur slodzēm, nevis spriegumiem. Tas ir tāpēc, ka tieši strāva caur spoli izraisa parastā draivera konusa pārvietošanos (un tas ir pilnīgi atšķirīgs elektrostatiskos izstarojošos elementus).

Es vēlētos pakavēties pie grafiku krāsu identifikācijas:

• Zaļš – kontrole, ideāls futrālis. Visās pārējās opcijās slodzē ir iekļauts nelineārs elements.
• Sarkanais ir parasts pastiprinātājs ar ārkārtīgi zemu izejas pretestību.
• Melns - pastiprinātājs, kura izejas pretestība ir četras reizes lielāka par slodzes pretestību.
• Zils – izejas pretestība ir ļoti augsta, pastiprinātājs darbojas strāvas avota režīmā.

Nav jēgas parādīt saņemto signālu, visas oscilogrammas ir gandrīz identiskas. Daudz interesantāk ir aplūkot spektru:

Vai jūs redzat zaļo grafiku? Es - nē, to pilnībā pārklāja zils (pašreizējā avota režīms). Tas nozīmē, ka, palielinot pastiprinātāja izejas pretestību, tiek samazināts kaitējums, ko rada nelineāri elementi, kas atrodas savienojošajos elementos starp pastiprinātāju un draiveri.

Tagad pāriesim pie citas problēmas - skaļruņa spoles tinuma induktivitātes izmaiņām, pārvietojoties magnētiskās spraugas laukā. Pārbaudē piedalīsies tie paši trīs pastiprinātāji, un mēs emulēsim nelineāro induktivitāti, izmantojot droseli ar 4C6 materiālu. Diagramma izskatās šādi:

Šīs shēmas apsvērumi ir pilnībā izklāstīti iepriekšējā testā, un nav nepieciešami īpaši komentāri. Apskatīsim spektru:

Ir acīmredzami starpmodulācijas kropļojumi. Tāpat kā iepriekšējā testā, palielinoties pastiprinātāja izejas pretestībai, induktora īpašību maiņas negatīvā ietekme (tas ir, skaļruņa spoles induktivitāte) samazinās.

Ir vēl viena nianse, kas saistīta ar pastiprinātāja izejas pretestību - skaļruņu sistēmas pretestība darba frekvenču joslā nav nemainīga. Zemfrekvences apgabalā rezonanses efekti tiek ieviesti no paša skaļruņa mehāniskās sistēmas un basa refleksa; vidējām frekvencēm krustojuma filtrs iedarbojas uz vietām, kur atdalās skaļruņu darba joslas.

Turklāt skaļruņu sistēmas bieži ir paredzētas pastiprinātājam ar zemu izejas pretestību, un tāpēc neviens nerūpējas par nemainīgas skaļruņu sistēmas pretestības uzturēšanu. Ja viena no galviņām ir ļoti jutīga, tad ar to virknē tiek uzstādīts papildu pastāvīgais rezistors, kas palielina skaļruņa pretestību šī skaļruņa darbības frekvenču diapazonā. Ja šāds skaļrunis ir pievienots pastiprinātājam ar lielāku izejas pretestību, skaņas raksturs kļūs atšķirīgs.

Taču, rūpīgi regulējot filtra elementus, šo defektu var novērst vai būtiski samazināt, bet rezonanses parādības zemfrekvences daļā nevar kompensēt. Korekcija ir iespējama, taču ārkārtīgi nepatīkama - paralēli zemfrekvences dinamiskajai galvai būs jāuzstāda kvalitatīva un rūpīgi noregulēta LC ķēde.

Protams, sērijveida dizainā neviens to nedarīs, un amatieru iekārtās tas ir ārkārtīgi reti, tāpēc skaļruņa pievienošana pastiprinātājam ar lielu izejas pretestību neizbēgami novedīs pie basa skaņas rakstura izmaiņām - signāla līmeņa ar palielināsies mehāniskās rezonanses frekvence un palielināsies virstoņu laiks. Šo efektu var daļēji samazināt ar akustisko slāpēšanu – skaļruņa aizmugures logos ievietojot materiālu ar samazinātu akustisko caurspīdīgumu un viskozitāti.

Savā vārdā vēlos piebilst, ka šis paņēmiens nav īpaši labs, un tam ir iespējamas nepatīkamas sekas, tāpēc labāk ir mainīt pastiprinātāja izejas pretestības veidu atkarībā no signāla frekvences, nevis “ņirgāties” par to. dinamiskas galvas. Svarīgi šajā jautājumā ir tas, ka pārslēgšana uz strāvas izejas pastiprinātāju maina skaņas raksturu, un dažiem tas var patikt vai nepatikt, taču tam nav nekāda sakara ar skaļruņu sistēmas kropļojumu novēršanu, kas izskanēja pēdējos divos testos. .

Tātad, mēs runājam par radiolampām, tad kāda ir izejas pretestība ar to? Diemžēl tas izriet tieši no tehnoloģijas. Pastiprinātāja izejas pretestība ir diezgan augsta, un vispārējās atsauksmes padara to par mazu. Jo jaudīgāks tas ir, jo lielāka cilpas pastiprinājuma rezerve, jo labāk tiek kompensēti visi pastiprinātājā esošie traucējumi... ieskaitot izejas pretestību. Pastiprinātos, kuru pamatā ir radiolampas, atgriezeniskās saites dziļums ir mazs, un pašiem vadības elementiem ir ievērojama iekšējā pretestība (radiolampas kopumā pēc savas būtības ir strāvas, nevis pretestības avoti).

Rezultātā lampu pastiprinātājiem nav zemas izejas pretestības, un tāpēc - skatiet sadaļu - zināmā mērā kompensē negatīvos elementus skaļruņu sistēmā un savienojumā ar pastiprinātāju. Kas neļauj to pašu ieviest "tranzistora" versijā?...

secinājumus

Ziniet, šis stāsts ar shēmu attīstību ļoti atgādina padomju sabiedriskā transporta evolūciju. “Stagnēšanas” laikos autobusi, pateicoties vājiem dzinējiem, uzņēma ātrumu lēnāk, brauciens man prasīja 25-40 minūtes. Pēcperestroikas periodā mainījās autoparks, palielinājās dzinēja jauda un bremžu sistēmas efektivitāte. Rezultātā brauciens sāka ilgt no pusstundas līdz vairākām stundām, bet ne par to ir runa. Dzinēja jaudas palielināšanās noveda pie tā, ka jūs izmisīgi jūtaties kā "malka".

Sapratne, ka šāda veida transporta vadītāji ir savas jomas profesionāļi, sastrēgumā start-stop režīma sajūtas nepaspilgtina. Ātrs paātrinājums un īss bremzēšanas laiks ir lielisks veids, kā pārvietoties satiksmē, bet aizmirsāt par malku? Jaudīgāka autobusa dinamika ļauj ātrāk nokļūt galamērķī, bet kam par šādu cenu ir vajadzīgs piecu procentu laika ietaupījums?

Līdzīga problēma ir ar pastiprinātāja shēmām. Jā, tranzistori ir efektīvāki un labāki par radiolampām. Projektējot iekārtas, ir iespējams iegūt īpaši zemu harmoniku līmeni un citus pastiprinātāja raksturlielumus (izejas pretestība, izejas signāla pagrieziena ātrums, maksimālā frekvence utt.), bet ar kādām sekām? Tas nav atkarīgs no komponentu skaita; SOT-23 vai integrētie risinājumi aizņem niecīgu vietu salīdzinājumā ar vienu radiolampu. Problēma slēpjas pieejā - cīņā par "skaistajiem skaitļiem" viņi bieži aizmirst par galveno - skaņas kvalitāti.

Dažādu kompāniju attieksme pret pastiprinātāju shēmām ir diezgan indikatīva - japāņu modeļiem ir labāki tehniskie parametri nekā Eiropas dizainiem, taču skan sliktāk. Šo viedokli paudis autoritatīvs avots, bet diezgan sen, tāpēc saites sniegt nevaru. Tomēr es viņam piekrītu, mani argumenti ir izklāstīti šajā rakstā. Radiolampas ir atavisms, kam jātiek prom. Vajag tikai izmantot parastos ķēžu risinājumus, ņemt vērā visas nianses un problēmas, nevis dzenāties pēc skaistiem skaitļiem. Neatkarīgi no tā, vai jūs tam piekrītat vai nē, izvēle ir jūsu. Lūdzu, padariet to jēgpilnu.

Ļoti lineārs UMZCH ar augstu izejas pretestību

A. ORLOV, Irkutska

Autors ir piedāvājis interesantu jaudas pastiprinātāja versiju ar augstu izejas pretestību. Tās īpatnība ir negatīvu atgriezeniskās saites ķēžu kombinācijas izmantošana. Dažu veidu tranzistoru izmantošana palīdzēja samazināt nelineāros kropļojumus. To apstiprina arī daudzfrekvenču metode intermodulācijas kropļojumu mērīšanai, kas sakrīt ar subjektīviem izšķirtspējas novērtējumiem. Žurnāla lappusēs vairākkārt apspriesti ierobežojumi skaļruņu izvēlē darbam ar šādu pastiprinātāju - problēmas novērš pareiza krosovera izvēle, dinamiskie draiveri un to akustiskais dizains.

Pašlaik audio frekvences jaudas pastiprinātāji (AMP) tiek sadalīti pēc izejas pretestības: ar zemu izejas pretestību un AMP ar augstu izejas pretestību. No elektrisko ķēžu teorijas viedokļa pirmā tipa UMZCH ir sprieguma kontrolēts sprieguma avots (VUN), bet otrā tipa UMZCH ir sprieguma kontrolēts strāvas avots (VTUN). Katra no tām priekšrocības un trūkumi ir pietiekami detalizēti apskatīti gan drukātā veidā, gan internetā, un šeit tie netiks apspriesti. Jāatzīmē, ka piedāvātā UMZCH autors ir “pašreizējās” skaļruņu dinamisko galviņu vadības metodes atbalstītājs [1], un tālāk mēs galvenokārt runāsim par pastiprinātājiem ar augstu izejas pretestību (UM-IT).

Ir zināms UMZCH ar “peldošu” barošanas avotu (nav tieši savienots ar pastiprinātāja kopējo vadu), kurā operētājsistēmas izejai ir pievienota izejas stadija, izmantojot bipolārus tranzistorus, kas savienoti saskaņā ar kopējo emitētāja ķēdi. amp. Atšķirībā no klasiskās izejas pakāpes tranzistoriem, kas savienoti ķēdē ar kopēju kolektoru, šim posmam ir sprieguma pastiprinājums. Šī UMZCH arhitektūra veidoja ierosinātā pastiprinātāja pamatu, jo tā ļauj vienkāršiem līdzekļiem ieviest UMZCH ar augstu izejas pretestību un nepieciešamo sprieguma pieaugumu. Faktiski šis ir jaudīgs strāvas ģenerators ar tranzistoriem AB klases režīmā ar augstu miera strāvu, izgatavots uz pastiprinātāja bāzes un paredzēts darbam ar platjoslas skaļruni vai skaļruņu sistēmu ar filtriem, kas paredzēti augstai izejas pretestībai. UM-IT izmantotie shēmas risinājumi ļāva ievērojami samazināt ieejas un izejas nelinearitāti un iegūt zemus nelineārus kropļojumus, neizmantojot vispārējas negatīvas atgriezeniskās saites (GNF) ķēdi. Ierosinātā pastiprinātāja atšķirīga iezīme ir lieljaudas tranzistoru (OE-OB) kaskoda savienojuma izmantošana izejas posmā, kas ļāva iegūt augstu linearitāti, ātrumu un augstu izejas pretestību. Tomēr, kā tiks parādīts zemāk, šādu arhitektūru var viegli pārveidot par klasisku UMZCH ar zemu izejas pretestību. Ja runājam par subjektīviem kvalitātes vērtējumiem, tad ir panākts ļoti caurspīdīgs reproducētās mūzikas skanējums, un šis dizains vienkārši “nosūtīja” iepriekšējo autoru projektus izjaukšanai.

Parasti mūsdienu audio signāla avotam ir izejas pretestība, kas nav nulle, un, ja tā ir salīdzinoši augsta, tad klasiskais “paralēlais” atkārtotājs ievieš tā sauktos “interfeisa” kropļojumus. Attēlā 1. attēlā parādīta ITUN vienkāršota diagramma, kurā šāda veida kropļojumi ir gandrīz pilnībā novērsti.

Paralēlais sekotājs (FP) tiek veikts uz tranzistoriem VT1-VT6 un rezistoriem R5, R6, kuros ievades stadija tiek realizēta saskaņā ar Sziklai shēmu tranzistoros VT1-VT4, kas ļāva ievērojami samazināt ieejas nelinearitāti atkarībā no signāla avota izejas pretestība. Lai stabilizētu PP tranzistoru darbības punktu, tiek pielietota strāvas novirze, kas tiek īstenota, pamatojoties uz peldošo sprieguma avotu G1 un rezistoriem R5, R6.

Atšķirībā no UMZCH, kas izmanto sprieguma nobīdi (tā saukto “akumulatoru”), strāvas nobīde ļauj palielināt darbības uzticamību, neveicot īpašus pasākumus, lai nodrošinātu PP tranzistoru termisko stabilizāciju. Jaudīgi tranzistori VT7, VT8, kā jau minēts, ir savienoti saskaņā ar kopēju bāzes ķēdi, kas kopā ar peldošo barošanas avotu (G2, G3) nodrošina plašu joslas platumu un augstu izejas pretestību (desmitiem un simtiem kiloomu) . Tā kā tranzistoru VT5, VT6 kolektoru spriegums ir stingri fiksēts ar tranzistoru VT7, VT8 emiteru spriegumiem, šāda kaskāde, uzstādot tranzistorus uz kopējas siltuma izlietnes, nav pakļauta pašsasilšanas efektam, pat ja nav emitera rezistoru. Reāli eksperimenti ar kaskādes miera strāvas palielināšanu līdz 3...4 A apstiprina šīs novirzes metodes ticamību.

Atsevišķi jāsaka par neparasto kondensatoru C1 un C2 iekļaušanu, jo no pirmā acu uzmetiena to varētu uzskatīt par klasisku “sprieguma palielināšanu”, taču tas tā nav. Kondensatori C1, C2, kas savienoti starp zemas pretestības mezgliem - emitētājiem VT5, VT6 un emitētājiem VT1, VT2, izslēdz signāla lokālās strāvas atgriezenisko saiti un vienlaikus nodrošina atgriezenisko saiti kropļojumu atņemšanai (DSVI). Šo kondensatoru ieviešana izraisa izejas sprieguma palielināšanos par 0,5...0,7 dB un nelineāro traucējumu samazināšanos UM-IT izejā par 20...30 dB, un autors nekad nav saskāries ar šādu “ hibrīds” negatīva OS iepriekš. Kondensators SZ papildus stabilizē spriegumu starp tranzistoru VT5, VT6 bāzēm dinamiskā režīmā.

UMZCH arhitektūras trūkumi attēlā. 1 būtu jāsaista ar nedaudz sliktāku efektivitāti. Tas ir saistīts ar faktu, ka tranzistoru VT3, VT4 emitētāji ir krusteniski savienoti ar tranzistoru VT8, VT7 emitētājiem un tranzistoru VT7, VT8 miera strāva pārsniedz miera strāvu.
tranzistori VT5, VT6 uz tranzistoru VT3, VT4 emitera strāvu. Šī strāva ir atkarīga no rezistoru R1, R2 un R5, R6 vērtību izvēles, un šāda strāvas atzarošana noved pie kaskādes efektivitātes samazināšanās un jaudīgo tranzistoru VT7, VT8 lielākas sildīšanas, kas palielina dzesēšanu. UMZCH prasībām. Miera strāva ir atkarīga no rezistoru R1-R4 pretestības un avota G1 sprieguma, un to var regulēt diezgan plašā diapazonā.

Attēlā 2. attēlā parādīta metode UM-IT pārveidošanai par UMZCH ar zemu izejas pretestību.
Šeit tiek izmantots slodzes RH peldošais savienojums, un tā “aukstā” izeja ir savienota ar emiteru VT5, VT6 pieslēguma punktu, un UMZCH sprieguma pieaugumu nosaka rezistoru attiecība: Ku = ROC2. /Roci.

Pamata

PA tehniskie parametri

Nominālais ieejas spriegums, V 2.3

Nominālā izejas jauda, ​​W, pie slodzes 8 0 m... .20.5

Maksimālā izejas jauda, ​​W, pie slodzes

Iegūt ar

Spriegums, dB 18

Pastiprinājuma josla, Hz 0,1...3-105

Ievades pretestība

Nelineārie kropļojumi, %, līmenī -1 dB no robežas 0,0055

Intermodulācijas kropļojums, %, līmenī

2 dB no robežas 0,0033

Signāla un trokšņa attiecība, dB,

Ne sliktāk par 100

Pilna UM-IT shēma ir parādīta attēlā. 3.

Ievades stadijā (VT1, VT2) tiek izmantoti komplementāri bipolāru tranzistoru pāri Hitachi 2SB647 un 2SD667, un Motorola ierīces MJE15030 un MJE15031, MJL21193 un MJL21194 tiek izmantotas kā tranzistori VT3-VT8. Uz elementiem T1, VD1-VD4, DA1, R1-R3,
+26 V
C1 - C8 un R10, R11 ir samontēts strāvas nobīdes avots, kas rada tranzistoru darbībai nepieciešamo pastāvīgu spriegumu 6,5 V, ko var regulēt ar rezistoru R2. Ieejas signāls tiek piegādāts caur R4R5C9 prettraucējumu ķēdi uz tranzistoru VT1, VT2 bāzēm. Rezistora R9 pretestība ir apzināti samazināta uz pusi salīdzinājumā ar rezistora R8 pretestību, kas ļauj samazināt pastiprinātāja nelineāros kropļojumus liela signāla režīmā.

Tā kā sprieguma kritums starp tranzistoru VT5 emitētājiem,
VT6 un tranzistoru VT1, VT2 emitētāji nepārsniedz 600 mV, un kondensatoram C12 pievadītais spriegums nepārsniedz 1300 mV, tad tika izmantoti zemsprieguma (4,5 V) superkapacitātes kondensatori "Supercap" no firmas AVX - BZ054B223 asZSBAE C12-C14. Kondensatori SY, C11, C15 un induktors L1 palielina pastiprinātāja stabilitāti un samazina prasības konstrukcijas uzstādīšanas kvalitātei.

Ieteicams izgatavot induktors L1 slēgtā magnētiskajā ķēdē vai ar magnētisko ekranējumu, un tā maiņstrāva
Aktīvā pretestība nedrīkst būt lielāka par 0,1 omu. Elementiem TZ, VD6-VD9, R14, C18-C24 ir peldošs barošanas avots ar tā saukto “virtuālo” viduspunktu (elementi C16, C17, VT9, VT10, VD5, R12, R13). Šis risinājums ir aizgūts no QUAD tranzistoru pastiprinātāju shēmas un ļauj atteikties no skaļruņu aizsardzības sistēmas, turklāt, pēc autora domām, skaņa ir labāka ar UMZCH un “virtuālo” viduspunktu. Tajā pašā laikā UM-IT var darboties arī no klasiska barošanas avota.

Izmantojot noregulēšanas rezistoru R13, pastiprinātājs tiek līdzsvarots attiecībā pret līdzstrāvu, panākot tranzistoru VT7, VT8 kolektoru sprieguma vienlīdzību attiecībā pret UMZCH kopējo vadu. Strāvas ķēdēs nav plēves kondensatoru, bet pastiprinātājs saglabā labu stabilitāti. Pēdējā posma tranzistoru VT7, VT8 miera strāva ir 800 mA, un radiatoru dzesēšanai tiek izmantoti datoru ventilatori (12 V), kas tiek darbināti caur integrētiem stabilizatoriem uz 7809 mikroshēmām (nav parādīts diagrammā), lai samazinātu rotācijas ātrums. Lai aizsargātu pret traucējumiem, kas nāk no barošanas avota, transformatoram T2 tiek izmantots kopējā režīma filtrs; tā tinumi ir uztīti uz ferīta gredzena M2000NM (vai tuva analoga, piemēram, N87) ar ārējo diametru 28...40 mm un satur 18 stieples vijumus ar diametru 1 mm.

Vara plāksne ir pārklāta ar 1,5 mm biezu tekstolīta plāksni, kurai virsū uzlīmēti oksīda kondensatori C16, C17. Tranzistori VT3-VT8 ir uzstādīti arī uz siltuma izlietnes caur izolējošām keramikas blīvēm. Tranzistori VT1, VT2 ir piestiprināti virs tranzistoru VT3, VT4 caur termisko pastu. Kā strāvas sensors Rc tiek izmantots jaudīgs biezslāņa rezistors Caddock MP930, kas ir uzstādīts uz tās pašas siltuma izlietnes, kur tranzistori VT1-VT6. Pilns pastiprinātāja dizains ar noņemtu augšējo vāku ir parādīts fotoattēla att. 5.

UMZCH izmanto oksīda kondensatorus, kas ir labi pārbaudīti audio ierīcēs: Panasonic FC (C6), ELNA Silmic II (C7), Rubycon Black Gate FK (C8), Nichicon KG (C16, C17) un
Nippon Chemi-Con KMG (C18, C19). Bišu plēves kondensatori - polipropilēns: Wima FKP2 (C9-C11, C15) un Rita PHE426 (C1-C5, C20-C24). Rezistori - Vishay Dale (R5- R8, R10, R11), Caddock MP930 (RC), Firstronics RM (R3, R4, R9, R12), Phoenix Passive Components PR01 (R1, R14) un Bourns 3299W (R2, R13).

Katrs pastiprinātāja kanāls tiek darbināts ar atsevišķiem tīkla transformatoriem T1 un T3. Tā kā tiek izmantota “peldošā” jauda, ​​ieteicams izmantot transformatorus ar minimālu kapacitāti starp tīkla un sekundāro tinumu. Transformatorus ar gredzenveida magnētisko serdi, ko plaši izmanto audio tehnoloģijā, šeit nevajadzētu izmantot paaugstinātas savstarpējās tinumu kapacitātes dēļ. Autore izmantoja Pro-Power produktus kā T1 un TK. Šajos transformatoros primārie un sekundārie tinumi ir telpiski atdalīti, un

Rīsi. 5
faktiski izmērītā kapacitāte starp tām nepārsniedz 18...28 pF.

Daudzos eksperimentos ar dažādiem aktīviem elementiem tika pārbaudīti vairāku veidu tranzistori un pa pāriem tika pārbaudīti sekojoši elementi (sk. 3. att.).

Tranzistori VT1, VT2 - 2SA970 un 2SC2240; 2SA1015 un 2SC1815; 2SA1145 un 2SC2705; BC550 un BC560; 2SA1360 un 2SC3423; 2SA1370 un 2SC3467; 2SA1380 un 2SC3502; 2SB649A un 2SD669A;

KTA1024 un KTS3206; KTA1268 un

KTS3200; 2N5401 un 2N5551; MJE340 un MJE350; BC639 un BC640; 2SB647 un 2SD667.

Tranzistori VT3, VT4 - 2SA1930 un 2SC5171; 2SB649A un 2SD669A;

Tranzistori VT5, VT6 - 2SB817 un 2SD1047; MJL21193 un MJL21194;

MJE15030 un MJE15031; BD911 un BD912.

Mērot nelineāros kropļojumus UM-IT, tika izmantota līdzvērtīga slodze ar pretestību 8 omi, kas ir virknē savienots 7,5 omu rezistors (paralēli savienots MLT-2 rezistoru komplekts) un 0,5 omu mērrezistors Caddock MP930. No šī rezistora mērīšanas signāls tika piegādāts uz Echo MiaMIDI skaņas kartes ieeju, un līdzvērtīga slodze tika pieslēgta pastiprinātāja izejai caur koaksiālo kabeli 1 m garumā Att. 6. attēlā parādīts signāla spektrs ar frekvenci 1 kHz, spriegumu 10 V pie pastiprinātāja izejas ar slodzes pretestību 8 omi un UMZCH barošanas spriegumu 2x26 V. No att. 6 redzams, ka pastiprinātāja strauji dilstošais spektrs nesatur augstākas harmonikas.
Attēlā 7. attēlā parādīts signāla spektrs pie UM-IT izejas, kas ņemts pie izejas signāla līmeņa -1 dB no robežas.

Attēlā 8. attēlā parādīts signāla spektrs pie UM-IT izejas, kas tika ierakstīts ar divu frekvenču signālu 19 un 20 kHz. Kompleksā signāla izejas sprieguma svārstības ir 30 V 8 omu slodzei.

Šeit aprakstīto pastiprinātāju autors izmanto kopā ar četrvirzienu skaļruni. LF ("midbass"), MF un HF galviņas tiek darbinātas no šī UM-IT caur krosoveru ar sērijas tipa filtriem, kas paredzēti signāla avotam ar bezgalīgi lielu izejas pretestību. Zemākajās frekvencēs (ceturtajā skaļruņu joslā) ar atsevišķiem tilta UMZCH tiek izmantota elektroakustiskā atgriezeniskā saite.

UMZCH ar augstu izejas pretestību nav īpaši populārs augstas kvalitātes skaņas reproducēšanas cienītāju vidū, jo tas uzliek stingrus ierobežojumus izmantoto skaļruņu veidiem: tas ir vai nu platjoslas skaļrunis, vai arī mājās gatavots daudzjoslu eksotisks ar miksēšanu zem skaļruņa. pašreizējais avots.

(PAR INTERMODULACIJU KRropļojumu UN SKAŅAS SAMAZINĀŠANU SKAĻRUŅOS)

Skaļruņu skaņas atšķirība, strādājot ar dažādiem UMZCH, vispirms tiek pamanīta, salīdzinot lampu un tranzistoru pastiprinātājus: to harmonisko kropļojumu spektrs bieži ir ievērojami atšķirīgs. Dažkārt ir ievērojamas atšķirības starp vienas grupas pastiprinātājiem. Piemēram, vienā no audio žurnāliem UMZCH lampas ar jaudu 12 un 50 W sniegtie vērtējumi sliecās par labu mazāk jaudīgajam. Vai arī vērtējums bija neobjektīvs?

Mums šķiet, ka raksta autors pārliecinoši izskaidro vienu no mistiskajiem iemesliem, kādēļ skaļruņos rodas pārejoši un starpmodulācijas traucējumi, kas, strādājot ar dažādiem UMZF, rada manāmu skaņas atšķirību. Tas piedāvā arī pieejamās metodes skaļruņu kropļojumu ievērojami samazināšanai, kas ir diezgan vienkārši ieviestas, izmantojot modernus komponentus.

Šobrīd ir vispāratzīts, ka viena no prasībām jaudas pastiprinātājam ir nodrošināt, lai tā izejas spriegums paliktu nemainīgs, mainoties slodzes pretestībai. Citiem vārdiem sakot, UMZCH izejas pretestībai jābūt mazai, salīdzinot ar slodzi, nepārsniedzot 1/10,1/1000 no slodzes moduļa pretestības (impedances) |Z n |. Šis viedoklis ir atspoguļots daudzos standartos un ieteikumos, kā arī literatūrā. Speciāli ieviests pat tāds parametrs kā slāpēšanas koeficients - K d (jeb slāpēšanas koeficients), kas vienāds ar nominālās slodzes pretestības attiecību pret pastiprinātāja R out PA izejas pretestību. Tādējādi ar nominālo slodzes pretestību 4 omi un pastiprinātāja izejas pretestību 0,05 omi K d būs vienāds ar 80. Pašreizējie standarti HiFi aprīkojumam nosaka, ka augstas kvalitātes pastiprinātāju slāpēšanas koeficientam jābūt vismaz 20 (un tas ir ieteicams ne mazāk kā 100). Lielākajai daļai komerciāli pieejamo tranzistoru pastiprinātāju Kd ir lielāks par 200.
Argumenti par labu nelielam R out PA (un attiecīgi arī augstam K d) ir labi zināmi: tie ir pastiprinātāju un skaļruņu sistēmu savstarpējas aizstājamības nodrošināšana, efektīvas un paredzamas galvenās (zemfrekvences) rezonanses slāpēšanas iegūšana. skaļrunis, kā arī pastiprinātāju raksturlielumu mērīšanas un salīdzināšanas ērtība. Tomēr, neskatoties uz iepriekš minēto apsvērumu leģitimitāti un pamatotību, secinājums par šādas attiecības nepieciešamību, pēc autora domām, principiāli nepareizi!

Lieta tāda, ka šāds secinājums izdarīts, neņemot vērā elektrodinamisko skaļruņu galviņu (SG) darbības fiziku. Lielākā daļa pastiprinātāju izstrādātāju patiesi tic, ka viss, kas no viņiem tiek prasīts, ir radīt nepieciešamo spriegumu pie noteiktas slodzes pretestības ar pēc iespējas mazākiem traucējumiem. Savukārt skaļruņu dizaineriem, šķiet, ir jāpieņem, ka viņu produkti tiks darbināti ar pastiprinātājiem ar niecīgu izejas pretestību. Šķiet, ka viss ir vienkārši un skaidri - kādi jautājumi varētu būt?

Tomēr ir jautājumi, turklāt ļoti nopietni. Galvenais ir jautājums par izmēru intermodulācijas kropļojums ko ievieš GG, kad tas darbojas no pastiprinātāja ar nenozīmīgu iekšējo pretestību (sprieguma avots vai EML avots).

"Kāds sakars ar pastiprinātāja izejas pretestību? Nemāni mani!” - teiks lasītājs. – Un viņš kļūdīsies. Tas notiek, un vistiešāk, neskatoties uz to, ka šīs atkarības fakts tiek minēts ārkārtīgi reti. Jebkurā gadījumā nav atrasti mūsdienīgi darbi, kas uzskatītu par šo ietekmi uz Visi elektroakustiskā ceļa gala līdz galam parametri - no sprieguma pie pastiprinātāja ieejas līdz skaņas vibrācijām. Apskatot šo tēmu, iepriekš nez kāpēc mēs aprobežojāmies ar GG uzvedības analīzi galvenās rezonanses tuvumā zemākās frekvencēs, savukārt ne mazāk interesantas lietas notiek ievērojami augstākās frekvencēs - pāris oktāvas virs rezonanses frekvences.

Šis raksts ir paredzēts, lai aizpildītu šo trūkumu. Jāteic, ka pieejamības paaugstināšanas nolūkos prezentācija ir ļoti vienkāršota un shematizēta, tāpēc virkne “smalku” jautājumu palika neizskatīti. Tātad, lai saprastu, kā UMZCH izejas pretestība ietekmē starpmodulācijas kropļojumus skaļruņos, mums jāatceras, kāda ir GG difuzora skaņas emisijas fizika.

Zem galvenās rezonanses frekvences, kad balss spoles GG tinumam tiek pielikts sinusoidāla signāla spriegums, tā difuzora nobīdes amplitūdu nosaka balstiekārtas (vai slēgtā kastē saspiestā gaisa) elastīgā pretestība un ir gandrīz neatkarīgi no signāla frekvences. GG darbību šajā režīmā raksturo lieli kropļojumi un ļoti zema noderīgā akustiskā signāla atdeve (ļoti zema efektivitāte).

Galvenās rezonanses frekvencē difuzora masa kopā ar svārstīgo gaisa masu un balstiekārtas elastību veido svārstību sistēmu, kas ir līdzīga atsvara svaram. Radiācijas efektivitāte šajā frekvenču diapazonā ir tuvu šim GG maksimumam.

Virs galvenās rezonanses frekvences difuzora inerces spēki kopā ar svārstīgo gaisa masu izrādās lielāki par balstiekārtas elastīgajiem spēkiem, tāpēc difuzora pārvietojums izrādās apgriezti proporcionāls kvadrātam. no frekvences. Tomēr difuzora paātrinājums teorētiski nav atkarīgs no frekvences, kas nodrošina frekvences reakcijas vienmērīgumu skaņas spiediena izteiksmē. Līdz ar to, lai nodrošinātu GG frekvences reakcijas vienmērīgumu frekvencēs virs galvenās rezonanses frekvences, ir nepieciešams pielikt difuzoram nemainīgas amplitūdas spēku no balss spoles puses, kā izriet no otrā Ņūtona likuma (F= m*a).

Spēks, kas iedarbojas uz difuzoru no balss spoles, ir proporcionāls tajā esošajai strāvai. Kad GG ir pievienots sprieguma avotam U, strāva I balss spolē katrā frekvencē tiek noteikta pēc Oma likuma I (f) = U/Z g (f), kur Z g (f) ir no frekvences atkarīga. balss spoles kompleksā pretestība. To nosaka galvenokārt trīs lielumi: balss spoles aktīvā pretestība R g (mēra ar ommetru), induktivitāte L g. Strāvu ietekmē arī aizmugures EMF, kas rodas, balss spolei pārvietojoties magnētiskajā laukā. un ir proporcionāls kustības ātrumam.

Frekvencēs, kas ir ievērojami augstākas par galveno rezonansi, aizmugurējā EMF vērtību var neņemt vērā, jo difuzoram ar balss spoli vienkārši nav laika paātrināties uz pusi no signāla frekvences perioda. Tāpēc Zg (f) atkarību no galvenās rezonanses frekvences galvenokārt nosaka Rg un Lg vērtības

Tātad ne pretestība Rg, ne induktivitāte Lg nav īpaši nemainīgas. Balss spoles pretestība ir ļoti atkarīga no temperatūras (vara TCR ir aptuveni +0,35% / o C), un maza izmēra vidējas frekvences GG balss spoles temperatūra normālas darbības laikā mainās par 30...50 o C un ļoti ātri - desmitos milisekundēs un mazāk. Attiecīgi balss spoles pretestība un līdz ar to caur to plūstošā strāva un skaņas spiediens pie nemainīga pielietotā sprieguma mainās par 10...15%, radot atbilstoša lieluma intermodulācijas kropļojumu (zemfrekvences GG, termiskais kuras inerce ir liela, balss spoles karsēšana izraisa signāla termiskās kompresijas efektu).

Induktivitātes izmaiņas ir vēl sarežģītākas. Amplitūda Un fāze Strāvu caur balss spoli frekvencēs, kas ir ievērojami augstākas par rezonanses, lielā mērā nosaka induktivitātes lielums. Un tas ir ļoti atkarīgs no balss spoles stāvokļa spraugā: ar normālu nobīdes amplitūdu frekvencēm, kas ir tikai nedaudz augstākas par galveno rezonanses frekvenci, induktivitāte dažādiem GG mainās par 15...40%. Attiecīgi pie skaļrunim pievadītās nominālās jaudas intermodulācijas kropļojums var sasniegt 10...25%.

Iepriekš minēto ilustrē skaņas spiediena oscilogrammu fotogrāfija, kas uzņemta ar vienu no labākajiem iekšzemes vidējās frekvences GG - 5GDSH-5-4. Mērīšanas iestatīšanas blokshēma ir parādīta attēlā.

Ģeneratoru pāris un divi pastiprinātāji tiek izmantoti kā divu toņu signāla avots, starp kuru izejām ir pievienots testa ģenerators, kas uzstādīts uz akustiskā ekrāna ar platību aptuveni 1 m 2. Tiek izmantoti divi atsevišķi pastiprinātāji ar lielu jaudas rezervi (400 W), lai izvairītos no starpmodulācijas kropļojumu veidošanās, kad caur pastiprināšanas ceļu iet divu toņu signāls. Galvas radītais skaņas spiediens tika uztverts ar elektrodinamisko lentes mikrofonu, kura nelineārie kropļojumi ir mazāki par -66 dB pie skaņas spiediena līmeņa 130 dB. Šāda skaļruņa skaņas spiediens šajā eksperimentā bija aptuveni 96 dB, tāpēc mikrofona kropļojumus šādos apstākļos varēja neņemt vērā.

Kā redzams oscilogrammās augšējā osciloskopa ekrānā (augšējā - bez filtrēšanas, apakšējā - pēc augstfrekvences filtrēšanas), signāla modulācija ar frekvenci 4 kHz cita ietekmē ar frekvence 300 Hz (ar jaudu uz galvas 2,5 W) pārsniedz 20%. Tas atbilst intermodulācijas kropļojumu vērtībai aptuveni 15%. Šķiet, ka nav jāatgādina, ka starpmodulācijas kropļojumu produktu pamanāmības slieksnis ir daudz zemāks par vienu procentu, dažos gadījumos sasniedzot procenta simtdaļas. Ir skaidrs, ka UMZCH kropļojumi, ja vien tie nav “mīksti” pēc būtības un nepārsniedz dažas procentu simtdaļas, ir vienkārši neatšķirami uz skaļruņa traucējumu fona, ko izraisa tā darbība no sprieguma avota. Intermodulācijas kropļošanas produkti iznīcina skaņas caurspīdīgumu un detalizāciju - jūs iegūstat “putru”, kurā atsevišķi instrumenti un balsis tiek dzirdami tikai reizēm. Šāda veida skaņa lasītājiem droši vien ir labi zināma (labs deformācijas tests ir bērnu kora fonogramma).

Eksperti var iebilst, ka ir daudzi veidi, kā samazināt balss spoles pretestības mainīgumu: spraugu aizpildīšana ar dzesēšanas magnētisko šķidrumu, vara vāciņu uzstādīšana uz magnētiskās sistēmas serdeņiem un rūpīga serdes profila un spoles tinuma blīvuma izvēle un daudz vairāk. Tomēr visas šīs metodes, pirmkārt, principā neatrisina problēmu, un, otrkārt, tās rada sarežģījumus un GG ražošanas izmaksu pieaugumu, kā rezultātā tās netiek pilnībā izmantotas pat studijas skaļruņos. Tāpēc lielākajai daļai vidējas un zemas frekvences GG nav ne vara vāciņu, ne magnētiskā šķidruma (šādos GG, strādājot ar pilnu jaudu, šķidrums bieži tiek izvadīts no spraugas).

Līdz ar to GG barošana no augstas pretestības signāla avota (limitācijā - no strāvas avota) ir noderīgs un lietderīgs veids, kā samazināt to savstarpējās modulācijas kropļojumus, īpaši, veidojot daudzjoslu aktīvās akustiskās sistēmas. Galvenās rezonanses slāpēšana šajā gadījumā ir jāveic tīri akustiski, jo vidējās frekvences GG iekšējās akustiskās kvalitātes faktors, kā likums, ievērojami pārsniedz vienotību, sasniedzot 4...8.

Interesanti, ka tieši šāds GG “strāvas” barošanas režīms notiek cauruļu UMZCH ar pentodu vai tetrodu izeju ar seklu (mazāk nekā 10 dB) OOS, it īpaši vietējā OOS klātbūtnē strāvas izteiksmē formā. pretestība katoda ķēdē.

Šāda pastiprinātāja iestatīšanas procesā tā izkropļojumi bez vispārējās atgriezeniskās saites parasti ir 2,5% robežās un ir skaidri pamanāmi ar ausi, kad tas ir savienots ar pārtraukumu vadības ceļā (salīdzināšanas metode ar “taisnu vadu”). Taču pēc pastiprinātāja pievienošanas skaļrunim tiek atklāts, ka, palielinoties atgriezeniskās saites dziļumam, vispirms uzlabojas skaņa, un pēc tam tiek zaudētas detaļas un caurspīdīgums. Īpaši tas ir pamanāms daudzjoslu pastiprinātājā, kura izejas pakāpes darbojas tieši uz attiecīgajām skaļruņu galviņām bez jebkādiem filtriem.

Šīs, no pirmā acu uzmetiena, paradoksālās parādības iemesls ir tas, ka, palielinoties sprieguma atgriezeniskās saites dziļumam, pastiprinātāja izejas pretestība strauji samazinās. Negatīvās sekas, ko rada GG barošana no UMZCH ar zemu izejas pretestību, ir apspriestas iepriekš. Triodes pastiprinātājā izejas pretestība, kā likums, ir daudz zemāka nekā pentoda vai tetroda pastiprinātājā, un linearitāte pirms OOS ieviešanas ir augstāka, tāpēc OOS ieviešana spriegumā uzlabo viena pastiprinātāja veiktspēju, bet tajā pašā laikā. laiks vēl vairāk pasliktina skaļruņa galvas veiktspēju. Tā rezultātā, ieviešot negatīvu atgriezenisko saiti par izejas spriegumu triodes pastiprinātājā, skaņa patiešām var pasliktināties, neskatoties uz paša pastiprinātāja īpašību uzlabošanos! Šis empīriski konstatētais fakts kalpo kā neizsmeļama barība spekulācijām par kaitējumu, ko rada atgriezeniskās saites izmantošana audio jaudas pastiprinātājos, kā arī spekulācijām par īpašo caurules caurspīdīgumu un skaņas dabiskumu. Tomēr no iepriekš apskatītajiem faktiem skaidri izriet, ka problēma nav paša OOS klātbūtnē (vai neesamībā), bet gan pastiprinātāja izejas pretestībā. Šeit ir "suns aprakts"!

Ir vērts pateikt dažus vārdus par UMZCH negatīvās izejas pretestības izmantošanu. Jā, pozitīva strāvas atgriezeniskā saite (POF) palīdz slāpēt GG pamata rezonanses frekvencē un samazina balss spoles izkliedēto jaudu. Tomēr amortizācijas vienkāršības un efektivitātes labad ir jāmaksā par GG induktivitātes palielināto ietekmi uz tā raksturlielumiem, pat salīdzinot ar darba režīmu no sprieguma avota. Tas ir saistīts ar faktu, ka laika konstante L g / R g tiek aizstāta ar lielāku, kas vienāda ar L g /. Attiecīgi samazinās frekvence, no kuras induktīvā pretestība sāk dominēt sistēmas “GG + UMZCH” pretestību summā. Tāpat palielinās termisko izmaiņu ietekme balss spoles aktīvajā pretestībā: balss spoles mainīgās pretestības un pastiprinātāja nemainīgās negatīvās izejas pretestības summa mainās vairāk procentos.

Protams, ja R ārā. PA absolūtā vērtība nepārsniedz 1/3...1/5 no balss spoles tinuma aktīvās pretestības, zaudējumi no PIC ieviešanas ir nelieli. Tāpēc vājstrāvas PIC var izmantot nelielai papildu slāpēšanai vai precīzai kvalitātes faktora regulēšanai zemo frekvenču joslā. Turklāt pašreizējais PIC un pašreizējā avota režīms UMZCH nav savietojami viens ar otru, kā rezultātā GG pašreizējā padeve zemo frekvenču joslā diemžēl ne vienmēr ir piemērojama.

Acīmredzot esam izdomājuši intermodulācijas kropļojumus. Tagad atliek izskatīt otro jautājumu - to virstoņu lielumu un ilgumu, kas parādās GG difuzorā, reproducējot impulsa signālus. Šis jautājums ir daudz sarežģītāks un smalkāks.

Teorētiski ir divas iespējas šo virstoņu likvidēšanai. Pirmais ir pārbīdīt visas rezonanses frekvences ārpus darbības frekvenču diapazona uz attālās ultraskaņas apgabalu (50...100 kHz). Šo metodi izmanto mazjaudas augstfrekvences GG un dažu mērīšanas mikrofonu izstrādē. Attiecībā uz GG šī ir “cietā” difuzora metode.

Tātad ir iespējama arī trešā iespēja - izmantojot GG ar salīdzinoši “stingru” difuzoru un ieviešot tā akustisko slāpēšanu. Šajā gadījumā ir iespējams zināmā mērā apvienot abu pieeju priekšrocības. Šādi visbiežāk tiek būvēti studijas monitoru skaļruņi (lielie monitori). Protams, ja slāpētā GG tiek darbināta no sprieguma avota, frekvences reakcija ir ievērojami izkropļota galvenās rezonanses kopējā kvalitātes faktora krasā krituma dēļ. Šajā gadījumā arī strāvas avots izrādās vēlams, jo tas palīdz izlīdzināt frekvences reakciju, vienlaikus novēršot termiskās saspiešanas efektu.

Apkopojot iepriekš minēto, mēs varam izdarīt šādus praktiskus secinājumus:

1. Skaļruņa galviņas darbināšana no strāvas avota (pretstatā sprieguma avotam) nodrošina būtisku pašas galvas radīto starpmodulācijas kropļojumu samazinājumu.

2. Skaļruņam ar zemu starpmodulācijas kropļojumu vispiemērotākais dizaina variants ir aktīvs daudzjoslu, ar krustojuma filtru un atsevišķiem pastiprinātājiem katrai joslai. Tomēr šis secinājums ir spēkā neatkarīgi no GG barošanas režīma.

4. Lai iegūtu pastiprinātāja augstu izejas pretestību un saglabātu zemu tā deformācijas vērtību, ir jāizmanto atgriezeniskā saite nevis spriegumā, bet strāvā.

Protams, autore saprot, ka piedāvātā kropļojumu samazināšanas metode nav panaceja. Turklāt, ja tiek izmantots gatavs daudzvirzienu skaļrunis, strāvas padeve atsevišķiem GG bez izmaiņām nav iespējama. Mēģinājums savienot vairākjoslu skaļruni kopumā ar pastiprinātāju ar augstu izejas pretestību izraisīs ne tik daudz kropļojumu samazināšanos, bet gan asu frekvences reakcijas izkropļojumu un attiecīgi tonālā līdzsvara traucējumus. . tomēr GG intermodulācijas kropļojumu samazināšana gandrīz par lielumu, un ar šādu pieejamu metodi noteikti ir pelnījis uzmanību.

S.AGEEV, Maskava

Izejas pretestību var noteikt divos veidos.

1) Atvienojiet slodzes pretestību. Īssavienojums aktīvajam ievades avotam. Pastiprinātāja izejas spailēm pievienojiet maiņspriegumu. Aprēķiniet no avota patērēto maiņstrāvu. Nosakiet pastiprinātāja izejas pretestību. Pastiprinātāja ekvivalentā shēma, kas realizē šo metodi, ir parādīta 2.11. attēlā.

Attēls 2.11 - Pastiprinātāja ekvivalenta ķēde, aprēķiniem R Out

2) Izejas pretestības noteikšana, pamatojoties uz slodzes raksturlielumu.

Pastiprinātāja izejas ķēdi var attēlot ar šādu modeli, kurā tranzistora izejas ķēde ir attēlota ar EMF avotu (2.12. att.).

Attēls 2.12 - Pastiprinātāja izejas ķēdes ekvivalentā shēma

Pastiprinātāja slodzes raksturlielums, ko nosaka slodzes sprieguma atkarība no slodzes strāvas, būs 2.13. attēlā parādītajā formā.

Attēls 2.13 - Pastiprinātāja slodzes raksturlielums

Pastiprinātāja izejas ķēdei dīkstāves režīmos ( R H=¥) un īssavienojums ( R H=0) definējiet vērtības U Hxx Un Es īssavienojumu:

No slodzes raksturlieluma izriet, ka pastiprinātāja izejas pretestība ir:

Ja tas ir , mēs varam rakstīt: .

Līdz ar to izejas pretestības noteikšanas rezultāti, kas iegūti ar pirmo un otro metodi, ir vienādi.

Tā kā ķēdes ar OE ieejas un izejas pretestības ir samērīgas, ir iespējams secīgi ieslēgt pastiprinātāju kaskādes ar OE, ja tās ir apmierinoši saskaņotas. Tā, piemēram, divpakāpju pastiprinātājam ar pastiprinājuma koeficientiem K 1 un K 2 un vienādību R Out1 = R In2, mēs iegūstam pastiprinātāja kopējo pastiprinājumu.

Secinājumi:

Sprieguma pastiprinātāja (VO) ķēdei ir aptuveni vienādas ieejas un izejas pretestības, kas ļauj saskaņot nākamā posma ieejas pretestības spriegumu ar iepriekšējās izejas pretestību, ja tie ir savienoti virknē daudzpakāpju pastiprinātājos. Ķēde ar OB nepieļauj šādu iekļaušanu, jo . Lai secīgi pārslēgtu starp tām kaskādes ar OC, ir jāiekļauj saskaņošanas kaskādes, kuras tiek veidotas saskaņā ar shēmu ar OC (sk. 2.3. nodaļu).

Sprieguma palielinājums ķēdēm ar OE un OB KU>>1 (desmitiem) un atšķiras tikai fāzu attiecībās j OE=180°, j PAR=0°.

Pašreizējie ieguvumi ķēdei ar OE ( K I>>1), un ķēdei ar OB ( K I<1). Поскольку коэффициент усиления по мощности K P=K U × K I, tad ķēdei ar OE ir visaugstākais koeficients.

Sprieguma pastiprinātāja ķēde ar OE tiek plašāk izmantota elektronikā, tomēr ķēde ar OB, neskatoties uz vairākiem šiem trūkumiem, tiek izmantota atbilstoši tās priekšrocībām. Tie ietver visaugstāko temperatūras stabilitāti un zemākus nelineāros kropļojumus (skatiet 5. sadaļu).

8 RC PASTIPRINĀTĀJU FREKVENČU RAKSTUROJUMS
SKAŅAS FREKVENCES

6.3. Aperiodiska zemfrekvences pastiprinātāja uzstādīšana un izpēte uz bipolāra tranzistora

Bipo pastiprinātājospolārajos tranzistoros tiek izmantotas trīs tranzistoru savienojuma shēmas: ar kopīgu bāzi, ar kopīgu emitētāju, ar kopīgu kolektoru. Visizplatītākā pieslēguma shēma ir ar kopējo emitētāju.

Atgādināsim, ka jutīga zemfrekvences pastiprinātāja ieejas ķēdēm jābūt izgatavotām no ekranēta stieples.

Izpētīt pastiprinātāja darbību pēc attēla shēmas 6.6 jūs varat salikt pastiprinātāju, izmantojot attēlā parādīto 6.8 shēmas plate.

Uzstādot pastiprinātāju, obligāti jāievēro elektrolītisko kondensatoru pievienošanas polaritāte. Elektroinstalācijas shēma parāda tikai viena elektrolīta kondensatora pievienošanas polaritāti. Pārējo divu kondensatoru pieslēgšanas polaritāti nosaka pastiprinātāja shēma. Tā kā ģeneratora izeja ir sinusoīdsJa svārstībām, kas tiks izmantotas, lai pārbaudītu ražoto pastiprinātāju, nav konstanta sprieguma komponentes, tad kondensatoru polaritātei, izmantojot n-p-n tipa tranzistorus, jābūt tādai, kā parādīts 6.6. attēlā, bet p-n-p tipa tranzistoram - 6.7. .

Tā kā elektrolītiskajiem kondensatoriem ir induktīvā pretestība, mazas ietilpības keramiskie kondensatori tiek novietoti paralēli elektrolītiskajiem kondensatoriem augstas kvalitātes zemfrekvences pastiprinātājos.

Jutības un nominālās jaudas mērīšana

zemfrekvences pastiprinātāja jauda

Nepieciešamā harmoniskā kropļojuma vērtība pastiprinātāja izejā ir iepriekš iestatīta. Pastiprinātāja skaļuma regulators ir iestatīts uz maksimālo skaļuma pozīciju, bet toņu regulators uz vidējo pozīciju. Visi mērinstrumenti ir savienoti ar tīklu ierīces un piegādā strāvu pastiprinātājam. No skaņas ģeneratora, izmantojot sprieguma dalītāju uz rezistoriem R 1, R 2, pastiprinātāja ieejai tiek piegādāts sinusoidālais spriegums ar frekvenci 1000 Hz. Pakāpeniski palieliniet sinusoidālo spriegumu pastiprinātāja ieejā un vienlaikus izmēriet signāla harmoniskos kropļojumus pastiprinātāja izejā. Tiklīdz harmoniskie kropļojumi sasniedz norādīto vērtību, izmēriet spriegumu pastiprinātāja izejā U N.OUT un nosakiet spriegumu pastiprinātāja U N.IN ieejā. Ja nav jutīga elektroniskā voltmetra, tad spriegumu pie pastiprinātāja ieejas nosaka pēc sprieguma mērīšanas ar elektronisko voltmetru 1 U 1 pie sprieguma dalītāja ieejas (uz rezistoriem R 1 un R 2 - att. 6.9 ).

(6.1)

Ja pastiprinātāja jutība ir zema, varat iztikt bez sprieguma dalītāja, jo traucējošie spriegumi, kas rodas, pievienojot testa vadus pastiprinātāja ieejas ķēdei, mērījumu rezultātus būtiski neietekmēs.

Ieejas spriegums U n.in raksturo pastiprinātāja jutību pie noteiktā harmoniskā kropļojuma pie pastiprinātāja izejas. Nominālo izejas jaudu pie slodzes Rn nosaka pēc formulas:

(6.2)

Harmonisko kropļojumu koeficientu 5-8% var aptuveni noteikt, izmantojot osciloskopu. Ar šādu harmonisku kropļojumu osciloskopa ekrānā ir pamanāmi sinusoidālā viļņa kropļojumi. Sinusoidālo viļņu kropļojumu ir vieglāk noteikt, ja izmantojat divu staru osciloskopu un salīdzina signālu pastiprinātāja izejā ar signālu ieejā.

Tādējādi ir iespējams izmērīt jutīgumu un noteikt nominālo izejas jaudu zemfrekvences pastiprinātājam ar signāla harmonisko kropļojumu pie pastiprinātāja izejas 5-8% bez harmonisko kropļojumu mērītāja. Pastiprinātāja maksimālā izejas jauda tiek noteikta pie harmoniskiem traucējumiem 10%.

Pastiprinātāja ieejas pretestības mērīšana

Zemfrekvences pastiprinātāja ieejas pretestība parasti tiek mērīta ar frekvenci 1000 Hz. Ja pastiprinātāja ieejas pretestība Rin ir ievērojami mazāka par izmantotā voltmetra iekšējo pretestību, tad pastiprinātāja ieejas pretestības noteikšanai ar tā ieeju virknē tiek pieslēgts rezistors, kura pretestība ir aptuveni vienāda ar pastiprinātāja ieejas pretestību. Ir pievienoti divi elektroniskie voltmetri, kā parādīts attēlā 6.10 , kur Rin ir pastiprinātāja ieejas pretestība. Pastiprinātāja ieejas pretestības noteikšana ir saistīta ar šādas problēmas atrisināšanu: ir zināmi spriegumi U 1 un U 2, kas parādīti ar voltmetriem V 1 un V 2, rezistora R pretestība; ir nepieciešams noteikt Rin. Tā kā voltmetra V 2 iekšējā pretestība ir ievērojami lielāka par pastiprinātāja ieejas pretestību, tad:

(6.3)

Ja pastiprinātāja ieejas pretestība izrādās samērīga ar voltmetra iekšējo pretestību, tad Rin šādā veidā noteikt nav iespējams.

Šajā gadījumā, lai noteiktu pastiprinātāja ieejas pretestību, ierīces tiek montētas saskaņā ar diagrammu 6.9 , bet tikai bez harmonisko kropļojumu mērītāja. Pastiprinātāja ieejai tiek piegādāts sinusoidālais spriegums ar frekvenci 1000 Hz, kas nepārsniedz nominālo ieejas spriegumu. Tiek mērīts pastiprinātāja ieejas Uin1 un izejas Uout1 spriegums un noteikts sprieguma pieaugums K = Uout1 /Uin1. Pēc tam rezistors R tiek savienots virknē ar pastiprinātāja ieeju un, nemainot spriegumu skaņas ģeneratora izejā, tiek mērīts spriegums pastiprinātāja izejā U out2. Spriegums pie pastiprinātāja izejas ir samazinājies, kopš rezistors R ir savienots virknēar pastiprinātāja ieeju daļa sprieguma no ģeneratora izejas krītas pāri rezistoram R, bet daļa - pie ieejas pretestības Rin. Pamatojoties uz seriālā savienojuma likumiem, mēs varam rakstīt:

U in1 = U R + U R ievade (6.4)

(6.5)

Izteiksim U Rin un U in1 kā spriegumu pie pastiprinātāja izejas

(6.6) (6.7)

Aizstājot (6.6) un (6.7) ar (6.5), mēs iegūstam:

(6.8)

No (6.8) iegūstam pastiprinātāja ieejas pretestības izteiksmi:

(6.9)

Lai palielinātu Rin noteikšanas precizitāti, ir nepieciešams, lai rezistora R pretestība būtu tādā pašā secībā kā pastiprinātāja Rin ieejas pretestība.

Pastiprinātāja izejas pretestības mērīšana

Pastiprinātāja izejas pretestība tiek noteikta pēc Oma likuma visai ķēdei

(6.10)

kur R n ir slodzes pretestība, R in ir avota iekšējā (izejas) pretestība. Ņemot vērā, ka spriegums avota spailēs U = I× R n no (6.10) iegūstam

U= e - es× R vn (6.11)

Izslēgsim Rn, tad strāva I būs ļoti maza, tāpēc spriegums avota U spailēs būs vienāds ar elektromotora spēku e. Savienosim R n. Tad sprieguma kritums avota iekšpusē (e- U Rн) attieksies uz sprieguma kritumu pāri slodzei U Rн, jo avota iekšējā pretestība ir saistīta ar slodzes pretestību

(6.12) (6.13)

Lai precīzāk noteiktu pastiprinātāja iekšējo (izejas) pretestību, ir jāņem pretestība R tādā pašā secībā kā iekšējā.

Pastiprinātāja izejas pretestība parasti tiek mērīta ar frekvenci 1000 Hz. No skaņas ģeneratora uz pastiprinātāja ieeju tiek piegādāts sinusoidālais spriegums 1000 Hz, lailai, atvienojot slodzi, signāla harmonikas koeficients pie pastiprinātāja izejas nepārsniedza norādītovērtības pastiprinātājs.

Lai noteiktu izejas pretestību Rout, divreiz izmēriet pastiprinātāja izejas spriegumu. Kad slodze ir atvienota, izejas spriegums būs vienāds ar EMF, un, kad slodze ir pievienota - U Rн.

Pastiprinātāja izejas pretestība tiek noteikta pēc formulas

(6.14)

Amplitūdas raksturlīknes uzbūve

Svarīgu informāciju par pastiprinātāja kvalitāti var iegūt no amplitūdas raksturlielumiem. Lai izmērītu amplitūdas raksturlielumus, instrumenti tiek montēti saskaņā ar diagrammu attēlā. 6.9 , izņemot harmonikas mērītāju. No skaņas ģeneratora pastiprinātāja ieejai tiek pielikts sinusoidālais spriegums ar frekvenci 1000 Hz tā, ka kļūst pamanāma atšķirība starp signālu pastiprinātāja izejā un sinusoidālo. Iegūto ieejas sprieguma vērtību palielina aptuveni 1,5 reizes un ar elektronisko voltmetru mēra pastiprinātāja izejas spriegumu. Iegūtās pastiprinātāja ieejas un izejas sprieguma vērtības dos vienu no pastiprinātāja amplitūdas raksturlielumu punktiem (ekstrēmajiem). Pēc tam, samazinot ieejas spriegumu, tiek noņemta izejas sprieguma atkarība no ieejas sprieguma. No pastiprinātāja amplitūdas raksturlielumiem ir viegli noteikt sprieguma pieaugumu K = U out / U in. Lai noteiktu pastiprinājumu, pastiprinātāja ieejas un izejas spriegumi jāizvēlas amplitūdas raksturlieluma lineārajā daļā. Šajā gadījumā pastiprinātāja pastiprinājums nebūs atkarīgs no ieejas sprieguma.

Pastiprinātāja trokšņa līmeņa mērīšana

D Lai noteiktu pastiprinātāja paštrokšņa līmeni, izmēra pastiprinātāja izejas spriegumu, pieslēdzot pastiprinātāja ieejai rezistoru, kura pretestība ir vienāda ar pastiprinātāja ieejas pretestību. Paša pastiprinātāja trokšņu līmeni izsaka decibelos – formula (5.6). Lai samazinātu ārējo elektromagnētisko lauku radīto traucējumu ietekmi, pastiprinātāja ieejas ķēdes ir rūpīgi ekranētas.

Pastiprinātāja efektivitātes noteikšana

Pastiprinātāja efektivitāti nosaka, ieejā pieliekot sinusoidālu spriegumu ar frekvenci 1000 Hz, kas atbilst nominālajai izejas jaudai. Noteikt nominālo izejas jaudu, izmantojot formulu (6.2.)

Pastiprinātāja patērēto jaudu no avotiem (avota) nosaka pēc formulas P 0 =I× U , kur I ir no avota patērētā strāva, U ir spriegums pastiprinātāja spailēs, kas paredzētas strāvas avota pievienošanai (ampērmetra un voltmetra pieslēguma shēma ir izvēlēta, ņemot vērā minimālo kļūdu, nosakot pastiprinātāja patērēto jaudu atkarībā no pieejamā ampērmetra un voltmetra).

Pastiprināto frekvenču diapazona noteikšana

Lai noteiktu pastiprināto frekvenču diapazonu un frekvences kropļojumu koeficientu, tiek izveidots frekvences (amplitūdas-frekvences) raksturlielums.

No pastiprinātāja amplitūdas-frekvences raksturlieluma definīcijas izriet, ka, lai to izveidotu, pastiprinātāja ieejai var pielietot jebkuru spriegumu, kas atbilst amplitūdas raksturlieluma lineārajai daļai. Tomēr, ja ieejas spriegums ir pārāk zems, var rasties kļūdas trokšņa un maiņstrāvas dūkoņa dēļ. Pie augsta ieejas sprieguma var parādīties pastiprinātāja elementu nelinearitāte. Tāpēc amplitūdas-frekvences reakciju parasti ņem pie ieejas sprieguma, kas atbilst izejas jaudai, kas vienāda ar 0,1 no nominālās jaudas.

Ierīces amplitūdas-frekvences raksturlielumu mērīšanai tiek montētas saskaņā ar diagrammu attēlā. 6.9 , un harmonikas mērītājs un osciloskops nav jāsavieno.

Pastiprināto frekvenču diapazons tiek noteikts pēc amplitūdas-frekvences raksturlīknes, ņemot vērā pieļaujamos frekvenču traucējumus. Pastiprinātāja amplitūdas-frekvences reakcija ir sprieguma pieauguma atkarība no frekvences. No att. 5.5 jūs varat redzēt, kā noteikt pastiprinātāja pastiprināto frekvenču diapazonu (joslas platumu), samazinot pastiprinājumu pie robežfrekvencēm līdz 0,7 no maksimālās, kas atbilst frekvences kropļojuma koeficientam 3 dB.