Комбінований зворотний зв'язок в УМЗЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

 Коментарі до статті

Експериментуючи з комбінацією різних видів загального зворотного зв'язку в УМЗЧ, автор статті досяг позитивного ефекту поєднання малого вихідного опору на низьких частотах і великого – на середніх та високих. Подібний варіант частотно-залежного вихідного опору слід рекомендувати, в першу чергу, для підсилювачів, що працюють з динамічними широкосмуговими головками, наприклад, в телевізорах і простий звуковоспроизводящей апаратурі. Доробка підсилювача нескладна, а покращення звучання помітно не тільки досвідченому аудіофілу.

Як показано в [1, 2], для різкого зменшення інтермодуляційних спотворень динамічного гучномовця, особливо помітних на середніх та високих частотах, вихідний опір УМЗЧ має бути набагато більшим за опір звукової головки. З іншого боку, робота АС з таким підсилювачем нерідко призводить до погіршення якості звучання на низьких частотах через нерівномірність АЧХ резонансу.

Існуюче протиріччя вимог до УМЗЧ для всієї смуги частот можна подолати, застосувавши в підсилювачі комбінований зворотний зв'язок.

Відомо, що підвищення вихідного опору в УМЗЧ використовують ООС по струму навантаження (ООСТ). Як показано в [3], власні коливання дифузора головки ефективно пригнічуються УМЗЧ, в якому одночасно діє два ланцюги зворотного зв'язку: негативна за напругою (ООСН) на навантаженні та позитивна потоку навантаження (ПОСТ). Ця комбінація двох видів зворотного зв'язку в УМЗЧ може створювати негативний вихідний опір. Такий режим використовується, як правило, на частотах нижче 200 Гц, що, з одного боку, забезпечує ефективне демпфування коливань дифузора поблизу частоти механічного резонансу більшості динамічних головок НЧ та СЧ, а з іншого - не виникає проблем із стійкістю УМЗЧ, охопленого таким зворотним зв'язком .

Виходячи з цього і було розроблено схему пристрою, що реалізує ідею частотно-залежного вихідного опору УМЗЧ. Так, для покращення якості звучання динамічного гучномовця на частотах в області основного резонансу (зазвичай нижче 200 Гц) підсилювач повинен мати деякий негативний вихідний опір, а на частотах вище 200 Гц вихідний опір має підвищуватись до одиниць - десятків кілоом. Необхідне значення параметра на НЧ вибирають залежно від опору звукової котушки динамічної головки та її акустичного оформлення, виходячи з міркувань та рекомендацій [3, 4], або орієнтуючись на слух.

Структурну схему пристрою зображено на рис. 1. Підсилювач А1 - УМЗЧ без власного ланцюга зворотного зв'язку; А2 – диференціальний підсилювач на ОУ; ФНЧ та ФВЧ - фільтри відповідно низької та високої частот з однаковою частотою зрізу (у нашому випадку f = 200 Гц); R3 – резистор датчика струму (R3R_H/10); R4 – резистор, що регулює глибину ООСН.

Рис. 1. Структурна схема УМЗЛ

Працює пристрій в такий спосіб. Частина УМЗЧ, що складається з підсилювача А2, ФНЧ, резисторів R3 і R4, є для підсилювача А1 комбінацією двох видів зворотного зв'язку (ООСН і ПОСТ), що реалізує від'ємний вихідний опір УМЗЧ на низьких частотах (нижче 200 Гц). Принцип роботи УМЗЧ з ООСН і ПОСТ докладно викладено в [3]. Частина пристрою, що містить R2, R3 і ФВЧ, утворює в УМЗЧ А1 паралельну ООС по струму (ООСТ) навантаження на частотах вище 200 Гц, що створює високий вихідний опір УМЗЧ на цих частотах (режим джерела струму для навантаження).

Для перевірки викладеної ідеї було виготовлено макет УМЗЧ, принципову схему якого наведено на рис. 2.

Рис. 2. Принципова схема макета УМЗЛ

Як УМЗЧ А1 для макета була використана стара (з радіоаматорських "засіків") мікросхема TESLA MDA2020 - аналог TDA2020 та вітчизняної К174УН11, а також саморобний гучномовець з однією головкою ЗГД-38Е (нове позначення - 5ГДШ-1- що застосовувалася у телевізорах. ФНЧ зібраний на елементах R4 та С4; ФВЧ – на елементах R3, С2; датчик струму – R4; дільник ланцюга ООСН – резистори R4, R8. Підстроєний резистор R10, включений паралельно датчику струму, служить для встановлення оптимального негативного вихідного опору УМЗЧ. Наявність у схемі резистора R11 є обов'язковою для встановлення режиму УМЗЧ по постійному струму.

Налагодження пристрою здійснюється у такому порядку.

Замість гучномовця підключають його резистивний еквівалент (R_н=4 Ом). Двигуни підстроєних резисторів R7 і R10 (див. рис. 2) встановлюють у нижнє за схемою положення.

Включивши живлення, подають на вхід УМЗЧ синусоїдальний сигнал частотою 50 Гц такого рівня, щоб на вході амплітуда DA1 напруги склала 1 В (контроль за осцилографом). Регулюванням резистора R7 домагаються збільшення напруги на виході DA1 у p разів, де p - коефіцієнт збільшення, що визначається з наступних співвідношень:

p=1/(1-R_вих/R_н) або R_вих= -R_н(1-1/p).

У зібраному автором макеті значення P=2, при цьому вихідний опір УМЗЧ DA1 на частоті резонансу головки (близько 70 Гц) стало негативним -2 Ом, забезпечивши оптимальне (на слух) демпфування головки ЗГД-38 у використаному акустичному оформленні.

Далі підстроювальним резистором R10 домагаються колишньої величини (1) сигналу 50 Гц на виході УМЗЧ DA1.

Замість резистивного еквівалента підключають до УМЗЧ гучномовець. На цьому налаштування закінчується.

Випробування макета показали його безперечну перевагу (помітну не тільки друзям-аудіофілам) над тим же УМЗЧ зі звичайною ООСН за "прозорістю", розбірливістю та збагаченням середніх і високих частот. При відтворенні низьких частот характерних призвуків недемпфованого дифузора не спостерігалося.

У макеті порівняння звучання легко реалізувати режим " чистої " ООСТ у всій смузі звукових частот. Для цього треба просто (при відключеному живленні, звичайно) перемкнути конденсатори С2 та С4 (див. рис. 2) перемичками. При цьому електричне демпфування динаміка виключається, що стає відразу помітно на слух.

Для тих, хто бажає повторити або модифікувати схему УМЗЧ, будуть корисні наступні зауваження:

Якщо замість DA1 використовувати УМЗЧ на дискретних елементах, він повинен бути попередньо налаштований поза структурою, що розглядається, зі своїм ланцюгом ООСН за звичайною методикою (установка струму спокою, "нуля" на виході, підбір ланцюга корекції). Далі його ланцюг ООСН виключають і УМЗЧ використовують у структурі, показаній на рис. 2, можливо, зі своїм джерелом живлення.

Якщо вихідний УМЗЧ не має високого вхідного опору по диференціальному входу, можна зменшити опір резисторів R2, R3 і R4, пропорційно збільшивши ємність C2, C4 для збереження частоти зрізу близько 200 Гц). Однак опір R3 не повинен бути меншим за 2 кОм.

При всіх змінах номіналів у схемі необхідно, щоб виконувались такі співвідношення:

1+R10/R11=R_н/ R8;
R4 = R2;
R_н/ R8> 10;
τ=R3C2=R4C4;
f_ФВЧ=f_ФНЧ=1/(2πτ)=200 Гц.

Тут під R_н розуміється паспортне значення опору головки частоті f=1000Гц.

Розглянута структура підсилювача принципово працює або з одиночним динамічним гучномовцем, або з груповим випромінювачем, зібраним з однотипних широкосмугових головок, включених згідно паралельно або згідно послідовно або комбінації, для отримання необхідного опору і потужності.

У гучномовцях, що мають у своєму складі пасивні розділові фільтри, з таким УМЗЧ, можливо виникнуть спотворення АЧХ по звуковому тиску, так як для більшості фільтрів необхідний низький вихідний опір джерела сигналу у всьому діапазоні звукових частот [1].

УМЗЧ із частотно-залежним вихідним опором, на мій погляд, застосуємо, в першу чергу, в радіоапаратурі з одиночною головкою, вбудованою в корпус, або окремого гучномовця з широкосмуговою головкою. Такий підсилювач працюватиме також ефективно і в смузі СЧ трисмугових гучномовців (з роздільним фільтром на вході та підсилювачами для кожної смуги), де він успішно "побореться" з паразитними призвуками, що виникають незважаючи на акустичне демпфування та високий порядок активних фільтрів розділення. При цьому збережуться "прозорість" та "повітря" звучання. Властивості підсилювачу з ООСТ.

Цей УМЗЧ можна рекомендувати для саморобок аудіофілів-початківців, які бажають відчути "старий ламповий" звук, але не бажають возитися з намотуванням вихідних трансформаторів (та й старі книги про розрахунки лампових підсилювачів знайти складно). Але це, звичайно, за умови, що як DA1 використаний "гідний" УМ3Ч з вихідно низьким рівнем спотворень, але не обов'язково з великою вихідною потужністю - цілком достатньо 3-15 Вт (при напрузі живлення ±15...17,6) . Джерело живлення для таких підсилювачів може бути загальним.

література

1. Агєєв С. Чи повинен УМЗЧ мати малий вихідний опір? - Радіо, 1997 № 4, c. 14-16.
2. Алейноо Д. Сирицо А. Поліпшення звуковідтворення в системі УМЗЧ - гучномовець. – Радіо, 2000, № 7, с. 16-18.
3. Салтиков О. ЕМОС чи негативний вихідний опір? – Радіо, 1981, № 1, с. 40-44.
4. Салтиков О., Сиріцо А. Звукововідтворювальний комплекс. Гучномовець. – Радіо, 1979, № 7, с. 28-31.

коментар фахівця

Основна перевага УМЗЧ, запропонованого автором, полягає у простоті додаткових ланцюгів зворотного зв'язку для "традиційних" УМЗЧ.

При реалізації запропонованої ідеї слід зважати на деякі її особливості.

По-перше, покращення звуковідтворення УМЗЧ, що працює на електродинамічний гучномовець (ЕДГ) за рахунок використання негативного вихідного опору, досягається на низьких частотах тільки для певних співвідношень параметрів звукової головки з її акустичним оформленням. По-друге, можливості поліпшення звуковідтворення в комплексі УМЗЧ - ЕДГ на середніх та високих частотах обмежені застосованим способом досягнення високого вихідного опору УМЗЧ - за рахунок ООСТ у "традиційному" УМЗЧ з малим вихідним опором.

При такому рішенні дійсно відбувається зменшення інтермодуляційних спотворень, що викликаються зміною імпедансу ЕДГ при нагріванні звукової котушки і нелінійністю для великої амплітуди її коливань в магнітній системі, а також зниження спотворень ЕДГ при електроакустичному перетворенні. Проте зменшення спотворень через відгук ЕДГ відбувається найефективніше лише за використанні УМЗЧ з вихідно великим (без OОC) вихідним опором.

У запропонованому УМЗЧ додаткові спотворення АЧХ можуть бути наслідком неточного узгодження АЧХ у фільтрах ФНЧ(RЗ, С2) та ФВЧ(С4, R4).

Розглянута у статті структура застосовна для УМЗЧ, що працює на ЕДГ з однією або декількома широкосмуговими головками (без роздільних фільтрів). У багатосмугових активних ЕДГ такий УМЗЧ не потрібен, тому що при цьому відсутні суперечності у величині вихідного опору УМЗЧ.

Автор: Л. Сирицо, м. Москва; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Підсилювачі потужності транзисторні.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Зуби для харчування м'ясом 03.01.2004 Вивчивши будову зубів у скам'янілих черепах предків людини, американський антрополог Пітер Унгар дійшов висновку, що регулярно харчуватися м'ясом людина почала 2.5 мільйона років тому. Унгар застосував до вивчення рельєфу робочої поверхні зубів самі методи, якими користуються топографи щодо рельєфу місцевості. У своїй доповіді на конференції "Еволюція раціону людини" Унгар повідомив, що австралопітек афарський, який жив в Африці близько трьох мільйонів років тому, судячи за формою його зубів, ще харчувався дикими фруктами, горіхами, корінням та бульбами. А людина вміла, яка з'явилася приблизно 2,5 мільйона років тому, вже мала зуби, придатні для розривання сирого м'яса. Одночасно зріс об'єм черепної коробки: певне, постійне харчування м'ясом призвело до збільшення розмірів мозку.

Інші цікаві новини:

▪ Фотосинтез для виробництва енергії

▪ Компактна система Shuttle DS57U на базі Broadwell

▪ Ручка, що пише світлодіодами

▪ Радіоізотопний метод вводив вчених в оману

▪ Діти люблять мстити

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Мобільний зв'язок. Добірка статей

▪ стаття Горгій. Знамениті афоризми

▪ стаття Як функціонують наші нирки? Детальна відповідь

▪ стаття Контролер ВТК. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Акварельні фарби. Прості рецепти та поради

▪ стаття Підвищення частоти кварців. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024