Особливості УМЗЧ із високим вихідним опором. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Особливості УМЗЧ із високим вихідним опором. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

Коментарі до статті

За багатьма експлуатаційними параметрами перевага УМЗЧ на інтегральних мікросхемах над УМЗЧ на лампах нині поза сумнівом. Однак не завжди їхня перевага підтверджується експертними оцінками якості звучання. Не випадково наші читачі виявляють підвищений інтерес до заходів, що зменшують інтермодуляційні спотворення транзисторних підсилювачів. У запропонованій статті розглянуто структури підсилювачів з високим вихідним опором, що знижують ці спотворення. Рекомендуємо також ознайомитись із змістом двох перших статей, зазначених у літературі.

Аналіз статей, опублікованих у [1] і [2], показує повний збіг зроблених у них висновків про можливість поліпшення якості звуковідтворення при збудженні електродинамічного гучномовця (ЕДГ) від УМЗЧ з високим вихідним опором (Rвих) за рахунок зменшення інтермодуляційних спотворень (ІІ). Проте джерела виникнення ІІ, описані у згаданих статтях, є принципово різними. Якщо в першій з них основною причиною спотворень передбачаються зміни імпедансу ЕДГ, то в другій стверджується, що джерелом ІІ є і УМЗЧ, де виникає інтермодуляція сигналу, що посилюється, і відгуку від ЕДГ, що надходить по ланцюгу загальної ООС з виходу підсилювача.

Розглянемо можливі принципи побудови УМЗЧ з високим вихідним опором відповідно до рекомендацій у [1] та [2].

Найбільш проста модифікація підсилювача для зниження чутливості системи УМЗЧ - гучномовець до зміни імпедансу, як зазначено в [1], можлива шляхом заміни в УМЗЧ загальної ООС за напругою ООС струму. Так як при цьому необхідне значення Rвих досягається за рахунок глибокої ООС струму, то вихідний опір УМЗЧ без ООС може бути досить мало. Це створює широкі можливості для доопрацювання найпоширеніших УМЗЧ як в інтегральному виконанні, так і на біполярних або польових транзисторах з емітерним (джереловим) повторювачем у вихідному каскаді.

Спрощений варіант структури ланцюга загальної ООС наведено на рис. 1, де датчиком ООС струму служить резистор Rоcз. включений послідовно з ЕДГ У цій схемі збільшення імпедансу ЕДГ з підвищенням частоти призводить до зменшення глибини ООС та відповідного підйому АЧХ з крутістю, що не перевищує 6 дБ на октаву. При цьому необхідна корекція АЧХ досягається застосуванням найпростішого ланцюга Rк1Cк1, показаного на рис. 1 пунктир.

Особливості УМЗЧ із високим вихідним опором

До особливостей УМЗЧ з високим вихідним опором відноситься необхідність збільшення напруги живлення на 20 ... 30% для забезпечення підвищеної вихідної напруги через зміни імпедансу ЕДГ [1].

Оцінимо застосування УМЗЧ зі структурою за схемою на рис. 1 для зниження ІІ, розглянутих у [2], де основною вимогою є виключення умов впливу відгуку від ЕДГ на посилення інших сигналів у петлі ООС. Як випливає з властивостей вихідного каскаду А1 (див. рис. 1), ця вимога не виконується через проникнення відгуку ЕДГ (як ЕРС) в ланцюг ООС через мале вихідний опір вихідного підсилювача.

Аналіз різних схемотехнічних рішень УМЗЧ показує, що задоволення викладених у [2] вимог до УМЗЧ з низькими інтермодуляційними спотвореннями можливе лише при застосуванні вихідного каскаду УМЗЧ із високим значенням власного вихідного опору (без загальної ООС). Це зазвичай досягається УМЗЧ з вихідним каскадом на транзисторах, включених за схемою із загальною базою (ПРО) або загальним емітером (ОЕ). Те саме стосується і каскадів на польових транзисторах - відповідно для схем із загальним затвором (ОЗ) та загальним витоком (ОІ).

Відомо, що схема включення транзисторів з ПРО забезпечує найбільш високе значення Rвих каскаду. При цьому, однак, мала величина його вхідного опору та відсутність посилення струму істотно обмежують можливості її застосування. Приклад такої структури вихідного каскаду запропоновано [3]. На рис. 2 показаний фрагмент вихідного каскаду підсилювача. Тут потужні транзистори VT1, VT2 посилюють сигнал лише з напрузі. Транзистори VT4, VT5 разом з емітерними резисторами каскаду стабілізують струм спокою в температурному діапазоні, а транзистори VT3, VT6 обмежують максимальний струм бази вихідних транзисторів. Істотним недоліком цього варіанта є двоканальне джерело напруги живлення, не з'єднане із загальним проводом.

Особливості УМЗЧ із високим вихідним опором

Використання у вихідному каскаді транзисторів, включених за схемою з ОЕ (ОІ), має більшого поширення внаслідок досить великих значень вхідного опору каскаду та посилення струму і напруги. При необхідності збільшення Rвих каскаду можливе застосування додаткової місцевої послідовної ООС по струму шляхом включення резисторів в емітерні (джерельні) ланцюги, як, наприклад, [4] і [5].

Використання вихідного УМЗЧ з високим Rвих не виключає можливості одночасного застосування та загальної ООС по струму при відповідному збільшенні Rвих та підвищенні точності перетворення вхідної напруги у вихідний струм.

В цьому випадку спрощений варіант схеми УМЗЧ, що відповідає викладеним у [2] умовам, збігається зі схемою УМЗЧ на рис. 1. Таким чином, принципова відмінність у параметрах УМЗЧ для версій по [1] і [2] полягає тільки у величині Rвихідного підсилювача і необхідності збільшення напруги живлення на 20 ... 30%. Це необхідно для виключення спотворень відгуку ЕДГ. Якщо виникає нестача напруги живлення, відбувається погіршення якості звуковідтворення.

При практичній реалізації УМЗЧ для вирішення завдань, викладених у [2], слід враховувати деякі з його особливостей. Наприклад, краща стійкість у роботі досягається в УМЗЧ з входом, що інвертує, при мінімальному числі каскадів посилення з місцевої ООС. При можливості слід виключати застосування інтегральних ОУ або використання їх для посилення напруги не більше 20 дБ.

Не потрібно прагнути отримання тисячних часток відсотка нелінійних спотворень, досить обмежитися їх значенням близько 0,1...0,2%. Основні зусилля необхідно направити на скорочення спектру та частотної залежності гармонійних спотворень, їх монотонне зниження при зменшенні рівня вихідного сигналу.

Глибину загальної ООС струму доцільно обмежити значенням 20...30 дБ, оскільки досить високі параметри УМЗЧ зазвичай досягаються при коефіцієнті перетворення вхідної напруги у вихідний струм не більше 1... 1,5 А/В для вихідної потужності 25... 40 Вт при імпедансі ЕДГ, що дорівнює 8 Ом.

Для зменшення втрат потужністю опір резистора ROC3 рекомендується вибирати відносно малим. При цьому може виникнути необхідність включення додаткового підсилювача в загальний ланцюг ООС з відповідним посиленням. Тоді корекцію АЧХ у сфері високих частот краще проводити ланцюга його місцевої ООС.

З метою зменшення спотворень при відтворенні атаки звукового сигналу слід вибирати параметри елементів корекції Rk2, Ск2 виходячи з необхідного запасу стійкості, а корекцію АЧХ в активних гучномовцях проводити іншими засобами.

Вибір схеми УМЗЧ провадиться за результатами порівняння досягнутих якісних характеристик, об'єктивні вимірювання яких виконують стандартними методами. При цьому вимірювання вихідного струму можуть бути замінені вимірюваннями напруги, пропорційної вихідному струму, наприклад, на резисторі ROC3. Білі необхідно прогнозування результатів суб'єктивної оцінки якості (СІК) звуковідтворення, вимірювання нелінійних спотворень УМЗЧ слід проводити на шумовому сигналі [6], використовуючи як навантаження реальний ЕДГ.

Оцінку зміни якості звуковідтворення зручніше робити, користуючись оперативним перемикачем режимів роботи УМЗЧ - з високим чи низьким значенням Rвих. При цьому перемиканні ООС струму заміщається зворотним зв'язком по напрузі, а елементи корекції АЧХ відключаються.

література

Агєєв С. Чи повинен УМЗЧ мати малий вихідний опір? – Радіо, 1997, № 4, с. 14 – 16.
Алейнов А., Сиріцо А. Поліпшення звуковідтворення в системі УМЗЧ - гучномовець. – Радіо, 2000, № 7, с. 16 – 18.
Mills PGL, Hawksford М. О. Trans-conductance Power Amlifier System для Current-Driven Loudspeakers. - JAES, vol. 37, 1989 № 10, p. 809 – 822.
Жбанов В. Високолінійний термстабільний підсилювач НЧ. – Радіо, 1983, № 10, с. 44 – 46.
Петров А. Два підсилювачі потужності ЗЧ. – Радіо, 2000, № 10, с. 14 – 16.
Сирицо А. Вимір нелінійних спотворень на шумовому сигналі. – Радіо, 1999, № 4, с. 29, 30.

Автор: А.Сириця

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

Ігровий 4К-монітор ASUS ROG Swift PG32UQR 07.07.2022

В асортименті ASUS з'явився ROG Swift PG32UQR для ігрових комп'ютерів. Новинка виконана на матриці IPS з діагоналлю 32 дюйми та роздільною здатністю 3840 х 2160 пікселів, що відповідає формату 4К.

Панель має частоту оновлення 144 Гц (підвищується до 155 Гц) та часом відгуку MPRT в 1 мс. Йдеться про наявність сертифіката DisplayHDR 600: пікова яскравість досягає 600 кд/м2. Контрастність дорівнює 1000:1, динамічна контрастність – 100 000 000:1. Кути огляду по горизонталі та вертикалі – до 178 градусів.

Заявлено підтримку HDR10. Охоплення колірних просторів sRGB, Adobe RGB та DCI-P3 становить відповідно 160%, 99,5% та 98%. Кількість кольорів, що відтворюються, - 1,07 млрд.

Згадана система ELMB-Sync (Extreme Low Motion Blur Sync), яка поєднує в собі технологію зменшення розмитості картинки в русі (Extreme Low Motion Blur, ELMB) та адаптивну синхронізацію (Adaptive-sync). Йдеться також про сумісність із NVIDIA G-Sync.

Є набір фірмових засобів ASUS GamePlus: він включає перехрестя прицілу, таймер, секундомір, лічильник кадрів та інструмент вирівнювання картинки у багатодисплейних конфігураціях. Тильну частину корпусу прикрашає підсвічування ASUS Aura Sync.

Монітор має стереофонічні динаміки потужністю 5 Вт кожен, інтерфейс DisplayPort 1.4, два роз'єми HDMI 2.1, концентратор USB 3.2 Gen 1 Type-A і стандартний аудіогноз.

Інші цікаві новини:

▪ Точність GPS-навігації підвищена

▪ LMP8100 - підсилювач з програмованим коефіцієнтом посилення

▪ Відеокарта GeForce GTX 960

▪ TWS-навушники Jabra Elite 4 Active

▪ Розумний матрац Xiaomi

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Любителям подорожувати - поради туристу. Добірка статей

▪ стаття Чи легко бути молодим? Крилатий вислів

▪ стаття Як визначається день святкування Великодня? Детальна відповідь

▪ стаття Кур'єрський вузол. Поради туристу

▪ стаття Види цукру. Прості рецепти та поради

▪ стаття Визволення гумки. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

Коментарі до статті:

Сергій
Схема на рис.2 неправильна. Неправильно намальована зв'язка транзисторів vt2, vt5, vt6. Передкінцевий каскад повинен підходити до баз транзисторів vt4, vt5. Двоканальне джерело живлення може і повинно бути з'єднане із загальним проводом і акустика повинна підключатися до емітерів vt1,vt2.

Віктор
Сергій якби акустика підключалася до еммітерів, то вихідний опір був би низьким. Схема вірна, транзистори вих. включені із загальною базою, сигнал подається на еммітери.

All languages of this page

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