|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Демпинг-фактор - мифы и реальность. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные Демпинг-фактор (в отечественной литературе - коэффициент демпфирования) - характеристика усилителя, определяющая его взаимодействие с нагрузкой (акустической системой). В описании многих усилителей этот параметр приобретает почти мистический смысл. Какой же коэффициент демпфирования необходим и стоит ли гнаться за рекордными цифрами? Усилители мощности звуковой частоты (УМЗЧ) по отношению к нагрузке делятся на два класса - источники напряжения и источники тока. Последние находят очень ограниченное применение, а практически все серийные модели являются усилителями - источниками напряжения. Идеальный усилитель при любом сопротивлении нагрузки создает на выходе одинаковое напряжение. Другими словами, выходное сопротивление идеального источника напряжения равно нулю. Однако идеальных вещей в природе не существует, поэтому реальный усилитель обладает определенным внутренним сопротивлением. Это означает, что напряжение на нагрузке будет зависеть от ее сопротивления (рис. 1).
Однако потеря выходного напряжения - не самое главное следствие того, что усилитель обладает выходным сопротивлением. При любом перемещении звуковой катушки в зазоре магнитной системы в ней наводится электродвижущая сила (ЭДС). Эта ЭДС, замыкаясь через выходное сопротивление усилителя, создает ток, противодействующий перемещению катушки. Величина этого тока и сила торможения обратно пропорциональны выходному сопротивлению усилителя. Это явление называется электрическим демпфированием громкоговорителя и в значительной степени определяет характер воспроизведения импульсных сигналов. Динамическая головка - сложная колебательная система, имеющая несколько частот резонанса (механический резонанс подвижной системы, внутренние резонансы подвеса и диффузора и т.д.). При воспроизведении импульсного сигнала возникают колебания на резонансных частотах системы. Неприятность заключается в том, что при слабом демпфировании эти затухающие колебания могут продолжаться и после того, как закончился вызвавший их импульс (рис. 2). В результате воспроизведение будет сопровождаться призвуками, окрашивающими звучание.
Задача конструктора аудиосистемы - задемпфировать громкоговоритель так, чтобы собственные колебания затухали как можно быстрее. Однако средств для этого не так уж много. Возможны три способа демпфирования головки:
Кроме того, акустическое демпфирование входит в конструктивное оформление закрытых СЧ и ВЧ головок. Некоторое влияние на акустическое демпфирование оказывает и сопротивление излучения динамической головки. Однако, вклад всех этих составляющих в общую степень демпфирования головки невелик. Таким образом, электрическое демпфирование становится основным инструментом воздействия на переходные характеристики системы "усилитель-динамическая головка". Взаимосвязь характера звучания с выходным сопротивлением усилителя заметили еще в пору ламповых усилителей, в 50-е годы. Особенно заметна была разница в звучании усилителей с выходным каскадом на триодах и пентодах. Пентодные усилители обладали значительным выходным сопротивлением, вследствие чего динамические головки были недодемпфированы и звучание приобретало гулкий призвук. Введение отрицательной обратной связи позволило снизить выходное сопротивление усилителя, но полностью проблему не решало. Удивительно, что спор о том - какой усилитель лучше, продолжаются и полвека спустя. А ведь дело не только в усилителе, но и в акустической системе. Для оценки демпфирующих свойств усилителя был предложен новый параметр - коэффициент демпфирования (damping factor), представляющий собой отношение сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя.
Проведенные тогда же эксперименты позволили установить минимальную величину этого параметра - 5...8. Дальнейшее снижение выходного сопротивления усилителя практически не влияло на импульсные характеристики системы. Кстати, идеология Hi-Fi (сокращение от High Fidelity - высокая верность) и сам термин оформились к концу 50-х годов. К этому моменту были определены минимальные требования к аудиосистеме - полоса воспроизводимых частот, коэффициент гармоник (тогда его называли clear factor - "степень чистоты") и выходная мощность. Впоследствии, после появления транзисторных усилителей и специализированных низкочастотных динамических головок с "легким" подвесом, нижний предел демпинг-фактора был повышен. Это позволило однозначно определить степень демпфирования головки параметрами усилителя вне зависимости от особенностей акустического оформления. При этом в некоторых пределах обеспечивалась "одинаковость" звучания конкретной АС с различными усилитлеями. Знаменитый стандарт DIN45500 определял коэффициент демпфирования для Hi-Fi усилителей однозначно - не менее 20. Это означает, что выходное сопротивление усилителя при работе на нагрузку 4 Ом должно быть не более 0,2 Ом. Однако выходное сопротивление современных усилителей намного меньше - сотые и тысячные доли ома, а демпинг-фактор, соответственно, - сотни и тысячи. Каков смысл столь значительного улучшения этого показателя? Коэффициент демпфирования в данном случае, как ни странно, ни при чем. Важна только одна его составляющая - выходное сопротивление усилителя. В данном случае имеет место "магия цифр", поскольку к сотням ватт выходной мощности современных усилителей все привыкли и нужно привлечь покупателя чем-то новым. Согласитесь, что "демпинг-фактор 4000" выглядит намного симпатичнее, чем "выходное сопротивление 0,001 Ом". А означает это в любом варианте только одно - усилитель имеет очень низкое выходное сопротивление и способен отдавать в нагрузку значительный ток (пусть даже и кратковременно). А связь между выходной мощностью и демпинг-фактором хоть и прямая, но не однозначная. Так что термину, интересовавшему раньше только специалистов, нашлось новое применение. Однако в повести о демпинг-факторе есть еще одно действующее лицо - акустический кабель. А он в состоянии сильно испортить не только цифры, но и качество звучания. Ведь сопротивление кабеля суммируется с выходным сопротивлением усилителя и становится составляющей демпинг-фактора. Для кабеля длиной 2 м сопротивление 0,05 Ом - вполне пристойный показатель. Но для усилителя с выходным сопротивлением 0,01 Ом демпинг-фактор на нагрузке 4 Ом с таким кабелем снизится с 400 до 66. Поводов для беспокойства пока нет. Но если использовать тоненький "шнурок" из комплекта динамиков и сомнительные скрутки общим сопротивлением 0,3...0,4 Ом (ситуация, к сожалению, еще нередкая), то демпинг-фактор упадет до 10, независимо от показателей усилителя. Поэтому на проводах экономить не стоит. Пассивный кроссовер создает аналогичные проблемы. Поэтому катушки с ферромагнитным сердечником в кроссоверах применяются чаще, чем "воздушные" - это позволяет не только сэкономить дорогой ("у них") медный провод, но и значительно снизить сопротивление катушки. Конечно, при перемагничивании сердечника возникают дополнительные нелинейные искажения сигнала, но в большинстве случаев это меньшее зло, чем недодемпфированные динамики. Кстати, разница в звучании систем с кроссоверами разной конструкции зачастую определяется не столько характером вносимых искажений, сколько различным демпфированием динамика. В тех случаях, когда "совесть не позволяет" ставить катушки с сердечником, недостаток демпфирования можно восполнить акустическими методами. Но акустическое демпфирование не обладает всеми возможностями электрического и может в конечном счете обойтись дороже. Вычислить выходное сопротивление усилителя в любительских условиях можно, если при одинаковом входном сигнале измерить его выходное напряжение на холостом ходу (Eo) и на нагрузке (U) определенного сопротивления (R). Однако точность этого простого метода снижается при выходном сопротивлении усилителя меньше 0,05 Ом.
Автор: А. Шихатов; Публикация: bluesmobile.com/shikhman
Кислотность океана разрушает зубы акул
03.10.2025 Почтовый космический корабль Arc
03.10.2025 Лазерное обогащение урана
02.10.2025
▪ Глобальное потепление влияет на размер птиц ▪ Монитор NEC MultiSync EA234WMi
▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей ▪ статья Жизни мышья беготня. Крылатое выражение ▪ статья На каких орбитах располагают большинство спутников связи? Подробный ответ ▪ статья Бухгалтер по учету материалов. Должностная инструкция ▪ статья Настройка металлоискателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники ▪ статья Предок фотоаппарата. Физический эксперимент
Комментарии к статье: Владимир Под электрическим демпфированием принято считать отношение сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению усилителя. При этом считается чем больше это отношение тем быстрее затухают собственные колебания диффузора. На самом деле если взять сопротивление динамика 8 Ом и сопротивление усилителя 0,1 Ом или 1 Ом, то демпинг будет иметь величины 80 единиц или 8 единиц. Любой скажет, что 80 намного больше 8 и собственные колебания диффузора с демпингом 80 будут значительно быстрее затухать. А вот и нет.ЭДС катушки динамика при собственных колебаниях, нагружена на цепь из двух сопротивлений-самого динамика и выходного сопротивления усилителя. Получается нагрузка ЭДС динамика на 8.1 ОМ или на 9 ом. Разница то получается всего 10% а не в 10 раз. Вот если выходное сопротивление усилителя будет 8 ом, то тогда собственные колебания диффузора будут в 2 раза дольше чем при сопротивлении усилителя в 0.1 Ом или даже 1 Ом. Поэтому считаю понятие демпинг фактора надуманным с целью запудрить мозги неучам. Если взять ламповый усилитель, который имеет по многим отзывам лучшее звучание, то по теории, при оптимальном трансформаторном согласовании сопротивления динамика с выходной лампой, выходное сопротивление будет равно сопротивлению динамика. Демпфактор равен 1!!!!!! Олег Эта статья устарела и не отвечает современным требования. Теория в данном случае далека от практики. Начнем с того, что сравнительные прослушивания усилителя с КД-тысяча и более, по сравнению с усилителем с малым КД - показывают значительное отличие в звучании. Это легко проверяется и теории не соответствует, потому как, в теории забыли, что КД величина частотнозависимая и нормируется на частоте 1 кГц. А на 20 Гц - ? Вот поэтому усилитель нужно нормировать на низких частотах, а не там где лучше всего получается. И, следующий вопрос - это устойчивость самого усилителя к противоЭДС. Т.Е - усилитель нужно проверять на внешнее воздействие на его выход. Такая методика была предложена еще С. Агеевым. И, совершенно очевидно, что нет никаких четких критериев, методик измерения и мерных величин, по которым можно оценить реально ли усилитель демпфирует динамик и как он реагирует на противоЭДС и нелинейность нагрузки. Отсюда вывод что КД более тысячи однозначно лучше, чем 100, хотя в теории этого и достаточно... Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: