Тепловые искажения в усилителях HiFi. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники /Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

И только тут мы начинаем осознавать, почему усилители на электронных лампах имеют гораздо меньшие искажения. Ведь катод электронной лампы или другие важные ее детали гораздо массивнее "лапок" полупроводниковых устройств. Поэтому возможные тепловые постоянные времени в лампах гораздо больше, и тепловыми явлениями можно, в принципе, пренебречь. Нормальная электронная лампа с косвенным накалом почти не реагирует на "юркий" звукочастотный сигнал. Только при случайном совпадении многих обстоятельств может проявиться какой-либо медленный тепловой эффект. Отметим еще как дополнительный аргумент, что величины сигналов в ламповом усилителе заметно больше, чем в полупроводниковых схемах. Кроме того, каскады на электронных лампах почти всегда работают в условиях, близких к согласованию по мощности. Это же обстоятельство объясняет, почему полупроводниковые оконечные усилители класса "А" имеют в среднем лучшее качество при прослушивании. Такие усилительные каскады используются в большинстве своем в условиях согласования по мощности, так что тепловые искажения будут меньше.

Возникает вопрос: что можно сделать, чтобы уменьшить тепловые искажения в уже готовом усилителе? Конечно, конкретные рецепты можно дать только для конкретной схемы. Естественно, рекомендуется прежде всего внимательно изучить данный усилитель - нет ли в нем определенно слабых мест с тепловой точки зрения. Не учитывая другие аспекты, можно сказать, что в маломощном усилителе (предусилителе) наиболее благоприятны с тепловой точки зрения каскады, работающие с сигналом малого уровня (по отношению к напряжению питания), или, что почти то же самое, каскады с большим напряжением питания. Возникающий в этом случае тепловой сигнал помех относительно мал. Поэтому нужно стремиться использовать в предкаскадах как можно большее напряжение питания. В классических же правилах проектирования усилителей рекомендуется обратное.

Вовсе не исключено, что при использовании хорошо спроектированного, усилителя с другим (например меньшим) напряжением питания, в новой рабочей точке появятся или же существенно возрастут бывшие ранее минимальными тепловые помехи.

Очень важно настроить каскады на правильное согласование по мощности. В состоянии покоя напряжение на данном транзисторе должно быть примерно равно напряжению на коллекторном (или эмиттерном) нагрузочном резисторе. Возможно, что для соблюдения этого условия придется основательно "повозиться" с усилителем. Где возможно, необходимо использовать симметричные каскады, неизменно выдерживая принцип правильного согласования по мощности.

Если в усилителе следуют друг за другом много симметричных каскадов, необходимо стремиться создавать препятствия на пути распространения сигнала помех, т.е. необходимо использовать каскады с большим коэффициентом ослабления синфазного сигнала. Помешать возникновению сигнала помех, к сожалению, невозможно (даже с помощью правильного согласования мощностей), можно только помешать его дальнейшему распространению. В частности, это можно сделать, используя большое эмиттерное сопротивление (по сравнению с коллекторным), например, эмиттерный генератор тока.

Обычно включение в усилитель каждого нового каскада приводит к увеличению тепловых искажений. Поэтому нет никаких гарантий, что пред- или оконечный усилитель, собранный по сложной схеме "собственного изобретения", даст результат лучше, чем исходный простой усилитель. Может возникнуть мысль как-либо использовать тепловую компенсацию; однако из-за того что неизвестны постоянные времени, мы оказываемся здесь "на довольно болотистом месте". Тем не менее, имеет смысл поэкспериментировать с полупроводниками разных типов, используя их в качестве компенсирующих элементов.

В случае устройств на интегральных схемах (операционные усилители, оконечные каскады на ИМС) поступают так же как и ранее: по возможности исключаются все известные источники помех, и путем прослушивания выносится решение - пригоден ли этот образец (изделие), или же нет. И пока нет других методов, кроме прослушивания, которые приводили бы к той же цели.

Хочу высказать следующие соображения, которые могут служить исходной точкой для дальнейших размышлений, но не должны восприниматься буквально. Прежде чем приступить к переделкам, необходимо внимательно изучить схему данного конкретного усилителя и оценить его возможности. Обычно легко установить, что в большинстве популярных схем предусилителей и оконечных усилителей имеется каскад (или каскады), построенные достаточно плохо с тепловой точки зрения. Предпринимаемые улучшения должны не только учитывать принципы функционирования данной схемы, но и тип используемых полупроводниковых устройств. Например, в плохо построенном каскаде тепловая предельная частота будет выше, а возникающие искажения меньше при использовании транзисторов небольших размеров, типа SM. Использование деталей разных типов является, вероятно, одной из основных причин того, что усилители, рассчитанные по одинаковой методике, имеющие одинаковые схемы и практически одинаковые конструкции, при прослушивании дают все же разные результаты. Беда в том, что многие фирмы изготовляют полупроводники какого-либо типа не обязательно по одной и той же технологии. Более того, технология иногда меняется, в то время как марка полупроводника остается неизменной, и даже корпус, на первый взгляд, тот же.

Предпринятые автором некоторые переделки усилителей и серия измерений уже дали первые, внушающие надежду результаты. После переделки усилителя с соблюдением сформулированных выше правил, переходные процессы "необъяснимого" происхождения снижаются (с большой вероятностью) до благоприятно низкого уровня, так что они или не регистрируются, или же обнаруживаются с трудом. Расчеты показывают, что можно ожидать уменьшения такого рода переходных искажений примерно на порядок. Можно ликвидировать или значительно снизить странное изменение качества звучания после прекращения или значительного уменьшения сильного входного сигнала. Не появляются (по крайней мере, не различимы или почти не различимы на слух) иногда встречающиеся "загадочные" перекрестные искажения некоторых музыкальных мелодий.

Еще раз нужно подчеркнуть, что речь здесь идет не о тех искажениях в усилителе, которые контролируются традиционными методами измерений. Напротив, речь идет о тех случаях, где эти методы терпят крах (не обнаруживают заметных искажений), а качество звучания все же неудовлетворительное. Конечно, с помощью хитроумных (например дифференциальных) способов можно было бы все же измерить тепловые изменения параметров усилителя. Однако здесь, опять же, возникает проблема оценок ошибок измерений, возникающих по похожим причинам у используемых измерительных приборов. И все равно, исправленный "на слух" усилитель будет иметь более высокую категорию. Естественно, переконструирование и экспериментирование - работа не для новичков. Необходимы осторожность, аккуратность и воображение. Могут встретиться другие побочные эффекты (например, ультравозбуждение и т.п.), которые больше ухудшают. чем улучшают положение.

Автор не пытается скрыть того, что цель этой статьи, в первую очередь, пробудить мысль читателей, заставить взглянуть на "вечнозеленую" проблему искажений под новым углом.

Литература

1. Radiotechnika Evkonyve, 1998

Перевод А.Бельский; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива За стеной видны микрообъекты 21.11.2012 Группе итальянских и нидерландских исследователей удалось получить четкие снимки объектов, скрытых за непрозрачным экраном. Эта методика была опубликована в журнале Nature. Такие материалы, как кожа, бумага, матовое стекло и т.п. являются непрозрачными, так как они рассеивают свет. Свет в них движется по непредсказуемому пути, а не по определенной прямой. В результате четкое изображение объекта, скрытого за ними, получить невозможно. Но теперь для материалов, в которых лишь небольшая часть света проходит по прямой, разработаны новые, мощные методы получения изображений. Исследователи во главе с Аллардом Моск сканировали углы лазерных лучей, освещавших непрозрачный рассеиватель. Одновременно компьютер записывал количество дневного света, отраженного крошечным объектом, скрытым за рассеивателем. Доктор Моск отмечает: "Интенсивность света не может быть использована непосредственно для формирования изображения объекта. Но необходимая информация там все же присутствует, просто она зашифрована". Двое молодых ученых, главных автора статьи, нашли путь к расшифровке информации, и оказалось, что ее действительно достаточно для того, чтобы получить снимок. Компьютерная программа, реализованная учеными, изначально "угадывает" недостающую информацию, а затем итеративно проверяет и дополняет каждое первичное предположение. Исследователям удалось получить образы объектов всего 50 микрометров в поперечном сечении - размер типичной клетки. Исследователи ожидают, что их работа приведет к новым методам микроскопии, где возможно получать резкие изображения в сильно рассеивающей среде. Это будет крайне полезно в области нанотехнологий, для контроля структур, скрытых в сложных крошечных устройствах - например, компьютерных чипах. Также ученые надеются, что метод будет расширен для подкожных исследований человеческих тканей. Нынешняя обработка данных позволяет это теоретически, но слишком медленна на практике.

Другие интересные новости:

▪ Платформа XR2 для устройств виртуальной и дополненной реальности

▪ Новый тип нанохолодильника

▪ Времени может не существовать

▪ Всенаправленная акустическая система Archt One

▪ Док-станция Razer Thunderbolt 4 Dock

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гирлянды. Подборка статей

▪ статья Психоанализ Юнга. История и суть научного открытия

▪ В чем суть средневековой Японии? Подробный ответ

▪ статья Персонал отделений лучевой терапии. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Импульсный металлоискатель, теория. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Программа логического анализатора сигналов на входах СОМ-порта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025