УМЗЧ с регулируемым выходным сопротивлением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Все больше убеждаюсь на собственном радиолюбительском опыте в верности положений статьи [1] о зависимости характера звучания ("ламповое" или "транзисторное") от работы системы УМЗЧ - громкоговоритель. Особенности звучания АС связаны вовсе не с элементной базой УМЗЧ и не с наличием или отсутствием ООС, а в значительной степени с его (УМЗЧ) выходным сопротивлением, поэтому поделюсь результатами своих исследований.

После многих экспериментов с транзисторными УМЗЧ (с различной обратной связью [2] и вовсе без нее), каждый раз сравнивая звучание с "эталоном" в виде УМЗЧ ламповой радиолы "ВЭФ-Радио" (однотактный, пентодный, с ультралинейным включением лампы и неглубокой общей ООС), я пришел к следующему выводу. Общепринятое мнение о благоприятности низкого (желательно "нулевого" или даже отрицательного) выходного сопротивления УМЗЧ для воспроизведения низких частот не всегда верно. Если выходное сопротивление УМЗЧ составляет приблизительно 20...50% от сопротивления громкоговорителя (при этом говорить о глубоком демпфировании не приходится), мягкое звучание контрабаса в джазе приятнее (конечно, чисто субъективно). С другой стороны, при прослушивании рока, современной электронной музыки с "напористым" басом требуется более сильное демпфирование громкоговорителя. Складывается забавная ситуация, когда для каждого стиля музыки желательно иметь свой УМЗЧ: для джаза - лучше ламповый и без общей ООС, для рока - транзисторный с глубокой ООС по напряжению (ООСН), обеспечивающей малое выходное сопротивление.

В связи с этим предлагаю опробованное на макете устройство, которое "примиряет" это противоречие. Регулируемое выходное сопротивление УМЗЧ позволяет плавно превращать по характеру звучания транзисторный усилитель в "ламповый триодный" или в "пентодный" без ООС, но без характерно высокого для пентодов коэффициента третьей гармоники. Это превращение УМЗЧ возможно с помощью переменных резисторов, которые переводят ООС по напряжению в ООС по току через нагрузку при неизменном коэффициенте передачи устройства.

Схема макета УМЗЧ приведена на рис. 1.

Регулировка выходного сопротивления происходит следующим образом: в нижнем крайнем по схеме положении движков сдвоенных переменных резисторов R4.1, R4.2 возникает только ООСН, глубина которой определяется соотношением резисторов R3, R1 и исходным коэффициентом усиления DA1 без ООС. В другом крайнем положении движков переменные резисторы создают только ООС по току (ООСТ). При этом, в зависимости от сопротивления нагрузки (4 либо 8 Ом), замыкают или размыкают переключатель SA1, изменяющий сопротивление датчика тока (R5, R6).

При перемещении движков переменных резисторов общий коэффициент усиления устройства, условно говоря, не изменяется. Условно, поскольку коэффициент передачи по напряжению в режиме с ООСТ связан с частотной зависимостью импеданса громкоговорителя. Изменяется только выходное сопротивление УМЗЧ от близкого к нулю до нескольких десятков килоом. Желаемая его величина устанавливается на слух по субъективно более приятному звучанию музыкального произведения соответствующего стиля.

Сдвоенные переменные резисторы R4 должны быть обязательно группы А (с линейной характеристикой регулирования). Вместо переменных резисторов можно применить любой переключатель на два направления и 11 положений с цепочкой резисторов по 680 Ом (2x10 шт.). Правда, в этом случае для предотвращения резких щелчков и возможного выхода из строя громкоговорителя при изменении выходного сопротивления УМЗЧ нужно каждый раз предварительно выключать питание УМЗЧ, что снижает оперативность при подборе желаемого характера звучания.

При желании можно изменить коэффициент усиления УМЗЧ, но при этом необходимо выполнение следующих соотношений:

Ku = R3/R1 = Rн/RдxR2/R1;

Rн/Rд=10; R2 = 5R4.

Здесь под Rн понимается паспортное значение сопротивления громкоговорителя на частоте 1000 Гц; Rд - сопротивление датчика тока.

И еще одно: обратная связь переменной глубины - "вещь" тонкая и капризная, а сочетание разных видов ООС - тем более. Поэтому, перед тем как использовать в рассматриваемой схеме какой-либо другой УМЗЧ (аналогами MDA2020 являются TDA2020,К174УН11 [3]), желательно путем подбора цепей коррекции добиться устойчивости (отсутствия самовозбуждения) при включении усилителя по схеме повторителя (рис. 2). Здесь А1 - УМЗЧ без цепи общей ООС.

Основным недостатком схемы рис. 1 является наличие механических контактов в цепи обратной связи (резисторы R4 или заменяющий их переключатель). Кроме того, сопротивление датчика тока (Rд) ограничивает максимальное значение коэффициента демпфирования даже при "нулевом" выходном сопротивлении УМЗЧ.

В качестве УМЗЧ целесообразно выбрать микросхему с малым собственным коэффициентом гармоник без ООС.

Мощность и тип резисторов R5, R6, а также их сопротивление можно изменять в некоторых пределах в зависимости от выходной мощности УМЗЧ, заданных коэффициента усиления и входного сопротивления УМЗЧ.

Такой усилитель можно с успехом использовать для исследования свойств электродинамических головок во всем диапазоне рабочих частот при различном импедансе. Например, некоторые головки мало чувствительны к выходному сопротивлению усилителя, другие - более чувствительны (высокие интермодуляционные искажения на средних частотах).

В предлагаемой структуре регулятора обратной связи требуются сдвоенные переменные резисторы. Можно, однако, упростить эту схему, "трансформируя" обратную связь УМЗЧ одним переменным резистором, как показано на рис. 3.

Результат тот же: в левом положении движка выходное сопротивление УМЗЧ минимально, в правом - максимально. По отношению к громкоговорителю минимальное выходное сопротивление источника сигнала ограничено сопротивлением включенного в цепь нагрузки датчика тока и составляет около десятой доли сопротивления нагрузки. Для демпфирования большинства громкоговорителей такого соотношения вполне достаточно.

Для повышения устойчивости работы УМЗЧ совсем не обязательно корректировать его АЧХ под "единичное" усиление. Рекомендуем воспользоваться рекомендациями, содержащимися в статье А Сырицо "Особенности УМЗЧ с высоким выходным сопротивлением", опубликованной в "Радио", 2002, № 2, с. 16, 17.

Литература

1. Агеев С. Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? - Радио, 1997, № 4, с. 14 - 16.
2. Маслов А. Комбинированная обратная связь в УМЗЧ. - Радио, 2001, № 6, с. 16, 17.
3. Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры. Справочник. - М.: Радио и связь, 1989, с. 114.

Автор: А.Маслов, г.Жуковский Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Прогноз об отказе о телевизоров не подтвердился 12.05.2012 В 2011 г. число американских семей, владеющих телевизором, выросло на 8 млн по сравнению с 2010 г. Телевидение на этом определяющем рынке сумело остаться основным центром домашних развлечений. Аналитики выпустили обнадеживающий для телевидения новый отчет. На фоне общего мнения об отказе от ТВ, в США, как оказалось, телевизор по-прежнему продолжает быть центром домашних мультимедиа-развлечений. Согласно данным исследовательской компании Nielsen, в среднем американец просматривает около 5 часов видео ежедневно, при этом 98% этого контента он смотрит на телевизоре. Это меньше, чем несколько лет назад, признают аналитики, однако факт остается фактом: американцы продолжают очень активно пользоваться телевизором, и выкидывать его как морально устаревшее устройство никто не собирается. Согласно исследованию, почти все время телевизор используется по своему прямому назначению: для просмотра телепередач и сериалов, которые идут в текущий момент времени, или каким-либо образом записанных с эфира. Доля времени, проведенного за игровыми приставками, невелика. На просмотр телепередач и сериалов в среднем каждый американец тратит по 33 часа в неделю или по 4,7 часа в день, что практически полностью занимает все его время "общения" с телевизором. Хотя аналитики и отмечают, что люди стали меньше использовать телевизор по его основному назначению, однако изменение это незначительно - всего 0,5% времени по сравнению с IV кварталом 2010 г. Вместе с тем эксперты отмечают увеличение числа пользователей, которые смотрят видео на смартфонах. По сравнению с прошлым годом их число выросло на 35,7% до 33,5 млн человек. "В ближайшее время мобильные телефоны не заменят другие устройства отображения, однако они все чаще играют роль устройства, с помощью которого пользователи потребляют контент", - такой вывод содержится в отчете. Напомним, что серия недавних публикаций заставила думать о приближающемся конце эпохи телевидения. В мае прошлого года в аналогичном отчете Nielsen сообщалось, что число американских семей, владеющих телевизором, по итогам 2010 г. сократилось впервые за 20 последних лет (по итогам 2011 г. аналитики наоборот сообщили о росте числа семей на 8 млн до 80,2 млн по сравнению с 2010 г). В марте 2012 г. исследовательская компания NPD DisplaySearch сообщила о первом за 8-летнюю историю мониторинга мирового рынка сокращении поставок телевизоров (наблюдение ведется с 2004 г). Согласно отчету, в 2011 г. на глобальный рынок было поставлено 247,7 млн телевизоров, что оказалось на 0,3% меньше в сравнении с 2010 г.

Другие интересные новости:

▪ Через десять лет водители в Японии станут не нужны

▪ Умный мягкий материал

▪ Улучшение химиотерапии

▪ Реактивный двигатель гасит пожары

▪ Сварка металла и стекла

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья Склеивание деревянных рам. Советы домашнему мастеру

▪ статья Что такое ФБР? Подробный ответ

▪ статья Кенаф. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Подключение к компьютеру пульта дистанционного управления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заколдованный платок. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025