RSS
Âû íå çàðåãèñòðèðîâàíû Ðåãèñòðàöèÿ | Ïîèñê | Âîéòè

Ñòàòüè

 

Óñèëèòåëü: ÷òî ìåøàåò çâó÷àòü ïðàâèëüíî? (÷àñòü 1)

Âðåìÿ: 04.08.2011 00:25 
Ââåäåíèå

Çíàåòå, î÷åíü õî÷åòñÿ ñëóøàòü ìóçûêó â õîðîøåì êà÷åñòâå. «Áàëàëàéêè» ñ ôàíåðíûì çâóêîì ìîãóò óñòðàèâàòü òîëüêî â ìëàäøåì øêîëüíîì âîçðàñòå, õîòÿ ìåäâåäü õîäèò ïî óøàì âíå çàâèñèìîñòè îò âîçðàñòíîé êàòåãîðèè. Äóìàþ, áîëüøèíñòâî èç òåõ, êòî îòêðîåò ýòó ñòàòüþ, â ñâîå âðåìÿ èíòåðåñîâàëèñü êîëîíêàìè è óñèëèòåëÿìè, íå ìèíóëà ÷àøà ñèÿ è ìåíÿ. Ê ñîæàëåíèþ, ÿ íå ÿâëÿþñü ïðîôåññèîíàëîì â ýòîé îáëàñòè, ïîýòîìó ñóæäåíèÿ â ñòàòüå ìîãóò áûòü íå ñëèøêîì óäà÷íûìè è çíà÷èòåëüíàÿ èõ ÷àñòü ÿâëÿåòñÿ ëè÷íî ìîèìè íàáëþäåíèÿìè, è ïîòîìó íå ñòîèò ðàññìàòðèâàòü ñêàçàííîå çäåñü êàê èñòèíó â ïîñëåäíåé èíñòàíöèè.

Ëàìïû, áåñêèñëîðîäíàÿ ìåäü è ïðî÷åå

Ëþáèòåëè àêóñòèêè äåëÿòñÿ íà äâå (ñêîðåå òðè) êàòåãîðèè – òåõíèêè è «ñëóõà÷è». Ïåðâûå ïîíèìàþò òîëüêî öèôðû, âòîðûå öèôèðíûå óïðàæíåíèÿ íå ïðèåìëþò è âîñïàðÿþò íà îáëàêàõ ñóáúåêòèâíîãî ìíåíèÿ… ß íè÷åãî íå èìåþ ïðîòèâ ïåðâûõ è âòîðûõ, ïðîñòî ýòî ãëóïî. Ó ïðîáëåì âîñïðîèçâåäåíèÿ çâóêà åñòü âïîëíå êîíêðåòíûå òåõíè÷åñêèå îáúÿñíåíèÿ, è òîëüêî íåñïîñîáíîñòü èõ ïîíÿòü ïîðîæäàåò ñëóõè è ñóåâåðèÿ. Âïðî÷åì, äàáû íå íåðâèðîâàòü ÿðûõ ïðåäñòàâèòåëåé âòîðîé êàòåãîðèè, ïðîøó èõ ñðàçó çàêðûòü äàííóþ ñòàòüþ – îíà âàì òîëüêî èñïîðòèò íåðâû. Ãðåøåí, íå ñòîèò âìåøèâàòüñÿ â áîæåñòâåííîå ïðîâèäåíèå.

Äëÿ îñòàëüíûõ ïðîäîëæèì. Àõ äà, ÿ ïðîïóñòèë òðåòüþ êàòåãîðèþ. Óâû, ñòàòåé ïî êà÷åñòâåííîìó âîñïðîèçâåäåíèþ êàê íå áûëî, òàê è íåò, à ïðîïàãàíäà «ëàìïîâîãî çâó÷àíèÿ» íå ïðåêðàùàåòñÿ, ÷òî è ïðèâîäèò ê ïîñòîÿííîìó ïîïîëíåíèþ ñïåöèàëèñòîâ òðåòüåé êàòåãîðèè. Ãîñïîäà, ïî÷àùå ñòðÿõèâàéòå ëàïøó ñ óøåé, ýòî äàâíî óæå áèçíåñ, íà êîòîðîì «çàáèâàþò áàáêè», â òåðìèíîëîãèè ïîäîáíûõ áèçíåñìåíîâ. Ïðèíèìàéòå ñâîè ðåøåíèÿ ñàìîñòîÿòåëüíî. È íèêîìó íå âåðüòå, îñîáåííî ìíå.

Ôàêòîðû, âëèÿþùèå íà êà÷åñòâî çâó÷àíèÿ

Ïîïðîáóåì ðàçîáðàòüñÿ, ÷òî îêàçûâàåò âëèÿíèå íà êà÷åñòâî çâó÷àíèÿ. Òî÷íåå, íà òî, ÷òî åãî ïîðòèò.  ñòàòüå ïîéäåò ðå÷ü îá óñèëèòåëå, ïîýòîìó ýôåìåðíûå ôàêòîðû ó÷èòûâàòü íå áóäåì.

Õîòèòå åñòåñòâåííîãî çâó÷àíèÿ? Åñòü òîëüêî îäèí ñïîñîá - ñõîäèòå íà àêóñòè÷åñêèé êîíöåðò. Õîðîøèé çàë, ïðåêðàñíûå èñïîëíèòåëè – òîëüêî ýòî è ìîæåò ñôîðìèðîâàòü ñëóõ. Ïîñëûøàâ ïðàâèëüíîå çâó÷àíèå ìîæíî ïîíÿòü, íàñêîëüêî íàñ äóðÿò ñ ýòèì «áàëàëàéêàìè». Âïðî÷åì… à íåò, èçâèíèòå, ïîâòîðþñü – ñõîäèòå íà íîðìàëüíûé êîíöåðò. Áåç ýòîãî íåëüçÿ íàó÷èòüñÿ ïîíèìàòü çâóê, ìîçãó ïðîñòî íå ñ ÷åì ñðàâíèòü.

Íî ïåâåö èç ìåíÿ íèêàêîé, ïîýòîìó ïåðåéäåì ñðàçó ê òåõíèêå. Ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî ñïîñîáîâ èñïîðòèòü çâóê è èãíîðèðîâàíèå ëþáîé ìåëî÷è ïðèâåäåò ê ôèàñêî. Èìåííî ïîòîìó íåëüçÿ ïðîñòî ñåñòü è ñïàÿòü íîðìàëüíûé óñèëèòåëü (äàæå åñëè ýòî äåéñòâèòåëüíî êà÷åñòâåííîå óñòðîéñòâî) – ïðîáëåìû ðåøàþòñÿ ïî î÷åðåäè, è äîðîãà ê êà÷åñòâåííîìó çâóêó âåñüìà äëèííà è èçâèëèñòà. Ïîïðîáóåì ðàçîáðàòüñÿ ñ îñíîâíûìè çàáëóæäåíèÿìè è àòàâèçìàìè, ñ òåõíè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ

Óñëîâíî, «íåïðèÿòíîñòè» ìîæíî ðàçäåëèòü íà ñëåäóþùèå ãðóïïû:
1. Èñêàæåíèå ñèãíàëà â óñèëèòåëå.
2. Ñîåäèíåíèå ñ íàãðóçêîé.
3. Âëèÿíèå íàãðóçêè.
4. Èìïåäàíñ óñèëèòåëÿ è ðàáîòà äèíàìèêà.

 ãðóïïàõ åñòü òèïû, à îíè – ñî ñâîèìè íþàíñàìè, òàê ÷òî ðàçãîâîð áóäåò äîëãèì, ðàñïîëàãàéòåñü ïîóäîáíåå, íà÷íåì.

Èñêàæåíèå ñèãíàëà â óñèëèòåëå

Èñêàæåíèÿ áûâàþò ëèíåéíûå è íåëèíåéíûå. Ïåðâîå – ïðîñòî èçìåíåíèå ÷àñòîòíîãî ñïåêòðà ñèãíàëà áåç èñêàæåíèÿ åãî ôîðìû, òî åñòü áàíàëüíûé ïîäúåì èëè óìåíüøåíèå íåêîòîðûõ ïîëîñ ÷àñòîò. Âîîáùå-òî, äàæå èçìåíåíèå ñïåêòðà ìåíÿåò ôîðìó ñèãíàëà, ïîýòîìó îïðåäåëåíèå íå ñîâñåì êîððåêòíî. Íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ – ýòî âíåñåíèå â ñèãíàë òîãî, ÷åãî òàì íå áûëî èçíà÷àëüíî, ðàñøèðåíèå åãî ñïåêòðà. Ïðî ëèíåéíûå èñêàæåíèÿ ìîæíî íå áåñïîêîèòüñÿ, â óñèëèòåëå ñ ýòèì îñîáûõ ïðîáëåì íåò, à âîò íåëèíåéíûå ïîðîæäàþò òðóäíîñòè è îò÷åòëèâî ïîðòÿò âîñïðèÿòèå çâóêîâîé êàðòèíêè.

Âèäû èñêàæåíèé:
1. Íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ.
2. Îãðàíè÷åíèå óðîâíÿ.
3. Èíòåðìîäóëÿöèîííûå.
4. Êîììóòàöèîííûå.
5. Äèíàìè÷åñêèå.
6. Ñàìîâîçáóæäåíèå.

Íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ

Çâóêîâîé ñèãíàë ïðîõîäèò ÷åðåç óñèëèòåëü, óâåëè÷èâàåòñÿ ïî àìïëèòóäå è èñêàæàåòñÿ. Íè÷åãî èäåàëüíîãî íå áûâàåò, â ïîëåçíûé ñèãíàë îáÿçàòåëüíî áóäóò âíåñåíî òî, ÷òî â íåì íå ñîäåðæàëîñü – øóìû, èñêàæåíèÿ, ïîìåõè îò áëîêà ïèòàíèÿ è äðóãèå âðåäíûå ñóáñòàíöèè, ìåøàþùèå êà÷åñòâåííîìó âîñïðèÿòèþ çâóêà. Îäíàêî - ïîêà î ÷àñòíîì.

Íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ - óâåëè÷åíèå ñïåêòðà èñõîäíîãî ñèãíàëà ïóòåì äîáàâëåíèÿ ãàðìîíèê. Åñëè âçÿòü ÷èñòûé ñèíóñîèäàëüíûé ñèãíàë ÷àñòîòîé F, òî ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ óñèëèòåëÿ â ñïåêòðå ñèãíàëà, êðîìå îñíîâíîé ãàðìîíèêè F, áóäóò ïðèñóòñòâîâàòü ñîñòàâëÿþùèå K*F, ãäå Ê = 2, 3, 4, 5…

Àñèììåòðèÿ

Ïî âèäó, ãàðìîíèêè äåëÿòñÿ íà ÷¸òíûå è íå÷åòíûå. Ïåðâûå âîçíèêàþò ïðè àñèììåòðèè ñèãíàëà. Õîäÿò óïîðíûå ñëóõè, ÷òî îíè ìåíåå çàìåòíû, ÷åì íå÷åòíûå … âîò òîëüêî ðóêîâîäÿùèå ìàòåðèàëû ïðîøëîãî ñòîëåòèÿ äàþò âåñüìà îäíîçíà÷íûå óêàçàíèÿ – âíà÷àëå áîðîòüñÿ ñ ÷åòíûìè ãàðìîíèêàìè, äàæå â óùåðá íåêîòîðîìó ðîñòó íå÷åòíûõ. Àñèììåòðèÿ ïðèñóùà âñåì ýëåìåíòàì ñõåìîòåõíèêè óñèëèòåëÿ, ðàçâå ÷òî â âûõîäíîì êàñêàäå ýòî íå ñòîëü àêòóàëüíî, ïîýòîìó ïðîáëåìà ÷åòíûõ ãàðìîíèê ñóùåñòâóåò è ïî ñåé äåíü, âåñüìà îñòðî.

 ñòàòüå áóäåò èñïîëüçîâàòüñÿ ñèìóëÿöèÿ ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììû PSPICE, êîòîðàÿ äîêàçàëà äîñòîâåðíîñòü âûïîëíÿåìûõ ðàñ÷åòîâ. Áûâàëè ñëó÷àè, êîãäà ðàñ÷åòû â ýòîé ïðîãðàììå äàâàëè «ñòðàííûå» ðåçóëüòàòû è âîçíèêàëî æåëàíèå ñâàëèòü íà åå âíóòðåííèå îøèáêè, íî ïîñëå îáíàðóæåíèÿ òåõ æå «ñòðàííûõ» ðåçóëüòàòîâ â ñïàÿííîé ñõåìå íåâîëüíî ïðîíèêàåøüñÿ äîâåðèåì è óâàæåíèåì ê ðàçðàáîò÷èêàì ýòîãî ñèìóëÿòîðà. Òàê ÷òî, ïðîñòèòå, íî ÿ âåðþ ýòîé ïðîãðàììå. Åñëè ó âàñ èíîå ìíåíèå, èçâèíèòå.

Åñëè íå îãîâîðåíî ñïåöèàëüíî, âî âñåõ ñõåìàõ èñòî÷íèêîì áóäåò ñèíóñîèäàëüíûé ñèãíàë 1 ÊÃö, àìïëèòóäîé 1 âîëüò (ïèêîâîå).

Èòàê, íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ. Ïðè ïîÿâëåíèè àñèììåòðèè ñèãíàëà ïîÿâëÿþòñÿ ÷åòíûå ãàðìîíèêè.

Ñõåìà ñèìóëÿöèè:



Àñèììåòðèÿ â ñõåìå äîñòèãàåòñÿ óñòàíîâêîé äèîäà Øîòòêè. Êîíòðîëüíàÿ òîêà «A» ïîëó÷åíà äåëèòåëåì R3, R4 c ïðèâåäåíèåì óðîâíÿ ñèãíàëà ê àìïëèòóäå, áëèçêîé ê èññëåäóåìîìó âûõîäó «B».

Íà âñåõ ãðàôèêàõ ýòîãî ðàçäåëà, çåëåíûé – ñèìóëèðîâàííûé ñèãíàë; êðàñíûé – îáðàçöîâûé, ñ ñëåãêà ïîíèæåííîé àìïëèòóäîé.

Ôîðìà ñèãíàëà:



Åñëè â íèæíåé ÷àñòè êðàñíàÿ è çåëåíàÿ ëèíèè ïî÷òè ñîâïàäàþò, òî â âåðõíåé íà÷èíàåò ñêàçûâàòüñÿ âëèÿíèå äèîäà è èñêàæåííûé ñèãíàë ñèëüíî îáãîíÿåò îáðàçöîâûé. Òî åñòü, ïîëîæèòåëüíàÿ (âûøå óðîâíÿ 0 V) è îòðèöàòåëüíàÿ ïîëóâîëíû íå îäèíàêîâû, íàëèöî ÿâíûå ïðèçíàêè àñèììåòðèè.

Ñïåêòð:



Ó ñïåêòðà îáðàçöîâîãî ñèãíàëà (êðàñíîãî) åñòü òîëüêî îäèí ïèê íà ÷àñòîòå 1 êÃö, ÷òî äî ñèìóëèðîâàííîé ñõåìû (çåëåíûé), òî íàëèöî ÷åòêàÿ ãðåáåíêà ñ ìàêñèìóìàìè íà ÷àñòîòàõ 1 êÃö, 2 êÃö, 3 êÃö, 4 êÃö…

Îñòàíîâèìñÿ ÷óòü ïîäðîáíåå. Ïåðâûé ïèê íà 1 êÃö ïðèìåðíî òàêîé æå, ÷òî è äëÿ îáðàçöîâîãî ñèãíàëà – îñíîâíàÿ ãàðìîíèêà â îáîèõ ñëó÷àÿõ ñ ïðèìåðíî ðàâíîé àìïëèòóäîé. Íó, ýòî âèäíî è âèçóàëüíî, îíè âíåøíå ïîõîæè… åñëè îïóñòèòü òîíêîñòè, êîòîðûå ïðèâîäÿò ê áîëüøîìó ñïåêòðó ãàðìîíèê.  îáðàçöîâîì ñèãíàëå åñòü òîëüêî ïåðâàÿ ãàðìîíèêà, à â ñèìóëèðîâàííîé öåïè - ñ ïåðâîé ïî äåñÿòóþ (âîîáùå-òî, ñïåêòð ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ äàëüøå 10 êÃö), ÷òî îçíà÷àåò íàëè÷èå â öåïè íåëèíåéíîãî ýëåìåíòà, êîòîðûé ïîðîæäàåò áîëüøîé ñïåêòð ãàðìîíèê. À âåäü òàê è åñòü, â ñõåìå ïðèñóòñòâóåò ïîëóïðîâîäíèêîâûé äèîä.

Âîçìîæíî, âàñ ñìóòèë ñïîñîá ïðåäñòàâëåíèÿ èíôîðìàöèè â ïðîãðàììå. Îáû÷íî, êîãäà ïðåäñòàâëÿþò ñïåêòð, òî ðèñóþò «ñòîëáèêè» ïåðåìåííîé âûñîòû. Ïðîãðàììà PSPICE ðàññ÷èòûâàåò íàïðÿæåíèÿ è òîêè âî âñåõ óçëàõ ñõåìû äëÿ âñåãî âðåìåíè âûïîëíåíèÿ òåñòà, çà÷àñòóþ ñ ïåðåìåííîé äèñêðåòíîñòüþ ïî âðåìåíè. Ïîñëå ýòîãî ïðîèçâîäèòñÿ ïðåîáðàçîâàíèå âðåìåííîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè â ÷àñòîòíóþ ìåòîäîì FFT (Áûñòðîå ïðåîáðàçîâàíèå Ôóðüå). ×åì ìåíüøå äèñêðåòíîñòü âû÷èñëåíèÿ òî÷åê ïî âðåìåíè, òåì âûøå òî÷íîñòü ïåðåâîäà âî âðåìåííóþ îáëàñòü è êîððåêòíåå àíàëèç. Ïëàòà çà ýòî – âðåìÿ ðàáîòû ñèìóëÿòîðà.

Ñî ìîìåíòà âûõîäà ïðîãðàììû êîìïüþòåðû ñòàëè áûñòðåå, íî è àïïåòèòû ðàñòóò, ïîýòîìó ñèìóëÿöèþ ñòîèò ïðîâîäèòü â äâà ýòàïà – âíà÷àëå íå îñîáî òî÷íî, íî áûñòðî, ïîòîì äèñêðåòíîñòü âðåìåíè íóæíî óìåíüøèòü äëÿ ïîëó÷åíèÿ áîëåå àäåêâàòíûõ ðåçóëüòàòîâ. Äëÿ ïðèìåðà, ïîâòîðèì òåñò äëÿ îáû÷íîé òî÷íîñòè (ñèíèé ãðàôèê) è ñ îãðàíè÷åíèåì ìàêñèìàëüíîãî øàãà ïî îñè âðåìåíè (çåëåíûé ãðàôèê):



Îáà ãðàôèêà íåñóò îäèí è òîò æå ñìûñë, íî áîëåå äîëãèé ïî âðåìåíè îáñ÷åòà (çåëåíûé) ãðàôèê î÷åâèäíî òî÷íåå.

Òåïåðü ñõåìà äëÿ ñèììåòðè÷íîé è íåëèíåéíîé öåïè:



Äëÿ ñèìóëèðîâàíèÿ íåëèíåéíîé, íî ñòðîãî ñèììåòðè÷íîé öåïè, â ñõåìå èñïîëüçîâàíû äâà äèîäà Øîòòêè – ïî îäíîìó äëÿ ïîëîæèòåëüíîé è îòðèöàòåëüíîé ïîëóâîëí.

Ôîðìà ñèãíàëà:



Ôîðìà íàïðÿæåíèÿ â ñèìóëèðóåìîé öåïè ñèììåòðè÷íà è ïî÷òè ñîâïàäàåò ñ îáðàçöîâûì ñèãíàëîì.

Ñïåêòð:



Ïîñìîòðèòå íà ïðåäûäóùèé òåñò – åñëè òàì áûëè ïèêè íà ÷àñòîòàõ 1, 2, 3… 10 êÃö, òî ñåé÷àñ ÷åòíûå ãàðìîíèêè îòñóòñòâóþò.

Îãðàíè÷åíèå óðîâíÿ

Òàêîé âèä íåëèíåéíîñòè âûçûâàåòñÿ íàðóøåíèåì ìîíîòîííîñòè ñèãíàëà. Ê íèì îòíîñÿòñÿ äâà ñëó÷àÿ:
Ñòóïåíüêà.
Íàñûùåíèå.

Èñêàæåíèå òèïà «ñòóïåíüêà» ñâîéñòâåííî óñèëèòåëÿì êëàññà  (èëè ÀÂ) – ïðè óìåíüøåíèè óðîâíÿ ñèãíàëà ïàäàåò êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è è ñèãíàë ïðîñòî èñ÷åçàåò. Ïîäðîáíåå ìåõàíèçì åãî âîçíèêíîâåíèÿ áóäåò ðàññìîòðåí âî âòîðîé ïîëîâèíå ñòàòüè.

Íàñûùåíèå – ìîæåò áûòü âûçâàíî èëè îãðàíè÷åíèåì, ïðè î÷åíü áîëüøîì óðîâíå ñèãíàëà, ëèáî ñðàáàòûâàíèåì çàùèòû â óñèëèòåëå ïî òîêó èëè ìîùíîñòè.

Ñòóïåíüêà

Ñõåìà:



Ïîäîáíûé âèä èñêàæåíèé ñâîéñòâåíåí ñõåìàì ñ íåäîñòàòî÷íûì óðîâíåì ñìåùåíèÿ íà áàçå ðåãóëèðóþùåãî òðàíçèñòîðà, ïîýòîìó äëÿ ñèìóëÿöèè ìîæíî ïðèìåíèòü ïàðó êðåìíèåâûõ äèîäîâ, âïîëíå ïîäîéäóò 1N4148.

Ôîðìà ñèãíàëà:



Îáðàòèòå âíèìàíèå, ïðè ïåðåõîäå çåëåíîãî ãðàôèêà ÷åðåç 0 âîëüò, íåêîòîðîå âðåìÿ ïðîõîæäåíèå ñèãíàëà îòñóòñòâóåò. Åñëè íà êðàñíîì ãðàôèêå (îáðàçöîâîì) èäåò ìîíîòîííîå ñìåíà óðîâíÿ, òî íà ñèìóëèðîâàííîé öåïè íàïðÿæåíèå ñòàíîâèòñÿ ðàâíûì íóëþ. ×åì ìåíüøå óðîâåíü ñèãíàëà, òåì áîëüøå ïðîÿâëÿåòñÿ ýòîò òèï èñêàæåíèé, âïëîòü äî ïîëíîãî èñ÷åçíîâåíèÿ ïîëåçíîãî ñèãíàëà íà âûõîäå. Ïîýòîìó óñèëèòåëè íàäî èññëåäîâàòü íå òîëüêî íà íîìèíàëüíîì óðîâíå ñèãíàëà, íî è íà ñèëüíî ïîíèæåííîì. À èíà÷å ëåãêî ïîïàñòü â ëîâóøêó ïîäîáíîãî òèïà èñêàæåíèé – ïðè ñíèæåíèè óðîâíÿ ñèãíàëà êîýôôèöèåíò ãàðìîíèê áóäåò êàòàñòðîôè÷åñêè ðàñòè.

Ñïåêòð:



Èñêàæåíèÿ ñèììåòðè÷íûå, ïîýòîìó ÷åòíûå ãàðìîíèêè â ñïåêòðå îòñóòñòâóþò.

Íàñûùåíèå

Ñõåìà



Îãðàíè÷åíèå óðîâíÿ òèïà «íàñûùåíèå». Äîâîëüíî òèïè÷íûé ñëó÷àé, çàõîòåëè ïîãðîì÷å è ïîëó÷èëè «õðèïû». Åñëè ñõåìû êîíòðîëÿ îáåñïå÷èâàþò «ìÿãêîå» îãðàíè÷åíèå óðîâíÿ, òî âèä èñêàæåíèé áóäåò îòëè÷àòüñÿ îò óñèëèòåëåé áåç ïîäîáíîé çàùèòû. Íî ïîêà ïðîéäåìñÿ ïî ñàìîé ïðîáëåìå, áåç âëåçàíèÿ â íþàíñû. Äëÿ ñèìóëÿöèè ïîäîéäåò âñ¸ òà æå ïàðà äèîäîâ 1N4148, íî â èíîì âêëþ÷åíèè.

Ôîðìà ñèãíàëà:



Åñëè ïðè ìàëîì óðîâíå ñèãíàëà îáà ãðàôèêà ñîâïàäàþò, òî äîñòèæåíèå íàïðÿæåíèÿ 0.5 âîëüò õàðàêòåðèçóåòñÿ îñòàíîâêîé ðîñòà çåëåíîãî ãðàôèêà, òî åñòü ñëåäóåò îãðàíè÷åíèå ïî óðîâíþ.

Ñïåêòð:



Êàðòèíà ïîõîæà íà ñëó÷àé ñ «ñòóïåíüêîé». Ïðè îáîèõ âàðèàíòàõ ïîÿâëÿþòñÿ ãàðìîíèêè, ìåíÿåòñÿ òîëüêî õàðàêòåð èõ ïîÿâëåíèÿ:
Äëÿ «ñòóïåíüêè» ñòåïåíü èñêàæåíèÿ ñèãíàëà âîçðàñòàåò ïðè óìåíüøåíèè óðîâíÿ ñèãíàëà.
Ó «íàñûùåíèÿ» îáðàòíàÿ çàêîíîìåðíîñòü – ïðè íèçêîì èëè íîðìàëüíîì óðîâíå ñèãíàëà ñõåìà íå âíîñèò èñêàæåíèé è òîëüêî ïðè áîëüøîì íà÷èíàþò ñêàçûâàòüñÿ íåãàòèâíûå ÿâëåíèÿ.

Äåôåêò íàñûùåíèÿ ïðèñóù âñåì óñèëèòåëÿì è ñ íèì áîðþòñÿ èëè ðåæèìîì «ìÿãêîãî îãðàíè÷åíèÿ» èëè äîïîëíèòåëüíûì óçëîì ðåãóëèðîâêè óñèëåíèÿ, êîòîðûé óìåíüøàåò ãðîìêîñòü ïðè îáíàðóæåíèè ïðîáëåì ñ ÷ðåçìåðíûì óðîâíåì ñèãíàëà.


Èíòåðìîäóëÿöèîííûå èñêàæåíèÿ


Äî ýòîãî ðàññìàòðèâàëèñü ñëó÷àè ñ îäíèì èñòî÷íèêîì ñèãíàëà ñèíóñîèäàëüíîé ôîðìû, íî â ðåàëüíîì çâóêîâîì ðÿäå ìàññà ãàðìîíèê ñ äàëåêî íå ñèíóñîèäàëüíîé ôîðìîé. Åñëè â óñèëèòåëå ïðèñóòñòâóþò öåïè ñ íåëèíåéíîé ïðîâîäèìîñòüþ (à îíè ãàðàíòèðîâàííî åñòü, îòêóäà æå áåðóòñÿ èñêàæåíèÿ?), è çâóêîâîé ñèãíàë ñîäåðæèò íåñêîëüêî ÷àñòîò, òî â ðåçóëüòàòå ïîëó÷àåòñÿ ìíîæåñòâî ãàðìîíèê ñ âàðèàöèÿìè îðèãèíàëüíûõ ÷àñòîò, óìíîæåííûìè íà êîýôôèöèåíòû 2,3,4...

Äëÿ ýòîé ñèìóëÿöèè ïàðàìåòðû ñèãíàëà íåñêîëüêî ìîäèôèöèðîâàíû – â èññëåäóåìûé ñèãíàë äîáàâëåíà âòîðàÿ êîìïîíåíòà ñ äðóãîé ÷àñòîòîé, äà è ñàìè çíà÷åíèÿ èçìåíèëèñü, 100 Ãö è 2 ÊÃö. Ñàìà ñõåìà îñòàëàñü ïðåæíåé, òîé æå, ÷òî èñïîëüçîâàëàñü äëÿ ïðîâåðêè äåôåêòà «ñòóïåíüêè».

Ñõåìà:



Ôîðìà ñèãíàëà:



Ñïåêòð:



Ñðàâíèòå ýòó ñèìóëÿöèþ ñ ðàíåå ðàññìîòðåííîé «ñòóïåíüêîé». Ïî êàðòèíêå íàãëÿäíî âèäíî, ÷òî èíòåðìîäóëÿöèîííûå èñêàæåíèÿ ñìîòðÿòñÿ õóæå âñåãî, áûâøåãî ðàíåå – ñïåêòð îãðîìåí, ïðèñóòñòâóþò ñàìûå ðàçíîîáðàçíûå âàðèàöèè ìíîæèòåëåé ÷àñòîò F1 è F2.

Êîììóòàöèîííûå èñêàæåíèÿ

Ðàíåå ðàññìàòðèâàëèñü äîâîëüíî àáñòðàêòíûå òèïû èñêàæåíèé, ñâîéñòâåííûå ðàçëè÷íûì ýëåêòðîííûì êîìïîíåíòàì. Íî êàæäîìó òèïó óñèëèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ ïðèñóùè êàêèå-òî ñâîè ñïåöèôè÷åñêèå ìîìåíòû, êîòîðûå ìîãóò îêàçàòü íåãàòèâíîå âëèÿíèå íà êà÷åñòâî ðàáîòû. Äëÿ áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðîâ îäíèì èç òàêèõ ñâîéñòâ ÿâëÿåòñÿ íèçêîå áûñòðîäåéñòâèå, ïðîÿâëÿþùååñÿ â áîëüøîì âðåìåíè âûêëþ÷åíèÿ.

Ñïåöèôè÷åñêîé îñîáåííîñòüþ ðàáîòû òðàíçèñòîðîâ ÿâëÿåòñÿ íàêîïëåíèå çàðÿäà íåîñíîâíûõ íîñèòåëåé â àêòèâíîì ñîñòîÿíèè. Äëÿ âûêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðà (èëè ïðîñòî ðåçêîãî ñíèæåíèÿ òîêà) íåîáõîäèìî âûâåñòè ýòîò çàðÿä, ÷òî òðåáóåò íàëè÷èå ýëåìåíòîâ îòâîäà òîêà èç áàçû è, âîîáùå ãîâîðÿ, çàíèìàåò âåñüìà ïðèëè÷íûé èíòåðâàë âðåìåíè. Ïðè êîíñòðóèðîâàíèè óñèëèòåëåé ñòàðàþòñÿ èçáåæàòü ïåðåâîäà òðàíçèñòîðîâ â îòêëþ÷åííîå ñîñòîÿíèå, íî â âûõîäíîì êàñêàäå ÷àñòî îá ýòîì çàáûâàþò. Ïðè÷åì, ýòîé «çàáûâ÷èâîñòüþ» ñòðàäàþò è âûñîêîêà÷åñòâåííûå óñèëèòåëè ñ äîñòîéíîé ðåïóòàöèåé.

Ñõåìà:



Íà ïåðâûé âçãëÿä, ñõåìà íè÷åì îñîáåííûì íå âûäåëÿåòñÿ, ðàçâå ÷òî îòñóòñòâóåò ñìåùåíèå ìåæäó áàçàìè Q1 è Q2, íî ïðèñìîòðèìñÿ âíèìàòåëüíåå – ðåçèñòîðû R10 è R11 çàïèðàþò âûõîäíûå òðàíçèñòîðû â òå ìîìåíòû, êîãäà îíè äîëæíû áûòü âûêëþ÷åíû. Âûõîäíîé êàñêàä êëàññà Â, òî åñòü ïðîâîäèò ëèáî âåðõíèé (Q3), ëèáî íèæíèé (Q4) òðàíçèñòîð, â çàâèñèìîñòè îò ïîëÿðíîñòè âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.  ìîäåëè íîìèíàëû ðåçèñòîðîâ R10, R11 âûáðàíû çàâåäîìî áîëüøåé âåëè÷èíû, ÷òî çàòðóäíÿåò ðàññàñûâàíèå çàðÿäà è òðàíçèñòîð âûêëþ÷àåòñÿ ïðîäîëæèòåëüíîå âðåìÿ. Ðàíåå â ñèìóëÿöèÿõ áûëî ðàññìîòðåíî íàïðÿæåíèå â êîíòðîëüíûõ òî÷êàõ, íî â äàííîì òåñòå ãîðàçäî áîëüøèé èíòåðåñ íåñåò òîê âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ.

Ôîðìà ñèãíàëà:



Âîçüìåì öåíòðàëüíûé ó÷àñòîê.  ìîìåíò ïåðåõîäà íàïðÿæåíèÿ ÷åðåç íîëü òîê âåðõíåãî òðàíçèñòîðà (êðàñíûé ãðàôèê) óìåíüøàåòñÿ, íî íåäîñòàòî÷íî áûñòðî – íèæíèé òðàíçèñòîð íà÷èíàåò îòêðûâàòüñÿ ðàíüøå, ÷åì óñïåë ðàññîñàòüñÿ çàðÿä èç âåðõíåãî òðàíçèñòîðà. Êàê ñëåäñòâèå – ñóùåñòâóåò íåáîëüøîå âðåìÿ, êîãäà îáà òðàíçèñòîðà íàõîäÿòñÿ â ïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèè. Âîîáùå-òî, äëÿ óñèëèòåëåé ýòî ñîñòîÿíèå ñ÷èòàåòñÿ íîðìàëüíûì, âñïîìíèòå î êëàññå À, ïîðíî çðåëûõ ìàì ïîðíî-ìàìà.com ñìîòðåòü íî íå â äàííîì ñëó÷àå. Çàêðûâàíèå òðàíçèñòîðà èäåò íå ïëàâíî, à ðåçêî è áåñêîíòðîëüíî (îãðàíè÷åíî âðåìåíåì è õàðàêòåðîì ðàññàñûâàíèÿ çàðÿäà), ÷òî âûçûâàåò íåîáõîäèìîñòü àäåêâàòíîé ðåàêöèè ñõåìû óïðàâëåíèÿ äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ êîìïåíñèðóþùåãî òîêà.

Ýòî òîæå áûëî áû íîðìàëüíî, íî òàêîé ðåæèì ðàáîòû (âûñîêàÿ ÷àñòîòà) âîçíèêàåò íà î÷åíü íåáîëüøîé èíòåðâàë âðåìåíè. Óâû, îáùåå óñèëåíèå âñåãî óñèëèòåëÿ îáÿçàíî óìåíüøàòüñÿ ñ ðîñòîì ÷àñòîòû, èíà÷å ïîñòðàäàåò óñòîé÷èâîñòü èëè âñå ñâàëèòñÿ â ñàìîâîçáóæäåíèå. Ïîýòîìó òî÷íîé êîìïåíñàöèåé ìåøàþùåãî òîêà ðàññàñûâàíèÿ îäíîãî òðàíçèñòîðà íåëüçÿ ïîëíîñòüþ ñêîìïåíñèðîâàòü äðóãèì ïëå÷îì è â ýòîò ìîìåíò ïîÿâèòñÿ «ùåë÷îê». Âîò òàê è âîçíèêàþò êîììóòàöèîííûå ïîìåõè.

Ñàìîâîçáóæäåíèå

Âûñîêîêà÷åñòâåííûé óñèëèòåëü äîëæåí õîðîøî âîñïðîèçâîäèòü êàê íèçêèå, òàê è âûñîêèå ÷àñòîòû çâóêîâîãî äèàïàçîíà, ÷òî òðåáóåò áîëüøîãî áûñòðîäåéñòâèÿ è çàïàñà óñèëåíèÿ â ðàáî÷åé ïîëîñå, êîòîðàÿ ïðîñòèðàåòñÿ äàëüøå ñëûøèìîãî äèàïàçîíà ÷àñòîò 20-20000 Ãö. Åñëè ñ íèçêèìè ÷àñòîòàìè îáû÷íî ïðîáëåì íå áûâàåò, òî ðàñøèðåíèå ïîëîñû â âûñîêî÷àñòîòíóþ îáëàñòü âûçûâàåò òðóäíîñòè.

Ëþáîé àêòèâíûé (êàê è ðåàêòèâíûé) ýëåìåíò âûçûâàåò çàäåðæêó ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñèãíàëà. Êàê ñëåäñòâèå, ïðè ïîâûøåíèè ÷àñòîòû íà÷èíàåò íàêàïëèâàòüñÿ ôàçîâûé ñäâèã è êàê òîëüêî äîñòèãàåòñÿ 180 ãðàäóñîâ, òî ñëåäóåò ñàìîâîçáóæäåíèå è óñèëèòåëü ïðåâðàùàåòñÿ â ãåíåðàòîð. Äëÿ áîðüáû ñ ýòèì äåôåêòîì â ëþáîì óñèëèòåëå îãðàíè÷èâàþò êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ. Èäåÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ãåíåðàöèÿ âîçíèêíåò òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè ïðè êðèòè÷åñêîì ñäâèãå ôàçû îáùåå óñèëåíèå öåïè áóäåò áîëüøå åäèíèöû, òî åñòü öåïü ïîëó÷àåò óñèëåíèå íà ýòîé ÷àñòîòå.

Ïðè êîýôôèöèåíòå ïåðåäà÷è ìåíüøå åäèíèöû, öåïü îñëàáëÿåò ñèãíàë è ñàìîâîçáóæäåíèå íåâîçìîæíî. Ïîíÿòíî, ÷òî ðàçðàáîò÷èê ñõåìû íå äîïóñòèò áàíàëüíîãî âîçáóæäåíèÿ óñèëèòåëÿ, ñõåìà áóäåò ñïðîåêòèðîâàíà äîëæíûì îáðàçîì. Íî… êðîìå «òóïîé» ãåíåðàöèè ñóùåñòâóåò íåóñòîé÷èâîå âîçáóæäåíèå. Ïîâòîðþñü, êðèòåðèé óñòîé÷èâîñòè ñîñòîèò â îáåñïå÷åíèè íèçêîãî êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è íà êðèòè÷åñêè âûñîêèõ ÷àñòîòàõ, íî ñàìî ïîíÿòèå «êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è» âåëè÷èíà íåïîñòîÿííàÿ, íà íåãî îêàçûâàåò âëèÿíèå ìíîæåñòâî ôàêòîðîâ è îí ìîæåò íåñêîëüêî ìåíÿòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò õàðàêòåðà è óðîâíÿ ñèãíàëà. Óñèëèòåëü, â îñíîâíîì, ñîñòîèò èç òðàíçèñòîðîâ, à äëÿ íèõ îäíîé èç âàæíåéøèõ õàðàêòåðèñòèê âûñòóïàåò êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è òîêà hFE:



Êàê âèäíî èç ãðàôèêà, êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ òðàíçèñòîðà çàâèñèò îò âåëè÷èíû òîêà, ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç íåãî. Åñëè â óñèëèòåëå íå ïðåäóñìîòðåíû ëîêàëüíûå îáðàòíûå ñâÿçè äëÿ îãðàíè÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è, òî îáùåå óñèëåíèå áóäåò «ïëàâàòü» îò àìïëèòóäû ñèãíàëà. Ïðè äîëæíîì çàïàñå óñòîé÷èâîñòè - íå áåäà, íî… å¸ ïîâûøåíèå òðåáóåò ñíèæåíèå óñèëåíèÿ íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ, ÷òî ïðÿìî ñêàæåòñÿ íà êà÷åñòâå çâóêà – ïîâûñÿòñÿ íåëèíåéíûå èñêàæåíèÿ, îñîáåííî èíòåðìîäóëÿöèîííûå. Ýòîò çàïàñ «êàðìàí òÿíåò», ïîýòîìó ñòàðàþòñÿ äîáèòüñÿ êîìïðîìèññà – è óñèëåíèå íå ïîïîðòèòü, è óñòîé÷èâîñòü ê ñàìîâîçáóæäåíèþ ñîõðàíèòü. Îäíî «íî», ìíîãîå çàâèñèò îò ðàçðàáîò÷èêà.

Åñëè òåñòèðîâàòü ñîáðàííîå óñòðîéñòâî òîëüêî íà ñòàòè÷åñêîì ñèãíàëå, äà åùå è áåç ñïåöèàëüíîãî ó÷åòà ðàçáðîñà è äåãðàäàöèè ïàðàìåòðîâ êîìïîíåíòîâ, òî ìîæíî ïåðåéòè ãðàíü ñòàáèëüíîñòè è óñèëèòåëü áóäåò ñàìîâîçáóæäàòüñÿ. Ïðè÷åì, îñîáî íåïðèÿòíî òî, ÷òî ãåíåðàöèÿ áóäåò íåáîëüøîå âðåìÿ è òîëüêî ïðè íåêîòîðûõ ñòå÷åíèÿõ îáñòîÿòåëüñòâ. ×àùå âñåãî – ïðè ðåçêîì èçìåíåíèè óðîâíÿ èëè õàðàêòåðà ñèãíàëà, îñîáåííî ïðè íàëè÷èè âûñîêî÷àñòîòíûõ ñîñòàâëÿþùèõ. Ñàìè âñïëåñêè âûñîêî÷àñòîòíîé ãåíåðàöèè íå ñëûøíû, íî èõ íàëè÷èå âûçûâàåò èçìåíåíèå ðåæèìà ðàáîòû óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ, ÷òî ïðèâîäèò ê íåëèíåéíûì èñêàæåíèÿì.

È îñîáî ïå÷àëüíî, ÷òî îáùàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü íå ìîæåò óñòðàíèòü äåñòðóêòèâíûå ïîñëåäñòâèÿ ñàìîâîçáóæäåíèÿ, âåäü ÎÎÑ óæå íå ðàáîòàåò íà òàêèõ ÷àñòîòàõ. Óâû, äåôåêò âîçíèêàåò äîñòàòî÷íî ÷àñòî è î í¸ì íàäî ïîìíèòü.

Ñîåäèíåíèå ñ íàãðóçêîé

Óñèëèòåëü ñàì ïî ñåáå çâóêîâûå âîëíû èçëó÷àòü íå ìîæåò, äëÿ ýòîãî èñïîëüçóþòñÿ äèíàìè÷åñêèå ãîëîâêè èëè íàóøíèêè. Î ñàìèõ äèíàìèêàõ ðå÷ü ïîéäåò ïîçæå, ïîêà æå ïîãîâîðèì î òîì, ÷òî ñîåäèíÿåò èõ ñ óñèëèòåëåì – î ïðîâîäàõ.

Õîòÿ, ÿ íåìíîãî ïîòîðîïèëñÿ, êðîìå ïðîâîäîâ ñóùåñòâóåò åùå íåñêîëüêî âåùåé, êîòîðûå ìîãóò èñïîðòèòü çâó÷àíèå – ïàéêà è ðàçúåìíîå ñîåäèíåíèå.

Ïàéêà – ñîåäèíåíèå ìåäíûõ ïðîâîäíèêîâ ñ ïîìîùüþ ìÿãêîãî ïðèïîÿ. Ñ îäíîé ñòîðîíû, ýòî ñàìûé íàäåæíûé ñïîñîá ñîåäèíåíèÿ ïðîâîäíèêîâ, ñ äðóãîé – ïåðåõîä ìåäü-ïðèïîé îáëàäàåò íåêîòîðûì ýôôåêòîì ïîëóïðîâîäíèêà, ñîïðîòèâëåíèå ñîåäèíåíèÿ ìîæåò íåìíîãî (ñîâñåì ÷óòü-÷óòü) ìåíÿòüñÿ îò íàïðàâëåíèÿ è ñèëû òîêà, ÷àñòîòû ñèãíàëà. Äëÿ óìåíüøåíèÿ òàêîãî äåôåêòà íàäî ñìàòûâàòü ïðîâîäíèêè îäèí íà äðóãîé, è óæ çàòåì ïðîïèòûâàòü ïðèïîåì. ×åì ëó÷øå ñìîòàíû ïðîâîäíèêè äî ïàéêè, òåì ìåíüøèé âðåä íàíåñåò ïðèïîé.

Ðàçúåì, êàê ñðåäñòâî ñîåäèíåíèÿ, õóæå ïàéêè. Íî â ðÿäå ñëó÷àåâ áåç íåãî íå îáîéòèñü, îñîáåííî ïðè ñîåäèíåíèè àâòîíîìíûõ êîíñòðóêöèé èëè íåîáõîäèìîñòè ïåðåêëþ÷åíèÿ öåïåé. Ñîáñòâåííî, êàêèå-ëèáî «îñîáûå» ðåêîìåíäàöèè äàòü òðóäíî, êà÷åñòâî ñîåäèíåíèÿ çàâèñèò íå òîëüêî îò ôîðìû è ïîêðûòèÿ êîíòàêòèðóþùèõ ïîâåðõíîñòåé, èñïîðòèòü õîðîøóþ âåùü ìîæíî ÷åì óãîäíî. Îäíî òî÷íî èçâåñòíî – ñèëîâûå ðàçúåìû ýòî çëî.

Ïðîâîäà… è ýòî ñàìîå èíòåðåñíîå, îñòàíîâèìñÿ ïîäðîáíåå.

Ìåäíûå ïðîâîäà òîæå îáëàäàþò ýôôåêòîì ïîëóïðîâîäíèêà è âíîñÿò èñêàæåíèÿ â ïåðåäàâàåìûé ñèãíàë. Ñ äàííûì äåôåêòîì ìîæíî áîðîòüñÿ ñõåìîòåõíè÷åñêè (áîëüøèì âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì óñèëèòåëÿ), íî ëó÷øå èñïîëüçîâàòü ñïåöèàëüíûå ñîðòà ìåäè ñ íèçêèì ñîäåðæàíèåì ïðèìåñåé, ïðèâîäÿùèõ ê «ïîëóïðîâîäíèêîâîìó» ýôôåêòó, íàïðèìåð, òàê íàçûâàåìóþ «áåñêèñëîðîäíóþ» ìåäü.

Êðîìå âíåñåíèÿ èñêàæåíèé, ïðîâîäà îáëàäàþò êîíå÷íûì ñîïðîòèâëåíèåì. Íàïðèìåð, ó îäèíî÷íîãî ïðîâîäà ñå÷åíèåì 1.5 ìì2 è äëèíîé 3 ìåòðà ñîïðîòèâëåíèå ïîðÿäêà 0.08 Îì. Ïîëó÷åííàÿ öèôðà íå âïå÷àòëÿåò, ïðè ïîäêëþ÷åíèè êîëîíêè 4 Îì òàêèì ïðîâîäîì, íà íåì ïîòåðÿåòñÿ âñåãî äâà ïðîöåíòà íàïðÿæåíèÿ (÷åòûðå ïðîöåíòà ìîùíîñòè). Õóæå äðóãîå, ýòè 0.08 Îì ñóììèðóþòñÿ ñ âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì óñèëèòåëÿ, ÷òî èçìåíèò ñòåïåíü ýëåêòðè÷åñêîãî äåìïôèðîâàíèÿ äèíàìè÷åñêèõ ãîëîâîê.

Âïðî÷åì… åñòü åùå îäèí ïîäâîäíûé êàìåíü, ïðî êîòîðûé âñå ïî÷åìó-òî çàáûâàþò. Ïðè ïîâûøåíèè ÷àñòîòû ñèãíàëà, ïåðåäàâàåìîãî ïî ïðîâîäó, íà÷èíàåò äåéñòâîâàòü âîëíîâàÿ ïðèðîäà è âîçíèêàåò ýôôåêò âûòåñíåíèÿ çîíû ïðîâîäèìîñòè â ïîâåðõíîñòíûå ñëîè ïðîâîäíèêà. Åñëè ïðîâîä íå ìîíîëèòíûé è ñîñòîèò èç ìíîæåñòâà òîíêèõ ïðîâîëî÷åê, òî ýòîò äåôåêò íå ïðîÿâëÿåòñÿ? Îòíþäü! Åñëè ïðîâîäíèêè ýëåêòðè÷åñêè íå èçîëèðîâàíû äðóã îò äðóãà, òî ìàãíèòíûå ïîëÿ ñêëàäûâàþòñÿ, è ýëåêòðè÷åñêèé òîê íà÷èíàåò òå÷ü ïî âíåøíèì ñëîÿì òîëüêî òåõ ïðîâîëî÷åê, ÷òî íàõîäÿòñÿ ñíàðóæè. Çà÷àñòóþ, êà÷åñòâåííûå êàáåëè íå òîëüêî äåëàþò èç èçîëèðîâàííûõ ïðîâîëî÷åê, íî è ñ ïóñòîé öåíòðàëüíîé ÷àñòüþ – ñ äèýëåêòðè÷åñêèì çàïîëíèòåëåì.

Ïîíÿòíîå äåëî, ÷òî îñíîâíàÿ âðåäîíîñíîñòü ýòîãî ýôôåêòà ïðîÿâëÿåòñÿ â èìïóëüñíûõ áëîêàõ ïèòàíèÿ è äðóãèõ óçëàõ ñ âûñîêî÷àñòîòíîé êîììóòàöèåé. Òàêæå åãî ïðîÿâëåíèÿ åñòü è â îáû÷íîé ñâÿçè «óñèëèòåëü-êîëîíêà» – åñëè íà ïîñòîÿííîì òîêå è íå âûñîêî÷àñòîòíîì ñèãíàëå ñîïðîòèâëåíèå ïðîâîäà îñòàíåòñÿ 0.08 Îì, òî íà âåðõíåé ãðàíèöå ÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà ñîïðîòèâëåíèå âîçðàñòåò. Ýòî áûëî áû íå òàê ñòðàøíî, òîëüêî «óòîíüøåíèå» ïðîâîäà íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ ïðèâåäåò ê áîëüøåé çàìåòíîñòè ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ýôôåêòà.

Ê ÷åìó ýòî ÿ? Âñ¸ ïðîñòî – êà÷åñòâåííàÿ áåñêèñëîðîäíàÿ ìåäü çà÷àñòóþ âûïîëíÿåòñÿ â âèäå æãóòà èçîëèðîâàííûõ ìåëêèõ ïðîâîëî÷åê. Íå çíàþ, íàñêîëüêî ïîâûøàåò êà÷åñòâî çâó÷àíèÿ îòñóòñòâèå êèñëîðîäà â ìåäè, íî âîò óñòðàíåíèå äåôåêòîâ îò âëèÿíèÿ ýôôåêòà «ñêèí-ñëîÿ» ïðîñëåæèâàåòñÿ âåñüìà ÷åòêî è ìîæåò áûòü ëåãêî èçìåðåíî.



 çàêëþ÷åíèå ýòîãî ðàçäåëà õîòåë áû ñïåöèàëüíî îáðàòèòü âíèìàíèå – êà÷åñòâî ïàéêè è ñîåäèíèòåëüíûõ ïðîâîäíèêîâ âàæíî òîëüêî ïðè ïðîòåêàíèè áîëüøîãî òîêà ÷åðåç íèõ. Äëÿ ñèãíàëüíûõ öåïåé ïðèìåíåíèå îñîáî êà÷åñòâåííûõ ïðîâîäíèêîâ èëè ïàéêà ïðèïîåì ñ âûñîêèì ñîäåðæàíèåì ñåðåáðà íå äàäóò íèêàêîãî ïîëîæèòåëüíîãî ýôôåêòà.

×òî äî ðàçúåìîâ, òî ñ íèìè âñ¸ ñëîæíåå. Ëþáîå êîììóòàöèîííîå óñòðîéñòâî (ðàçúåì, ðåëå è ïðî÷åå) ïðîåêòèðóåòñÿ êàê íà ìàêñèìàëüíûé òîê, ÷òî î÷åâèäíî, òàê è íà ìèíèìàëüíûé. Ïîñëåäíåå òðåáîâàíèå âûçâàíî ïðèìåíÿåìûì ïîêðûòèåì êîíòàêòíîé ãðóïïû. Åñëè íà êàêîå-òî ñîåäèíèòåëüíîå óñòðîéñòâî íå óêàçàí ìèíèìàëüíûé òîê, òî ýòî âîâñå íå îçíà÷àåò, ÷òî åãî íåò – ïðîñòî ïðîèçâîäèòåëü «çàáûë» óêàçàòü ñåé ïàðàìåòð. Ïî âîçìîæíîñòè, èñïîëüçóéòå ïàéêó, äàæå «âèíòîâîå» ñîåäèíåíèå íå ãàðàíòèðóåò îòñóòñòâèå îêèñëà ïîä êîíòàêòàìè. Íå çàáûâàéòå, ÷òî, êàê ïðàâèëî, ïîíÿòèå «óäîáñòâî ñáîðêè» âñòóïàåò â êîíôëèêò ñ êà÷åñòâîì.

Âëèÿíèå íàãðóçêè

Êîãäà ãîâîðÿò î íàãðóçêå óñèëèòåëÿ, äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêå, êîëîíêå èëè íàóøíèêàõ, ïîäðàçóìåâàþò èõ ñîïðîòèâëåíèå ïî ïîñòîÿííîìó òîêó. Îò÷àñòè ýòî ïðàâèëüíî, íî ëèøü îò÷àñòè. Äèíàìè÷åñêàÿ ãîëîâêà - ìåõàíè÷åñêîå óñòðîéñòâî è åé ñâîéñòâåííà îñîáåííîñòü åå ïðîèñõîæäåíèÿ – èíåðöèîííîñòü. Ïî ýòîìó âîïðîñó ïðîâîäèëèñü èññëåäîâàíèÿ, áûëà ïîëó÷åíà äîâîëüíî èíòåðåñíàÿ è ïðîñòàÿ ðåêîìåíäàöèÿ – óñèëèòåëü äîëæåí îáåñïå÷èâàòü íîðìàëüíîå ôóíêöèîíèðîâàíèå ïðè ñîïðîòèâëåíèè íàãðóçêè â äâà ðàçà ìåíüøå íîìèíàëüíîãî çíà÷åíèÿ.

Äàííàÿ ðåêîìåíäàöèÿ ñëåäóåò èç ìåõàíè÷åñêîãî (èíåðöèîííîãî) õàðàêòåðà ðàáîòû äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêè. Ïîíÿòíî, ÷òî ýòà îñîáåííîñòü ïðîÿâëÿåòñÿ â íåáîëüøèå èíòåðâàëû âðåìåíè è íå ñêàçûâàåòñÿ íà îáùåì òåïëîâîì ðåæèìå. Îäíàêî èãíîðèðîâàíèå ïîäîáíîãî óñëîâèÿ ïðèâîäèò ê ïå÷àëüíûì ðåçóëüòàòàì – ñðàáàòûâàíèþ ñèñòåìû çàùèòû îò ïåðåãðóçêè èëè ïðîñòî ê ðàáîòå óñèëèòåëÿ â íåøòàòíîì ðåæèìå. Óâû, ýòîé «áîëåçíüþ» ñòðàäàþò è êà÷åñòâåííûå óñèëèòåëè.

Ïðîâåäåííîå èññëåäîâàíèå ïîêàçàëî «íå ñëèøêîì óäà÷íûé» áàñ íà ðÿäå óñèëèòåëåé, ÷òî òðóäíî îáúÿñíèòü ëîãè÷åñêè èëè ýêñïåðèìåíòàëüíî. Ìíîæåñòâî ïðîâåðîê äàâàëî òîëüêî ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû, íî òåñòîâîå ïðîñëóøèâàíèå óïîðíî ïîêàçûâàëî «ñòðàííîñòü» çâó÷àíèÿ. Íî ïîñëå ïðîâåäåíèÿ òåñòà íà íàãðóçêó â óìåíüøåííîì ñîïðîòèâëåíèè, âñå ñðàçó âñòàëî íà ñâîè ìåñòà – ýòè óñèëèòåëè ïîêàçàëè ðåçêèé ïðîâàë ïðåäåëüíîãî óðîâíÿ íà íèçêèõ è èíôðàíèçêèõ ÷àñòîòàõ.

Ó äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêè, êðîìå åå ñîïðîòèâëåíèÿ, åñòü äðóãèå ýëåêòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè – èíäóêòèâíîñòü, ÷àñòîòà è äîáðîòíîñòü ìåõàíè÷åñêîãî ðåçîíàíñà… íî îíè õîðîøî èçâåñòíû è, êàê ïðàâèëî, ëåãêî ó÷èòûâàþòñÿ ïðè ðàçðàáîòêå óñòðîéñòâà. Îá ýòîì çíàþò, à âîò òåñòèðîâàíèå íà ïîëîâèííîì ñîïðîòèâëåíèè âûïîëíÿþò äàëåêî íå âñåãäà.

Äèíàìè÷åñêèé ðåæèì ðàáîòû

Ìóçûêà äàæå îòäàëåííî íå íàïîìèíàåò ìîíîòîííûé ñèíóñîèäàëüíûé ñèãíàë ÷àñòîòîé 1 êÃö, êîòîðûì ïðèíÿòî òåñòèðîâàòü óñèëèòåëü. È äåëî çäåñü íå â ýñòåòèêå – ïðîâîäèëè èññëåäîâàíèÿ ïî âîñïðèÿòèþ ÷åëîâåêîì ðàçíûõ ñîñòàâëÿþùèõ çâóêîâûõ ôîðìàòîâ: ìóçûêè, ðå÷è. Áûëà îáíàðóæåíà âûñîêàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê êà÷åñòâó ïåðåäà÷è ðåçêèõ èçìåíåíèé óðîâíÿ çâóêà.  ðå÷åâîé ôîíîãðàììå âûðåçàëè ôðîíòû ìåæäó çâóêàìè, ïîñëå ÷åãî ðàçáîð÷èâîñòü ïàäàëà êàòàñòðîôè÷åñêè.

Äëÿ ìóçûêè ñâîéñòâåííû ïëàâíûå ïåðåõîäû ìåæäó ÷àñòÿìè, íî è â íåé âñòðå÷àþòñÿ ìîìåíòû ñ äîâîëüíî àãðåññèâíûì èçìåíåíèåì óðîâíÿ çâóêà. Äèíàìè÷åñêîìó ðåæèìó óñèëèòåëÿ õàðàêòåðíû ñëåäóþùèå ïîòåíöèàëüíûå ïðîáëåìû:
Òåðìîóäàð.
Íèçêàÿ ñêîðîñòü íàðàñòàíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.

«Òåðìîóäàð» âñòðå÷àåòñÿ â áîëüøèíñòâå âûõîäíûõ êàñêàäîâ êëàññà ÀÂ, ïðîÿâëÿÿñü â áîëüøåé èëè ìåíüøåé ñòåïåíè – ìíîãîå çàâèñèò îò óäà÷íîñòè êîíñòðóêöèè òåïëîîòâîäîâ è ñõåìîòåõíè÷åñêîãî ðåøåíèÿ. Îáû÷íûé âàðèàíò âûõîäíîãî êàñêàäà âûãëÿäèò ïðèìåðíî òàê (ñõåìà óïðîùåíà äî îñíîâíûõ óçëîâ):



Âûâîä «À» – ïðåäøåñòâóþùàÿ ÷àñòü ñõåìû. Äëÿ êîìïåíñàöèè èñêàæåíèé, ñâîéñòâåííûõ êëàññó  (ñòóïåíüêà) â âûõîäíîì êàñêàäå çàäàåòñÿ íåáîëüøîé òîê ÷åðåç âûõîäíûå òðàíçèñòîðû, ÷òî ïåðåâîäèò óñèëèòåëü â êëàññ À è óìåíüøàåò óðîâåíü èñêàæåíèé. Îñóùåñòâëÿåòñÿ ñèå ÷åðåç ââåäåíèå äîïîëíèòåëüíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, ïðèîòêðûâàþùåãî òðàíçèñòîðû âûõîäíîãî êàñêàäà, ñîáðàííûõ íà ýìèòòåðíûõ ïîâòîðèòåëÿõ Q2-Q4 è Q3-Q5.

Òàêîé äîïîëíèòåëüíûé èñòî÷íèê ÷àùå âñåãî âûïîëíÿåòñÿ íà òðàíçèñòîðå (Q1 è ðåçèñòîðû äåëèòåëÿ R2-R3), íî âñòðå÷àþòñÿ âàðèàíòû ñ ãèðëÿíäàìè êðåìíèåâûõ äèîäîâ. Íàïðÿæåíèå ìåæäó âûâîäàìè E è F çàäàåò òîê ïîêîÿ óñèëèòåëÿ, íî íàïðÿìóþ åãî âûñòàâèòü íåëüçÿ, ïðèõîäèòñÿ óïðàâëÿòü íàïðÿæåíèåì â òî÷êàõ C è D, êîòîðîå áîëüøå íóæíûõ òî÷åê E è F íà íàïðÿæåíèå ïåðåõîäà «áàçà-ýìèòòåð òðàíçèñòîðîâ» Q4 è Q5. Óâû, òî÷êàìè C è D óïðàâëÿòü ïî-ïðåæíåìó çàòðóäíèòåëüíî, âîò è ïðèõîäèì ê íàïðÿæåíèþ èñòî÷íèêà, òî÷êàì A è B.

Äëÿ ñòàáèëèçàöèè òîêà ïîðÿäêà 0.1 À òðåáóåòñÿ âûäåðæàòü ìåæäó òî÷êàìè E-F íàïðÿæåíèå 0.1*0.6= 0.06= 60 ìÂ. Íàïðÿæåíèå èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ äîëæíî áûòü áîëüøå 60 ì íà âåëè÷èíó ïàäåíèÿ áàçà-ýìèòòåðíûõ ïåðåõîäîâ òðàíçèñòîðîâ, ó÷àñòâóþùèõ â ïðîöåññå, òî åñòü Q2, Q3, Q4, Q5 - ÷åòûðå øòóêè. Íàïðÿæåíèå ïåðåõîäà ïîðÿäêà 0.6 âîëüòà, ê íåîáõîäèìûì 0.06  íàäî ïðèáàâèòü 4*0.6=2.4 âîëüòà. Ñðàâíèòå öåëåâîå íàïðÿæåíèå 0.06 ñ óïðàâëÿþùèì 2.4 Â, ýòî óæå ïîòåíöèàëüíàÿ ïðîáëåìà.

Íî ðå÷ü ïîêà èäåò î òåðìîñòàáèëüíîñòè, ïîýòîìó ïåðåéäåì ê íåé. Äåëî â òîì, ÷òî íàïðÿæåíèå áàçà-ýìèòòåðíîãî ïåðåõîäà, êàê è ëþáîãî p-n ïåðåõîäà, çàâèñèò îò åãî òåìïåðàòóðû. Ïðèìåðíûé êîýôôèöèåíò îïèñûâàåòñÿ çàâèñèìîñòüþ -2 ì íà 1 ãðàäóñ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïðè ñîõðàíåíèè ïðåæíåãî òîêà è ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû ïåðåõîäà åãî íàïðÿæåíèå óìåíüøèòñÿ íà 2 ìÂ. Êàêàÿ åðóíäà, äâà ìèëëèâîëüòà! Àí íåò. Òðàíçèñòîðû â âûõîäíîì êàñêàäå íàãðåâàþòñÿ î÷åíü ñèëüíî, íå çðÿ æå èõ óñòàíàâëèâàþò íà ðàäèàòîðû.

Òåìïåðàòóðà êðèñòàëëà â òðàíçèñòîðå ëåãêî ìîæåò íàãðåâàòüñÿ íà 50 ãðàäóñîâ ê òåìïåðàòóðå ñðåäû, ïðè÷åì äîâîëüíî áûñòðî. Åñëè ïåðåâåñòè ýòîò ïðèðîñò òåìïåðàòóðû â èçìåíåíèå íàïðÿæåíèå «áàçà-ýìèòòåð», òî îíî óìåíüøèòñÿ íà 50*2=100 ìÂ. Îáà òðàíçèñòîðà â ïàðå íàãðåâàþòñÿ ïðèìåðíî îäèíàêîâî è èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ â òî÷êàõ C è D ñîñòàâèò â äâà ðàçà áîëüøóþ öèôðó, 0.2 âîëüòà. Åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ñìåùåíèÿ ëèøåí òåðìîêîìïåíñàöèè, òî ìåæäó C è D îñòàíåòñÿ ïðåæíåå íàïðÿæåíèå, à óìåíüøèâøååñÿ íàïðÿæåíèå ïåðåõîäîâ òðàíçèñòîðîâ âûçîâåò ïîâûøåíèå íàïðÿæåíèå ìåæäó òî÷êàìè E è F íà 0.2Â, ÷òî ïðèâåäåò ê óâåëè÷åíèþ òîêà ïîêîÿ ñ çàäàííûõ 0.1 À äî 0.26/0.6 = 0.43 À – óæå âåñüìà ðàñòî÷èòåëüíî.

Ïðîøó ó÷åñòü, â ðàññìîòðåíèè íå ó÷àñòâîâàëî èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû òðàíçèñòîðîâ Q2 è Q3, èòîã ìîã áûòü åùå õóæå. Âûõîäèò, ÷òî èñòî÷íèê ïèòàíèÿ äëÿ óñòàíîâêè òîêà ñìåùåíèÿ äîëæåí áûòü òåðìîêîìïåíñèðîâàííûì, êàê èçîáðàæåíî íà ñõåìå – îáðàçöîâîå íàïðÿæåíèå «áàçà-ýìèòòåð» òðàíçèñòîðà Q1 çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû. Ïðè ðàçìåùåíèè òðàíçèñòîðà Q1 íà îáùåì ðàäèàòîðå ñ Q4 è Q5 îí áóäåò îáëàäàòü ïðèìåðíî òîé æå òåìïåðàòóðîé è êîìïåíñèðîâàòü èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ ïåðåõîäà «áàçà-ýìèòòåð». Âñ¸ õîðîøî, îòêóäà ïðîáëåìû?

Óâû, êîìïåíñàöèÿ âåñüìà óñëîâíà. Òåïëîâîé êîýôôèöèåíò èñòî÷íèêà ïðèìåðíî -2*4 = -8 ìÂ/ãðàäóñ, à íàãðåâàþòñÿ òðàíçèñòîðû âûõîäíîãî êàñêàäà íåîäèíàêîâî. Åñëè ñ âûõîäíûìè Q4 è Q5 âñ¸ ïîíÿòíî, òî ñ ïðåäûäóùåé ñòóïåíüþ, Q2 è Q3 íè÷åãî íå ÿñíî. Ñ îäíîé ñòîðîíû, íà íèõ ðàññåèâàåòñÿ íåáîëüøàÿ òåïëîâàÿ ìîùíîñòü è èõ ìîæíî íå óñòàíàâëèâàòü íà ðàäèàòîð. Ñ äðóãîé, ýòà ìîùíîñòü íå òàêàÿ óæ è ìàëåíüêàÿ, âñåãî â 10-40 ðàç ìåíüøå, ÷åì íà òðàíçèñòîðàõ âûõîäíîé ñòóïåíè. Ýòî âàæíî, âåðíåìñÿ ê ýòîìó ïîçæå, à ïîêà ïîãîâîðèì î âûõîäíûõ òðàíçèñòîðàõ è èñòî÷íèêå ñìåùåíèÿ.

Îáû÷íàÿ ðåêîìåíäàöèÿ – óñòàíàâëèâàòü òðàíçèñòîð èñòî÷íèêà (Q1) íà òîò æå ðàäèàòîð, ãäå ñìîíòèðîâàíû âûõîäíûå òðàíçèñòîðû (Q4, Q5). Ïðè ýòîì ñëåäóåò àðãóìåíòàöèÿ, ÷òî ýòèì äîñòèãàåòñÿ òåðìîñòàáèëèçèðîâàíèå òîêà ïîêîÿ. Íàïðÿæåíèÿ «áàçà-ýìèòòåð» çàâèñÿò îò òåìïåðàòóðû êðèñòàëëà, êîòîðàÿ çàâåäîìî áîëüøå òåìïåðàòóðû êîðïóñà òðàíçèñòîðà. Íî, è òåìïåðàòóðà êîðïóñà òðàíçèñòîðà íàãðåâàåòñÿ ãîðàçäî áîëüøå, ÷åì ðàäèàòîð. Ê ýòîìó ïðèâîäèò îãðàíè÷åííàÿ òîëùèíà òåïëîîòâîäÿùåé ïëàñòèíû ðàäèàòîðà, íà êîòîðóþ ìîíòèðóþòñÿ òðàíçèñòîðû, è îáÿçàòåëüíàÿ òåðìîïðîêëàäêà.

Ïîñëåäíÿÿ êðàéíå íåîáõîäèìà èç-çà òîãî, ÷òî íà îáùèé ðàäèàòîð óñòàíàâëèâàåòñÿ íåñêîëüêî òðàíçèñòîðîâ è íàäî îáåñïå÷èòü ýëåêòðè÷åñêóþ èçîëÿöèþ ìåòàëëà èõ êîðïóñà îò äðóãîãî òðàíçèñòîðà è öåïåé ñõåìû. (Âîîáùå-òî, ïðèçíàêîì õîðîøåãî òîíà ÿâëÿåòñÿ ñîåäèíåíèå êðóïíûõ ìåòàëëè÷åñêèõ óçëîâ c öåïüþ «çåìëÿ»). Ñþäà æå ñòîèò ïðèáàâèòü ñëîæíîñòü ðàçìåùåíèÿ ñèëîâûõ òðàíçèñòîðîâ áëèçêî äðóã îò äðóãà, äëÿ óìåíüøåíèÿ ïåðåïàäîâ òåìïåðàòóðû ìåæäó ñèëîâûìè òðàíçèñòîðàìè, è äîïîëíèòåëüíîãî òðàíçèñòîðà òåðìîêîìïåíñàöèè. Íå â êàæäîì óñèëèòåëå óñòàíàâëèâàþò âåíòèëÿòîð äëÿ îáäóâà ðàäèàòîðà, à ýòî îçíà÷àåò ïðèìåíåíèå äåéñòâèòåëüíî áîëüøîãî ðàäèàòîðà è îáÿçûâàåò ðàçíåñòè ñèëîâûå òðàíçèñòîðû äðóã îò äðóãà ïî ïîâåðõíîñòè ðàäèàòîðà.

 ðàáîòå, ïðè óñòàíîâèâøåìñÿ òåïëîâîì ðåæèìå, ïðîèñõîäèò ñëåäóþùåå:
1. Òåìïåðàòóðà êðèñòàëëà â ïîëòîðà-äâà ðàçà áîëüøå òåìïåðàòóðû ðàäèàòîðà. Åñòåñòâåííî, ïîä «òåìïåðàòóðîé» ïîíèìàåòñÿ íàãðåâ íàä îêðóæàþùåé ñðåäîé.
2. Òåïëîâîé êîýôôèöèåíò èñòî÷íèêà ñìåùåíèÿ ðàññ÷èòàí íà ÷åòûðå ïåðåõîäà, à îñíîâíîé íàãðåâ ïðîèñõîäèò òîëüêî â äâóõ, íà âûõîäíûõ òðàíçèñòîðàõ (Q4, Q5).

Ïåðâûé ïóíêò ãîâîðèò, ÷òî òî÷íàÿ òåðìîêîìïåíñàöèÿ ïî òåìïåðàòóðå ðàäèàòîðà áóäåò îøèáàòüñÿ â äâà(?!!) ðàçà. Âòîðîé îçíà÷àåò, ÷òî êîìïåíñàöèÿ èñòî÷íèêà ðàáîòàåò â äâà ðàçà ýôôåêòèâíåå, ÷åì íàäî. Åñëè ñëîæèòü îáà ïóíêòà, òî íåäîêîìïåíñàöèÿ äâà ðàçà ñëîæèòñÿ (òî÷íåå «ïåðåìíîæèòñÿ») ñ ïåðåêîìïåíñàöèåé â èñòî÷íèêå è áóäåò ïîëíûé ïîðÿäîê.

Îáû÷íî, òàê è ïðîèñõîäèò, íî åñëè ãîâîðèòü ïðî óñòàíîâèâøèéñÿ ðåæèì. À âîò åñëè ïðèìåíèòü ýòè æå âûêëàäêè ïðè äèíàìè÷åñêîì ðåæèìå ðàáîòû, êîãäà çà ãðîìêèì óðîâíåì ñëåäóåò òèõèé, òî âîò òóò-òî è íà÷èíàþòñÿ ïðîáëåìû. Óæå ãîâîðèëîñü, íî ïåðå÷èñëþ â áîëåå ÷åòêîé ôîðìå:
1. Òåìïåðàòóðà (ïåðåãðåâà) êðèñòàëëà ìíîãî âûøå òåìïåðàòóðû (ïåðåãðåâà) ðàäèàòîðà. Ïðè÷åì, òðàíçèñòîð î÷åíü áûñòðî ñêèäûâàåò ýòó ðàçíîñòü òåìïåðàòóð ïðè ñáðîñå ðàññåèâàåìîé òåïëîâîé ìîùíîñòè.
2. Äàò÷èê òåïëîâîé êîìïåíñàöèè íàõîäèòñÿ (ìåõàíè÷åñêè) äàëåêî îò ñèëîâûõ òðàíçèñòîðîâ.
3. Íàãðåâ è îõëàæäåíèå îäíîé ÷àñòè ðàäèàòîðà îòíîñèòåëüíî äîëãî ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ íà äðóãèå ó÷àñòêè ðàäèàòîðà.

 ðåçóëüòàòå, òåïëîâàÿ êîìïåíñàöèÿ èñòî÷íèêà òîêà ïîêîÿ îîîî÷åíü ñèëüíî çàäåðæàíà âî âðåìåíè îò òåìïåðàòóðû òðàíçèñòîðîâ. Åñëè â ñòàòè÷åñêîì ðåæèìå ìîæíî óäåðæàòü òîê ïîêîÿ â ðàçóìíûõ ðàìêàõ, òî â äèíàìèêå èç-çà çàïàçäûâàíèÿ êîìïåíñàöèè èñòî÷íèêà ñìåùåíèÿ, âîçìîæíî êàê çíà÷èòåëüíîå óâåëè÷åíèå òîêà ïîêîÿ (ïðè ðåçêîì ïîâûøåíèè óðîâíÿ ñèãíàëà), òàê è çíà÷èòåëüíîå åãî óìåíüøåíèå (ïåðåõîä ê òèõîé ìóçûêå). Ïðè÷åì, óìåíüøåíèå âïëîòü äî 0, òî åñòü óñèëèòåëü ïåðåõîäèò èç êëàññà À â ÷èñòûé Â. Ñòîèò äîáàâèòü, ÷òî â ýòè ìîìåíòû êàê ðàç èäåò òèõàÿ ìóçûêà.

×òî äî ìîåãî ïðèìåðà, òî äàâàéòå «ïðèêèíåì» öèôðû. Ïîëîæèì, íàãðåâ ðàäèàòîðà 20 ãðàäóñîâ (ê îêðóæàþùåé ñðåäå), ÷òî îçíà÷àåò òåìïåðàòóðó êðèñòàëëà òðàíçèñòîðà 40 ãðàäóñîâ (ðàñ÷åòû ïðèìåðíû). Ïðè ðåçêîì ñáðîñå ãðîìêîñòè çâóêà, ñêîðåå ïðè «î÷åíü ðåçêîì è ñèëüíîì» ñáðîñå, òåìïåðàòóðà ðàäèàòîðà â ìåñòå êðåïëåíèÿ òðàíçèñòîðà óïàäåò äî 15 ãðàäóñîâ, à êðèñòàëëà äî 20 ãðàäóñîâ. Íå çàáûâàéòå, ïîäðàçóìåâàåòñÿ íå àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà, à ïåðåãðåâ ê îêðóæàþùåé ñðåäå. Òîê ïîêîÿ âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ îïðåäåëÿåòñÿ íàïðÿæåíèåì íà ðåçèñòîðàõ R5+R6 è èõ ñîïðîòèâëåíèåì.

Ðàíåå ðàññ÷èòûâàëîñü, ÷òî òîê ïîêîÿ 0.1 àìïåðà ïîëó÷àëñÿ ïðè íàïðÿæåíèè 60 ìÂ, åãî è ïûòàåòñÿ ïîääåðæèâàòü òåðìîêîìïåíñàöèÿ èñòî÷íèêà ñìåùåíèÿ íà òðàíçèñòîðå Q1. Îäíî «íî» – òåìïåðàòóðà Q1 åùå «äîëãî» îñòàíåòñÿ ïðåæíåé, à âîò âûõîäíûå òðàíçèñòîðû Q4, Q5 óæå îñòûëè «â äâà ðàçà». Ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàíåå óñòàíîâèâøåéñÿ òåïëîâîé ñòàáèëüíîñòüþ ðàçíèöà òåìïåðàòóð ñîñòàâèëà 20 ãðàäóñîâ èëè -2*20*2 = -80 ìÂ. Ñêëàäûâàåì ñ 60 ìÂ, êîòîðûå ïîääåðæèâàåò ñõåìà ñìåùåíèÿ è ïîëó÷àåì 60-80=-20 ìÂ. Òî åñòü òðàíçèñòîðû óøëè â îòñå÷êó ñ íóëåâûì òîêîì ïîêîÿ. Ýòî è íàçûâàåòñÿ òåðìîóäàð – ïðè ìåäëåííîì èçìåíåíèè âûõîäíîé ìîùíîñòè ñèñòåìà ðàáîòàåò êîððåêòíî, à ðåçêèå ñìåíû ðåæèìîâ ðàáîòû âûçûâàþò óõóäøåíèå ñâîéñòâ óñèëèòåëÿ.

Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÿ «ñîâåðøåííî çàáûë» î òðàíçèñòîðàõ ïðåäâûõîäíîãî êàñêàäà, Q2 è Q3. Ïî èäåå, îíè íå äîëæíû îñîáî íàãðåâàòüñÿ è âðåäà îò íèõ íå îæèäàåòñÿ. Íî, îíè âñ¸ æå íàãðåþòñÿ. Èõ óñòàíîâêà íà îáùèé ðàäèàòîð íå óëó÷øèò ñèòóàöèþ ñ òåðìîóäàðîì, âåäü òåìïåðàòóðó «êðèñòàëë-ðàäèàòîð» âûõîäíûõ òðàíçèñòîðîâ êîíòðîëèðîâàòü (è êîìïåíñèðîâàòü) íå÷åì. Åñëè æå èõ óñòàíàâëèâàòü íà ñîáñòâåííûå ðàäèàòîðû èëè áåç îíûõ âîâñå, òî ó òåðìîóäàðà ïîÿâèòñÿ åùå îäíà ñîñòàâëÿþùàÿ, òåìïåðàòóðà ïðåäîêîíå÷íûõ òðàíçèñòîðîâ, êîòîðàÿ òîëüêî óõóäøàåò äåëî.

Òåïåðü ïî ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ âûõîäíîãî ñèãíàëà.

Äëÿ ñèìóëÿöèè èñïîëüçóåòñÿ ñëåäóþùàÿ ñõåìà:



Ýìóëÿöèÿ îãðàíè÷åíèÿ ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ äîñòèãàåòñÿ çàìåíîé âåðõíåãî ïëå÷à âûõîäíîãî êàñêàäà íà íåðåãóëèðóåìûé èñòî÷íèê òîêà, òðàíçèñòîð Q5, è øóíòèðîâàíèå íàãðóçêè êîíäåíñàòîðîì (C1) ÷ðåçìåðíî áîëüøîé âåëè÷èíû. Äëÿ áîëåå íàãëÿäíîé äåìîíñòðàöèè, â êà÷åñòâå ñèãíàëà ïðèìåíÿþòñÿ äâà èñòî÷íèêà – 2 êÃö è 20 êÃö. Ïðè ýòîì ïîëó÷àåòñÿ ñëåäóþùàÿ ôîðìà âûõîäíîãî ñèãíàëà:



Íàïîìèíàþ, êðàñíûé ãðàôèê îáðàçöîâîãî ñèãíàëà, çåëåíûé – âûõîäíîãî.

Ñêîðîñòü íàðàñòàíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ îãðàíè÷åíà, ÷òî âûçûâàåò îòñòàâàíèå çåëåíîãî ãðàôèêà ïî îòíîøåíèþ ê êðàñíîìó. Îñîáåííî èíòåðåñåí ôðàãìåíò ìåæäó 250 ìêñ è 300 ìêñ – çåëåíûé ãðàôèê íà÷èíàåò îòñòàâàòü îò êðàñíîãî è íàêàïëèâàåòñÿ îøèáêà îáðàòíîé ñâÿçè.  ðàéîíå 280 ìêñ âûõîäíîå íàïðÿæåíèå íàêîíåö-òî «äîãíàëî» êðàñíûé è, âðîäå áû, ñ ýòîãî ìîìåíòà âñ¸ äîëæíî ïðèäòè â íîðìó, íî çà âðåìÿ îòñòàâàíèÿ íàêîïèëàñü îøèáêà, êîòîðóþ íàäî âûáðàòü è çåëåíûé ãðàôèê ïðîäîëæàåò ðàñõîäèòüñÿ è äàëüøå.

Òàê áóäåò äî òåõ ïîð, ïîêà ðàíåå íàêîïëåííàÿ îøèáêà íå áóäåò êîìïåíñèðîâàíà íîâîé îøèáêîé, ñ äðóãèì çíàêîì. Ýòî ïðîèñõîäèò òîëüêî ïðè 300 ìêñ, îáðàòíàÿ ñâÿçü «ñïîõâàòûâàåòñÿ» è íà÷èíàåò óìåíüøàòü íàïðÿæåíèå. Èíòåðåñíî, ÷òî îïÿòü ñëåäóåò ïåðåðåãóëèðîâàíèå, çåëåíûé ãðàôèê óìåíüøàåòñÿ äàæå íèæå êðàñíîãî. Ïîñëåäóþùèå äâà ïåðèîäà ÷àñòîòîé 20 êÃö ïîâðåæäàþòñÿ ïî òîìó æå ñöåíàðèþ.


Èìïåäàíñ óñèëèòåëÿ è äåìïôèðîâàíèå äèíàìèêà


Óñèëèòåëü ðàáîòàåò íå â âàêóóìå, îí íàãðóæàåòñÿ íà äèíàìè÷åñêóþ ãîëîâêó (èëè çâóêîâóþ êîëîíêó èç íåñêîëüêèõ äèíàìèêîâ). Ðàññìàòðèâàòü îäíî áåç äðóãîãî áûëî áû îøèáî÷íûì. Êà÷åñòâî ðàáîòû óñèëèòåëÿ çàâèñèò îò òîãî, ÷òî ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàãðóçêà, íî âåðíî è îáðàòíîå – ôóíêöèîíèðîâàíèå äèíàìèêà çàâèñèò îò óñèëèòåëÿ.

Äëÿ óïðîùåíèÿ ðàññóæäåíèé ïðåäïîëîæèì, ÷òî óñèëèòåëü íàãðóæåí íà îäèí äèíàìèê áåç êàêèõ-ëèáî ôèëüòðîâ è ñîãëàñóþùèõ ýëåìåíòîâ, ñîåäèíèòåëüíûå ïðîâîäà ìèíèìàëüíîé äëèíû, äîñòàòî÷íîãî ñå÷åíèÿ è êà÷åñòâà èñïîëíåíèÿ. Íàäóìàííàÿ ñèòóàöèÿ? Îòíþäü, ñóùåñòâóþò æå àêòèâíûå êîëîíêè äëÿ âîñïðîèçâåäåíèÿ òîëüêî íèçêèõ ÷àñòîò.

Ïîãîâîðèì íåìíîãî î äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêå. Çà÷àñòóþ, èç ýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê óêàçûâàåòñÿ òîëüêî å¸ íîìèíàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå, íî ýòî æå äàëåêî íå âñ¸! Ýôôåêòèâíîñòü èëè îòäà÷à, ýêâèâàëåíòíûé îáúåì, ÷àñòîòà ìåõàíè÷åñêîãî ðåçîíàíñà, åãî äîáðîòíîñòü… ìíîãî ÷åãî ïîëåçíîãî îñòàåòñÿ çà êàäðîì. Îáðàòèì âíèìàíèå íà òàêóþ õàðàêòåðèñòèêó, êàê äîáðîòíîñòü – îíà ñîñòîèò èç ìåõàíè÷åñêîé è ýëåêòðè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùèõ.

Ìåõàíè÷åñêàÿ çàâèñèò îò ýëàñòè÷íîñòè ïîäâåñà äèôôóçîðà, åãî âåñà è ñîïóòñòâóþùåãî îáúåìà âîçäóõà è èçìåíåíà áûòü íå ìîæåò. Âîîáùå ãîâîðÿ, ìîæåò ïðèìåíÿòüñÿ àêóñòè÷åñêîå äåìïôèðîâàíèå, íî íå ñòîèò íà ýòî ñèëüíî ðàññ÷èòûâàòü. À âîò äðóãàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ, ýëåêòðè÷åñêàÿ äîáðîòíîñòü, çàâèñèò îò âûõîäíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ óñèëèòåëÿ. Åñëè äèíàìè÷åñêàÿ ãîëîâêà íå ñëèøêîì óäà÷íî ïîäõîäèò äëÿ âûáðàííîãî àêóñòè÷åñêîãî îôîðìëåíèÿ, òî èçìåíåíèåì ýëåêòðè÷åñêîãî äåìïôèðîâàíèÿ (âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì óñèëèòåëÿ) ìîæíî íåìíîãî ïîäïðàâèòü äåëî.

Îñíîâíîé èñòî÷íèê ïðîáëåìû – ìåõàíè÷åñêàÿ ñèñòåìà èçëó÷àòåëÿ, ó êîòîðîé åñòü ðåçîíàíñ â ñàìîì íà÷àëå íèçêî÷àñòîòíîãî äèàïàçîíà ðàáî÷åé ïîëîñû ÷àñòîò. Åñëè ïî äèôôóçîðó ëåãîíüêî ñòóêíóòü, òî îí èçäàñò çâóê íèçêîé ÷àñòîòû, ïðè÷åì îñíîâíûå êîëåáàíèÿ áóäóò íà ÷àñòîòå ìåõàíè÷åñêîãî ðåçîíàíñà, äëèòåëüíîñòü ñàìîãî çâó÷àíèÿ áóäåò çàâèñåòü îò äîáðîòíîñòè. Åñòü òàêîå ïîíÿòèå «ïðèçâóê» – âîò ýòî îíî è åñòü, êîãäà äèíàìèê ïðîäîëæàåò èçäàâàòü çâóê óæå ïîñëå òîãî, êàê ýëåêòðè÷åñêè çâóê äîëæåí áûë ïðåêðàòèòüñÿ. Äëÿ èçìåíåíèÿ âåëè÷èíû ïðèçâóêà ìîæíî âàðüèðîâàòü âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå óñèëèòåëÿ.

Äëÿ ñèìóëèðîâàíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ñëåäóþùàÿ ìîäåëü:



Ãèðëÿíäà ýëåìåíòîâ L2… R22 â öåíòðàëüíîé ÷àñòè ñõåìû ýìóëèðóþò íèçêî÷àñòîòíóþ äèíàìè÷åñêóþ ãîëîâêó äèàìåòðîì 25 ñì.

Ãðàôèêè: êðàñíûé – âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñèëèòåëÿ, çåëåíûé – ðåàêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêè. Óâû, ýëåêòðè÷åñêàÿ ìîäåëü ñëàáî ñîîòíîñèòñÿ ñ àêóñòè÷åñêîé, ïîýòîìó â òåñòå èíòåðåñíû îáùèå çàêîíîìåðíîñòè, à íå êîíêðåòíûå ÷èñëåííûå âû÷èñëåíèÿ è ïðàâèëüíîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ. Î÷åíü òðóäíî ñîâìåñòèòü ãðàôèêè ñ íàñòîëüêî ðàçëè÷íûìè óñëîâèÿìè ðàáîòû, ïîýòîìó ïàðàìåòðû ïîäáèðàëèñü òàê, ÷òîáû àìïëèòóäà çåëåíîãî ãðàôèêà (ðåàêòèâíàÿ ÷àñòü äèíàìèêà) îñòàâàëàñü ïîñòîÿííîé, 1 âîëüò.

Âíà÷àëå îáû÷íûé ðåæèì, òî÷êà ñîåäèíåíèÿ R29 è C7 ñîåäèíÿåòñÿ ñ çåìëåé, ÷òî ïåðåâîäèò óñèëèòåëü â îáû÷íûé ðåæèì ðàáîòû.



Íè÷åãî íåîáû÷íîãî, íà âõîä óñèëèòåëÿ ïîäàåòñÿ ïðÿìîóãîëüíûé ñèãíàë, îí æå ïîëó÷àåòñÿ íà âûõîäå. Èçìåíèì óñëîâèÿ èãðû, ñîáåðåì ñõåìó òàê, êàê íà ðèñóíêå – ïðè ýòîì ïîÿâèòñÿ ÏÎÑ («ïîëîæèòåëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü») ïî òîêó íàãðóçêè è âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå óñèëèòåëÿ ñòàíåò îòðèöàòåëüíûì.

Ôîðìà ñèãíàëà äëÿ ñõåìû ñ îòðèöàòåëüíûì âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì:



Ðàçëè÷èÿ âèäíû íåâîîðóæåííûì âçãëÿäîì – íà âûõîäå óñèëèòåëÿ íàïðÿæåíèå óæå íå ñòîëü ïîõîæå íà òðåáóåìîå, ôðîíòû ïðåòåðïåëè ñóùåñòâåííîå èçìåíåíèå. Èäåÿ çäåñü â òîì, ÷òî åñëè ìåõàíè÷åñêàÿ ñèñòåìà äèíàìèêà ðåçêî óâåëè÷èâàåò îòäà÷ó íà ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòå, òî íàäî òàê ôîðìèðîâàòü ôîðìó íàïðÿæåíèÿ, ÷òîáû íà ðåçîíàíñíîé ÷àñòîòå îíî áûëî ñîîòâåòñòâóþùå ïîíèæåíî.  ðåçóëüòàòå, ïðè èçëó÷åíèè ïðîèçîéäåò âçàèìíàÿ êîìïåíñàöèÿ è çâóêîâàÿ êàðòèíêà áóäåò âîñïðèíèìàòüñÿ êîððåêòíåå.

Ðàññìîòðèì è òðåòèé âàðèàíò, ñ áîëüøèì âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì. Îáû÷íî ó óñèëèòåëÿ î÷åíü íèçêîå âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå, íî ÷òî ìåøàåò åãî óâåëè÷èòü? Íåò, áàíàëüíàÿ óñòàíîâêà äîïîëíèòåëüíîãî ïîñëåäîâàòåëüíîãî ðåçèñòîðà ìåæäó âûõîäîì óñèëèòåëÿ è äèíàìèêîì èñïîëüçîâàòüñÿ íå áóäåò, äëÿ ýòîãî ïðîñòî ñëåäóåò îòêîððåêòèðîâàòü ïðèíöèï îáðàòíîé ñâÿçè. Êîíêðåòíî – îáðàòíóþ ñâÿçü íàäî áðàòü íå ñ âûõîäà óñèëèòåëÿ, à ñ ðåçèñòîðà, âêëþ÷åííîãî ïîñëåäîâàòåëüíî ñ äèíàìèêîì â öåïü «çåìëÿ» (ðåçèñòîð R28). Ïðè ýòîì âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå óñèëèòåëÿ ñòàíåò î÷åíü áîëüøèì.

Ôîðìà ñèãíàëà äëÿ ñõåìû ñ òîêîâûì âûõîäîì:



Ì-äà. Ôîðìà âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïîëó÷èëà ÿâíûé êîëåáàòåëüíûé õàðàêòåð, êàê è íàïðÿæåíèå íà ðåàêòèâíîé ÷àñòè ìîäåëè äèíàìèêà.

Òåïåðü ñðàâíèòå õàðàêòåð ïîâåäåíèÿ çåëåíîãî ãðàôèêà äëÿ âñåõ òð¸õ ñëó÷àåâ – êàê âèäèòå, ìîæíî îêàçûâàòü âëèÿíèå íà âðåìÿ êîëåáàíèé äèíàìèêà, à çíà÷èò, ïîäñòðîéêîé ðàáîòû óñèëèòåëÿ ðåãóëèðîâàòü âðåìÿ ïðèçâóêà, îáû÷íóþ «áîëåçíü» äèíàìèêîâ áîëüøîãî äèàìåòðà.

Êîãäà ãîâîðÿò îá óñèëèòåëå, òî, êðîìå äåìïôèðîâàíèÿ, ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ åùå îäèí ìîìåíò – íàãðåâ êàòóøêè. Äèíàìè÷åñêàÿ ãîëîâêà ïðåîáðàçóåò ýëåêòðè÷åñêîå âîçäåéñòâèå â ìåõàíè÷åñêîå ïåðåìåùåíèå äèôôóçîðà ñ ïîìîùüþ êàòóøêè, êîòîðàÿ ïåðåìåùàåòñÿ â ìàãíèòíîì çàçîðå. Ïîñëåäíÿÿ íàìàòûâàåòñÿ ìåäíûì ïðîâîäîì è ïðè íàãðåâå äîëæíà óâåëè÷èâàòü ñâîå ñîïðîòèâëåíèå. Ýòî àêòóàëüíî? Ïðîâåðèì.

Äëÿ òåñòà èñïîëüçîâàí ñîâåòñêèé äèíàìèê ñ íåèçâåñòíîé ìàðêèðîâêîé (ïîõîæèé íà 4ÃÄ8Å) è «êèòàéñêèé» âêëàäíîé íàóøíèê «çà 100 ðóáëåé». Èçäåâàòüñÿ íàä õîðîøèìè âåùàìè ìíå ñîâåðøåííî íå õî÷åòñÿ, à ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû èíòåðåñóþò áîëüøå êàê òåíäåíöèè, ïîòîìó ýëåìåíòíàÿ áàçà íå ñòîëü âàæíà.

Äëÿ èçìåðåíèÿ äåâèàöèè ñîïðîòèâëåíèÿ äèíàìèêà îò ìîùíîñòè ìîæíî ñòðîèòü ñõåìó ïî ïðèíöèïó: ãåíåðàòîð ñâåðõíèçêèõ è âûñîêèõ ÷àñòîò + óñèëèòåëü + äèíàìèê + ìèêðîôîí, â ðåçóëüòàòå ïîëó÷àþòñÿ íåèíôîðìàòèâíûå êàðòèíêè ñ ñèëüíûì ýìîöèîíàëüíûì ïîäòåêñòîì. Íåò óæ. Íóäíî è íåêà÷åñòâåííî. Ñäåëàåì èíà÷å – ñíèìåì íàïðÿæåíèå íà äàò÷èêå òîêà ïðè ïîäà÷å íà äèíàìèê ôèêñèðîâàííîãî íàïðÿæåíèÿ ïîñòîÿííîãî òîêà. Ïðè ýòîì ñðàçó ìîæíî áóäåò îöåíèòü è âåëè÷èíó èçìåíåíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ è ñêîðîñòü ýòîãî èçìåíåíèÿ (âðåìÿ òåïëîâîãî ïðîöåññà).

Äèíàìèê:



Âðåìÿ ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà ïîðÿäêà òð¸õ ñåêóíä, èçìåíåíèå (óâåëè÷åíèå) îò íàãðåâà ñîñòàâèëî 1/5 íîìèíàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ.

Íàóøíèê (15 Îì):



Âðåìÿ ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà çäåñü ìåíüøå, ïîðÿäêà 0.7 ñåêóíäû, à âîò äåâèàöèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ ïîðÿäêà 1/8. Íî çäåñü íåîáõîäèìî ïîÿñíåíèå, èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëèñü ïðè íàïðÿæåíèè íà íàóøíèêå îêîëî 3 Â. Âû ñëóøàëè êîãäà-íèáóäü ïîäîáíûé íàóøíèê ïðè íàïðÿæåíèÿ, áëèçêèõ ê ýòîìó? Ïðè ïîëîæèòåëüíîì îòâåòå ÿ íà÷íó çàâèäîâàòü, åñëè ïîñëå ýòîãî âû ñîõðàíèëè ñëóõ. Ó ìåíÿ ñ ýòèì áåäà, äëÿ òåñòîâîãî íàóøíèêà íîðìàëüíûé óðîâåíü ãðîìêîñòè ïîëó÷èëñÿ ïðè íàïðÿæåíèè 0.3 âîëüòà. Åñëè ïîâòîðèòü òåñò èçìåðåíèÿ íà íàãðåâ äëÿ íàïðÿæåíèÿ 0.3 âîëüòà, òî äåâèàöèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ âîîáùå íå äîëæíà áûòü çàìåòíà, âåäü òåïëîâàÿ ìîùíîñòü óìåíüøèòñÿ â 100 ðàç. Ïîýòîìó ãðàôèê äëÿ ïîíèæåííîãî íàïðÿæåíèÿ íå ïðèâîäèòñÿ, ñìûñëà â íåì íåò.

Åñëè ïî íàóøíèêàì âñ¸ ñèëüíî çàïóòàíî, òî ïî äèíàìèêàì äîâîëüíî ïðîçðà÷íî. Èõ êàòóøêà íàãðåâàåòñÿ è ñîïðîòèâëåíèå âîçðàñòàåò. Ïðè÷åì, òåñò ïðîèçâîäèëñÿ íàä ñîâåòñêîé äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêîé, ñîâðåìåííûå äèíàìè÷åñêèå ãîëîâêè îáëàäàþò áîëåå «ìîùíûìè» õàðàêòåðèñòèêàìè ïðè ïðèìåðíî òàêîì æå èñïîëíåíèè, â ÷¸ì ïîäâîõ?

Âñ¸ ïðîñòî, ìàòåðèàë èçîëÿöèè ïðîâîäà è êàðêàñ êàòóøêè âûïîëíÿåòñÿ èç ìàòåðèàëîâ ñ ïîâûøåííîé òåïëîñòîéêîñòüþ, ÷òî îáåñïå÷èâàåò èì áîëüøóþ ðàáî÷óþ ìîùíîñòü. Ïî íåêîòîðûì äàííûì, â ïðîôåññèîíàëüíûõ äèíàìèêàõ êàòóøêà íàãðåâàåòñÿ äî 190-200 ãðàäóñîâ. À ÷òî, äîâîëüíî ëîãè÷íî, ÿ âñòðå÷àë îáñóæäåíèÿ â êîíôåðåíöèÿõ âîïðîñîâ âèäà – íîðìàëüíî ëè, ÷òî ìàãíèòíàÿ ñèñòåìà íàãðåâàåòñÿ âûøå 60 ãðàäóñîâ? Òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå ìåäíîé îáìîòêè ìåíÿåòñÿ ïîðÿäêà 0.4 ïðîöåíòà íà êàæäûé ãðàäóñ íàãðåâà, äàëåå ïðîñòûå ðàñ÷åòû.

 ìîåì òåñòå äèíàìèêà òåìïåðàòóðà êàòóøêè âðÿä ëè ïðåâûñèëà 100 ãðàäóñîâ ïî Öåëüñèþ, ñêîðåå íå áûëî è øåñòèäåñÿòè. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñîïðîòèâëåíèå äèíàìèêà ìîæåò ìåíÿòüñÿ çíà÷èòåëüíî áîëüøå, ÷åì íà 1/5 íîìèíàëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Âïðî÷åì, ìíîãîå çàâèñèò è îò ñëóøàòåëÿ – åñëè íå âîçíèêàåò æåëàíèÿ îçâó÷èâàòü ñòàäèîí, òî ñèÿ ïðîáëåìà íå ñòîëü àêòóàëüíà. Õîòÿ, åñòü ïðèìåíåíèÿ òèïà ÝÌÎÑ, è òàì ñëîæíîñòè óìíîæàþòñÿ.

Äëÿ ñðåäíå÷àñòîòíûõ äèíàìè÷åñêèõ ãîëîâîê ñâîéñòâåííà äðóãàÿ ïðîáëåìà, íî ñî ñõîæèìè ïîñëåäñòâèÿìè. Ïðè êîëåáàíèè äèôôóçîðà êàòóøêà ïåðåìåùàåòñÿ âäîëü ìàãíèòíîãî çàçîðà, ñî âñåìè åãî íåîäíîðîäíîñòÿìè, ÷òî íåñêîëüêî ìåíÿåò åå èíäóêòèâíîñòü. Åñëè ïîäàòü íà äèíàìèê ïàðó ñèãíàëîâ, íèçêîé è âûñîêîé ÷àñòîòû, òî íèçêî÷àñòîòíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ áóäåò ñäâèãàòü äèôôóçîð, è êàòóøêà áóäåò ñìåùàòüñÿ â ìàãíèòíîì çàçîðå, ÷òî ïðèâåäåò ê èçìåíåíèþ åå èíäóêòèâíîñòè.  ñèëüíî óïðîùåííîé ôîðìå, ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêè ïðåäñòàâëÿåòñÿ â âèäå ïîñëåäîâàòåëüíîãî ñîåäèíåíèÿ àêòèâíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ è èíäóêòèâíîñòè êàòóøêè. Äëÿ íèçêèõ ÷àñòîò èìïåäàíñ ãîëîâêè áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ àêòèâíûì ñîïðîòèâëåíèåì, íî íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ óæå íà÷íåò ñêàçûâàòüñÿ ñîáñòâåííàÿ èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè.

Êîëü ñêîðî ýòà èíäóêòèâíîñòü íå ïîñòîÿííà âî âðåìåíè, òî è òîê ÷åðåç êàòóøêó íå îñòàíåòñÿ ïîñòîÿííûì, ÷òî îçíà÷àåò èíòåðìîäóëÿöèîííûå èñêàæåíèÿ. Ïî íåêîòîðûì ðàçðîçíåííûì äàííûì, ñîáñòâåííàÿ èíäóêòèâíîñòü êàòóøêè ìîæåò ìåíÿòüñÿ íà 10-30 ïðîöåíòîâ, â çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóêöèè äèíàìèêà. Ýòî ïðèâåäåò ê óðîâíþ èíòåðìîäóëÿöèîííûõ èñêàæåíèé 5-12 ïðîöåíòîâ. Ïîäðîáíåå ýòîò âîïðîñ ðàññìîòðåí â ðàáîòå «Äîëæåí ëè ÓÌÇ× èìåòü ìàëîå âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå?», àâòîð Ñ. Àãååâ.

×òîáû íå áûòü ñîâñåì óæ ãîëîñëîâíûì, ïðîñòåíüêàÿ ïðîâåðêà – âîçüìåì òîò æå òåñòîâûé äèíàìèê è ïîäàäèì íà íåãî ïîñòîÿííûé òîê, êîòîðûé âûçîâåò ñìåùåíèå äèôôóçîðà, ïîñëå ÷åãî îñòàíåòñÿ òîëüêî èçìåðèòü åãî èíäóêòèâíîñòü.

 ìîåì ñëó÷àå äèíàìèê ïîêàçàë èçìåíåíèå èíäóêòèâíîñòè íà 4 ïðîöåíòà ïðè ïîäà÷å ïîñòîÿííîãî òîêà, ñîîòâåòñòâóþùåãî 25 ïðîöåíòàì íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè. Ïðè îäíîé ïîëÿðíîñòè òîêà ñëåäîâàëî óâåëè÷åíèå èíäóêòèâíîñòè, ïðè äðóãîé – óìåíüøåíèå. Åñëè æå óáðàòü óïðàâëåíèå òîêîì è ïðîñòî íàæàòü ïàëüöåì íà äèôôóçîð, òî èíäóêòèâíîñòü âîçðàñòåò â 1.7 ðàçà, à îáðàòíûé ïðîöåññ ïðèâîäèò ê åå óìåíüøåíèþ äî 0.8 îò ïåðâîíà÷àëüíîãî âàðèàíòà. Çàìåðû èíäóêòèâíîñòè ïðîâîäèëèñü ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðèáîðà Å7-8, íà ÷àñòîòå 10 êÃö.

Çàìåòíîñòü èñêàæåíèé

Ïðîâåðêà óñèëèòåëÿ äàåò ÷èñëåííóþ õàðàêòåðèñòèêó «êîýôôèöèåíò ãàðìîíèê», íî îòðàæàåò ëè îíà ðåàëüíîå êà÷åñòâî çâó÷àíèÿ? Ñ îäíîé ñòîðîíû, ýòî îáúåêòèâíûé ïàðàìåòð è ïðè ìàëîì çíà÷åíèè ïîäðàçóìåâàåò íåïëîõîå êà÷åñòâî çâóêà. Òàê, ÷òî æå õàðàêòåðèçóåò êîýôôèöèåíò ãàðìîíèê? Âîîáùå-òî, «ñôåðè÷åñêîãî êîíÿ», óâû. Âàæåí íå òîëüêî óðîâåíü èñêàæåíèé, âíîñèìûé óñèëèòåëåì, íî åãî ñîñòàâ è ÷àñòîòíûé äèàïàçîí.

×åëîâåê âîñïðèíèìàåò ðàçíóþ ÷àñòîòó çâóêà ñ ðàçëè÷íîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ, íàèáîëüøàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü ïðèõîäèòñÿ íà äèàïàçîí ñðåäíèõ ÷àñòîò, 0.5-1 êÃö, âûøå è íèæå ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïàäàåò. Õóæå äðóãîå, íà ýòèõ çàâèñèìîñòÿõ ñêàçûâàåòñÿ óðîâåíü çâóêà – ïðè óìåíüøåíèè ãðîìêîñòè íèçêèå è âûñîêèå ÷àñòîòû âîñïðèíèìàþòñÿ õóæå. Äëÿ óñòðàíåíèÿ ýòîãî ýôôåêòà, â íîðìàëüíûõ óñèëèòåëÿõ â ðåãóëÿòîð ãðîìêîñòè âñòðàèâàþò òîíêîìïåíñàöèþ.

Êðèâûå ðàâíîé ãðîìêîñòè:



Âòîðîé ìîìåíò ñî ñõîæåé ïðîáëåìîé – áîëüøàÿ ÷àñòü ìîùíîñòè ñïåêòðà òèïè÷íûõ èñòî÷íèêîâ (ôèëüìû, ìóçûêà) ïðèõîäèòñÿ íà íèçêèå ÷àñòîòû. ×òîáû íå çàãðîìîæäàòü ñòàòüþ íå ñàìîé âòîðîñòåïåííîé èíôîðìàöèåé, îçíàêîìèòüñÿ ñ ðàñïðåäåëåíèåì ýíåðãèè ìîæíî â ñòàòüå «Ñïåêòð ìóçûêàëüíîãî ñèãíàëà».  çàâèñèìîñòè îò ÷àñòîò ðàçäåëåíèÿ, äëÿ çâóêîâîé êîëîíêè íà áàçå Í×, Ñ× è Â× äèíàìè÷åñêèõ ãîëîâîê, ïðèíÿòî ðàñïðåäåëÿòü èõ ìîùíîñòü êàê 70%, 50% è 30% îò ïîëíîé. Èëè ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ ìåòîäèêîé èç òîé æå ñòàòüè:



Äàâàéòå âîçüìåì àáñòðàêòíûé óñèëèòåëü ñ óðîâíåì ãàðìîíèê 0.01 ïðîöåíòà. Ïðåäïîëîæèì, äàííàÿ öèôðà áûëà ïîëó÷åíà èçìåðåíèåì óðîâíÿ èñêàæåíèé êëàññè÷åñêèì ñïîñîáîì - íà ÷àñòîòå 1 êÃö è ñ íîìèíàëüíûì óðîâíåì ãðîìêîñòè. Íåïëîõîé óñèëèòåëü?… Íî ïðîäîëæèì àíàëèç. Îñíîâíóþ ÷àñòü âðåìåíè óñèëèòåëü ðàáîòàåò ïðè íèçêîé èëè î÷åíü íèçêîé ãðîìêîñòè, ïîýòîìó èçìåðåíèÿ íà íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè íå ÿâëÿþòñÿ ñòîëü óæ çíà÷èìûìè. Îáû÷íî ïðè ñíèæåíèè óðîâíÿ ñèãíàëà îòíîñèòåëüíûé óðîâåíü ãàðìîíèê ïîâûøàåòñÿ. Áîëüøå èëè ìåíüøå, íî âñå òðàíçèñòîðíûå óñèëèòåëè êëàññà AB ñòðàäàþò ýôôåêòîì «ñòóïåíüêè».

Ïðåäïîëîæèì, ñåé àáñòðàêòíûé óñèëèòåëü áûë ñïðîåêòèðîâàí äîñòîéíî, à ïîòîìó óìåíüøåíèå óðîâíÿ íå ïðèâåëî ê êàòàñòðîôè÷åñêîé äåãðàäàöèè ñâîéñòâ è óðîâåíü ãàðìîíèê ïîâûñèëñÿ âñåãî äî 0.1 ïðîöåíòà. ×òîáû íå áûòü ãîëîñëîâíûì, îáðàòèìñÿ ê äîâîëüíî ðàñïðîñòðàíåííîìó èíòåãðàëüíîìó óñèëèòåëþ TDA2050:



Ïîâûñèëñÿ óðîâåíü èñêàæåíèé, íî âåäü ýòî îòíîñèòåëüíûé óðîâåíü è îí íå òàê çàìåòåí, êàê ïðè ïîëíîé ãðîìêîñòè. Âïðî÷åì íåò, åñëè â êîìíàòå äîëãî òèõî, òî ïðîèñõîäèò ýôôåêò àäàïòàöèè è ÷óâñòâèòåëüíîñòü âîññòàíàâëèâàåòñÿ. Ïðîáëåìà â äðóãîì, åñëè ó óñèëèòåëÿ áîëüøîé ñïåêòð ãàðìîíèê (ñïåêòð, à íå óðîâåíü!), òî îñíîâíîé ñèãíàë íå ìîæåò «çàìàñêèðîâàòü» âñå ãàðìîíèêè è îíè ìîãóò ñòàòü çàìåòíûìè. Äàâàéòå ïðîàíàëèçèðóåì çàìåòíîñòü èñêàæåíèé äëÿ ñèãíàëà òðåõ äèàïàçîíîâ – íèçêèå ÷àñòîòû (äî 200 Ãö), ñðåäíèå è âûñîêèå (âûøå 5 êÃö).

Íèçêèå è ñâåðõíèçêèå ÷àñòîòû õàðàêòåðíû òåì, ÷òî óõî èõ âîñïðèíèìàåò íå êàê çâóê, à ñêîðåå êàê âèáðàöèþ. Ïîýòîìó, «çàìåòíîñòü» èõ íèçêàÿ. Íî, õîòÿ èõ íå òàê îò÷åòëèâî ñëûøíî, ýòî âîâñå íå îçíà÷àåò, ÷òî îíè íå ïðèíîñÿò ïðîáëåì. Èñêàæåíèÿ â äèíàìè÷åñêîé ãîëîâêå èç-çà îãðàíè÷åííîé ìåõàíè÷åñêîé ïðî÷íîñòè äèôôóçîðà è íåîäíîðîäíîñòè ìàãíèòíîãî ïîëÿ â çàçîðå ìàãíèòîïðîâîäà ìîæíî îïóñòèòü, ðå÷ü èäåò î áîëåå ïðîñòûõ âåùàõ – â ýòîé ïîëîñå ÷àñòîò ðàññåèâàåòñÿ áî́ëüøàÿ ÷àñòü âñåé ìîùíîñòè, ÷òî îçíà÷àåò çíà÷èòåëüíóþ àìïëèòóäó ñèãíàëà.

Îòÿãîùàåò ñèòóàöèþ òî, ÷òî ñàì ñèãíàë äàííîé ÷àñòîòû ïëîõî ñëûøåí è íå ìîæåò ìàñêèðîâàòü ñîáñòâåííûå èñêàæåíèÿ âûñîêîãî ïîðÿäêà. Ïðèêèíåì, ÷òî áóäåò ñ èñêàæåíèÿìè. Âîçüìåì ÷àñòîòó ñèãíàëà 100 Ãö, õàðàêòåðíóþ äëÿ íèçêî÷àñòîòíûõ êîëîíîê, ïðè íèçêîì óðîâíå ãðîìêîñòè. Ýòî îçíà÷àåò êîýôôèöèåíò ãàðìîíèê ïîðÿäêà 0.1 ïðîöåíòà. Ïîëîæèì, òåñòîâîé óñèëèòåëü õîðîøèé, òîëüêî ñî ñïåêòðîì èñêàæåíèé, õàðàêòåðíûì äëÿ èíòåãðàëüíûõ ðåøåíèé – ÷åòâåðòü èñêàæåíèé ïðèõîäèòñÿ íà ãàðìîíèêè âûñîêîãî ïîðÿäêà (ñ íîìåðîì 5 è áîëüøå).

Ðàñêëàä ñëåäóþùèé – ïîðÿäêà 0.05 ïðîöåíòà èñêàæåíèé ïðèõîäèòñÿ íà ÷àñòîòû 0.5-2 êÃö, êîòîðûå «ñëûøíû» â 2-5 ðàç ëó÷øå. Êðîìå òîãî, ÿ íå çðÿ ãîâîðèë î íèçêîì óðîâíå ãðîìêîñòè è òîíêîìïåíñàöèè – èç-çà ïîñëåäíåãî íèçêèå ÷àñòîòû ïîäíèìàþòñÿ â 5-15 ðàç… ÷òî óâåëè÷èâàåò è èõ ñîïóòñòâóþùèå èñêàæåíèÿ â òîé æå ïðîïîðöèè. Åñëè âñ¸ ïðîñóììèðîâàòü, òî óðîâåíü èñêàæåíèé ìîæíî ðàçáèòü íà äâå ñîñòàâëÿþùèå:
Ñ íèçêèì íîìåðîì ãàðìîíèê, ïîðÿäêà 0.07 ïðîöåíòà, îíè ÷àñòè÷íî ìàñêèðóþòñÿ ïîëåçíûì ñèãíàëîì.
Ñ âûñîêèì óðîâíåì ãàðìîíèê, ïîðÿäêà 0.05 ïðîöåíòà. Îíè ïëîõî ìàñêèðóþòñÿ è õîðîøî ïðîñëóøèâàþòñÿ â ñðåäíå÷àñòîòíîì äèàïàçîíå. Åñëè ïåðåâåñòè ñ ó÷åòîì òîíêîìïåíñàöèè è «ñëûøèìîñòè», òî èõ óðîâåíü áóäåò ïîðÿäêà 0.05*3*10=1.5 ïðîöåíòà.

Âûâîä – äëÿ íèçêî÷àñòîòíîãî çâåíà ëó÷øå äåëàòü îòäåëüíûé óñèëèòåëü.

Ñðåäíèå ÷àñòîòû õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñîêîé âîñïðèèì÷èâîñòüþ ÷åëîâå÷åñêîãî óõà, ïîýòîìó è ïîëåçíûé ñèãíàë, è ãàðìîíèêè îäèíàêîâî çàìåòíû, ïðè ðàñ÷åòàõ ïåðåâîäèòü â «ñëûøèìîñòü» íóæäû íå âîçíèêàåò.

 âûñîêî÷àñòîòíîé ÷àñòè ñïåêòðà çâóêîâîãî äèàïàçîíà âðîäå áû âñ¸ ïðîñòî – ãàðìîíèêè âûøå 20 êÃö íå ñëûøíû. ×òî æ, ñ íèìè è íå íóæíî áîðîòüñÿ? Îòíþäü, ïîÿâëåíèå èñêàæåíèé â óëüòðàçâóêîâîì äèàïàçîíå ïðèâîäèò ê äâóì ïîñëåäñòâèÿì:
Âîçíèêàåò ïîìåõà âûñîêîé ÷àñòîòû, êîòîðóþ ñòàðàåòñÿ óñòðàíèòü îáùàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü óñèëèòåëÿ. Êàê ñëåäñòâèå, ïîÿâëÿþòñÿ íàâåäåííûå èñêàæåíèÿ èç-çà èçìåíåíèÿ óñëîâèé ðàáîòû âõîäíîãî êàñêàäà.
Ñàìè èñêàæåíèÿ íå ñëûøíû, íî ôàêò èõ ïîÿâëåíèÿ âëèÿåò íà àìïëèòóäó ïåðâîé ãàðìîíèêè (ïîëåçíûé ñèãíàë), ÷òî âîñïðèíèìàåòñÿ óõîì êàê «ñòðàííîå» ïëàâàíèå óðîâíÿ. Îáû÷íî, âåëè÷èíà ãàðìîíèê íà âåðõíåì äèàïàçîíå çàâèñèò îò ñîïóòñòâóþùèõ ôàêòîðîâ – óðîâíÿ è õàðàêòåðà âûñîêî÷àñòîòíûõ è íèçêî÷àñòîòíûõ ñîñòàâëÿþùèõ, è ïðè ìåäëåííîì èçìåíåíèè óðîâíÿ ïðîèñõîäèò êàê áû ñêà÷êîîáðàçíàÿ ìîäóëÿöèÿ ãðîìêîñòè âûñîêèõ ÷àñòîò.


Ìàòåðèàë ñ ñàéòà overclockers.ru
      
Àâòîð
Òåìà: Re: Óñèëèòåëü: ÷òî ìåøàåò çâó÷àòü ïðàâèëüíî? (÷àñòü 1)
Âðåìÿ: 12.09.2011 05:42 
Ìîñêâà
bass gtr

ïðî÷èòàë òðè ðàçà .

íåïîíÿòíûì îñòàëîñü òîëüêî îäíî : æàòü -òî êóäà ?
alex●bass●gtr
Àâòîð
Òåìà: Re: Óñèëèòåëü: ÷òî ìåøàåò çâó÷àòü ïðàâèëüíî? (÷àñòü 1)
Âðåìÿ: 20.01.2012 21:30 
Ìîñêâà
Ãèòàðà

Ãëàçàìè ïðîáåæàë,ñòàòüþ íå ÷èòàë. +1 â ïåðâîìó ïîñòó! Âûõîä èç ñèòóàöèé êàêîâ??
 ýòîò ôîðóì ìîãóò ïèñàòü òîëüêî çàðåãèñòðèðîâàííûå ïîëüçîâàòåëè!