Parametrii de amplificatoare de putere

SPECIFICAȚII AMPLIFICATORI

1.Predislovie

opţiuni de 2.Sobstvenno

amplificator audio de putere nbspnbspnbspnbsp (UMZCH), de obicei, este un amplificator operațional puternic (op amperi) acoperite de feedback negativ, și a inclus pe neinversoare (sau mai puțin - de invertor) Circuitul amplificator de curent alternativ (rar - DC) (și, uneori, de Circuit diferențial). Un astfel de sistem poate fi realizată pe elemente discrete, un ASIC sau sistem de operare, în combinație cu elemente discrete. Prin urmare, un set de setări OC, special concepute pentru aplicații audio, condus de către producător, este foarte similar cu cel al UMZCH.
nbspnbspnbspnbsp Toți parametrii pot fi împărțite în mai multe grupe: parametrii de semnal mic, mare semnal, intrări, ieșiri, DC și AC, statice și dinamice, etc. Nu toate opțiunile sunt la fel de importante, dar lipsa de cunoaștere a valorilor lor poate duce la rezultate neașteptate.

setări de frecvențe

nbspnbspnbspnbsp Acest termen am chemat toți parametrii ce caracterizează proprietățile de frecvență ale amplificatorului. Acestea sunt măsurate în regimul de semnal mic și mare. lățime de bandă de putere - doar parametru măsurat în modul de mare semnal. Parametrii de frecvență - număr - pot fi obținute din caracteristicile de frecvență - grafice. Aceste caracteristici sunt de răspuns de frecvență - răspunsul amplitudine-frecvență, răspuns de fază - faza de răspuns. Caracteristicile amplitudinea și faza - un hibrid al primului și al doilea. De fapt, modulul grafic de răspuns de frecvență și fază sub forma unei curbe asimptotice pe o scară logaritmică numit un complot Bode. Uneori se face referire la dependența AFC câștigului amplificatorului de frecvență. Și răspunsul de frecvență și fază poate fi eliminat pentru un amplificator cu feedback-ul și fără ea. Comparați-le, puteți obține un astfel de parametru ca adâncimea de operare.
nbspnbspnbspnbsp Din diagrame Bode, puteți obține o mulțime de lucruri interesante, cum ar fi „bandă de frecvență la nivel de -3 dB“ sau banwidth de ieșire. Aceasta este ceea ce avem în minte atunci când scrie: „domeniul de frecvență de 5 Hz - 100 kHz“. Intervalul de frecvență este măsurată într-un mod de semnal mic: tensiunea de intrare de amplitudine constantă tensiune egală cu maxim 0,1. Conform diagramelor Bode, puteți determina dacă amplificatorul este stabil și modul în care (marja de stabilitate).
diagrame nbspnbspnbspnbsp Bode pot fi trase pentru amplificator cu buclă închisă - OS și deschis. În acest ultim caz, produsul de amplificare poate fi determinată de produs câștig-lățime de bandă de frecvență - GBW, care caracterizează o posibilă profunzime feedback-ul, care poate fi obținută pe ramura descendentă a răspunsului în amplitudine față de frecvență.
nbspnbspnbspnbsp Dacă tensiunea de intrare este egală cu valoarea nominală, apoi același program, cu toate acestea, recalculate în puterea poate fi determinată de lățime de bandă de putere. semnal mic Band este întotdeauna mai mare decât modul de mare semnal.

Parametrii procesului de tranziție

nbspnbspnbspnbsp Dacă intrările amplificatorului sunt furnizate cu căderea de tensiune unitate, aceasta va fi urmărită imediat, iar tensiunea de ieșire este stabilită după un proces de tranziție, care se caracterizează printr-un timp de creștere ((semnal mic) timpul de creștere), dereglementarea (factor overchoot, semnal de depășire mic) și timpul unitate. sau calm (?) - (mare) timp de setare de semnal la 0,01% (este posibil și „până la 0,1%“, sau la o altă valoare). De fapt furnizat la intrare amplificator val pătrat cu o frecvență de cinci ori mai mici decât durata procesului de tranziție să se distingă clar. Prin natura procesului de tranziție poate judeca stabilitatea amplificatorului. proces aperiodice atestă stabilitatea absolută și oscilații amortizate (apel) - o marjă de stabilitate mică.

distorsiuni armonice

În cazul în care nbspnbspnbspnbsp printr-un sistem liniar să rateze un semnal sinusoidal la ieșire se obține o condiție sine pur. În cazul în care un sistem neliniar, sinusul distorsionat. În cazul în care semnalul de ieșire este descompus într-o serie Fourier, obținem harmonica SIC și mult mai mult cu multipli de frecvența fundamentală selectivă. Distorsiune armonică totală (THD T.H.D.) - raportul dintre rădăcina pătrată a sumei pătratelor amlitud armonice cu amplitudinea primei armonici. Specificațiile pentru meu Aiwa-950 scris: distorsiune armonică totală de 0,005% (20 Hz - 20 kHz, 75 W, 8 ohmi). Acest lucru înseamnă că o denaturare a coeficientului nelinneynyh în banda de frecvență și atunci când respectiva putere este mai mică de 0,005%.
nbspnbspnbspnbsp Dacă intrarea sistemului neliniar de a aplica două frecvențe nonmultiple sinusoidale, ieșirea obține armonice, cu excepția semnalului principal, chiar și o mulțime de armonici cu frecvențe multiple ale frecvențelor și diferența de sumă și armonicele lor principale. Dacă rădăcina sumei pătratelor amplitudinilor recente atribuite rădăcina pătrată a sumei pătratelor amplitudinilor semnalelor principale se obține coeficientul de intermodulație distorsiune (k.i.i.). Și neliniare și denaturarea intermodulație cauzate de neliniaritati de aceeași natură și caracterizează în mod egal a sistemului. şi THD și k.i.i. exprimată în procente, deși, uneori, nivelul de distorsiune armonică este exprimat în decibeli.
distorsiune nbspnbspnbspnbsp Nonlinear măsurate în condiții staționare. Procesul apar în timpul distorsiunii dinamice tranzitorii. Există diferite modalități de a le măsura, de exemplu, prin utilizarea sumei de semnale sinusoidale și pătrate.
nbspnbspnbspnbsp Denaturarea poate fi redusă prin aplicarea unui elemente liniare (aici, alegerea este mic), liniarizare cascadă din cauza sistemului de operare locale, de aplicare scheme simetrice (model simetric încă nu înseamnă că circuitul este simetric - nu întotdeauna „complementare“ tranzistori au parametri identici ) prin creșterea adâncimii de ansamblu a sistemului de operare (adică o răzvrătire teribil la aderenți High End) și de tranzistori de selecție și difkaskadov cascade dvuhkaktnyh. De la un tip foarte dăunător de denaturare - tranzitorie denaturare push-pull de ieșire kaskada- pot obține radical scăpa de, se deplasează etapa în modul A, dar a pierdut capacitatea de suprasarcină curent a etapei de ieșire.

De asemenea, amplificator de distorsiune nbspnbspnbspnbsp adaugă la semnal și zgomot. Cu toate acestea, zgomot, spre deosebire de distorsiune este prezent și nici un semnal. SNR (raport semnal-zgomot - SNR), de obicei exprimat în dB - opțiunea cea mai des utilizată. În cazul în care se măsoară cu ajutorul unui filtru special care să ia în considerare audibilitate relativă de sunete la frecvențe diferite, atunci spunem că această atitudine „ponderată“, în contrast cu neponderate. SNR ponderat al aceleiași unități mai mult de câteva decibeli decât neponderate. zgomot RMS este măsurată cu un voltmetru (RMS cu valoare reală).
nbspnbspnbspnbsp zgomot pentru a semnala raportul, exprimat în decibeli, se numește zgomot. Dacă SNR = 70 dB, nivelul de zgomot este -70 dB. Pentru nivelul de semnal, de obicei, să ia tensiunea corespunzătoare puterii nominale.
nbspnbspnbspnbsp Uneori, atunci când nivelul de distorsiune armonică este scăzută, nivelul de zgomot este măsurat în cantitatea de distorsiune neliniare.

Rata de ucis

slew rata nbspnbspnbspnbsp semnalului de ieșire (rata de ucis) - un alt parametru măsurat în modul de mare semnal. Exprimat în V / noi. Dacă la intrare impulsurile dreptunghiulare cu o amplitudine suficientă pentru a obține maxim leagăn tensiunea de ieșire, impulsurile de ieșire se obține sub formă trapetsidalnoy. unghiul de înclinare al laturilor trapezului este rata de ucis. In general sorosti ridica în sus și în jos pot fi inegale. În general, rata de ucis este un parametru al procesului de tranziție.

Coeficientul de amortizare și curentul maxim de ieșire

relație nbspnbspnbspnbsp cu impedanța de sarcină la impedanța de ieșire a amplificatorului este numit un (factor de dumping) factorul de amortizare. În principiu, impedanța de ieșire - parametrul dependent de frecvență, iar coeficientul de amortizare la 20 kHz este mai mică de 1 kHz.
nbspnbspnbspnbsp De fapt, amplificatoarele impedanță de ieșire - parametru inerent amplificator și este independent de impedanță de sarcină. Aceasta depinde de proprietățile sistemului de operare etapa de ieșire și adâncimea.
nbspnbspnbspnbsp curent maxim de ieșire a amplificatorului este determinată de circuitele de proiectare și de stadiul de ieșire de protecție aplicabile.
Această diviziune poate nbspnbspnbspnbsp byloby numite parametri de ieșire (caracteristici).

Natura intrare

nbspnbspnbspnbsp pentru amplificatoare operaționale este de multe variabile ce caracterizează intrarea. Această intrare de offset (tensiune de intrare de offset) și abaterii de temperatură, curentul de intrare (prejudecată curent de intrare), curenții de intrare diferență (de intrare curent de offset) și derivei acesteia. Acești parametri nu sunt importante pentru produsul finit, dar ele trebuie să fie luate în considerare atunci când aleg un designer, rezistențe naprmer OS.
nbspnbspnbspnbsp Un alt parametru de intrare este sensibilitatea. De obicei, rezultă în caietul de sarcini. Sensibilitatea este valoarea RMS a tensiunii semnalului sinusoidal (intrare nominală) la care alimentarea la intrarea amplificatorului, se dezvoltă o putere nominală. De obicei sensibilitatea UMZCH este de aproximativ 1 V (uneori 0 dB - 0,775). Pentru sensibilitate de design amator poate varia de la 100 mV la 1 V.
nbspnbspnbspnbsp rezistență de intrare - ca parametru de intrare necesar pentru Armonizarea UMZCH blocul anterior. Impedanța de intrare pentru amplificatoare tranzistor care rulează în general, în intervalul de 10 - 47 ohmi. Mai mică valoarea sa poate prezenta sarcină dificultăți pentru dispozitivul anterior, de exemplu, un preamplificator și mai mare inconvenient datorită posibilei influențe de interferență, capacitatea de intrare (un alt parametru de intrare, împreună cu impedanța de intrare inerente oricărui amplificator) și posibil zgomot velicheniya. Este de dorit ca impedanța de ieșire a blocului anterior a fost de cel puțin 10 ori mai mică decât UMZCH rezistență de intrare. În acest caz, este de dorit ca impedanța de ieșire este serie conectat la zlementy intrare UMZCH a fost optim pentru caracteristicile de zgomot în raport cu UMZCH tranzistori de intrare.

Efectul alimentelor

nbspnbspnbspnbsp Efectul descris pentru influența puterii factorului de putere OS (alimentare raport de respingere - PSRR), care este, de asemenea, măsurat în decibeli. Raportul dintre valoarea efectivă a tensiunii de alimentare la un semnal de tensiune care corespunde puterii nominale a armonicilor în dB se numește nivel de fond.

Raportul de respingere mod comun

Pentru raportul nbspnbspnbspnbsp suprimarea sistemului de operare de tensiune de mod comun (mod comun raport de respingere CMRR) - este o magnitudine foarte importantă, iar pentru amplificatorul de putere este important ca valoarea scăzută a CMRR este o sursă suplimentară de denaturare intermodulație a amplificatorului. Această valoare reprezintă câștigul de sistem de operare pentru tensiune de mod comun, exprimat în decibeli.

opțiuni 3.Dostizhimye: să depună eforturi pentru?

nbspnbspnbspnbsp La proiectarea amplificatoare tranzistor element de bază modern, este ușor de realizat setări suficient de ridicate. Ușor - dar în detrimentul complicând structurii. Cu toate acestea, complicatia se referă la etapele preliminare, tranzistori care sunt destul de ieftine, astfel încât atunci când decide cu privire la complicație a circuitului ar trebui să fie ghidată de considerente de fiabilitate și claritate a modului în care funcționează. De exemplu, atunci când modelarea etapa de ieșire care funcționează într-un mod fără curent de ieșire prag Bragina amplificator (Radio №12, 90g.) Utilizarea software-ului Electronics Workbench (EWB), m-am confruntat cu faptul că etapa inițială de tăiere dă mai puține distorsiuni. Deși pot exista un program poate da uneori rezultate incorecte.
nbspnbspnbspnbsp Mă duc acolo pentru a scrie un articol cu ​​exemple de scheme specifice și realizabile în masa lor parameres. Dar mai târziu, dar acum, ia în considerare ceea ce se poate realiza în termeni de technicals ce caracteristici care merită urmărite.
În tranzistori nbspnbspnbspnbsp comune pot fi obținute cu ușurință la o putere de 100 W la 8 ohmi. Acest lucru este destul de suficient pentru acasă. paralleling etapa de ieșire poate primi 200 - 300 wați. Puterea mare este dificil de realizat, deoarece fiabilitate redusă și circuite viclene de protecție necesare pe care nu le ia în considerare.
nbspnbspnbspnbsp gama de frecvență a amplificatorului într-un mod de semnal mic, fără a limita lanțurile la intrare și ieșire poate fi de la DC la 1 MHz sau mai mult, dar este necesară monitorizarea stabilității. Este, cu toate acestea, pentru amplificator de feedback. Fără feedback-ul, cele mai multe amplificatoare au răspuns în frecvență de recesiune pornind de la un kilohertzi câteva, și trebuie să fie de cel puțin 20 kHz. În acest caz, nu putem umfla frecvența unitatea câștig pe termen nelimitat (chiar și tranzistori moderne au limitări), cu toate acestea, este, de asemenea, imposibil de a crește câștigul fără sistem de operare și profunzime sistem de operare la infinit, iar acest lucru conduce la o contradicție cu cerința de a reduce distorsiunile neliniare.
nbspnbspnbspnbsp distorsiuni neliniare este prezentat în figura aproape de maxim realizabil, dar este necesar să se depună eforturi pentru a THD nu a crescut puternic la 20 kHz peste 1 kHz și cu o scădere a rezistenței de sarcină. distorsiune Nonlinear este redusă prin creșterea adâncimii de feedback (OS), dar creșterea adâncimii sistemului de operare, și, prin urmare, coeficientul de câștig nu poate la nesfârșit. De aceea, trebuie să ne străduim pentru o mai mare liniaritate a etapelor individuale.
nbspnbspnbspnbsp set de tranzistori pentru etapa de intrare, la care nivelul de zgomot este limitat, astfel încât zgomotul poate fi redus prin schimbarea modurilor, dar acest lucru nu ar trebui să intre în conflict cu alte caracteristici. Nivelul de zgomot la -100 dB pentru UM figura destul de decente, dar pot fi obținute și -115 dB.
nbspnbspnbspnbsp În ceea ce privește rata de ucis, medicul Sinele (a se vedea link-uri :. www.dself .demon.co.uk) conduce recomandare ca un volt de tensiune maximă de ieșire trebuie să scadă de 1,4 V / ms rata de ucis. Într-adevăr ușor pentru a obține aproximativ 50 V / microsecundă. Există o formulă simplă pentru rata maximă dorită de creștere a zavsimosti amplitudinea maximă de frecvență de ieșire de redare și de tensiune. Conform acestei formule sunt apoi o valoare mult mai mică decât 1,4 / microsecundă pe tensiunea de ieșire volți. Dar apoi o marjă mică nu doare.
nbspnbspnbspnbsp Coeficientul dempfirovniya revendicat de mai multe companii (de exemplu - Yamaha) este de câteva sute, în timp suficient 40 - 50. După 100 a crește în continuare acest parametru devine inconspicuous.
nbspnbspnbspnbsp maxim curent de ieșire este important atunci când se lucrează la fabrică, cu un mic sau depinde în mare măsură de frecvența rezistenței, în special atunci când joacă un bas. Rotel Company pentru un model revendicat curent de ieșire de 100 A. În acest caz, sarcina de 1 ohm amplificator trebuie să dezvolte o tensiune de 100 V, ceea ce corespunde la 10 kW. Tensiunea amplificatorului de putere, a fost ceva de 60 de volți, astfel încât amplificatorul 100 A ar putea fi dezvoltat în întreaga sarcină este mai mică de 0,6 ohmi. Pe scurt, un curent de 30 A, care corespunde capacității dinamice la 1 ohm la 900 wați, este suficient. Dificultățile apar în etapele amplificatoare de ieșire care funcționează în modul A, în cazul în care este dificil de a oferi un curent mare de ieșire, deoarece nu poate depăși curentul inițial al etapei de ieșire. O creștere în urmă conduce la o creștere a disiparea puterii, iar în cazul în care încălzitorul 500 W - nici o putere pentru dispozitive electronice - este solid!
diafonia - nbspnbspnbspnbsp parametru, cum ar fi separarea (stereo) canalele de mai sus nu a fost menționat. Pentru un amplificator moderne, acest parametru este în mare măsură lipsită de relevanță, deoarece este valori ușor de atins mai mult de 80 dB. În această separare stereo, oferă un bun decodor stereo radio, nu depășește 40 dB, iar placa turnantă a cartușului cap costa $ 500 - 24-36 dB. și că, la 1 kHz, iar la frecvențe mai mari este mult mai rău. Cu toate acestea, CD-ul oferă o divizie foarte mare, precum și un minim de zgomot într-o pauză, dar el are multe alte dezavantaje.
nbspnbspnbspnbsp Rețineți că separarea canalului este determinată în principal, prin faptul că nu un sistem de proiectare și performanțele sale: cabluri la sol, ecranare, etc.
nbspnbspnbspnbsp trebuie amintit faptul că toți parametrii amplificatorului sunt interconectate, precum și pentru îmbunătățirea unii pe alții trebuie să plătească. Creați un amplificator cu cele mai înalte caracteristici posibile este dificil, dar dacă proiectați cu un sistem de amplificator și difuzor, poate fi activată prin aplicarea filtrelor amplificatori și banda-pass multi-band stabilite înainte de amplificatoare. Apoi, cerințele pentru un amplificator pentru fiecare bandă - este semnificativ mai mic. În mod similar la amplificator pentru cerințele subwoofer-ului sunt mult mai mici decât cele pentru amplificator de uz general.
nbspnbspnbspnbsp

Impactul 4.O asupra parametrilor de calitate subiective

nbspnbspnbspnbsp Există o mulțime de cercetări privind influența parametrilor asupra sunetului obektivnyh și vizibilitatea diferitelor distorsiuni. De exemplu, a scris că denaturarea aparentă a câteva miimi de procente pentru sunetul de pian și vioara - câteva sutimi.
nbspnbspnbspnbsp distorsiuni, în general, mai enervant combinație decât armonice. amplificator de distorsiune în modul AV, în creștere la putere mai mică, ceea ce în mod semnificativ de distorsiune a semnalelor zgomotoase este mai puțin vizibil. După ureche aduce propriile sale distorsiuni cresc odată cu creșterea volumului. Prin urmare, caracterul de distorsiune a amplificatorului în modul A este de preferat. „Există o opinie“, că numărul de armonici în distorsiunea afectează, de asemenea, vizibilitatea. Deci, cu același THD amplificator preferat generează mai puține armonici sau amplitudinile armonicilor care atenueaza cu frecvență.
nbspnbspnbspnbsp Pentru a fi continuat. Poate fi.