|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bóng bán dẫn UMZCH với độ ổn định nhiệt động tăng lên. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ khuếch đại công suất bóng bán dẫn Bài báo mô tả UMZCH, sử dụng các giải pháp kỹ thuật giúp cải thiện độ ổn định nhiệt động của giai đoạn đầu ra trên các bóng bán dẫn lưỡng cực. Trong một tầng như vậy, các biến dạng chuyển mạch được loại bỏ do loại bỏ ngưỡng cắt hiện tại trong các bóng bán dẫn công suất cao. Trong phần thứ hai của bài viết, các khuyến nghị được đưa ra để mở rộng băng thông của bộ khuếch đại từ bên dưới, điều này có tác dụng có lợi đối với chất lượng tái tạo âm thanh. Một UMZCH tương tự đã được trình bày bởi E. Aleshin tại triển lãm Hi-End 1998 của Nga, nơi nó cạnh tranh tương xứng với các bộ khuếch đại ống.
Nguồn giải phóng nhiệt chính trong UMZCH là giai đoạn đầu ra và trong quá trình phát triển các bộ khuếch đại công suất bóng bán dẫn, người ta luôn chú ý đến việc ổn định nhiệt của nó. Vào những năm 80-90, trong UMZCH chất lượng cao (ví dụ: [1 - 3]), mạch giai đoạn đầu ra, được đơn giản hóa trong Hình 1, được sử dụng rộng rãi nhất. 2. Ưu điểm của nó bao gồm độ ổn định nhiệt thỏa đáng (khi các bóng bán dẫn VT4, VT5, VTXNUMX được đặt trên một bộ tản nhiệt chung), tần số cắt cao của hệ số truyền và điện trở đầu ra thấp. Tuy nhiên, việc ngắt dòng điện của nhánh thụ động, cũng như sự mất ổn định động của dòng tĩnh của các bóng bán dẫn đầu ra do sự dao động nhiệt độ của các điểm nối bóng bán dẫn khi mức tín hiệu thay đổi, góp phần làm tăng độ méo chuyển mạch. Những tính năng này làm xấu đi đánh giá chủ quan và độ tin cậy của việc tái tạo âm thanh. Giới thiệu về ổn định chế độ động Cách đây vài năm, nhà phát minh Khabarovsk E. Aleshin đã đề xuất một phương pháp ổn định chế độ hoạt động (dòng điện tĩnh) của các tầng bóng bán dẫn [4,5, 6], giúp giảm sự mất ổn định nhiệt độ động theo một mức độ lớn, loại bỏ việc cắt dòng điện. trong tầng đầu ra kéo-đẩy UMZCH và làm cho việc phân phối lại dòng điện trong đó chính xác hơn ( như trong bộ khuếch đại "song song" [XNUMX]).
Trên hình. Hình 2 hiển thị một mạch đơn giản hóa của bộ khuếch đại có phản hồi dòng điện [2] (A1 là bộ theo dõi kéo đẩy), trong đó, không giống như nguyên mẫu, điểm vận hành của giai đoạn đầu ra được ổn định bằng cách sử dụng nút do E. Aleshin đề xuất. Bộ ổn định dòng tĩnh được chế tạo trên các phần tử VT3, VT4 và VD1, VD2. Khi dòng điện chạy qua các bóng bán dẫn mạnh VT5, VT6 và các phần tử phi tuyến tính được mắc nối tiếp với chúng - điốt VD1, VD2 - một sự sụt giảm điện áp được hình thành ở bóng bán dẫn sau, khi đạt đến ngưỡng mở của bóng bán dẫn VT3, VT4, làm xuất hiện dòng bazơ và dòng thu của chúng, làm giảm dòng điện đầu vào của các bóng bán dẫn VT5, VT6. Do đó, dòng điện qua các bóng bán dẫn của giai đoạn đầu ra bị hạn chế và theo đó, dòng điện qua các điốt VD1, VD2 - cảm biến dòng điện. Độ ổn định nhiệt tĩnh (dài hạn) đạt được, như trong sơ đồ trong Hình. 1, cung cấp tiếp xúc nhiệt của bóng bán dẫn VT3, VT4 với điốt VD1, VD2. Ổn định động tốt hơn nhiều do sinh nhiệt trên điốt ít hơn so với bóng bán dẫn mạnh và hiệu quả có thể đạt được nếu tinh thể của các điốt và bóng bán dẫn này có thể so sánh được về thể tích. Khi có tín hiệu, sự phân phối lại dòng điện trơn tru qua tải và giữa các điốt VD1 và VD2 thu được do CVC logarit của điốt. Hơn nữa, dòng điện qua chúng không bao giờ giảm về 3, ngoại trừ việc cắt dòng điện của các bóng bán dẫn đầu ra. Dòng điện qua vai thụ động có thể tăng lên đáng kể bằng cách bao gồm một điện trở giữa các đế của bóng bán dẫn VT4, VT1 (tức là song song với VD2, VDXNUMX). Đồng thời, nhiệt độ của các bóng bán dẫn mạnh cũng như điện áp rơi trên các điện trở (nếu có) trong mạch cơ sở và mạch phát của các bóng bán dẫn này đều không ảnh hưởng đến dòng tĩnh và sự phân bố của nó giữa các nhánh khi có tín hiệu. Có vẻ khó chọn điốt và bóng bán dẫn được kết nối song song với chúng bằng mối nối bộ phát để cung cấp điều kiện ổn định: Σ UBe = Σ UVd. Trên thực tế, chỉ cần tìm các loại thiết bị phù hợp là đủ, không cần lựa chọn các bản sao. Ngoài ra, có một cách đơn giản để điều chỉnh điểm vận hành, được trình bày sau trong phần mô tả về UMZCH được đề xuất. Về biến dạng nhiệt Ở đây, thật thích hợp để nói một chút về biến dạng nhiệt và phương pháp loại bỏ chúng khi thiết kế bộ khuếch đại bóng bán dẫn. Biến dạng nhiệt là những thay đổi được tạo ra đối với tín hiệu khi nó đi qua một mạch điện hoặc tầng khuếch đại, do hiệu ứng nhiệt của chính tín hiệu (dòng điện) đối với các tham số nhạy cảm với nhiệt độ của các phần tử khuếch đại. Một ví dụ về biến dạng nhiệt trong mạch thụ động là nén tín hiệu trong đầu động do làm nóng cuộn dây âm thanh (đặc biệt là ở đầu công suất cao, nhiệt độ cao). Trong các thiết bị bán dẫn, sự gia tăng nhiệt độ tinh thể dưới tác động của dòng tín hiệu chạy gây ra sự thay đổi các thông số cơ bản như, ví dụ, điện áp chuyển tiếp của điốt (-2,2 mV/K), điện áp cực phát của lưỡng cực. bóng bán dẫn (-2,1 mV/K), hệ số truyền dòng tĩnh của bóng bán dẫn lưỡng cực (+0,5%/K), v.v. Các quá trình nhiệt có bản chất quán tính, do nhiệt dung thực của tinh thể và vỏ thiết bị. Do đó, quá trình điện nhiệt trong bóng bán dẫn không chỉ dẫn đến sự thay đổi giá trị tức thời của các tham số mà còn tạo ra hiệu ứng "bộ nhớ" trong các mạch điện và các tầng khuếch đại. Bộ nhớ nhiệt trong các tầng khuếch đại biểu hiện dưới dạng các tham số thay đổi theo thời gian sau khi tiếp xúc với tín hiệu mạnh: sự thay đổi điểm vận hành của các tầng, thay đổi hệ số truyền (lỗi nhân không cố định); sự dịch chuyển của thành phần không đổi của tín hiệu (lỗi cộng không cố định). Cái sau tương tự như biểu hiện của sự hấp thụ điện môi của tụ điện trong mạch đường dẫn tín hiệu. Các quá trình này tạo ra các biến dạng tín hiệu tuyến tính và phi tuyến tính làm giảm chất lượng âm thanh được tái tạo [7]. Cần đặc biệt lưu ý rằng ổn định nhiệt thông thường không thể cải thiện đáng kể độ ổn định nhiệt động của các tầng do hằng số thời gian của các quá trình nhiệt trong thiết bị lớn hơn nhiều so với hằng số thời gian của các quá trình nhiệt bên trong thiết bị bán dẫn. Điều này đúng một phần ngay cả đối với các vi mạch nguyên khối. Rõ ràng, để loại bỏ các vấn đề liên quan đến bộ nhớ nhiệt của thiết bị bán dẫn, cần sử dụng các giải pháp mạch giúp giảm dao động nhiệt độ trong tinh thể thiết bị hoặc ảnh hưởng của chúng đến các thông số của bộ khuếch đại. Các giải pháp như vậy có thể là: - chế độ hoạt động đẳng nhiệt của thiết bị bán dẫn [8];
Mô tả sơ đồ UMZCH Bộ khuếch đại công suất được chế tạo theo sơ đồ nguyên lý (Hình 3), tương ứng với sơ đồ khối được hiển thị.
Đặc điểm kỹ thuật chính Điện áp đầu vào định mức, V..............1
Bộ lọc thông thấp R1C2 được cài đặt ở đầu vào để giảm nhiễu RF ở đầu vào. Mạch tương tự bao gồm một bộ giới hạn điện áp đầu vào trên các phần tử R3, R4, C1, C3, VD1 -VD4 để bảo vệ chống quá tải các giai đoạn đầu vào của bộ khuếch đại. Tín hiệu đầu vào từ điều khiển âm lượng (RG) qua bộ lọc thông thấp đi đến bộ theo dõi "song song" VT1, VT2, VT4, VT5 (được gọi trong [10] là bộ theo dõi bộ phát giả đẩy-kéo). Các điện trở R5, R6 được sử dụng để cân bằng dòng điện đầu vào, tức là để loại bỏ thành phần không đổi của dòng điện qua RG, xảy ra do sự khác biệt về hệ số truyền dòng tĩnh của các bóng bán dẫn lưỡng cực đầu vào và tạo ra điện áp phân cực ở đầu vào. Tụ điện C6 ngăn tự kích thích giai đoạn đầu vào ở tần số vô tuyến. Chế độ hoạt động tĩnh của bộ lặp được ổn định bởi điện áp cung cấp bởi các bộ ổn định tham số R7VD5, R12VD6 và được đặt bởi các điện trở R8-R11, R16, R17T8K, do đó, ở trạng thái nghỉ, chênh lệch nhiệt năng giữa các bóng bán dẫn của các giai đoạn lặp là nhỏ. Chế độ nhiệt động, được xác định bởi các phần tử R13, R14, R24, R25 kết hợp với chế độ tĩnh, được chọn để giảm thiểu dao động công suất trên các bóng bán dẫn lặp lại khi có tín hiệu và sự khác biệt về công suất tức thời của các bóng bán dẫn VT1 và VT4 (VT2 và VT5), do đó thu được chênh lệch nhiệt độ tức thời tối thiểu của các tinh thể của chúng. Điều này được thực hiện sao cho các dao động điện áp nhiệt của các bóng bán dẫn IBE ở giai đoạn thứ nhất và thứ hai bị trừ đi và điện áp tín hiệu ở đầu ra của bộ lặp, và do đó ở đầu ra của bộ khuếch đại, ít bị biến dạng nhiệt, được hiểu là "bộ nhớ điện áp tín hiệu" (lỗi cộng không cố định). Điện áp từ đầu ra của bộ khuếch đại thông qua bộ chia R26R16 và R27R17 được đưa đến đầu ra của bộ theo dõi "song song" - bộ phát VT4, VT5, làm thay đổi dòng điện qua chúng, tức là, một dòng điện lỗi được hình thành, tỷ lệ thuận với độ lệch của điện áp đầu ra của bộ khuếch đại, chia cho mức tăng UMZCH, từ đầu vào. Dòng điện lỗi ngược pha thông qua bộ theo dõi dòng điện VT3 (VT6) được cung cấp cho bộ khuếch đại dòng điện VT13 (VT14). Đầu ra của nó được tải trên các điện trở R39, R40 và trở kháng đầu vào của tín hiệu đầu ra VT15, VT16, trên đó điện áp được phân bổ (nghĩa là đây là giai đoạn chuyển đổi trở kháng) và được cấp cho tải (AC) thông qua tín hiệu đầu ra. Điện trở R41 xác định dòng tĩnh của bộ khuếch đại dòng lỗi (VT13, VT14) và được chọn để loại trừ việc đóng nhánh thụ động của giai đoạn này do dòng điện chạy qua R39, R40. Cái sau dịch chuyển cực đầu tiên lên theo tần số trong vòng lặp NF chung. Hiệu chỉnh tần số trong vòng lặp OOS được thực hiện bởi các tụ điện SYU, C11, được kết nối giữa giai đoạn chuyển đổi trở kháng và đầu ra của tín hiệu "song song". Sự bao gồm của chúng cải thiện phản hồi nhất thời của bộ khuếch đại khi nó được tải trên tải trở kháng thấp, tức là trên loa [2]. Hiệu chỉnh trước pha được thực hiện bởi các mạch R28C7 và R29C8. Điện trở tông đơ R15 dùng để loại bỏ độ lệch ở đầu ra UMZCH DC. Dòng phát của giai đoạn đầu ra chạy qua các cảm biến dòng điện - điốt VD11-VD14. Điện áp từ các điốt, chứa thông tin về giá trị tức thời của dòng điện qua của giai đoạn đầu ra, được đưa qua bộ chia R42R36R37R43 đến bộ khuếch đại vi sai VT11, VT12 và được chuyển đổi thành dòng điện. Từ các bộ thu VT11, VT12, dòng điện qua gương hiện tại VT7, VT9 (VT8, VT10) được đưa đến đầu vào của bộ khuếch đại dòng lỗi, làm giảm dòng điện đầu vào của nó. Do sự thay đổi dòng điện này cùng pha ở cả hai nhánh (không giống như dòng điện lỗi từ bộ phận "song song"), nó dẫn đến sự thay đổi dòng điện chạy qua của bộ khuếch đại lỗi và do đó là giai đoạn đầu ra, nhưng không thay đổi điện áp đầu ra. Do đó, dòng tĩnh của giai đoạn đầu ra được ổn định. Mạch R38C13 ngăn kích thích tham số của bộ ổn định, đồng thời, cùng với R42, R43, thực hiện hiệu chỉnh tần số trong vòng lặp OOS. Việc kết nối bộ ổn định hơi khác so với sơ đồ trong Hình. 2, nhưng điều này không quan trọng và trong các bộ khuếch đại có cấu trúc khác nhau, nó có thể được thực hiện theo những cách khác nhau. Tuy nhiên, trong trường hợp này, cần phải tính đến sự dao động nhiệt độ động của các bóng bán dẫn phản hồi ổn định (VT3, VT4 trong Hình 2 và VT11, VT12 trong Hình 3) cũng ảnh hưởng đến độ ổn định nhiệt của điểm vận hành của giai đoạn đầu ra, nhưng dịch chuyển nó theo hướng ngược lại so với điốt - cảm biến dòng điện. Điốt VD7-VD10 có tác dụng bảo vệ, chúng ngăn chặn việc mở OOS của quá trình ổn định dòng tĩnh trong quá trình chuyển đổi (ví dụ: khi bật nguồn hoặc nhiễu xung mạnh), đồng thời biến thành POS với dòng điện tăng không kiểm soát được trong giai đoạn đầu ra. DiodeYu9 (VD10) cũng tạo ra sự sụt giảm điện áp bổ sung trên bóng bán dẫn gương hiện tại VT7 (VT8), đưa nó đến một phần tuyến tính hơn của đặc tính. Cấu tạo và chi tiết Bộ khuếch đại được tác giả lắp ráp trên một breadboard phổ quát. Các bóng bán dẫn mạnh mẽ của giai đoạn đầu ra được lắp đặt trên một bộ tản nhiệt thông thường có điện trở nhiệt không quá 2 K / W thông qua các miếng dẫn nhiệt cách điện. Các điốt mạnh cùng với các bóng bán dẫn VT11, VT12 được đặt trên một bộ tản nhiệt riêng nối với dây chung, có điện trở nhiệt không quá 15 K / W. Tốt hơn là lắp bóng bán dẫn ở mặt sau của tấm tản nhiệt, đối diện với điốt có điện áp chuyển tiếp cao nhất (nếu chúng thuộc các loại khác nhau, như trong Hình 3), tức là trong trường hợp này, VT11 đối diện với VD12 và VT12 đối diện VD13. Các bóng bán dẫn VT13, VT14 được lắp đặt trên các bộ tản nhiệt nhỏ có điện trở nhiệt 20...30 K/W. Chúng cũng có thể được đặt trên một bộ tản nhiệt với điốt giai đoạn đầu ra, nhưng điều này sẽ làm xấu đi độ ổn định nhiệt tĩnh của dòng tĩnh. Trong phương án này, điện trở nhiệt của toàn bộ tản nhiệt không được lớn hơn 10 K/W. Điện trở cố định - màng kim loại, điều chỉnh - nhiều lượt. Điện trở R8-R11, R16-R18, R23, R26, R27, R32, R35 - với sai số ±1%; chúng có thể được chọn từ những cái bình thường có dung sai ± 5% hoặc độ chính xác gần nhất với xếp hạng được chỉ định từ dòng E96. Các điện trở cố định còn lại có sai số ±5%. Tụ điện oxit C14, C15 - trở kháng thấp (ESR thấp) được sử dụng trong chuyển đổi nguồn điện; không phân cực với điện áp định mức xác định - phim. Các tụ điện C2, C10, C11 tốt nhất được sử dụng với chất điện môi polystyrene hoặc polypropylene, phần còn lại là gốm cho điện áp 25 hoặc 50 V với chất điện môi X7R (hoặc nhóm NPO, COG cho C6 C8). Điốt Zener VD5, VD6 có độ chính xác, chúng có dung sai ± 1%, bạn cũng có thể sử dụng các loại khác có dung sai ± 2% (ví dụ: BZX55B) hoặc chọn từ phạm vi ± 5% (BZX55C). Điốt VD7-VD10 - cực nhanh (cực nhanh) cho dòng điện trung bình 1 A, với điện áp chuyển tiếp là 0,6 ... 0,7 V ở dòng điện 0,1 A. Điốt của giai đoạn đầu ra có thể là bất kỳ điốt Schottky mạnh mẽ nào hoặc cực nhanh cho mức trung bình dòng điện không nhỏ hơn 10 A. Bất kỳ sự kết hợp nào giữa các loại và số lượng điốt trong nhánh đều được chấp nhận; điều quan trọng là tổng điện áp rơi cho một dòng tĩnh nhất định chạy qua chúng phải nằm trong khoảng 0,7 ... 0,9 V. Ví dụ: đi-ốt VD12 (VD13) có thể được thay thế bằng hai MBR1045 hoặc MBR1035 mắc nối tiếp. Tốt hơn là sử dụng điốt cho dòng điện lên đến 20 A trở lên, vì có thể tích tinh thể lớn hơn và do đó có khả năng cung cấp độ ổn định nhiệt động tốt hơn. Các bóng bán dẫn BC550C, BC560C trong bộ lặp "song song" có thể được thay thế bằng BC550B, BC560B hoặc BC549, BC559 với chỉ số chữ C hoặc B, và ở các vị trí khác cũng bằng BC547, BC557 hoặc BC546, BC556 với chỉ số chữ C hoặc B. Bóng bán dẫn VT11 , VT12 - tần số cao công suất thấp có điện dung tiếp giáp thấp, dòng điện thu trực tiếp cho phép ít nhất 0,1 A và điện áp thu-phát ít nhất 60 V. 2SA1540, 2SC3955 hoặc BC546, BC556 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào cũng phù hợp, trong trường hợp sau, biên độ ổn định của bộ ổn định sẽ giảm đi phần nào. Các bóng bán dẫn VT13, VT14 - công suất trung bình tần số cao, với dòng điện thu trực tiếp cho phép ít nhất là 1 A và điện áp thu-phát ít nhất là 60 V; tốt hơn là sử dụng các phiên bản có giá trị h2ia lớn -Bóng bán dẫn đầu ra có thể là 2SA1302, 2SC3281, tốt nhất là nhóm O (với giá trị lớn của tham số h213). Nên chọn các cặp bóng bán dẫn bổ sung của tất cả các giai đoạn theo giá trị gần của h213. Các bóng bán dẫn của bộ theo dõi "song song" được sử dụng tốt nhất từ cùng một lô, điều tương tự cũng áp dụng cho các bóng bán dẫn gương hiện tại. Khi lựa chọn các nguyên tố phóng xạ, người ta có thể được hướng dẫn bởi các khuyến nghị nêu trong [3] (Số 1, trang 18-20). Dinh dưỡng UMZCH có thể không ổn định. Việc lắp đặt một dây chung và nguồn điện được thực hiện theo các quy tắc nổi tiếng. Chúng tôi chỉ lưu ý rằng các phần tử C1-C5, R2, VD3-VD6 và màn hình của cáp kết nối đầu vào bộ khuếch đại với điều khiển âm lượng được gán cho "mặt đất" cục bộ đầu vào.
Cài đặt và đo lường các thông số Trước khi bật lần đầu tiên, các liên kết dễ nóng chảy trong mạch nguồn được thay thế bằng các điện trở có điện trở 22 ... 33 Ohms và công suất 5 W, và các thanh trượt điện trở cắt được đặt ở vị trí giữa (đối với điện trở R37 - đến vị trí có điện trở tối đa). Tải bị tắt, đầu vào bị đóng. Tăng dần điện áp nguồn, kiểm soát dòng điện tiêu thụ ở cả hai mạch nguồn; không được vượt quá 0,15 A. Đưa điện áp trên các tụ C14, C15 lên +/- 18 V, kiểm tra điện áp ghi trong sơ đồ: mỗi điốt VD3, VD4 phải là 1,5 ... 1,7 V; trên điốt zener Mỗi VD5, VD6 - 7,4 ... 7,6 V. Điện áp đầu ra phải nằm trong khoảng ± 0,3 V và dòng điện tiêu thụ từ các nguồn điện phải giống nhau. Bằng cách tăng điện áp cung cấp lên +/- 25 V (ở C14, C15), điện áp và dòng điện tiêu thụ được chỉ định sẽ được kiểm tra lại. Bằng cách kiểm soát điện áp đầu ra bằng máy hiện sóng, họ tin chắc rằng bộ khuếch đại không tự kích thích. Sau đó đặt điện áp không đổi tối thiểu ở điện trở tông đơ đầu ra R15. Tiếp theo, đặt dòng tĩnh của giai đoạn đầu ra bằng điện trở điều chỉnh R37, nếu cần, hãy chọn R36. Bằng cách điều khiển điện áp đầu ra bằng một milivôn kế, đầu vào được mở và điện trở cắt R6 đặt cùng một điện áp ở đầu ra như trước khi mở. Sau đó, đóng lại đầu vào, giảm thiểu điện áp phân cực ở đầu ra bằng điện trở R15 càng chính xác càng tốt. Sau khi mở đầu vào, họ kiểm tra lại điện áp ở đầu ra và nếu cần, đưa nó về 6 bằng điện trở RXNUMX. Trên các tín hiệu thử nghiệm - hình sin và uốn khúc có tần số 1 kHz - chúng kiểm tra việc không có hiện tượng tự kích thích ở các biên độ khác nhau, cho đến giới hạn. Có thể có ba loại tự kích thích (ví dụ, do sử dụng các loại bóng bán dẫn khác). Đầu tiên, theo quy luật, có liên quan đến sự dịch pha quá mức trong vòng lặp OOS chung, điều này được loại bỏ bằng cách tăng điện dung của các tụ điện C10 và C11; trong trường hợp này, cần tính đến mức giảm tần số tương ứng của cực đầu tiên trong vòng CNF và tốc độ tăng điện áp tối đa ở đầu ra. Thứ hai là do sự lệch pha trong vòng lặp OOS của bộ ổn định dòng tĩnh; nó được giảm bằng cách giảm điện trở của điện trở R38. Loại thứ ba là kích thích tham số trong bộ ổn định dòng tĩnh, có thể nhìn thấy rõ ràng ở đầu ra khi không có tín hiệu (trong trường hợp này, dòng điện lên đến vài ampe chạy qua giai đoạn đầu ra nếu không có điện trở giới hạn dòng điện trong mạch nguồn). Nó được loại bỏ bằng cách tăng điện trở R38. Như bạn có thể thấy, các yêu cầu đối với điện trở này trái ngược nhau, do đó (nếu cần) để xác định điện trở tối ưu, bạn cần tìm giới hạn trên và dưới của nó, tại đó chưa xảy ra hiện tượng tự kích thích và tính giá trị tối ưu dưới dạng trung bình cộng. Bạn có thể sử dụng một điện trở điều chỉnh cho quy trình này nếu bạn hàn nó trực tiếp vào bảng mà không cần dây dẫn để các kết nối ký sinh và độ tự cảm không làm sai lệch kết quả. Tỷ lệ của các giới hạn trên và dưới được tìm thấy phải lớn hơn 3 để cung cấp đủ biên độ ổn định. Nếu không sẽ phải thay thế các bóng bán dẫn VT11, VT12 bằng các loại khác. Một cách khác là tăng điện dung của tụ C13, nhưng điều này là không mong muốn, vì nó làm giảm tốc độ của bộ ổn định dòng tĩnh. Bây giờ bạn có thể cài đặt các liên kết dễ nóng chảy và kết nối tải tương đương - điện trở 4 ohm 50 W. Kiểm tra lại sự vắng mặt của hiện tượng tự kích thích trên các tín hiệu thử nghiệm. Cuối cùng, nếu có thể sử dụng máy phân tích phổ, điện trở cắt R30 sẽ giảm thiểu mức của sóng hài thứ hai khi tín hiệu thử nghiệm có tần số 1 kHz và công suất tải 40 W được áp dụng cho đầu vào. Nếu đồng thời xuất hiện bù điện áp ở đầu ra (trong trường hợp không có tín hiệu), thì bạn cần thu nhỏ lại bằng cách sử dụng R15. Trong những trường hợp cực đoan, có thể bỏ qua điều chỉnh sóng hài bằng cách loại trừ các điện trở R30, R31 và đặt R26 có cùng định mức với R27 Sau khi điều chỉnh, bộ khuếch đại có các thông số sau. Với điện áp đầu vào là 1 V, công suất đầu ra ở tải có trở kháng 4 ôm (với độ lệch pha lên tới 60 độ) là 50 watt. Tốc độ xoay điện áp đầu ra - không nhỏ hơn 100 V/µs. Mức độ méo hài ở dải tần 10 Hz ... 22 kHz với công suất đầu ra 40 W ở tải 4 ôm - không quá 0,02%, với công suất đầu ra 20 W ở tải 8 ôm - không quá 0,016%. Mức độ méo xuyên điều chế (tần số 19 và 20 kHz theo tỷ lệ biên độ 1:1) ở công suất đầu ra cực đại 40 W ở tải 4 ôm là 0,01%, ở công suất đầu ra cực đại 20 W ở tải 8 ôm - 0,008%. Mức độ tiếng ồn, được tính trọng số theo đặc tính IEC-A, với điện trở nguồn tín hiệu là 0,13 và 26 kOhm hơi khác nhau - tương ứng là -101, -89, -85 dB. Loại bỏ gợn sóng điện áp nguồn (hơn +/- 17 V) ở tần số 100 Hz - ít nhất 70 dB. Cực đầu tiên trong vòng lặp OOS thông thường có điện trở tải là 4 ôm ở tần số 20 kHz. Biên độ ổn định của modulo OOS tổng thể với điện trở tải ít nhất là 2 ôm là hơn 12 dB. Hình 4 và 5 cho thấy méo hài tổng (THD) và méo hài chẵn (EVEN) và lẻ (ODD) so với công suất đầu ra ở 1 kHz với trở kháng tải lần lượt là 4 và 8 ôm, trong hình. 6 và 7 - giống nhau, trên tần số ở công suất đầu ra 40 W ở tải 4 ôm và 20 W ở tải 8 ôm.
Các phép đo độ phi tuyến tính được thực hiện với điện trở nguồn tín hiệu là 13 kΩ, do đó, kết quả đo cũng tính đến độ không tuyến tính đầu vào (trên thực tế, nó nhỏ hơn nhiều so với tổng số). Điện trở của nguồn tín hiệu là 13 và 26 kΩ tương ứng với vị trí chính giữa của thanh trượt điều khiển âm lượng với điện trở danh định lần lượt là 50 và 100 kΩ. Khi bật và tắt điện áp nguồn, quá trình nhất thời trong UMZCH là không đáng kể, do đó, loa có thể được kết nối mà không cần bộ trễ bật. Trong thiết kế của tác giả với nguồn điện không ổn định, biên độ của quá trình này khi được bật không vượt quá ±40 mV trong khoảng 20 ms và khi tắt, nó không vượt quá ±60 mV trong vài giây. Có thể tăng khả năng triệt tiêu gợn điện áp nguồn bằng cách thay thế bộ ổn định tham số bằng bộ tích hợp có độ ồn thấp [3] trên LM317, LM337 và đặt điện áp ổn định thành 7,5 ± 0,1 V. Dòng tĩnh của giai đoạn đầu ra được chọn hơi quá mức để có được độ phi tuyến tính thấp ổn định và không có biến dạng chuyển đổi, cũng như để giảm cái gọi là biến dạng định dạng (FI). Bản chất của FI nằm ở tính phi tuyến không đơn điệu của đặc tính truyền, tức là ở các đoạn khác nhau của đặc tính, nó được mô tả bởi các hàm khác nhau hoặc hàm có các tham số khác nhau. Kết quả là, tín hiệu, được dịch chuyển dọc theo đặc tính truyền bởi các dao động của thành phần tần số thấp, làm thay đổi phổ hài và xuyên điều chế của nó; khi biên độ tín hiệu thay đổi, đường bao sóng hài không tương ứng với đường bao tín hiệu, có thể phân biệt bằng thính giác là sự thay đổi cấu trúc tinh tế của âm thanh. Các phép đo so sánh độ ổn định nhiệt động của dòng tĩnh của giai đoạn đầu ra, được thực hiện trong UMZCH được mô tả và bộ khuếch đại có giai đoạn theo sơ đồ của Hình. 1, ceteris paribus (chế độ và thành phần) cho thấy sự cải thiện của nó từ ba đến bốn lần. Kết quả tốt nhất, như đã lưu ý ở trên, có thể thu được bằng cách sử dụng nhiều điốt dòng điện cao hơn. Độ ổn định nhiệt động được xác định bằng cách so sánh giá trị tức thời của dòng tĩnh trước và sau tác động xung ngắn (tối đa 1 giây) lên giai đoạn đầu ra bởi dòng tải. Giới thiệu về việc giảm giới hạn băng thông Bộ khuếch đại công suất có thể được sử dụng mà không cần tụ điện cách ly ở đầu vào, do đó đạt được giới hạn băng thông từ XNUMX hertz (một ý tưởng khác của E. Alyoshin liên quan đến toàn bộ đường dẫn âm thanh). Trong trường hợp này, để cải thiện độ ổn định của điểm không ở đầu ra, nên sử dụng điều khiển servo - phản hồi DC. Một mạch có thể có của một thiết bị như vậy trong bộ khuếch đại được hiển thị trong Hình. số 8; đây là một biến thể của việc thực hiện phản hồi dòng điện một chiều phi tuyến tính [11, 12] với tiết diện tuyến tính gần bằng 1.1 của đặc tính truyền. Giai đoạn đầu tiên trên op-amp DA1.2 khuếch đại điện áp từ đầu ra của UMZCH và giới hạn nó một cách đối xứng, và đối với biên độ tín hiệu nhỏ, giai đoạn này gần như tuyến tính. Cái thứ hai - trên op-amp DA5 - là một bộ tích hợp, từ đầu ra mà dòng điện qua các điện trở R6, R1 được đưa đến các điểm tổng của các dòng điện trong OOS chung của bộ khuếch đại công suất. Các bóng bán dẫn VT2, VT6,8 tạo thành điện áp cung cấp ổn định cho op-amp (+/- 10 V). Nếu bộ ổn định tích hợp được lắp đặt trong UMZCH (xem bên trên), thì có thể loại bỏ các bóng bán dẫn này bằng cách cấp nguồn cho op-amp từ bộ ổn định thông qua điện trở (0,125 ôm, XNUMX W).
Op-amps có thể là bất kỳ loại nào có bóng bán dẫn hiệu ứng trường ở đầu vào, cung cấp điện áp từ +/- 6,5 V, cung cấp dòng điện đầu ra ít nhất 3 mA cho DA1.1 và 30 mA cho DA1.2. Bóng bán dẫn - bất kỳ công suất trung bình nào, với h21E lớn hơn 60. Nếu chúng nằm trong gói TO-220 thì không cần tản nhiệt và nếu nhỏ hơn thì cần có tản nhiệt cho mỗi chiếc, có khả năng tiêu tán hiệu quả 0,6 W. Điốt Schottky - bất kỳ công suất thấp nào có điện áp chuyển tiếp tối thiểu (dưới 0,4 V ở 2 mA), có điện dung đường giao nhau nhỏ hơn 100 pF ở điện áp ngược 1 V. Tụ điện C1 là màng (polyethylene terephthalate), phần còn lại là gốm có chất điện môi X7R và điện áp định mức là 25 V (hoặc 50). Điện trở điều chỉnh có thể là bất kỳ loại có kích thước nhỏ nào, nhưng sử dụng loại nhiều vòng sẽ đáng tin cậy hơn. Thiết lập nút OOS phi tuyến tính thông qua FET, được kết nối với UMZCH đã thiết lập, giảm xuống mức 1 ở đầu ra bộ khuếch đại khi tín hiệu âm được áp dụng cho đầu vào của nó - một hình sin có tần số 10 kHz - với biên độ nhỏ hơn vài vôn so với điện áp giới hạn đầu ra. Chính xác hơn, bạn cần đặt điện áp giống như khi không có tín hiệu (vài milivôn). Một tải (tương đương) phải được kết nối. Điện áp đầu ra được đo bằng một millivoltmeter DC được kết nối với đầu ra thông qua bộ lọc thông thấp (R = 1 kOhm, C = 1 μF). Tín hiệu thử nghiệm không được chứa quá 1% sóng hài chẵn. Quá trình điều chỉnh có thể được tăng tốc bằng cách tạm thời giảm điện dung của tụ điện C0,1 xuống XNUMX uF. Theo thông tin có sẵn, cụ thể là từ [13], một nút như vậy có thể cải thiện chất lượng âm thanh của bản ghi được thực hiện trên thiết bị có giới hạn băng thông thấp hơn đáng kể so với 0,02 Hz. Rõ ràng, điều này xảy ra do việc "cắt" các dịch chuyển tín hiệu ký sinh tương đối chậm có trong bản ghi xảy ra trong các mạch phân biệt (ví dụ: tụ điện giữa các tầng) khi tín hiệu xung đi qua chúng, đó là thông tin âm thanh (âm nhạc) trong đường dẫn điện tử [12] - xem bên dưới. Để làm được điều này, hằng số tích hợp trong tầng trên DA1.2 phải đủ nhỏ, nhưng không nhỏ đến mức làm giảm đáng kể nội dung tần số thấp trong âm thanh được tái tạo ở âm lượng nhỏ. Đối với sơ đồ trong hình. 8, giá trị này tương ứng với điện dung C1 ở mức 0,1 µF. Các bộ lặp của nút này nên thử nghiệm bằng cách thay đổi hằng số tích hợp ở các mức âm lượng khác nhau. Ý tưởng về "0 Hz", hay chính xác hơn là "gần như 0 Hz", là ranh giới tần số của dải đường dẫn âm thanh từ micrô đến loa, ngụ ý từ chối các mạch thường được sử dụng để phân biệt tín hiệu tần số thấp và tần số thấp - tụ điện giữa các tầng và bộ tích hợp trong mạch OOS, vì những lý do thực tế, có giá trị hằng số thời gian tương đối nhỏ. Do việc sử dụng các bộ lọc như vậy, các biến dạng tuyến tính được đưa vào tín hiệu không cố định (âm thanh, âm nhạc), có tác động tiêu cực đến nhận thức chủ quan về âm thanh được tái tạo. Trên hình. Hình 9 cho thấy tín hiệu không tĩnh đối xứng thay đổi như thế nào khi đi qua sáu mạch vi phân bậc nhất (đường dày) có tần số cắt thấp hơn một bậc so với tần số của chu kỳ dao động tín hiệu đầu tiên. Phần hàm mũ của quá trình nhất thời được hiển thị bằng một đường đứt nét. Biến dạng phát sinh do sự lệch pha hàng đầu do bộ lọc tạo ra trong vùng LF, dẫn đến "mờ" âm thanh tấn công [14]. Đó là, đường bao của các rung động âm thanh bị biến dạng, theo đó độ nhạy của thính giác tăng lên khi tần số giảm dần, do các yếu tố thời gian chiếm ưu thế trong quá trình phân tích tín hiệu trong hệ thống thính giác ở vùng LF. Sự lệch pha giữa các thành phần hài hòa của âm thanh cũng có thể thay đổi nhận thức về âm sắc [15]. Trong trường hợp này, biên độ tín hiệu tăng lên, làm tăng dải động của nó lên vài decibel và theo đó, làm giảm dải động của đường đi theo cùng một giá trị, giá trị này càng lớn thì tần số cắt của HPF càng cao so với tần số tín hiệu. Trong giới hạn, mức tăng biên độ là +6 dB trên sóng vuông (trong thực tế, nó luôn ít hơn) Một hậu quả khác của việc dịch pha tiên tiến ảnh hưởng gián tiếp đến chất lượng tái tạo âm thanh. Thực tế là sự dịch pha và thay đổi biên độ của các thành phần LF và LF dẫn đến sự dao động của đường trung tâm tín hiệu so với không. Đường chấm trong hình. Hình 9 cho thấy sự "trượt" của đường giữa, không có trong tín hiệu ban đầu.
Để hiểu mối liên hệ của "trượt" này với sự suy giảm của âm thanh, cần phải tính đến đặc tính truyền của các giai đoạn khuếch đại, đặc biệt là bộ khuếch đại công suất, không chỉ phi tuyến tính, mà theo quy luật, có tính phi tuyến tính không đơn điệu (tức là FI diễn ra). Điều này có nghĩa là tín hiệu, đang "trượt" dọc theo đặc tính truyền, có phổ sóng hài và xuyên điều chế thay đổi, tức là tính phi tuyến tính đối với tín hiệu trở nên không cố định. Trường hợp thứ hai, theo quan sát của tác giả ý tưởng E. Alyoshin, làm giảm đáng kể chất lượng âm thanh, ngăn thính giác thích nghi với tính phi tuyến tính của đường dẫn Một hậu quả tiêu cực khác của việc "trượt" tín hiệu được biểu hiện trong quá trình chuyển đổi điện âm. Khi tín hiệu "trượt" như vậy được tái tạo bởi một đầu phát ra âm thanh, sự dịch chuyển trong phổ âm thanh xảy ra do hiệu ứng Doppler. Khi phát tín hiệu âm thanh thực, điều này gây ra sự điều biến tần số bổ sung (kích nổ) của âm thanh, như đã biết, cũng làm giảm chất lượng chủ quan của quá trình tái tạo âm thanh. Văn chương:1. Độ trung thực cao của Sukhov N. UMZCH. - Đài phát thanh, 1989, số 6, tr. 55-57; Số 7, tr. 57-61.
Xuất bản: radioradar.net
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Trình điều khiển LED sáng cao ▪ Biến đổi khí hậu có thể gây dị ứng vĩnh viễn ▪ Graphene ionistor rộng và bền ▪ Bộ cảm biến cấy ghép mọi người và tạo ra một mạng duy nhất ▪ Trình mô phỏng phát triển lốp xe
▪ phần trang web Cài đặt màu sắc và âm nhạc. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Tôi sẽ gặm nhấm bộ máy quan liêu như một con sói. biểu hiện phổ biến ▪ Những động vật nào là những người đầu tiên quay quanh mặt trăng? đáp án chi tiết ▪ Bài báo Kỹ thuật viên điều chỉnh và kiểm tra. Mô tả công việc
Nhận xét về bài viết: mir Có tham chiếu đến nguồn [x] trong văn bản, nhưng bản thân nó không có nguồn. Диаграмма 2mir Cảm ơn, đã sửa.
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này