|
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 Biến dạng nhiệt trong bộ khuếch đại HiFi. Phần 2. 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 Hãy xem xét mạch bán dẫn đơn giản nhất (Hình 1), trong đó một điốt bán dẫn, cùng với một điện trở thông thường, tạo thành một mạch nối tiếp. Một mạch như vậy có thể được sử dụng trong bộ khuếch đại HiFi (Hình 2). Nếu mạch đã được bật trong một thời gian dài và một số cân bằng nhiệt đã được thiết lập, thì hiệu điện thế đầu ra Uout là không đổi. Khi tín hiệu đầu vào tăng, dòng điện chạy qua mạch tăng. Dưới ảnh hưởng của nó, điện áp giảm trên diode tăng lên một chút, và nó bắt đầu nóng lên nhiều hơn. Quá trình sưởi tiếp tục cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng nhiệt mới, và sau đó mọi thứ ổn định trong các điều kiện mới.
Hầu hết các phép đo được hoàn thành trong khoảng thời gian này, bằng lòng với việc đăng ký một trạng thái cân bằng nhiệt mới. Mọi thứ sẽ ổn nếu điện trở của diode bán dẫn không thay đổi dưới tác động của quá trình đốt nóng, do hệ số nhiệt độ âm, dẫn đến giảm điện áp trên diode. Do đó, có cả tăng và giảm điện áp giảm, và tất cả điều này xảy ra tại các thời điểm khác nhau. Sự gia tăng điện áp giảm cùng với sự gia tăng dòng điện xảy ra gần như ngay lập tức (với thời gian trễ "điện tử" theo thứ tự pico- và nano giây), trong khi sự giảm của nó được xác định bởi tốc độ làm nóng của diode cùng với vỏ máy ( chậm, với một tốc độ "nhiệt"). Hệ thống sưởi được đặc trưng bởi một số hằng số thời gian. Bản thân phần tiếp giáp bán dẫn, có khối lượng nhỏ, nóng lên nhanh nhất. Toàn bộ diode trong vỏ nóng lên chậm hơn nhiều. Xem xét tất cả các quá trình phân rã từ từ này ảnh hưởng đến điện áp đầu ra, có thể dễ dàng kết luận rằng phản ứng của diode đối với sự thay đổi đột ngột về dòng điện trước tiên sẽ là sự thay đổi đột ngột về điện áp, mức của nó sau đó sẽ dần dần đạt đến giá trị ban đầu (hơn nữa, tốc độ tiếp cận sẽ được xác định bởi một số hằng số thời gian). Do đó, việc truyền các dòng điện thường xuyên bởi mạch là không lý tưởng, các "tia lửa" xuất hiện, cường độ và hằng số thời gian phân rã của chúng không liên quan đến bất kỳ đặc tính điện nào. Các biến dạng kết quả là hoàn toàn có nguồn gốc nhiệt. Rõ ràng là trong trường hợp này, không có gì khác biệt cho dù chúng ta đang nói về điốt và bóng bán dẫn rời rạc, hay về mạch tích hợp. Vì có cả điốt lớn và điốt nhỏ, nên sự lan truyền của hằng số thời gian có thể rất rộng. Chúng ta hãy để người theo dõi bộ phát đơn giản nhất vào cùng một phân tích bất thường, sơ đồ của chúng được thể hiện trong Hình 3. Chúng ta hãy tự hỏi mình một câu hỏi, một mạch như vậy có hằng số thời gian tần số thấp (tần số giới hạn thấp hơn) và quá độ phụ thuộc tần số do nó gây ra hay không? Dựa trên sách giáo khoa, các chuyên gia và không chuyên trả lời đồng thanh - KHÔNG! Chúng tôi, được dạy bởi kinh nghiệm trước đây, hãy xem xét kỹ hơn nó.
Giả sử rằng mạch đã hoạt động trong một thời gian khá lâu, bóng bán dẫn và môi trường của nó đã đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt nào đó, tại đó công suất P1 được tiêu tán trên bóng bán dẫn, duy trì nhiệt độ của bóng bán dẫn không đổi. Uce1 * Ic1 = P1 Hãy thay đổi điểm hoạt động của bóng bán dẫn bằng cách thay đổi đáng kể điện áp đầu vào. Ngay khi dòng điện thu của bóng bán dẫn thay đổi (mặc dù ở đây có thể tính đến hằng số thời gian), điện áp cực thu của cực phát cũng sẽ thay đổi. Bóng bán dẫn bây giờ sẽ tiêu tán công suất P2 Uce2 * Ic2 = P2, khác với ở trên, và điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ thiết lập của bóng bán dẫn. Để minh họa các biến dạng phát sinh trong trường hợp này, từ tập hợp các thông số được kiểm soát, chúng tôi sẽ chọn một trong những giá trị dễ đo nhất - điện áp Ueb Ở trạng thái ổn định, ở đầu ra của bộ theo máy phát có Uout1 = Uin1-Ueb1. có thể dễ dàng đo bằng đồng hồ vạn năng. Sự thay đổi điện áp đầu vào ở thời điểm đầu tiên gần như hoàn toàn rơi vào đầu ra. Tuy nhiên, hiện nay bóng bán dẫn có điểm hoạt động khác, tương ứng với công suất tiêu tán P2. Điều này ảnh hưởng đến điện áp Ueb (-2 mV / ° C) và gây ra sự lệch (trôi) trong điện áp đầu ra (vì bóng bán dẫn bây giờ hoặc lạnh hơn hoặc ấm hơn một chút so với trạng thái trước đó). Sự thay đổi điện áp phải được bổ sung (với cực tính chính xác) vào điện áp đầu ra và hằng số thời gian nhiệt được xác định theo từng trường hợp cụ thể. Đây là những câu hỏi chính: - giá trị của hằng số thời gian nhiệt là bao nhiêu; Làm thế nào một bóng bán dẫn nóng lên hoặc nguội đi tại một điểm hoạt động mới phụ thuộc vào trạng thái của nó tại điểm hoạt động trước đó. Nếu bóng bán dẫn làm việc ở trạng thái phù hợp công suất (Uce = 0,5Upit), thì nó sẽ phản ứng với bất kỳ sự thay đổi nào trong điểm hoạt động bằng cách hạ nhiệt. Vì vậy, trong trường hợp này, tác dụng của một số điện áp điều khiển không đổi nhỏ, bóng bán dẫn luôn tạo ra tín hiệu nhiễu cùng loại, tín hiệu này được thêm vào tín hiệu đầu ra. Nếu điểm hoạt động của bóng bán dẫn khác với thỏa thuận, tại điểm hoạt động mới, bóng bán dẫn có thể hạ nhiệt và nóng lên. Trong trường hợp này, cực của tín hiệu nhiễu xuất hiện ở đầu ra sẽ phụ thuộc vào cực của tín hiệu điều khiển. Tùy thuộc vào tín hiệu điều khiển, tín hiệu nhiễu nhiệt bây giờ có thể được thêm vào hoặc trừ ra khỏi tín hiệu đầu ra. Hãy xem xét một mạch khuếch đại vi sai (Hình 4), cũng được quan tâm theo quan điểm lịch sử - vài thập kỷ trước, các biến dạng nhiệt do mạch này tạo ra là phần chính của tất cả các biến dạng nhiệt.
Hai tình huống có thể xảy ra. Trong trường hợp đầu tiên, khi bộ khuếch đại vi sai được khớp với công suất, hoạt động của tín hiệu điều khiển dẫn đến làm mát cả hai bóng bán dẫn (có kích thước gần như giống nhau). Sau đó, trong tín hiệu được khuếch đại có sẵn trên các bộ thu bóng bán dẫn, một thành phần mới, cùng pha xuất hiện (dưới ảnh hưởng của việc làm mát, Ueb tăng lên, dòng điện của bộ thu tăng và, kết quả là điện áp bộ thu giảm). Trong những trường hợp không thuận lợi, thành phần này có thể lan rộng hơn trong bộ khuếch đại và, ví dụ, "phá vỡ" việc thiết lập điểm hoạt động của giai đoạn đầu ra đẩy-kéo hoặc gây ra sự thay đổi khó chịu trong các điểm hoạt động của các giai đoạn khác. Người ta thường nói rằng không có nhiễu đáng kể trong tín hiệu vi sai đầu ra. Độ lớn của tín hiệu chế độ chung thu được tỷ lệ với điện áp điều khiển đầu vào và độ lợi điện áp chế độ chung, ở mức xấp xỉ tốt, được xác định bởi tỷ số của điện trở bộ thu và bộ phát. Vì các giá trị này thường khá gần đối với bộ khuếch đại tần số âm thanh, chúng ta có thể giả định rằng tín hiệu ở chế độ chung được khuếch đại vài lần (ví dụ: 1 ... 10). Do đó, nếu đã có đủ tín hiệu vi sai mức cao trong giai đoạn, giá trị điện áp chế độ chung có thể khá lớn. Tín hiệu này (chế độ chung) không thể tự nghe được, nhưng nó có thể làm nhiễu các điểm vận hành của các giai đoạn tiếp theo. Nhân tiện, sự thay đổi nhiệt độ môi trường dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ của các thiết bị bán dẫn, cũng có tác động tương tự (ví dụ: khi sử dụng bộ khuếch đại vào ngày nắng nóng hoặc trong thời tiết lạnh giá). Cả hai hiệu ứng được xem xét được tổng hợp lại. Như vậy, khi thiết kế bộ khuếch đại HiFi, việc chăm sóc khớp nối nhiệt tĩnh không còn đủ nữa. Cũng cần phải tính đến các hiệu ứng chế độ chung động đã đề cập ở trên. Trong trường hợp thứ hai, khi bộ khuếch đại vi sai hoạt động với công suất không phù hợp, dưới ảnh hưởng của tín hiệu điều khiển, quá độ xảy ra ở đầu ra, có thời gian nhiệt không đổi. Về cường độ và tần số, trong trường hợp này, chúng có thể so sánh với tín hiệu điều khiển, chúng có thể được phát hiện như là sự biến dạng của tín hiệu đầu ra vi sai hữu ích, được đo hoặc nghe thấy theo cách thích hợp. Vì một trong các bóng bán dẫn sẽ nóng lên và bóng bán dẫn kia sẽ nguội đi, tín hiệu nhiễu chống pha phát sinh, thực tế không thể phân biệt được với tín hiệu hữu ích. Một câu hỏi khó là giá trị của hằng số thời gian nhiệt. Không có dữ liệu về điều này trong bất kỳ danh mục nào, và người ta có thể chỉ dựa vào một số dữ kiện thực nghiệm ở đây. Một số dữ liệu thử nghiệm này được xuất bản trên các ấn phẩm lưu hành ngắn hạn có tính chuyên môn cao của một số công ty quan tâm (ví dụ: Tektronix, Philips, Ates, v.v.). Đối với họ, những dữ liệu này không quá bất ngờ. Các mối nối pn của chất bán dẫn bóng bán dẫn có kích thước "khá", chẳng hạn như 2N3055 (chúng ta chưa nói về chính thiết bị bán dẫn trong gói, kích thước cũng có thể phụ thuộc vào sê-ri và nhà sản xuất) có thể theo dõi nhiệt (tức là làm nóng / làm mát) tần số lên đến giới hạn trên - khoảng 1 kHz. Các thiết bị có đường giao nhau p-n nhỏ hơn, chẳng hạn như BC107, hoặc thậm chí ít hơn, theo dõi tần số lên đến tần số 90 kHz (!). Đối với các phần tử gắn trên bề mặt (SM - Surface Montage) và mạch tích hợp, tần số cắt thậm chí còn cao hơn. Đương nhiên, có một tiếp xúc nhiệt tốt giữa chip bán dẫn và gói, và hằng số nhiệt lớn của gói có xu hướng, phù hợp với lượng nhiệt truyền từ tiếp điểm, để làm giảm dao động nhiệt độ. Tôi nghĩ rằng bây giờ rõ ràng là một bộ khuếch đại DC (ví dụ, bộ theo bộ phát được hiển thị trong Hình 3, cũng là một loại UPT) có cùng tần số ngắt (!) Thấp hơn, chẳng hạn như bộ phát 200 MHz người theo dõi. Các biến dạng tần số âm thanh này không thể đo được bằng các phương pháp truyền thống. Nguyên tắc thường được sử dụng trong các phép đo, "đợi cho đến khi mạch nóng lên", chính xác sẽ loại bỏ các vấn đề được xem xét ở đây. Nhưng làm thế nào bạn có thể phát hiện ra hiệu ứng này khi nghe một bản nhạc qua bộ khuếch đại HiFi? Tất nhiên, chúng tôi quan tâm nhất đến độ lớn của hiệu ứng. Từ các phép đo được thực hiện, nó chỉ ra rằng tín hiệu thứ cấp phát sinh theo cách này trong bộ khuếch đại (có thể được coi là méo) có thể dễ dàng đạt đến 5 ... 20% biên độ của tín hiệu hữu ích. Rất có thể nhiều độc giả có bộ khuếch đại HiFi vỏ nhựa ngồi trên giá sách đều ổn với “đoàn tùy tùng”, và trong khi đó, chúng bị méo nhiệt rất mạnh. Chúng không nhất thiết làm sai lệch mọi thứ và luôn luôn, mà chỉ làm biến dạng một số giai điệu nhất định và trong một số kết hợp âm thanh nhất định (sau một cú đánh, v.v.). Và với các phương pháp đo độ méo truyền thống, bộ khuếch đại trông rất tốt. Tác giả: S.GYULA; Xuất bản: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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
▪ Tất cả các thiết bị điện tử của Samsung sẽ được trang bị trí tuệ nhân tạo ▪ Màn hình 27 inch 5K Philips Brilliance 275P4VYKEB ▪ Tác động của đèn tiết kiệm năng lượng đối với thiên nhiên
▪ phần trang web Những khám phá khoa học quan trọng nhất. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Stanislavsky Konstantin Sergeevich. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Con ếch lớn nhất thế giới tạo ra âm thanh gì? đáp án chi tiết ▪ bài viết Achokhcha dưa chuột. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Cách kiểm tra PonyProg. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Chất ổn định trên ROLL. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
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