Параметри на усилватели на мощност

СПЕЦИФИКАЦИИ УСИЛВАТЕЛИ

1.Predislovie

опции 2.Sobstvenno

nbspnbspnbspnbsp мощност аудио усилвател (UMZCH) обикновено е мощен операционен усилвател (операционен усилвател), обхванати от отрицателна обратна връзка, както и включени в неинвертиращ (или по-малко - на инвертора) верига AC усилвател (рядко - DC) (а понякога и от диференциална схема). Подобна схема може да се извърши на дискретни елементи, на ASIC или операционната система в комбинация с дискретни елементи. Ето защо, на набор от настройки за овърклок, специално проектирани за аудио приложения, задвижван от производителя, е много близка до тази на UMZCH.
nbspnbspnbspnbsp Всички параметри могат да бъдат разделени в няколко групи: параметрите малък сигнал, голям сигнал, входове, изходи, постояннотокови, статични и динамични, и т.н. Не всички опции са еднакво важни, но липсата на познание за техните стойности може да доведе до неочаквани резултати.

честотни настройки

nbspnbspnbspnbsp Този термин се обадих на всички параметри, характеризиращи честотни свойства на усилвателя. Те се оценяват в режима на малки и големи сигнал. Мощност честотна лента - просто параметър се измерва в голяма режим на сигнала. Честота параметри - брой - могат да бъдат получени от честотните характеристики - графики. Тези характеристики са честота отговор - отговор амплитуда честота, фаза отговор - фаза отговор. Амплитуда и фаза характеристики - хибрид между първия и втория. Всъщност, графика модул честотния отговор и фаза под формата на асимптотичната крива на логаритмична скала, наречена Боде парцел. Понякога по-нататък AFC зависимост на коефициента на усилване на усилвателя от честотата. И отговорът на честота и фаза могат да бъдат отстранени за усилвател с обратна връзка и без него. Сравнете ги, можете да получите такъв параметър като дълбочината на операционната.
nbspnbspnbspnbsp От Боде диаграми, можете да получите много интересни неща, като например "честотна лента на ниво -3 db" или изход banwidth. Това е, което имаме предвид, когато те пишат: "честотен диапазон от 5 Hz - 100 кХц". Честотният диапазон се измерва в режим на малък сигнал: входното напрежение на постоянна амплитуда напрежение, равно на максималната 0,1. Според Боде диаграми, можете да определите дали усилвателя е стабилен и как (марж стабилност).
могат да бъдат направени nbspnbspnbspnbsp Боде диаграми за усилвателя със затворен контур - OS и отворен. В последния случай, на амплификация продукт може да се определя от честотата печалба-честотна лента продукт - GBW, която характеризира възможно дълбочина обратна връзка, която може да бъде получена по низходящ клон на амплитудата на отговора спрямо честота.
nbspnbspnbspnbsp Ако входното напрежение е равна на номиналната, а след това по същата схема, обаче, преизчислено на власт може да се определи мощността на честотната лента. Band малък сигнал винаги е по-широк от режима на големи сигнал.

Параметрите на процеса на преход

nbspnbspnbspnbsp Ако входа на усилвателя се доставят с капка единица напрежение, ще бъдат проследявани наведнъж, и изходното напрежение е установен след преходен процес, който се характеризира с време на нарастване ((малки сигнал) времето на нарастване), дерегулация (overchoot фактор, малък сигнал превишаване) и времето установяване. или спокойно (?) - (голяма) време за втвърдяване сигнал до 0.01% (възможно е и "до 0,1%", или на различна стойност). Всъщност доставен към входния усилвател квадратен вълна с честота от пет пъти по-малки от дължината на процеса на преход да бъде ясно различими. Поради естеството на процеса на преход може да се прецени стабилността на усилвателя. Апериодични процес свидетелства за абсолютна стабилност и заглушават трептения (звънене) - малък резерв стабилност.

хармонично изкривяване

Ако nbspnbspnbspnbsp чрез линейна система, за да пропуснете синусоидален сигнал на изхода получаваме чисто задължително. Ако една нелинейна система, синуса изкривен. Ако изходния сигнал се разлага в редовете на Фурие, ние получаваме SIC хармоника и много повече с кратни на основната честота селективен. Общо хармонично изкривяване (THD T.H.D.) - съотношението на квадратния корен на сбора от квадратите amlitud хармоници на амплитудата на първата хармонична. Спецификациите на ми Aiwa-950 писано: Общо хармонично изкривяване 0.005% (20 Hz - 20 кХц, 75 W, 8 ома). Това означава, че коефициентът nelinneynyh изкривяване каза честотна лента и когато каза енергия е по-малко от 0,005%.
nbspnbspnbspnbsp Ако на входа на нелинейна система да се прилага два синусови nonmultiple честоти, на изхода получи хармоници с изключение на основния сигнал, дори и много хармоници с множество честоти на честотите на сумата и разликата и техните основни хармоници. Ако основата на сумата от квадратите на амплитудите на скорошно приписвани на корен квадратен от сумата от квадратите на амплитудите на основните сигнали получи коефициент интермодулация изкривяване (k.i.i.). И нелинейни и интермодулационни изкривявания, причинени от нелинейност от същия характер, и също толкова характеризират системата. И THD и k.i.i. изразен като процент, въпреки че понякога нивото на хармонично изкривяване се изразява в децибели.
nbspnbspnbspnbsp Нелинейна изкривяване измерва в стационарни условия. Процес случи по време на преходно динамично изкривяване. Съществуват различни начини за измерването им, например чрез използване на сумата на квадратни и синусоидални сигнали.
nbspnbspnbspnbsp изкривяване може да се редуцира чрез прилагане на линейни елементи (тук, изборът е малък), каскада линеаризация поради местна операционна система, приложение симетрични схеми (симетричен модел все още не означава, че веригата е симетрична - не винаги "комплементарни" транзистори имат еднакви параметри ) чрез увеличаване на общата дълбочина на операционната система (това е една ужасна размирица у последователите High End) и от транзисторите за подбор и difkaskadov dvuhkaktnyh каскади. От много вреден тип изкривяване - преходно нарушаване лицеви издърпайте изход kaskada- коренно да се отървете от, движещи етап в режим А, но загуби от претоварване ток способност на изходното стъпало.

Също nbspnbspnbspnbsp изкривяване усилвател добавя към сигнала и шума. Въпреки това, шум, за разлика от изкривяване присъства и няма сигнал. SNR (сигнал-шум съотношение - SNR), обикновено се изразява в db - най-често използваният вариант. Ако тя се измерва с помощта на специален филтър, който взема под внимание относителната чуваемост от звуци с различна честота, тогава ние казваме, че това отношение "претеглени" за разлика от непретегленото. Претеглена SNR на една и съща единица повече от няколко децибела, отколкото непретегленото. RMS шум се измерва с волтметър (True RMS).
nbspnbspnbspnbsp шум сигнал съотношение, изразено в децибели, се нарича шум. Ако SNR = 70 db, нивото на шума е -70 db. За нивото на сигнала обикновено отнеме напрежението, съответстващо на номиналната мощност.
nbspnbspnbspnbsp Понякога, когато нивото на хармонично изкривяване е ниско, нивото на шума се измерва в размер на нелинейни изкривявания.

уби Rate

nbspnbspnbspnbsp скорост уби на изходния сигнал (уби курс) - друг параметър, измерен в голям режим сигнал. Изразена в V / нас. Ако на входните правоъгълни импулси с амплитуда достатъчно, за да се постигне максимална люлка на изходното напрежение, изходящите импулси получат trapetsidalnoy форма. ъгълът на наклона на страните на трапеца е уби процент. Обикновено sorosti издигне нагоре и надолу може да бъде неравномерно. Като цяло, уби процент е параметър на процеса на преход.

Работата на амортисьорите коефициент, а максималният изходен ток

nbspnbspnbspnbsp отношения с товарен импеданс на изходния импеданс на усилвателя се нарича (фактор дъмпинг) затихване фактор. По принцип, изходното съпротивление - честотно зависима параметър и на затихване коефициент при 20 килохерца е по-малко от 1 кХц.
nbspnbspnbspnbsp Всъщност, усилватели, импеданса - параметър, присъщи на усилвателя и не зависи от съпротивлението на товара. Това зависи от свойствата на операционната система на изходното ниво и дълбочина.
nbspnbspnbspnbsp максимален изходен ток на усилвателя се определя от приложимите проектни и изход защита етап вериги.
Това разделение може да nbspnbspnbspnbsp byloby наречени изходни параметри (характеристики).

Характер на вход

nbspnbspnbspnbsp за операционни усилватели е много променливи, които характеризират входа. Този вход компенсира (вход компенсират напрежение) и температура дрейф, входен ток (вход пристрастия ток), разликата входни токове (вход компенсиране на текущата) и неговата дрейф. Тези параметри не са важни за крайния продукт, но те трябва да бъдат взети под внимание при избора на проектант, naprmer OS резистори.
nbspnbspnbspnbsp Друг входен параметър е чувствителността. Това обикновено води до спецификациите. Чувствителността е RMS стойността на синусоидален сигнал (класиран вход) напрежение, при която подаването на входа на усилвателя, развива номинална мощност. Обикновено UMZCH чувствителност е приблизително 1 V (понякога 0 db - 0.775). За любителски чувствителност дизайн може да варира от 100 тУ до 1 V.
nbspnbspnbspnbsp входно съпротивление - като входен параметър изисква за хармонизация UMZCH предишния блок. импеданс вход за транзисторни усилватели, работещи обикновено в диапазона от 10 - 47 ома. По-малкият неговата стойност може да представи трудности натоварване за предходната устройството, например, предусилвател, и по-неудобно поради възможното влияние на смущения, входният капацитет (друг входен параметър заедно с входно съпротивление, присъщи на всеки усилвател) и възможно шума velicheniya. Желателно е, че изходния импеданс на предишния блок е поне 10 пъти по-малко от UMZCH входното съпротивление. В този случай, желателно е, че изходния импеданс е серийно свързан с най zlementy UMZCH вход е оптимална за шумови характеристики по отношение на UMZCH на входните транзистори.

Ефектът на храната

nbspnbspnbspnbsp ефект описан за влиянието на OS мощност фактор на мощността (съотношение захранване отхвърляне - PSRR), който също се измерва в децибели. Съотношението на ефективната стойност на напрежението от мрежата на сигнал напрежение, съответстващо на номиналната мощност на хармоници в db се нарича ниво фон.

съотношение Общата режим отхвърляне

За съотношение nbspnbspnbspnbsp потискане OS на общ режим напрежение (Обща режим съотношение отхвърляне CMRR) - е много важна величина, и за усилвател е важно, че ниската стойност на CMRR е допълнителен източник на интермодулация изкривяване на усилвателя. Тази стойност представлява печалбата OS за общ режим напрежение, изразено в децибели.

опции 3.Dostizhimye: да се стремим към?

nbspnbspnbspnbsp При проектирането на транзисторни усилватели на съвременната елементна база е лесно да се постигне достатъчно високи настройки. Лесно - но за сметка на усложняване на структурата. Въпреки това усложнение се отнася до предварителните етапи, транзистори, които са достатъчно евтини, така че, когато се решава на усложнение на веригата трябва да се ръководи от съображения за надеждност и яснота за това как тя работи. Например, когато моделиране крайното стъпало, работещи в режим без изходен ток изключване Bragina усилвател (радио №12, 90 грама.) Използване Electronics Workbench софтуер (EWB) се сблъсках с факта, че в началния етап на изключване дава по-малко изкривяване. Макар и да има програма, понякога може да даде неверни резултати.
nbspnbspnbspnbsp Отивам там, за да напише статия с примери за конкретни схеми и постижими в тях parameres. Но по-късно, но за сега, помислете за това, което може да бъде постигнато по отношение на технически анализ какви характеристики на стойност преследва.
В общи nbspnbspnbspnbsp транзистори може лесно да бъде получена при мощност 100 W при 8 ома. Това е напълно достатъчно за дома. паралелно на сцената изход може да получи 200 - 300 вата. Висока мощност е трудно да се постигне, защото намалена надеждност и хитри необходимите защитни вериги, че не смятат.
nbspnbspnbspnbsp честотен диапазон на усилвателя в режим на малък сигнал без да се ограничава веригите на входа и изхода може да бъде от DC до 1 MHz или повече, но е необходимо да се следи за стабилността. Това, обаче, е за усилвател обратна връзка. Без обратна връзка, повечето усилватели с честотна лента от рецесия като се започне от няколко килохерца, и трябва да бъдат най-малко 20 кХц. В този случай, ние не можем да се издуват честота единство печалба за неопределено време (дори съвременните транзистори имат ограничения), но също така е възможно да се увеличи печалбата, без OS и дълбочина OS до безкрайност, а това води до противоречие с изискването за намаляване на нелинейни изкривявания.
nbspnbspnbspnbsp нелинейни изкривявания, показан на фигура близо до максималния възможен, но е необходимо да се стремим да THD Не значително нараства при 20 кХц над 1 кХц и с намаляване на съпротивлението на товара. Нелинейни изкривявания се намалява с увеличаване на дълбочината на обратна връзка (OS), но се увеличава дълбочината на операционната система, и следователно коефициента на печалба не може за неопределено време. Ето защо, ние трябва да се стремим към по-голяма линейност на отделните етапи.
nbspnbspnbspnbsp настроен на транзистори за етапа на въвеждане, на която нивото на шума е ограничено, така че шумът може да бъде намалена чрез промяна на режима, но това не трябва да влиза в конфликт с други характеристики. Нивото на шума при -100db за UM доста прилична цифра, но може да се получи и -115 децибела.
nbspnbspnbspnbsp По отношение на уби процент, лекар Аза (виж линкове :. www.dself .demon.co.uk) води препоръка, че един волт максимално изходно напрежение трябва да падне 1,4 V / мс уби курс. Наистина лесно да се получи приблизително 50 V / микросекунда. Налице е проста формула за максималната желаната скорост на нарастване на zavsimosti максималната възпроизвеждане изходна честота и напрежение амплитуда. Съгласно тази формула са след много по-малка стойност от 1.4 / микросекунда на волт изходното напрежение. Но след малък марж не боли.
nbspnbspnbspnbsp коефициент dempfirovniya претенции от много компании (например - Yamaha) е няколко стотици, докато достатъчно 40 - 50. След 100-нататъшно увеличаване на този параметър става незабележим.
nbspnbspnbspnbsp максимален изходен ток е важно, когато се работи в завода с малка или голяма степен зависи от честотата на резистентност, особено при възпроизвеждане на бас. Rotel Фирма за модел твърди, изходен ток от 100 А. В този случай натоварването на 1 ом усилвател трябва да разработи 100 V напрежение, което съответства на 10 кВт. Напрежението на усилвателя мощност е нещо, на 60 волта, така че усилвателя 100 А може да се развие в рамките на натоварването е по-малко от 0,6 ома. Накратко, ток от 30 А, който съответства на динамичен капацитет на 1 ома до 900 вата, е достатъчно. Трудности възникват в етапите на усилватели изходни работещ в режим, в които е трудно да се осигури голям изходен ток, тъй като не може да надвишава първоначалния ток на крайното стъпало. Увеличение на Последното води до увеличаване на разсейване на мощност, а ако нагревателя 500 W - няма мощност за електронни устройства - това е твърда!
прослушване - nbspnbspnbspnbsp като параметър като разделянето (стерео) канали горе не са споменати. За един модерен усилвател, този параметър е до голяма степен без значение, тъй като е лесно постижими стойности по-големи от 80 db. В този стерео раздяла, дава добра радио стерео декодер, не превишава 40 децибела, а въртящата се поставка за главата патрон струва $ 500 - 24-36 децибела. и че при 1 кХц, а при по-високи честоти е много по-лошо. Въпреки това, CD осигурява много висока дивизия, както и най-малко шум в пауза, но той има много други недостатъци.
nbspnbspnbspnbsp Имайте предвид, че разделянето на канала се определя главно от не една схема и дизайнът му изпълнение: приземен окабеляване, екраниране, и т.н.
nbspnbspnbspnbsp Трябва да се помни, че всички параметри на усилвателя са свързани помежду си, както и за подобряване на един друг трябва да плати. Създаване на усилвател с най-високите възможни характеристики е трудно, но ако се проектират със система с усилвател и говорител, тя може да бъде активиран чрез прилагане на многолентови усилвател и Лентопропускащи филтри, установени преди усилвателите. Тогава изискванията за усилвател за всяка група - е значително по-ниски. Подобно на усилвателя за изискванията за субуфер са много по-ниски, отколкото за общата усилвател цел.
nbspnbspnbspnbsp

4.O въздействие върху субективни параметри за качество

nbspnbspnbspnbsp Има много изследвания за влиянието на параметрите на obektivnyh звук и видимостта на различните нарушения. Така например, пише, че очевидно нарушаване на няколко хилядни от процента за звука на пианото и цигулката - няколко стотни.
nbspnbspnbspnbsp като цяло по-досадни изкривявания комбинация от хармонична. Изкривяване усилвател в режим AV, нараства с по-ниска мощност, което значително след нарушаване на силни сигнали е по-малко забележими. След ухото носи своите собствени изкривявания увеличават с увеличаване на силата на звука. Поради това изкривяване характер на усилвателя в режим е за предпочитане. "Има становище", че броят на хармоници до изкривяване също оказва влияние върху видимостта. Така че с една и съща THD предпочитано усилвател генерира малко хармоници или амплитуди на хармоници, които ще намаляват с честота.
nbspnbspnbspnbsp да бъде продължена. Тя може да бъде.