на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Комбинированная обратная связь в УМЗЧ - RadioRadar

Аудиотехника
19 лет назад

Комбинированная обратная связь в УМЗЧ

13

Экспериментируя с комбинацией различных видов общей обратной связи в УМЗЧ, автор статьи добился положительного эффекта сочетания малого выходного сопротивления на низких частотах и большого - на средних и высоких. Подобный вариант частотно-зависимого выходного сопротивления следует рекомендовать, в первую очередь, для усилителей, работающих с широкополосными динамическими головками, например, в телевизорах и простой звуковоспроизводящей аппаратуре. Доработка усилителя несложная, а улучшение звучания заметно не только искушенному аудиофилу.


Как показано в [1, 2], для резкого уменьшения интермодуляционных искажений динамического громкоговорителя, особенно заметных на средних и высоких частотах, выходное сопротивление УМЗЧ должно быть намного больше сопротивления звуковой головки. С другой стороны, работа АС с таким усилителем нередко приводит к ухудшению качества звучания на низких частотах из-за неравномерности АЧХ в области резонанса.

Существующее противоречие в требованиях к УМЗЧ для всей полосы частот можно преодолеть, применив в усилителе комбинированную обратную связь.

Известно, что для повышения выходного сопротивления в УМЗЧ используют ООС по току нагрузки (ООСТ). Как показано в [3], собственные колебания диффузора головки эффективно подавляются УМЗЧ, в котором одновременно действует две цепи обратной связи: отрицательная по напряжению (ООСН) на нагрузке и положительная - потоку нагрузки (ПОСТ). Эта комбинация двух видов обратной связи в УМЗЧ может создавать отрицательное выходное сопротивление. Такой режим используется, как правило, на частотах ниже 200 Гц, что, с одной стороны, обеспечивает эффективное демпфирование колебаний диффузора вблизи частоты механического резонанса большинства динамических головок НЧ и СЧ, а с другой - не возникает проблем с устойчивостью УМЗЧ, охваченного такой обратной связью.

Исходя из этого и была разработана схема устройства, реализующего идею частотно-зависимого выходного сопротивления УМЗЧ. Так, для улучшения качества звучания динамического громкоговорителя на частотах в области основного резонанса (обычно ниже 200 Гц) усилитель должен иметь некоторое отрицательное выходное сопротивление, а на частотах выше 200 Гц выходное сопротивление должно повышаться до единиц - десятков килоом. Необходимое значение параметра на НЧ выбирают в зависимости от сопротивления звуковой катушки динамической головки и ее акустического оформления, исходя из соображений и рекомендаций в [3, 4], либо ориентируясь на слух.

Структурная схема устройства изображена на рис. 1. Усилитель А1 - УМЗЧ без собственной цепи обратной связи; А2 - дифференциальный усилитель на ОУ; ФНЧ и ФВЧ - фильтры соответственно низкой и высокой частот с одинаковой частотой среза (в нашем случае f = 200 Гц); R3 - резистор датчика тока (R3H/10); R4 - резистор, регулирующий глубину ООСН.

Структурная схема УМЗЧ

Рис. 1. Структурная схема УМЗЧ

Работает устройство следующим образом. Часть УМЗЧ, состоящая из усилителя А2, ФНЧ, резисторов R3 и R4, является для усилителя А1 комбинацией двух видов обратной связи (ООСН и ПОСТ), реализующей отрицательнее выходное сопротивление УМЗЧ на низких частотах (ниже 200 Гц). Принцип работы УМЗЧ с ООСН и ПОСТ подробнейшим образом изложен в [3]. Часть же устройства, содержащая R2, R3 и ФВЧ, образует в УМЗЧ А1 параллельную ООС по току (ООСТ) нагрузки на частотах выше 200 Гц, что создает высокое выходное сопротивление УМЗЧ на этих частотах (режим источника тока для нагрузки).

Для проверки изложенной идеи был изготовлен макет УМЗЧ, принципиальная схема которого приведена на рис. 2.

Принципиальная схема макета УМЗЧ

Рис. 2. Принципиальная схема макета УМЗЧ

В качестве УМЗЧ А1 для макета была использована старая (из радиолюбительских "закромов") микросхема TESLA MDA2020 - аналог TDA2020 и отечественной К174УН11, а также самодельный громкоговоритель с одной головкой ЗГД-38Е (новое обозначение - 5ГДШ-1-4) сопротивлением 4 Ом, применявшейся в телевизорах. ФНЧ собран на элементах R3 и С2; ФВЧ - на элементах R4, С4; датчик тока - R8; делитель цепи ООСН - резисторы R10, R11. Подстроенный резистор R7, включенный параллельно датчику тока, служит для установки оптимального отрицательного выходного сопротивления УМЗЧ. Наличие в схеме резистора R1 обязательно для установки режима УМЗЧ по постоянному току.

Налаживание устройства производится в следующем порядке.

Вместо громкоговорителя подключают его резистивный эквивалент (Rн=4 Ом). Движки подстроенных резисторов R7 и R10(см. рис. 2) устанавливают в нижнее по схеме положение.

Включив питание, подают на вход УМЗЧ синусоидальный сигнал частотой 50 Гц такого уровня, чтобы на входу DA1 амплитуда напряжения составила 1 В (контроль по осциллографу). егулировкой резистора R7 добиваются увеличения напряжения на выходе DA1 в p раз, где p - коэффициент увеличения, определяемый из следующих соотношений:

p=1/(1-Rвых/Rн) или Rвых=-Rн(1-1/p).

В собранном автором макете значение P=2, при этом выходное сопротив ление УМЗЧ DA1 на частоте резонанса головки (около 70 Гц) стало отрицательным -2 Ом, обеспечив оптимальное (на слух) демпфирование головки ЗГД-38Е в использованном акустическом оформлении.

Далее подстроечным резистором R10 добиваются прежней величины (1 В) сигнала 50 Гц на выходе УМЗЧ DA1.

Вместо резистивного эквивалента подключают к УМЗЧ громкоговоритель. На этом настройка заканчивается.

Испытания макета показали его несомненное превосходство (заметное не только друзьям-аудиофилам) над тем же УМЗЧ с обычной ООСН по "прозрачности", разборчивости и обогащению средних и высоких частот. При воспроизведении же низких частот характерных призвуков недемпфированного диффузора не наблюдалось.

В макете для сравнения звучания легко реализовать режим "чистой" ООСТ во всей полосе звуковых частот. Для этого надо просто (при отключенном питании, конечно) перемкнуть конденсаторы С2 и С4 (см. рис. 2) перемычками. При этом электрическое демпфирование громкоговорителя исключается, что становится сразу заметно на слух.

Для желающих повторить или модифицировать схему УМЗЧ будут полезны следующие замечания:

Если вместо DA1 использовать УМЗЧ на дискретных элементах, он должен быть предварительно настроен вне рассматриваемой структуры со своей цепью ООСН по обычной методике (установка тока покоя, "нуля" на выходе, подбор цепи коррекции). Далее его цепь ООСН исключают, и УМЗЧ используют в структуре, показанной на рис. 2, возможно, со своим источником питания.

Если исходный УМЗЧ не обладает высоким входным сопротивлением по дифференциальному входу, можно уменьшить сопротивление резисторов R2, R3 и R4, пропорционально увеличив емкость C2, C4 для сохранения частоты среза около 200 Гц). Однако сопротивление R3 не должно быть менее 2 кОм.

При всех изменениях номиналов в схеме необходимо, чтобы выполнялись следующие соотношения:

1+R10/R11=Rн/R8;
R4=R2;
Rн/R8>10;
τ=R3C2=R4C4;
fФВЧ=fФНЧ=1/(2πτ)=200 Гц.

Здесь под Rн понимается паспортное значение сопротивления головки на частоте f=1000Гц.

Рассматриваемая структура усилителя принципиально работает либо с одиночным динамическим громкоговорителем, либо с групповым излучателем, собранным из однотипных широкополосных головок, включенных согласно параллельно или согласно последовательно либо в комбинации, для получения требуемого сопротивления и мощности.

В громкоговорителях, имеющих в своем составе пассивные разделительные фильтры, с таким УМЗЧ, вероятной возникнут искажения АЧХ по звуковому давлению, так как для большинства фильтров необходимо низкое выходное сопротивление источника сигнала во всем диапазоне звуковых частот [1].

УМЗЧ с частотно-зависимым выходным сопротивлением, на мой взгляд, применим, в первую очередь, в радиоаппаратуре с одиночной головкой, встроенной в корпус, или отдельного громкоговорителя с широкополосной головкой. Такой усилитель будет работать также эффективно и в полосе СЧ трехполосных громкоговорителей (с разделительным фильтром на входе и усилителями для каждой полосы), где он успешно "поборется" с паразитными призвуками, возникающими несмотря на акустическое демпфирование и высокий порядок активных разделительных фильтров. При этом сохранятся "прозрачность" и "воздух" звучания. Присущие усилителю с ООСТ.

Этот УМЗЧ можно рекомендовать для самоделок начинающих аудиофи-лов, желающих почувствовать "старый ламповый" звук, но не желающих возиться с намоткой выходных трансформаторов (да и старые книги о расчетах ламповых усилителей найти сложно). Но это, конечно, при условии, что в качестве DA1 использован "достойный" УМ3Ч с исходно низким уровнем искажений, но не обязательно с большой выходной мощностью - вполне достаточно 3-15 Вт (при напряжении питания ±15...17,6). Источник питания для таких усилителей может быть общим.

Источники

  1. Агеев С. Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? - Радио, 1997, № 4, c. 14-16.
  2. Алейноо Д. Сырицо А. Улучшение звуковоспроизведения в системе УМЗЧ -громкоговоритель. - Радио, 2000, № 7, с. 16-18.
  3. Салтыков О. ЭМОС или отрицательное выходное сопротивление? - Радио, 1981, № 1, с. 40-44.
  4. Салтыков О., Сырицо А. Звуковоспроизводящий комплекс. Громкоговоритель. - Радио, 1979, № 7, с. 28-31.

Автор: А. МАСЛОВ, г. Жуковский Московской обл.

Комментарий специалиста

Основное достоинство УМЗЧ, предложенного автором, заключено в простоте дополнительных цепей обратной связи для "традиционных" УМЗЧ.

При реализации предложенной идеи следует учитывать некоторые ее особенности.

Вo-первых, улучшение звуковоспроизведения УМЗЧ, работающего на электродинамический громкоговоритель (ЭДГ) за счет использования отрицательного выходного сопротивления, достигается на низких частотах только для определенных соотношений параметров звуковой головки с ее акустическим оформлением. Во-вторых, возможности улучшения звуковоспроизведения в комплексе УМЗЧ - ЭДГ на средних и высоких частотах ограничены примененным способом достижения высокого выходного сопротивления УМЗЧ - за счет ООСТ в "традиционном" УМЗЧ с малым выходным сопротивлением.

При таком решении, действительно, происходит уменьшение мнтермодуля-ционных искажений, вызываемых изменением импеданса ЭДГ при нагреве звуковой катушки и нелинейностью для большой амплитуды ее колебаний в магнитной системе, а также снижения искажений а ЭДГ при электроакустическом преобразовании. Однако уменьшение искажений из-за отклика ЭДГ происходит наиболее эффективно лишь при использовании УМЗЧ с исходно большим (без OОC) выходным сопротивлением.

В предложенном УМЗЧ дополнительные искажения АЧХ могут быть следствием неточного согласования АЧХ в фильтрах ФНЧ(RЗ, С2)и ФВЧ(С4, R4).

Рассмотренная в статье структура применима для УМЗЧ, работающего на ЭДГ с одной или несколькими широкополосными головками (без разделительных фильтров). В многополосных активных ЭДГ такой УМЗЧ не нужен, так как при этом отсутствуют противоречия в величине выходного сопротивления УМЗЧ.

Л. СЫРИЦО, г. Москва

Мнения читателей
  • Robertoraft/27.09.2022 - 07:47

    У меня наследственный псориаз по отцовской линии с 7 лет. Тяжело мне было с такой формой псориаза… псориаз что это Да, с тех времен, когда создавались рецепты, многое изменилось. Резко уменьшилась среда обитания, ускорился темп жизни, ухудшилась экология и питание человека.

  • RichardEmict/27.09.2022 - 07:16

    https://taksi-novosibirsk-sheregesh.ru/

  • KennethSwowl/27.09.2022 - 07:06

    Расположение офиса в центре города, недалеко от главного вокзала, большого магазина, обеспечит стабильный доход и последующею перспективу роста компании приватизация квартир социального найма Раздел бизнес-плана, посвящённый маркетинговым исследованием, обязательно должен быть тщательно проработан всё о разводе Так как конкуренция в этом бизнесе существует весьма серьёзная, то внимательно изучите достоинства и недостатки Ваших конкурентов, перечень предоставляемых ими услуг юридическая помощь по телефону Вопросы по гражданству и миграции, получение виз, вопросы договорного права, права потребителей и их защита, вопросы воинского учета, уголовное право, правоведение, семейное право Юридическая компания будет проводить обучающие семинары и бизнес-тренинги для риэлторских компаний и оценщиков недвижимости законы земельного права В системе правоотношений, связанных с современным бизнесом, важное место занимают гражданско-правовые отношения, возникающие в связи с оказанием информационных услуг субъектам предпринимательской деятельности задать вопрос юристу бесплатно онлайн В данном монографическом исследовании анализируется правовая конструкция консалтингового, маркетингового и рекламного договоров жалоб Исходя из смешанного характера этих договоров, автор выявляет в них элементы договоров, предусмотренных Гражданским кодексом Российской Федерации, а также анализирует предмет и цели конкретного типа (вида) договора с учетом специальных сведений из истории консалтинга, маркетинга, рекламы бесплатная юридическая помощь онлайн Теоретические выводы и практические рекомендации автора могут быть использованы как при заключении договоров соответствующего типа (вида), так и при разрешении споров, связанных с неисполнением или ненадлежащим исполнением обязательств по этим договорам представительство в судах общей юрисдикции Книга адресована субъектам предпринимательской деятельности, студентам и аспирантам юридических специальностей, научным работникам и практикующим юристам юридическая помощь бесплатно онлайн 1 алименты в браке За время кризиса безработица в Москве и Московской области существенно возросла и составляет по официальным данным 3,5% понятие земельного права Вместе с тенденциями сокращения персонала усилился тренд на снижение зарплат, бонусов и социальной защиты работающим развод при наличии несовершеннолетних детей На 15-18% возросло количество обращений за юридической помощью со стороны трудящихся, права которых были нарушены работодателями

  • BoiAcunk/27.09.2022 - 04:12

    Первое УЗИ при беременности или Как правильно варить и тушить рыбу https://yourdesires.ru/it/news-it/681-sberbank-onlayn-podvergsya-moschnoy-ddos-atake.html

  • Keyless-repeaterloi,/27.09.2022 - 03:09

    Special equipment store for testing car security systems. Code-grabbers, Keyless Go Repeaters Key programmers, Jammers Emergency start engine car device. car unlocker. Keyless Hack. Relay Atack. Codegrabbers for barriers and gate + rfid emulator "Alpha" ____________________________________________________________ Магазин спецоборудования, для теста охранных систем автомобилей. Кодграбберы, Ретрансляторы (удочка) Программаторы ключей, Заводилки, Глушилки. Кодграббер для шлагбаумов. ____________________________________________________________ https://kodgrabber.club (EN) https://kodgrabber.ru (RU) Telegram: +1 919 348 2124 (@kodgrabber_club) ____________________________________________________________ #Codegrabbers #Repeaterkeyless #Pandora #gameboy #keylesshack #emergencystart #keyprogrammer #relayatack #kodgrabberclubreview #kodgrabberclubотзывы #kodgrabberclub #grabbershop #купитькодграббер #тетристойота #длиннаярука #заводилка #угонавто #пандоракодграббер #программаторключей #kodgrabber.club - reviews #kodgrabber.club - отзывы #kodgrabber.ru - reviews #kodgrabber.ru - отзывы Code-grabber, Keyless-Repeaters, Key programmer. Jammers. Relay Atack. af4bae8

  • RichBax/27.09.2022 - 02:09

    Качает! in 2017, the bikini-clad dancers have been on stilts, https://onespotsocial.com/linebettin The drinks were flowing and the conversation was about one factor: cryptocurrency. Over the previous decade

  • Jamesjem/27.09.2022 - 01:57

    Дубликат государственных автомобильных номеров требуется при их механическом значительном повреждении, потере при недостаточном прикреплении, неосторожном вождении или по другим причинам. дубликаты иностранных номеров Смотрите по ссылке - http://www.avto-dublikat.ru/ Потеря одного или двух номерных знаков из-за аварии или кражи расстраивает каждого автовладельца. Главное в этом случае не тратить время зря, а просто позвонить нам и заказать изготовление номеров на автомобиль, что по времени займёт буквально 5 минут. Это поможет в последующем не столкнуться с проблемами. Auto dublikaty number vip b3a9d79

  • MiachielRed/27.09.2022 - 00:29

    How to open ost file

  • Irvinmet/27.09.2022 - 00:03

    При приеме металлолома на пунктах, выявляется нетто, обязательно применяется % засора, для определения фактической массы ценного материала без учета сопутствующих в ломе: Лом черных металлов, кабель, медь, свинец, олово, старое авто марки , которое уже как 10 лет не на ходу, может стать источником хорошего дохода для Вас, или Вашей организации латунь цена за кг Сдать в металлолом ЦАМ 3 сорта или, как называют, цинк грязный, цинк засорённый, цинк с железом, гартцинк, по самой выгодной цене можно в пунктах приёма вторсырья компании МПК аккумулятор автомобильный б у сдать Приём лома ЦАМ 3 сорта и других цветных и чёрных металлов, вторсырья и отходов ведут на высокоточных электронных весах свинец лом цена Цена на лом ЦАМ 3 сорта указана в прайсе на сайте компании и всегда соответствует действительности лом нержавейки Самая высокая цена на металлолом в компании МПК обеспечена тем, что мы работаем без посредников, напрямую с металлургическими заводами алюминия цена   Сдать титан можно в нашем пункте приема лома цветного металла лом нержавейка Цена на лом титана в нашей металлоприемке, не оставит вас равнодушными, так как она ни-чуть, не отличается от Московской цена нержавейки за килограмм Наша организация поможет , либо в любом другом городе России, необходимого учебного заведения по любой специальности свинец цена Доставка документов действует на всей территории страны и мира стоимость меди кг Для быстрого оформления заявки можно или связаться с менеджерами по телефону цена алюминия И заканчивая весь этот сложный процесс очищения т металлолом алюминий е аккумуляторы бу прием цена аффинажа, золото нужно отбелить в растворе соляной (20 мл цена лом латуни ) и азотной кислот (10 мл свинец цена за кг ), прокипятив полученный расплавленный кусочек золота в полулитре воды Лом Латуни Цена

  • радиомеханик/12.06.2014 - 08:46

    ну старина "маслов" созрел. а что если не побояться и писнуть что о г-х Маркони и Попове. масло в огонь мысли подбросить !

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения

Изготовление печатных плат