L'amplificatore funziona, e dopo? Metodi di miglioramento. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Ma ora, finalmente, dietro la settimana (o forse mesi) di lavoro scrupoloso. E il giorno tanto atteso è arrivato. L'amplificatore ha funzionato e, inoltre, esattamente come avrebbe dovuto funzionare: eccellente. Molto presto vedrai che con l'atteggiamento più capzioso nei confronti dell'amplificatore, non si possono fare pretese: tutti i parametri per cui è progettato sono pienamente implementati.

Ma questo significa che si è davvero raggiunto il limite del possibile e che nulla può essere cambiato in meglio? Lontano da esso. In materia di miglioramento di qualsiasi dispositivo radio, non ci possono essere limiti, soprattutto per i veri radioamatori, persone curiose e creative. E qui possiamo delineare diverse direzioni.

Il primo sta nell'ulteriore miglioramento dell'amplificatore stesso. Va notato che è improbabile che sia possibile migliorare le prestazioni dell'amplificatore che hai realizzato secondo le descrizioni fornite: se hai fatto con attenzione e coscienza tutto ciò che è stato raccomandato per la produzione di trasformatori, la selezione delle parti e in particolare la regolazione e le misurazioni, significa che dall'amplificatore "spremeva" tutto fino all'ultima goccia.

Gli aggiornamenti dell'amplificatore non sono solo possibili. Ma è anche abbastanza giustificato, soprattutto se hai scelto una delle opzioni semplificate per cominciare, ad esempio, non hai introdotto un registro di clang nel design o ti sei limitato a due controlli di tono invece di quattro. Ora è il momento di introdurre questi "eccessi" nel tuo amplificatore.

È perfettamente accettabile sostituire le valvole finali con altre più potenti se finalmente riesci a ottenerle o se la potenza di uscita del tuo amplificatore sembra insufficiente. O forse, all'inizio, per il test, ti sei limitato a fare una versione monocanale, quindi il passaggio alla stereofonia è un altro compito.

Un altro modo è abbandonare lo schema di amplificazione e riproduzione del suono a canale singolo e passare a uno multicanale (per cominciare, a due canali). Abbiamo già detto che con una larghezza di banda dell'intero percorso da 20 Hz a 20 kHz, la "sovrapposizione di gamma" è 1:1000. È molto grande, semplicemente enorme. Ricordiamo per confronto che in qualsiasi ricevitore radio a tutte le onde, l'intera gamma di trasmissione (va da 150 kHz sulle onde lunghe a 100 MHz su VHF) è più piccola in sovrapposizione, solo 1:666. Eppure questa gamma è divisa in almeno quattro bande separate: LW, MW, KB e VHF. Va tenuto presente che una parte significativa di questa gamma (da 20 a 64 MHz) non viene utilizzata affatto per la trasmissione. Tale suddivisione in sottobande è dovuta al fatto che le condizioni operative della parte ricevente del circuito a frequenze diverse sono troppo diverse.

In un amplificatore a bassa frequenza si applicano le stesse leggi, ma c'è un'amplificazione specifica a frequenze diverse. Basta sottolineare un fatto: la resistenza induttiva dell'avvolgimento primario del trasformatore di uscita con induttanza L = 40 H ad una frequenza di 20 Hz è di 5 kOhm, e all'altra estremità del campo di lavoro (frequenza 20 kHz) - già 5 MΩ! La differenza, intendiamoci, è del 100000%! E vogliamo che questo trasformatore funzioni allo stesso modo a tutte le frequenze.

Lo stesso vale per l'influenza di varie capacità di montaggio parassite (più precisamente, inevitabili), campi vaganti del trasformatore e capacità dell'interelettrodo della lampada. Se nella parte inferiore dell'intervallo operativo (da 1000 Hz e meno) la loro influenza è quasi impercettibile, a frequenze superiori a 10 kHz diventano "maestri" pieni e indivisi del circuito, creando feedback positivi e negativi imprevedibili che possono interrompere completamente il normale funzionamento dell'amplificatore e persino trasformarlo in un generatore.

E qui è visibile una sola soluzione: dividere l'intero spettro delle basse frequenze in almeno due e affidare l'elaborazione di ogni parte dello spettro ad amplificatori separati. Parliamo di questo, supponendo che un radioamatore, che abbia assemblato uno degli amplificatori qui descritti, potrà successivamente utilizzarlo come uno a bassa frequenza, e per lavorare con la parte alta dello spettro, costruirne uno aggiuntivo , canale ad alta frequenza caricato sui suoi altoparlanti remoti aggiuntivi.

Ma il più emozionante e sconosciuto attende i radioamatori curiosi e curiosi sul terzo percorso, il percorso a cui è principalmente dedicato questo capitolo. Ciò è dovuto al fatto che il convertitore di frequenza ad ultrasuoni e il sistema di altoparlanti per cui funziona non sono due dispositivi separati, ma un unico sistema, i cui collegamenti sono indissolubilmente legati, come due stadi adiacenti in un circuito amplificatore.

Qualsiasi convertitore di frequenza a ultrasuoni produce un segnale in uscita con parametri predeterminati, che, nel caso ideale, non sono affatto influenzati dal sistema di altoparlanti collegato e, nel peggiore dei casi, riduce l'efficienza dell'amplificatore e aumenta il non lineare distorsione con corrispondenza non ottimale.

A sua volta, nessun amplificatore può influenzare la banda di frequenza riprodotta dal sistema acustico, le sue irregolarità e le distorsioni non lineari create dagli emettitori. Se immaginiamo il complesso amplificatore + sistema acustico come un unico sistema, sarà possibile implementare la loro reciproca influenza, coprendo l'intero sistema con una catena di feedback negativi e positivi con determinati parametri specificati. Qual è il "punto culminante" di questa idea? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo tornare di nuovo alla teoria.

È noto che qualsiasi altoparlante è un sistema elettromeccanico, la cui parte elettrica è determinata dall'induttanza della bobina mobile, dalla sua resistenza attiva e dai parametri del campo magnetico, nell'intervallo in cui si muove la bobina. La parte meccanica del sistema è caratterizzata dalla massa del diffusore, dalla rigidità della sua sospensione, dall'inerzia dell'intero sistema in movimento e dall'area di irraggiamento del diffusore. Un'ulteriore e molto significativa influenza sulle caratteristiche meccaniche del sistema acustico è esercitata dalla forma e dalle dimensioni della cassa, che è uno schermo che impedisce o riduce il grado di "cortocircuito acustico" tra la parte anteriore e quella posteriore del radiatore cono.

Alcuni di questi parametri sono invariabili e sono incorporati nella progettazione dell'emettitore (ad esempio la resistenza attiva della bobina, la massa meccanica del diffusore, la rigidità della sua sospensione, ecc.). Altri possono cambiare continuamente durante il funzionamento dell'altoparlante (ad esempio, l'induttanza della bobina, la sua reattanza). Inoltre, l'intero sistema ha molteplici risonanze elettriche e meccaniche intrinseche, che si manifestano in varia misura a frequenze diverse, che possono essere insite sia in questo tipo di radiatori che in un caso particolare.

Questi fattori rendono la risposta in frequenza della radiazione in termini di pressione sonora ampiamente imprevedibile e irregolare. Inoltre, non dobbiamo dimenticare che l'altoparlante è un sistema non lineare in cui la forma della corrente di frequenza audio che scorre attraverso la bobina differisce notevolmente dalla forma della tensione applicata ad essa. Ma è dalla forma e dal valore di questa corrente che dipendono le oscillazioni meccaniche del diffusore. Pertanto, non importa quanto ci sforziamo di linearizzare la forma della tensione applicata all'altoparlante, la forma della corrente nella bobina è al di fuori del nostro controllo.

È una questione completamente diversa se abbiamo una tensione la cui forma ripete esattamente la forma della corrente nella bobina. Quindi questa tensione sotto forma di feedback negativo potrebbe essere introdotta nel circuito dell'amplificatore e quindi influenzare il processo di vibrazioni meccaniche del diffusore, eliminando picchi e cali nella risposta in frequenza della radiazione.

Fortunatamente esiste una tale possibilità. Per implementarlo, è sufficiente collegare in serie all'altoparlante dal lato della sua estremità messa a terra una resistenza attiva non induttiva (non cablata), che è il 3 ... 5% della resistenza totale della bobina mobile. Per un altoparlante da quattro ohm, questo sarà 0,15 ... 0,2 ohm. È possibile che trovare un tale resistore non sia facile. In questo caso, può essere sostituito con un pezzetto di filo ad alta resistenza in costantana, nicromo, manganina. Quando l'altoparlante è in funzione, attraverso questo resistore scorre esattamente la stessa corrente che attraverso la bobina mobile, e, quindi, su di esso scenderà una tensione, la cui forma ripete esattamente la forma della corrente, che è ciò di cui avevamo bisogno. Questa tensione di retroazione deve essere restituita all'amplificatore da una linea a due fili indipendente separata e applicata all'ingresso dello stadio finale, avendo precedentemente formato il valore e la polarità desiderati del segnale di retroazione utilizzando uno speciale stadio amplificatore a banda larga aggiuntivo. È inaccettabile utilizzare quello che va dal trasformatore di uscita agli altoparlanti come filo neutro, poiché la sua resistenza attiva con una linea di collegamento sufficientemente lunga (2 ... 5 m) è commisurata alla resistenza del resistore aggiuntivo.

Questa è una descrizione generale della fisica del processo. Ma non forniremo dati dettagliati sulla sua implementazione del circuito. Lascia che tutti coloro che vogliono sperimentare in questa direzione completamente nuova trovino la propria soluzione.

Alla fine, lo scopo di questo libro non è solo quello di descrivere un particolare amplificatore per la ripetizione, ma di incoraggiare i radioamatori a essere creativi, per instillare il gusto per un serio lavoro di ricerca, i cui risultati porteranno incommensurabilmente più gioia che opportunità per ascoltare il suono di alta qualità di un amplificatore, anche se è stato creato da noi stessi.

Ma affinché il lettore non pensi che questa direzione non sia altro che una bella raffinatezza teorica, ti informiamo che su uno degli amplificatori descritti nel libro (non importa quale). L'autore ha utilizzato il metodo descritto per ottenere un feedback elettrico tra un gruppo di altoparlanti e lo stadio finale dell'UZCH, che ha dato ottimi risultati. Sulla fig. si riportano due caratteristiche di frequenza di questo sistema acustico in termini di pressione sonora, ottenute durante le prove condotte nel laboratorio elettroacustico MTUCI. Nella figura, la linea continua mostra la risposta in frequenza del sistema acustico senza feedback, la linea tratteggiata - con feedback. I risultati non richiedono commenti.

Letteratura

1. Frequenze ultrasoniche del tubo di alta qualità

Autore: tolik777 (alias Viper); Pubblicazione: cxem.net

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