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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Fattore di dumping: miti e realtà. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor Fattore di smorzamento (nella letteratura nazionale - fattore di smorzamento) - una caratteristica dell'amplificatore che determina la sua interazione con il carico (sistema acustico). Nella descrizione di molti amplificatori, questo parametro assume un significato quasi mistico. Quale fattore di smorzamento è necessario e vale la pena inseguire numeri da record? Gli amplificatori di potenza ad audio frequenza (UMZCH) in relazione al carico sono divisi in due classi: sorgenti di tensione e sorgenti di corrente. Questi ultimi trovano un uso molto limitato e quasi tutti i modelli seriali sono amplificatori - sorgenti di tensione. Un amplificatore ideale produce la stessa tensione di uscita con qualsiasi resistenza di carico. In altre parole, l'impedenza di uscita di una sorgente di tensione ideale è zero. Tuttavia, in natura non esistono cose ideali, quindi un vero amplificatore ha una certa resistenza interna. Ciò significa che la tensione ai capi del carico dipenderà dalla sua resistenza (Fig. 1).
Tuttavia, la perdita di tensione di uscita non è la conseguenza più importante del fatto che l'amplificatore ha un'impedenza di uscita. Con qualsiasi movimento della bobina mobile nello spazio del sistema magnetico, in essa viene indotta una forza elettromotrice (EMF). Questo EMF, chiudendosi attraverso la resistenza di uscita dell'amplificatore, crea una corrente che contrasta il movimento della bobina. L'entità di questa corrente e la forza frenante sono inversamente proporzionali all'impedenza di uscita dell'amplificatore. Questo fenomeno è chiamato smorzamento elettrico dell'altoparlante e determina in gran parte la natura della riproduzione dei segnali pulsati. Una testa dinamica è un sistema oscillante complesso che presenta diverse frequenze di risonanza (risonanza meccanica del sistema mobile, risonanze interne della sospensione e del diffusore, ecc.). Quando viene riprodotto un segnale di impulso, si verificano oscillazioni alle frequenze di risonanza del sistema. Il problema è che con uno smorzamento debole queste oscillazioni smorzate possono continuare anche dopo la fine dell'impulso che le ha provocate (Fig. 2). Di conseguenza, la riproduzione sarà accompagnata da suoni collaterali che colorano il suono.
Il compito del progettista del sistema audio è di smorzare l'altoparlante in modo che le vibrazioni naturali si estinguano il più rapidamente possibile. Tuttavia, non ci sono così tanti fondi per questo. Ci sono tre modi per inumidire la testa:
Inoltre, lo smorzamento acustico è incluso nella progettazione delle testine chiuse per la gamma media e le alte frequenze. Anche la resistenza alle radiazioni della testa dinamica ha una certa influenza sullo smorzamento acustico. Tuttavia, il contributo di tutti questi componenti al grado complessivo di smorzamento della testa è piccolo. Pertanto, lo smorzamento elettrico diventa lo strumento principale per influenzare le caratteristiche transitorie del sistema amplificatore-altoparlante. La relazione tra il carattere del suono e l'impedenza di uscita dell'amplificatore è stata notata già ai tempi degli amplificatori a valvole, negli anni '50. Particolarmente evidente era la differenza nel suono degli amplificatori con uno stadio di uscita basato su triodi e pentodi. Gli amplificatori pentodi avevano un'impedenza di uscita significativa, a seguito della quale le testine dinamiche erano sottosmorzate e il suono acquisiva un tono rimbombante. L'introduzione del feedback negativo ha permesso di ridurre l'impedenza di uscita dell'amplificatore, ma non ha risolto completamente il problema. È sorprendente che il dibattito su quale sia l'amplificatore migliore continui mezzo secolo dopo. Ma non si tratta solo dell’amplificatore, ma anche del sistema di altoparlanti. Per valutare le proprietà di smorzamento dell'amplificatore, è stato proposto un nuovo parametro: il fattore di smorzamento, che è il rapporto tra la resistenza del carico e l'impedenza di uscita dell'amplificatore.
Gli esperimenti effettuati contemporaneamente hanno permesso di stabilire il valore minimo di questo parametro - 5...8. Un'ulteriore riduzione dell'impedenza di uscita dell'amplificatore non ha praticamente avuto alcun effetto sulle caratteristiche degli impulsi del sistema. A proposito, l'ideologia dell'Hi-Fi (abbreviazione di High Fidelity) e il termine stesso hanno preso forma alla fine degli anni '50. A questo punto sono stati determinati i requisiti minimi per il sistema audio: la banda di frequenza riprodotta, il fattore di distorsione armonica (allora si chiamava fattore chiaro - "grado di purezza") e la potenza di uscita. Successivamente, dopo l'avvento degli amplificatori a transistor e dei driver dinamici specializzati a bassa frequenza con sospensioni "leggere", il limite inferiore del fattore di dumping è stato aumentato. Ciò ha permesso di determinare in modo inequivocabile il grado di smorzamento della testata in base ai parametri dell'amplificatore, indipendentemente dalle caratteristiche del design acustico. Allo stesso tempo, entro certi limiti, veniva assicurata la "identità" del suono di un particolare altoparlante con amplificatori diversi. Il famoso standard DIN45500 definisce in modo inequivocabile il coefficiente di smorzamento per gli amplificatori Hi-Fi, almeno 20. Ciò significa che l'impedenza di uscita dell'amplificatore quando funziona con un carico di 4 Ohm non deve essere superiore a 0,2 Ohm. Tuttavia, l'impedenza di uscita degli amplificatori moderni è molto più bassa: centesimi e millesimi di ohm, e il fattore di smorzamento, rispettivamente, è di centinaia e migliaia. Qual è il significato di un miglioramento così significativo di questo indicatore? Il coefficiente di smorzamento in questo caso, stranamente, non ha nulla a che fare con questo. Solo un componente è importante: l'impedenza di uscita dell'amplificatore. In questo caso avviene la “magia dei numeri”, poiché tutti sono abituati alle centinaia di watt di potenza di uscita dei moderni amplificatori ed è necessario attirare l'acquirente con qualcosa di nuovo. Concordo sul fatto che il "fattore di dumping 4000" sembra molto più gradevole di "impedenza di uscita 0,001 Ohm". E in ogni caso, questo significa solo una cosa: l'amplificatore ha un'impedenza di uscita molto bassa ed è in grado di fornire una corrente significativa al carico (anche se solo per un breve periodo). E il collegamento tra potenza di uscita e fattore di dumping, sebbene diretto, non è inequivocabile. Così un termine che prima interessava solo agli specialisti ha trovato una nuova applicazione. Tuttavia, c'è un altro personaggio nella storia del fattore di smorzamento: il cavo degli altoparlanti. Ed è in grado di rovinare notevolmente non solo i numeri, ma anche la qualità del suono. Dopotutto, la resistenza del cavo viene aggiunta all'impedenza di uscita dell'amplificatore e diventa un componente del fattore di smorzamento. Per un cavo con una lunghezza di 2 m, una resistenza di 0,05 ohm è un indicatore abbastanza decente. Ma per un amplificatore con un'impedenza di uscita di 0,01 ohm, il fattore di smorzamento a un carico di 4 ohm con un cavo del genere diminuirà da 400 a 66. Non c'è ancora motivo di preoccuparsi. Ma se usi un sottile "laccio" da un set di altoparlanti e torsioni dubbie con una resistenza totale di 0,3 ... 0,4 Ohm (la situazione, purtroppo, non è ancora rara), il fattore di smorzamento scenderà a 10, a prescindere delle prestazioni dell'amplificatore. Pertanto, non vale la pena risparmiare sui fili. Un crossover passivo crea problemi simili. Pertanto, le bobine con nucleo ferromagnetico vengono utilizzate nei crossover più spesso di quelle "aria" - ciò consente non solo di risparmiare costoso ("hanno") filo di rame, ma anche di ridurre significativamente la resistenza della bobina. Naturalmente, quando il nucleo viene rimagnetizzato, si verificano ulteriori distorsioni non lineari del segnale, ma nella maggior parte dei casi questo è un male minore rispetto agli altoparlanti sottosmorzati. A proposito, la differenza nel suono di sistemi con crossover di design diverso è spesso determinata non tanto dalla natura della distorsione introdotta, ma dal diverso smorzamento dell'altoparlante. Nei casi in cui “la coscienza non consente” di installare bobine con nucleo, la mancanza di smorzamento può essere compensata con metodi acustici. Ma lo smorzamento acustico non ha tutte le capacità dello smorzamento elettrico e può rivelarsi più costoso. È possibile calcolare l'impedenza di uscita di un amplificatore in condizioni amatoriali se, con lo stesso segnale di ingresso, si misura la sua tensione di uscita a riposo (Eo) e ad un carico (U) di una certa resistenza (R). Tuttavia, l'accuratezza di questo semplice metodo diminuisce quando l'impedenza di uscita dell'amplificatore è inferiore a 0,05 ohm.
Autore: A. Shikhatov; Pubblicazione: bluesmobile.com/shikhman
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Commenti sull'articolo: Vladimir Lo smorzamento elettrico è generalmente considerato il rapporto tra la resistenza del carico e la resistenza interna dell'amplificatore. In questo caso si considera che maggiore è questo rapporto, più velocemente decadono le vibrazioni proprie del diffusore. Infatti, se si prende una resistenza dell'altoparlante di 8 ohm e una resistenza dell'amplificatore di 0,1 ohm o 1 ohm, allora il dumping avrà un valore di 80 unità o 8 unità. Chiunque dirà che 80 è molto maggiore di 8 e le vibrazioni naturali di un diffusore con smorzamento di 80 decadranno molto più velocemente. Ma no La fem della bobina dell'altoparlante durante le sue oscillazioni viene caricata su un circuito di due resistenze: l'altoparlante stesso e la resistenza di uscita dell'amplificatore. Il risultato è un carico EMF dell'altoparlante di 8.1 ohm o 9 ohm. La differenza è solo del 10% e non 10 volte. Ora, se l'impedenza di uscita dell'amplificatore è di 8 ohm, le oscillazioni naturali del diffusore saranno 2 volte più lunghe rispetto a una resistenza dell'amplificatore di 0.1 ohm o addirittura 1 ohm. Pertanto, ritengo inverosimile il concetto di fattore di dumping per ingannare il cervello degli ignoranti. Se prendi un amplificatore a valvole, che secondo molte recensioni ha il suono migliore, in teoria, con l'adattamento ottimale del trasformatore dell'impedenza dell'altoparlante con la lampada di uscita, l'impedenza di uscita sarà uguale all'impedenza dell'altoparlante. Il fattore di smorzamento è 1!!!!!! Oleg Questo articolo è obsoleto e non soddisfa i requisiti moderni. La teoria in questo caso è lontana dalla pratica. Partiamo dal fatto che l'ascolto comparativo di un amplificatore con un migliaio o più di CD, rispetto a un amplificatore con un piccolo CD, mostra una differenza significativa nel suono. Questo è facile da verificare e non corrisponde alla teoria, perché in teoria hanno dimenticato che la CD è una quantità dipendente dalla frequenza ed è normalizzata alla frequenza di 1 kHz. E a 20 Hz - ? Ecco perché l'amplificatore deve essere normalizzato alle basse frequenze e non dove funziona meglio. E la domanda successiva è la resistenza dell'amplificatore stesso ai campi elettromagnetici di ritorno. Cioè, l'amplificatore deve essere controllato per eventuali influenze esterne sulla sua uscita. Questa tecnica è stata proposta da S. Ageev. Ed è abbastanza ovvio che non esistono criteri chiari, tecniche di misurazione e valori dimensionali in base ai quali si possa valutare se l'amplificatore smorza davvero l'altoparlante e come reagisce alla EMF posteriore e alla non linearità del carico. Da qui la conclusione che un CD con più di mille è sicuramente meglio di 100, anche se in teoria questo è sufficiente...
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