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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Distorsione termica negli amplificatori HiFi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica /Amplificatori di potenza a transistor E solo qui iniziamo a capire perché gli amplificatori a valvole hanno una distorsione molto inferiore. Dopotutto, il catodo di una lampada elettronica o le sue altre parti importanti sono molto più massicce delle "gambe" dei dispositivi a semiconduttore. Pertanto, le possibili costanti di tempo termiche nelle lampade sono molto maggiori e i fenomeni termici possono, in linea di principio, essere trascurati. Una normale lampada elettronica con un bagliore indiretto quasi non risponde a un segnale di frequenza sonora "vivace". Solo per coincidenza di molte circostanze può manifestarsi un effetto termico lento. Notiamo anche come argomento aggiuntivo che l'ampiezza dei segnali in un amplificatore a valvole è notevolmente maggiore rispetto ai circuiti a semiconduttore. Inoltre, gli stadi del tubo a vuoto funzionano quasi sempre in condizioni vicine all'adattamento della potenza. La stessa circostanza spiega perché gli amplificatori a stato solido in classe "A" hanno, in media, la migliore qualità durante l'ascolto. Tali stadi di amplificazione sono utilizzati principalmente in condizioni di adattamento della potenza, quindi ci sarà una minore distorsione termica. Sorge la domanda: cosa si può fare per ridurre la distorsione termica in un amplificatore già finito? Naturalmente, ricette specifiche possono essere fornite solo per uno schema specifico. Naturalmente, si consiglia prima di tutto di studiare attentamente questo amplificatore, se ci sono sicuramente punti deboli da un punto di vista termico. Senza tener conto di altri aspetti, possiamo dire che in un amplificatore di bassa potenza (preamplificatore) gli stadi più favorevoli dal punto di vista termico sono quelli operanti con un livello di segnale basso (in relazione alla tensione di alimentazione), oppure , che è quasi lo stesso, stadi con una grande tensione di alimentazione. Il segnale di interferenza termica risultante è relativamente piccolo. Pertanto, è necessario sforzarsi di utilizzare quanta più tensione di alimentazione possibile nelle pre-cascate. Le regole classiche per la progettazione di amplificatori raccomandano il contrario. Non è affatto escluso che quando si utilizza un amplificatore ben progettato con una tensione di alimentazione diversa (ad esempio inferiore), nel nuovo punto di funzionamento compaiano o aumentino in modo significativo un'interferenza termica prima minima. È molto importante impostare le fasi per un corretto abbinamento di potenza. A riposo, la tensione ai capi di questo transistor dovrebbe essere approssimativamente uguale alla tensione ai capi del resistore di carico del collettore (o dell'emettitore). È possibile che per soddisfare questa condizione, dovrai "armeggiare" a fondo con l'amplificatore. Ove possibile, dovrebbero essere utilizzate cascate simmetriche, mantenendo sempre il principio del corretto power matching. Se molti stadi simmetrici si susseguono nell'amplificatore, è necessario sforzarsi di creare ostacoli nel percorso del segnale di interferenza, ad es. è necessario utilizzare cascate con un elevato coefficiente di attenuazione del segnale di modo comune. Sfortunatamente, è impossibile prevenire la comparsa di un segnale di interferenza (anche con l'aiuto di un corretto adattamento della potenza), puoi solo prevenirne l'ulteriore propagazione. In particolare, questo può essere fatto utilizzando una grande resistenza dell'emettitore (rispetto al collettore), ad esempio un generatore di corrente dell'emettitore. Tipicamente, l'inclusione di ogni nuovo stadio nell'amplificatore porta ad un aumento della distorsione termica. Pertanto, non vi è alcuna garanzia che un preamplificatore o un amplificatore finale, assemblato secondo un complesso circuito di "propria invenzione", darà un risultato migliore rispetto al semplice amplificatore originale. Si può pensare di utilizzare in qualche modo la compensazione termica; tuttavia, poiché non si conoscono le costanti di tempo, ci troviamo qui "in un luogo piuttosto paludoso". Tuttavia, ha senso sperimentare diversi tipi di semiconduttori, utilizzandoli come elementi di compensazione. Nel caso di dispositivi su circuiti integrati (amplificatori operazionali, stadi finali su circuiti integrati), si procede come prima: se possibile si escludono tutte le sorgenti di interferenza note e, ascoltando, si decide se questo campione ( prodotto) è adatto o meno. E finora non ci sono altri metodi, a parte l'ascolto, che porterebbero allo stesso obiettivo. Vorrei fare le seguenti considerazioni, che possono servire da spunto per ulteriori riflessioni, ma non vanno prese alla lettera. Prima di procedere con le modifiche, è necessario studiare attentamente il circuito di questo particolare amplificatore e valutarne le capacità. Di solito è facile accertare che i circuiti di preamplificatori e amplificatori di potenza più diffusi hanno uno o più stadi termicamente mal costruiti. I miglioramenti intrapresi dovrebbero tenere conto non solo dei principi di funzionamento di questo circuito, ma anche del tipo di dispositivi a semiconduttore utilizzati. Ad esempio, in uno stadio mal progettato, la frequenza di taglio termico sarà maggiore e la distorsione risultante sarà minore quando si utilizzano transistor di piccole dimensioni, come SM. L'uso di diversi tipi di parti è probabilmente uno dei motivi principali per cui gli amplificatori calcolati con lo stesso metodo, avendo gli stessi circuiti e quasi gli stessi design, danno comunque risultati diversi durante l'ascolto. Il problema è che molte aziende producono semiconduttori di qualsiasi tipo, non necessariamente utilizzando la stessa tecnologia. Inoltre, la tecnologia a volte cambia mentre il marchio dei semiconduttori rimane lo stesso, e anche il pacchetto, a prima vista, è lo stesso. Alcune modifiche agli amplificatori intraprese dall'autore e una serie di misurazioni hanno già dato i primi risultati promettenti. Dopo aver modificato l'amplificatore secondo le regole sopra formulate, i transitori di origine "inspiegabile" vengono ridotti (con alta probabilità) a un livello basso favorevole, in modo che non siano registrati o siano difficili da rilevare. I calcoli mostrano che possiamo aspettarci una diminuzione di questo tipo di distorsione transitoria di circa un ordine di grandezza. È possibile eliminare o ridurre notevolmente lo strano cambiamento nella qualità del suono dopo che un segnale di ingresso forte è stato interrotto o notevolmente ridotto. Le distorsioni incrociate "misteriose" a volte che si verificano di alcune melodie musicali non compaiono (almeno, non sono distinguibili o quasi indistinguibili a orecchio). Ancora una volta, va sottolineato che non stiamo parlando di quelle distorsioni nell'amplificatore che sono controllate dai metodi di misurazione tradizionali. Al contrario, stiamo parlando di quei casi in cui questi metodi falliscono (non rilevano distorsioni evidenti) e la qualità del suono è ancora insoddisfacente. Naturalmente, con l'aiuto di metodi ingegnosi (ad esempio differenziali), si potrebbero ancora misurare le variazioni termiche nei parametri dell'amplificatore. Tuttavia, anche in questo caso, si pone il problema di stimare gli errori di misura che sorgono per ragioni simili negli strumenti di misura utilizzati. E comunque, l'amplificatore corretto "a orecchio" avrà una categoria superiore. Naturalmente, riprogettare e sperimentare non è un lavoro da principianti. Servono cautela, precisione e fantasia. Potrebbero esserci altri effetti collaterali (p. es., ultra-eccitazione, ecc.) che peggiorano maggiormente. che migliorano la situazione. L'autore non cerca di nascondere il fatto che lo scopo di questo articolo, prima di tutto, è quello di risvegliare il pensiero dei lettori, di far loro guardare il problema "sempreverde" delle distorsioni da una nuova prospettiva. Letteratura
Traduzione di A. Belsky; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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