Distorsione termica negli amplificatori HiFi 2. Schema, descrizione

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Distorsione termica negli amplificatori HiFi. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Quando lo sviluppo degli amplificatori HiFi iniziò diversi decenni fa, l'elettronica come scienza era ancora molto poco sviluppata. Tuttavia, nonostante ciò, i risultati sono stati molto buoni (fino ad oggi). Negli ultimi 30 ... 40 anni si è fatta luce su molte questioni più o meno significative, ma i risultati di questo sviluppo non hanno in alcun modo (o quasi nulla) influenzato la tecnologia HiFi.

I lettori interessati a quest'area osservano con grande stupore che non ci sono progressi nella tecnologia HiFi e, al contrario, a volte si osservano dei ritiri (ad esempio, il digitale, la TV con la sua specifica qualità del suono). Sono trascorsi diversi decenni dal primo sbarco sulla luna e l'ingegneria del suono rimane ancora da qualche parte nell'era delle "carrozze".

Facciamo conoscenza con tali fenomeni fisici, che sono raramente discussi anche nella letteratura HiFi specializzata. E intanto, in realtà, questo è proprio l'"uovo di Colombo"...

È noto che preamplificatori, amplificatori di potenza HiFi e altri dispositivi audio vengono ricontrollati. Da un lato, gli specialisti in elettronica e acustica sottopongono qualsiasi dispositivo a un controllo rigoroso utilizzando strumenti di misura, sia nel processo di assemblaggio che in forma assemblata. D'altra parte, ogni amplificatore è caratterizzato anche da persone con un buon udito, non necessariamente specialisti (ad esempio, possono essere musicisti o amanti della musica). Ascoltando il suono della musica senza alcun dispositivo, attribuiscono l'amplificatore a una classe o all'altra.

La particolarità della situazione emergente è che in pratica i risultati di queste due verifiche molto spesso si contraddicono tra loro. Succede che nonostante i buoni risultati di misurazione, la qualità del suono non sembra molto buona all'orecchio e viceversa. Ad esempio, diversi decenni fa, l'autore costruì il suo primo amplificatore a semiconduttore HiFi, che aveva ottime caratteristiche ottenute utilizzando i metodi di misurazione esistenti in quel momento. Ma l'amplificatore aveva un suono così "fresco" killer che è stato un peccato per il tempo e il lavoro spesi, e per molto tempo ho apprezzato il bellissimo suono dell'amplificatore a valvole.

Negli ultimi anni sono state sviluppate sempre più procedure di collaudo elettrico da parte di specialisti, stanno nascendo amplificatori con caratteristiche elettriche sempre più elevate e la qualità del suono, determinata dall'ascolto, lascia ancora molto a desiderare.

Gli specialisti (ormai anche non professionisti) sono particolarmente infastiditi dal fatto che un dispositivo classificato in termini di caratteristiche elettriche in una classe alta, quando utilizzato come amplificatore, emetta un suono sgradevole (a volte insopportabile). Molti dei miei amici appassionati di elettronica e familiari con l'HiFi, dopo accese discussioni, hanno iniziato febbrilmente a riprogettare strumenti di misura, sviluppandone di nuovi, inventando metodi di misurazione ingegnosi, spendendo mesi su di esso e poi arrabbiandosi perché tutto questo non porta a risultati convincenti. Le caratteristiche elettriche e i punteggi di ascolto sono molto raramente correlati tra loro.

Il fatto che da qualche parte tra le cose note potessero risultare nascosti dei "muck" l'autore notò per la prima volta quando, dopo aver modificato il metodo di misurazione della distorsione di intermodulazione utilizzando due segnali, ne applicò (per puro caso) un terzo all'amplificatore sotto test (che si è rivelato essere a portata di mano: un segnale lento con una frequenza di circa 0,1 Hz, di forma approssimativamente triangolare). Il risultato, controllato da un oscilloscopio, si è rivelato molto particolare. Finora l'amplificatore, che aveva superato abbastanza bene l'"esame", ora in certi momenti iniziava ad introdurre varie grosse distorsioni, indubbiamente associate alla presenza di un terzo segnale. E allo stesso tempo, l'amplificatore era indubbiamente in modalità nominale durante il test, ben al di sotto del limite di sovraccarico. La natura delle distorsioni era piuttosto bizzarra e capricciosa: in alcuni momenti sembravano un "taglio di ampiezza", dando o la seconda o la terza armonica. Usare un oscilloscopio per osservare l'intero "repertorio" era difficile, era impossibile valutare con precisione queste distorsioni. e non era chiaro cosa fare con "esso". Quando la frequenza del segnale lento nella gamma degli infrasuoni è cambiata, la natura e l'entità della distorsione sono leggermente cambiate. Un amplificatore di un altro tipo, che immediatamente, "inseguito" , è stato "sottoposto agli stessi test, la distorsione è stata minore. Nonostante i risultati di misurazione abbastanza buoni (l'analisi dello spettro ha mostrato una distorsione armonica inferiore al 6,1%), entrambi gli amplificatori sono stati percepiti ugualmente male dall'orecchio.

L'autore ha classificato a lungo gli amplificatori come dispositivi "pericolosi per il sistema nervoso". E l'intera serie di misurazioni è stata presa a causa del fatto che i parametri misurati standard sembravano stereotipati e fastidiosamente belli, cosa che non si può dire sui risultati dell'ascolto. Tutto ciò sembrava illogico e incomprensibile. Poiché non è stato possibile valutare le distorsioni rilevate, le misurazioni sono state interrotte, anche se durante la discussione del problema con i conoscenti sono state verificate con successo alcune ottime ipotesi. E solo pochi anni dopo il problema trovò casualmente la sua soluzione.

Dobbiamo partire dal fatto che la maggior parte dei metodi di misurazione elettrica e di ascolto differiscono l'uno dall'altro in un punto apparentemente insignificante, ma molto importante. Come vengono effettuate le misurazioni? Per prima cosa applichiamo i segnali da un generatore all'ingresso dell'amplificatore e solo successivamente controlliamo il segnale di uscita. L'intero metodo di misurazione stesso rappresenta un processo stazionario: il segnale era già da molto tempo nell'amplificatore prima di essere sottoposto ad un'analisi accurata. Il processo di misurazione è piuttosto lungo (ad esempio, richiede diversi secondi o addirittura minuti), i suoi risultati si riferiscono a uno stato stazionario e caratterizzano la presenza continua di un segnale di misurazione standard e ben definito all'ingresso.

Cosa succede durante l'ascolto e qual è la differenza qui? L'input musicale prodotto, ad esempio, da un violinista che pizzica caoticamente un arco sulle corde di un violino, o da un chitarrista che pizzica le corde di una chitarra ferocemente, o da un batterista che batte freneticamente un tamburo, o da un cantante ispirato che canta, può essere qualsiasi cosa ma segnale standard a 1 kHz. Esso (il segnale di ingresso) varia in modo pseudo-casuale in ampiezza, frequenza, composizione spettrale e caratteristiche stereo. E le orecchie e il cervello analizzano perfettamente la qualità acustica di un tale segnale e valutano infallibilmente le impressioni di segnali sonori aggiuntivi che sono apparsi oltre (invece che) alla melodia del suono originale. che, sebbene in qualche modo connesso con questa musica, non ha nulla a che fare con essa.

Tutti i sistemi di trasmissione del suono introducono alcune distorsioni. E questo vale non solo per qualsiasi musica "rumorosa" con la sua vasta gamma, ma anche per il parlato a banda stretta, ad esempio, per qualsiasi conferenza, in una lingua "di legno". La domanda principale è come misurare queste distorsioni e come classificare gli amplificatori. L'esperienza degli anni passati mostra che il controllo svolto finora non è stato sufficientemente corretto e non ha fornito un punto d'appoggio affidabile per tale classificazione.

Nell'elettronica industriale (tecnologia di misura, tecnologia di regolazione e controllo automatico, strumentazione), i professionisti hanno accumulato un numero enorme di osservazioni, sviluppato e ampiamente utilizzato metodi di misurazione che (a causa del loro costo elevato e della natura altamente specializzata) possono essere padroneggiati e utilizzati solo da un piccolo gruppo di specialisti. Se fosse possibile investire la stessa quantità di denaro e di energia intellettuale nello sviluppo della tecnologia HiFi, allora, senza dubbio, non saremmo dove siamo ora.

Ciò che non è stato ancora sufficientemente controllato da specialisti in acustica ed elettronica sono i cambiamenti termici abbastanza rapidi nei regimi e le distorsioni transitorie talvolta molto significative che provocano. Queste distorsioni non vengono rilevate da nessuno dei metodi di misura attualmente esistenti, poiché, in sostanza, sono tutte stazionarie. Queste distorsioni possono essere catturate solo con un segnale di test dinamico e un misuratore di distorsione veloce (analizzatore di spettro).

La maggior parte dei lettori, ovviamente, sa che quando la temperatura esterna e la temperatura del cristallo del semiconduttore cambiano, l'intero set di parametri del semiconduttore cambia: Pertanto, è difficilmente possibile ottenere un miglioramento dei parametri di ingegneria del suono senza tener conto del calore processi. E tutto questo è così semplice che, probabilmente, è per questo che finora è stato trascurato.

Autore: S.GYULA; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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Per la prima volta in Russia, l'identificazione elettronica di massa delle renne ha avuto luogo nel distretto di Bystrinsky del Territorio della Kamchatka nella società di allevamento e caccia di renne "Olenevod", riferisce il servizio stampa del governo regionale. In pochi giorni, 1094 cervi sono stati "scheggiati". L'identificazione elettronica di prova è stata effettuata dalle forze armate ea spese dell'ISBC. Se l'esperienza ha successo, il lavoro continuerà.

"Stiamo progettando di "scheggiare" l'intera popolazione di renne in Kamchatka", ha affermato il ministro dell'agricoltura, dell'alimentazione e dell'industria di trasformazione del territorio della Kamchatka, Alexander Kucherenko.

"Ora ogni renna è stata scheggiata", ha affermato Igor Solodyakov, direttore di Olenevod LLC. "Ora conosciamo ciascuna, possiamo dargli un soprannome. Conosceremo il suo movimento, tutta la sua storia".

"Chipping" è l'identificazione di un animale da fattoria, che in seguito consente di utilizzare uno scanner per leggere informazioni sull'animale, tracciarne la storia e, di conseguenza, costruire un lavoro di allevamento.

"Forse le donne che abbiamo oggi sono in qualche modo superiori agli animali che si trovano nei paesi scandinavi, ad esempio", ha affermato Natalya Sin, capo dell'istituzione statale regionale per il lavoro di allevamento. "Ma non possiamo confermarlo, dal momento che il allevamento "Non avevamo registri. L'identificazione elettronica dei registri degli animali è il nostro sogno. Ora possiamo selezionare completamente gli animali".

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