Опубликовано: 27.08.2018
Стремление улучшить параметры усилителей мощности, критический анализ уже выпускаемой продукции привели конструкторов концерна к необходимости пересмотреть уже существующие до сего времени принципы проектирования УМЗЧ. Прежде всего обратили внимание на то, что выполнение некоторыми каскадами усилителей одновременно нескольких функций, хотя и минимизирует число используемых элементов, является в то же время причиной проявления разного рода искажений. Выявился и еще один важный момент в процессе создания конструкции: раньше при проведении тестовых испытаний больше внимания уделяли контролю выходного напряжения на нагрузке. Оказалось же, что одновременно следует контролировать и протекающий через нагрузку ток. В силу реактивного характера нагрузки поведение напряжения и тока, особенно в режимах переходных процессов, различно. Это продемонстрировано на эпюрах осциллограмм, приведенных на рис.1 (на примере коммутируемого синусоидального сигнала). Как видно из осциллограмм, они заметно различаются.
Рис.1
Следующая задача состояла в том, чтобы оценить степень различия (на реальных воспроизводимых сигналах) и предложить систему компенсации. Так появился режим усиления, который впоследствии был назван режимом "АА". Это название не следует отождествлять с выбором рабочей точки активного элемента, например транзистора.
Конструкторами был предложен вариант, основанный на применении двух источников, работающих на общую нагрузку. На рис. 2 представлен основной принцип усиления в его новой концепции. Как уже давно известно, наилучшими параметрами обладают усилители, работающие в режиме класса "А". Они имеют небольшие искажения, не требуют применения глубоких обратных связей, что, в свою очередь, благоприятно отражается на общей стабильности и качестве работы, особенно в моменты возникновения переходных процессов. Однако у этого режима есть один неприятный момент - работа с большими токами покоя и соответственно необходимость отвода значительного количества тепла от активных элементов. Поэтому, несмотря на достоинства такого режима, фирмы-изготовители аппаратуры воспроизведения отдают ему предпочтение не столь часто, и только в усилителях с небольшой выходной мощностью.
Рис.2
В противоположность режиму "А", режим усиления класса "В" имеет неплохие энергетические показатели, но из-за отсечек тока плеч двухтактного выходного каскада возникают те самые неприятные моменты переходных процессов, приводящие к появлению искажений сигнала. Предлагаемый вариант усилителя режима "АА" (подчеркиваем - работы усилителя, а не класса усиления) как будто удачно сочетает достоинства обоих классов усиления при их одновременном управлении нагрузкой. В момент максимума сигнала нагрузкой управляет усилитель мощности А2, работающий в режиме усиления класса "В", а при минимальных сигналах управление нагрузкой берет на себя усилитель напряжения А1, работающий в режиме усиления класса "А". Таким образом сочетаются максимально достижимая мощность в пиках сигнала без влияния постоянной составляющей, с одной стороны, и высокая линейность при переключении плеч выходного каскада усилителя мощности - с другой. Принимая во внимание, что величина входного импеданса усилителя мощности А2 тока весьма велика, можно провести анализ работы устройства. В состоянии покоя мост уравновешен. Предположим, что на неинвертирующем входе усилителя напряжения А1 появляется положительный полупериод входного сигнала. Изменение напряжения на выходе этого усилителя становится причиной нарушения баланса моста в течение времени увеличения напряжения в точке А, от которой сигнал одновременно подается на неинвертирующий вход усилителя А2. Усилитель А2 стремится к уравниванию величины напряжений в точках А и В, вызывая протекания токов соответствующих величин через плечи с резисторами R1 и R2, а также R3 и R4. В этом случае ток I1, протекающий от усилителя А1, начнет уменьшаться, а когда напряжение на нагрузке возрастает, он вызывает уменьшение разницы напряжения между входами усилителя А1. Усилитель А1 управляет, таким образом, изменением потенциала точки А и одновременно отслеживает напряжение на звуковой головке ВА1. Если напряжение в точке А не имеет искажений, то и на звуковой головке их тоже не будет. Такова теория.На практике все сложнее. Многоступенчатый усилитель А2 имеет несколько иной импульсный отклик по сравнению с упрощенным усилителем А1 при чрезвычайно малых токах. Это требует внесения в схему моста некоторых модификаций, которые смогут обеспечить его работу в широком диапазоне частот.
Рис.3
Схемотехническое решение сочетания двух усилителей и нагрузки представляет собой мостовое устройство, показанное на рис. 3. Это - фрагмент промышленной конструкции модели "Technics SE-A100" производства Японии. В левые части моста, через которые протекает ток нагрузки, включены резисторы с малыми сопротивлениями для снижения падения напряжения на них. Параллельное включение нескольких резисторов (R7, R8 и R9 - R12) преследует цель снижения их паразитной индуктивности. Подключение катушки L1 продиктовано необходимостью компенсации токов самоиндукции в широком диапазоне частот.
Рис.4
Переменный резистор R4 совместно с конденсатором СЗ служит для обеспечения фазовых коррекций на высоких частотах, а С4 и С5 - для устранения влияния постоянной составляющей. Усилитель, работающий в режиме "АА", характеризуется чрезвычайно малыми нелинейными искажениями (типовое значение <0,005%), а также великолепными фазовыми характеристиками. На рис. 4 представлены вектограммы продуктов искажений для транзисторных усилителей обычного типа (вверху) и работающего в режиме "АА" (внизу). По материалам журнала "Radioelektronic Audio-Hi-Fi-Video" Примечание редакции журнала "Радио".Редакции не удалось установить, какой из усилителей фирмы Technics в Польше носит название "SE-A100". На российском рынке одним из первых усилителей подобного типа был "SE-A1000". Он получил заслуженное признание любителей высококачественного воспроизведения, хотя его стоимость в то время была немалой (правда, все же меньше, чем ставшие "модными" ламповые усилители). Совершенствование предложенного метода (схемотехническое и технологическое) привело к появлению ряда других моделей - более дешевых, но вполне качественных. Из них следует отметить усилители Technics "SU-A600MK3" (без пульта дистанционного управления) и "SU-А700МКЗ", "SU-A800D", "SU-A900D" (с ДУ).
Источник: РАДИО N 5,1998
оригинал - _http://radio.mus-exchange.com/pub.php?pubid=68
Разделы
» Ваз
» Обзор
» Новости
Календарь
Архив
О сайте
ПОПУЛЯРНОЕ
РЕКЛАМА
www.school4mama.ru © 2016. Запчасти для автомобилей Шкода