|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Poprawa odtwarzania dźwięku w systemie głośników UMZCH. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Tranzystorowe wzmacniacze mocy Podczas odsłuchu fachowcy często preferują lampowy UMZCH, mimo że tranzystorowe formalnie mają wyższe parametry. O co chodzi? Hipoteza autorów artykułu o występowaniu dodatkowych zniekształceń intermodulacyjnych w UMZCH na skutek odpowiedzi głośnika została przez nich potwierdzona doświadczalnie w procesie poszukiwania metody obiektywnej oceny jakości wzmacniaczy. W artykule dokonano krytycznej analizy rozwiązań technicznych współczesnego UMZCH oraz zaproponowano środki wykluczające wpływ głośnika na wzmacniacz. Autorzy twierdzą, że tranzystorowy UMZCH, odporny na wpływ odpowiedzi głośnika, zapewnia reprodukcję dźwięku bez specyficznego podkolorowania. W klasycznej stereofonii dwukanałowej jakość wzmacniaczy mocy i głośników ma istotny wpływ na wykorzystanie potencjału naturalnego odtwarzania dźwięku oraz przestrzenność obrazu dźwiękowego. Uważni słuchacze odwiedzający sale koncertowe od razu zauważają różnicę między brzmieniem prawdziwych instrumentów muzycznych a ich brzmieniem w nagraniu dźwiękowym odtwarzanym przez głośniki. Trudności w przewidywaniu jakości odtwarzania dźwięku związane są z niedoskonałością metod stosowanych do obiektywnych pomiarów charakterystyk toru dźwiękowego. Dlatego za główne kryterium wyboru sprzętu audio należy uznać subiektywną ocenę jakości (SQA). Największy wpływ na wyniki SOC mają właściwości końcowych ogniw toru reprodukcji dźwięku - UMZCH i głośnika. Rozważ ich cechy i możliwości rozwiązania istniejących problemów. Przede wszystkim oceńmy związek między wynikami SOC a obiektywnymi cechami UMZCH. skupiając się jedynie na parametrach, które zdaniem autorów mają największy wpływ na jakość odtwarzania dźwięku. Tutaj bardzo interesująca jest analiza wyników SOC lampy i tranzystora UMZCH (jako komponentów, między którymi występuje największa różnica w szacunkach). Z reguły w tych porównaniach obiektywne parametry lampowych UMZCH są znacznie gorsze od tranzystorowych, ale wyniki SOC często okazują się wprost przeciwne. Rozważając, ograniczamy się tylko do kilku podstawowych kryteriów SZJ, używając sformułowań, którymi najczęściej posługują się eksperci. Pierwszą charakterystyczną cechą brzmienia jest barwa barwy: lekkość, miękkość, ciepło lub odpowiednio ciężkość, twardość, chłód (metaliczny odcień). Drugi to odtworzenie ataku (narastającego dźwięku): aktywnego, wyraźnego lub powolnego, luźnego. Trzecią cechą jest lokalizacja źródła sygnału: dobra lub zła panorama. Po czwarte – mikrodynamika: dobra szczegółowość sygnałów o skomplikowanych kształtach przy niskim poziomie lub słabo rozróżnialna szczegółowość podobnych sygnałów. Ogólny wynik SOC: silny wpływ emocjonalny lub odpowiednio słaby. Oceny ekspertów porównywanego UMZCH są tak różne, że pojawiają się slangowe określenia - dźwięk „lampowy” i „tranzystorowy”. Wyjaśnienia przyczyn tego paradoksu były wielokrotnie cytowane w literaturze, ale wszystkie dają tylko częściowe odpowiedzi. Spróbujmy jeszcze raz ustalić związek między rozpatrywanymi tu kryteriami SOC a obiektywnymi parametrami porównywanego UMZCH. Cechy zabarwienia barwy dźwięku dla tuby UMZCH można wytłumaczyć następującymi głównymi przyczynami:
Cechy barwy barwy dźwięku dla tranzystora UMZCH mają następujące przyczyny:
Odtworzenie niezniekształconego ataku sygnałów dźwiękowych jest najważniejszym warunkiem dokładnego rozpoznania obrazu źródłowego. Oczywiście pojawienie się zniekształceń ataku (opóźnienia lub akcentu) w odtwarzaniu dźwięku rzeczywistych sygnałów znacząco wpływa na jego odbiór. Jedną z przyczyn tego rodzaju zniekształceń są warunki dopasowania systemu UMZCH - głośnika elektrodynamicznego (EDG). Jak wiadomo, gdy sygnał impulsowy oddziałuje na cewkę drgającą (VC), w EDH powstaje siła, która ma tendencję do zmiany jego położenia w polu magnetycznym, tj. do poruszania się. Natomiast występująca w tym przypadku indukcja zwrotnego pola elektromagnetycznego, zwierająca się na rezystancji wyjściowej UMZCH, wytwarza prąd, który uniemożliwia zmianę położenia ZK i jest skierowany w stronę prądu powodującego tę zmianę, czyli prądu wyjściowego z UMZCH. Przepływ „przeciwprądu” z jednej strony obniża współczynnik jakości rezonansu mechanicznego i wzmacnia tłumienie [1], którego skuteczność zależy od rezystancji wyjściowej UMZCH, a z drugiej strony prowadzi do opóźnienia w powtarzalnym ataku sygnału muzycznego. Tak więc proces ten jest bezpośrednio zależny od wartości „przeciwprądu”, który przy stałej wartości wstecznego pola elektromagnetycznego jest tym większy, im mniejsza jest rezystancja wyjściowa UMZCH. Każda zmiana wartości impedancji wyjściowej (np. z powodu zależności częstotliwościowej głębokości OOS) prowadzi do zmiany „backflow” i zniekształcenia ataku. Podobne zniekształcenia powstają w wyniku zmiany indukcyjności ZK [1] w różnych jego położeniach wewnątrz układu magnetycznego oraz wzbudzenia EDH ze źródła napięcia. Porównanie wartości impedancji wyjściowej wzmacniaczy lampowych (0,5...1,5 Ohm) i tranzystorowych (zwykle 0,1 Ohm lub mniej) pozwala stwierdzić, że preferowana jest większa wartość rezystancji. Nie należy wykluczać wpływu na dokładność odtwarzania ataku i mało zbadanych zniekształceń procesów termofizycznych w elementach aktywnych i pasywnych kabli UMZCH, EDG i kabli „akustycznych”. Lokalizacja źródeł sygnału i mikrodynamika są uważane za kolejne ważne cechy RNS. Charakterystyki te, zdaniem autorów, determinowane są głównie wielkością i widmem zniekształceń intermodulacyjnych (II) w systemie UMZCH-EDG. Tak więc na pierwszym etapie można wyciągnąć następujące wnioski: 1. Wyniki SOC systemu UMZCH - EDG są określone przez całość jego właściwości technicznych i formalnie nie zależą od rodzaju elementów aktywnych zastosowanych we wzmacniaczu. 2. Największy wpływ na podbarwienie barwy ma wielkość i szerokość widma NI oraz ich zależność od częstotliwości i poziomu sygnału dźwiękowego. 3. Dokładność odtworzenia ataku sygnału dźwiękowego zależy w szczególności od prądu wywołanego przez przeciw-EMF indukcji EDH oraz od zakłóceń procesów termofizycznych w aktywnych i pasywnych elementach obwodów wielkoprądowych. 4. Lokalizacja źródeł sygnału i mikrodynamika są determinowane głównie wielkością i widmem IR. Przeanalizujmy teraz możliwości poprawy parametrów UMZCH, które mają największy wpływ na SOC. Zacznijmy od metod zmniejszania wielkości i widma NI. Badania tego typu zniekształceń ustaliły dwie główne przyczyny ich występowania – nieliniowość charakterystyk elementów aktywnych oraz tryb pracy stopnia wyjściowego. Niektóre zalety liniowości lamp próżniowych w porównaniu z tranzystorami są dobrze znane i dobrze udokumentowane w literaturze. Poprawa tranzystora UMZCH w tym parametrze jest najbardziej efektywna przy stosowaniu trybów pracy tranzystorów stopnia wyjściowego bez odcinania prądu kolektora, na przykład: Super A, Nowa klasa A, Bez przełączania [2, 3] itp. W tych działaniach trybach, następuje nie tylko znaczne zmniejszenie widma NI (do czwartej-piątej harmonicznej) i ich wartości, ale także ich gwałtowny spadek wraz ze spadkiem poziomu sygnału. Niezależność częstotliwościowa NI jest zwykle osiągana poprzez dobór odpowiednich obwodów i elementów. Metoda kompensacyjna znana jako „feed forward error Correction” – korekcja zniekształceń za pomocą sprzężenia do przodu ma wysoką skuteczność w redukcji NI [4, 5]. Dość obiecującymi metodami redukcji NI jest kompensacja ze sprzężeniem zwrotnym na odejmowanie zniekształceń – CVID [6]. Projektując tranzystor UMZCH, należy wziąć pod uwagę specyfikę działania tranzystorów stopnia wyjściowego UMZCH podczas pracy z rzeczywistym obciążeniem. Przyczyny powstawania różnych zniekształceń oraz metody ich redukcji szczegółowo opisano w [7–9], jednak proponowane tam metody kontroli zniekształceń są niezwykle złożone i wymagają kosztownej aparatury pomiarowej. Prawdopodobieństwo wystąpienia zniekształceń można znacznie zmniejszyć stosując zalecenia, np. w [10]. Najlepsze wyniki w redukcji NI w tranzystorowym UMZCH uzyskuje się stosując tryb pracy stopnia wyjściowego w klasie A przy minimalnej głębokości całkowitego OOS. Jednocześnie NI może być znacznie niższe niż we wzmacniaczach lampowych, ze względu na brak w nich transformatora wyjściowego – źródła zniekształceń przy niskich częstotliwościach. Płynniejszy wzrost NI przy przeciążeniu stopnia wyjściowego w tranzystorze UMZCH uzyskuje się poprzez zmniejszenie głębokości całkowitego OOS – efekt jest tym większy, im mniejsza jest jego głębokość. Rozważmy dalej możliwe metody zwiększenia dokładności odtwarzania ataku sygnału audio, biorąc pod uwagę przyczyny, które mają na to duży wpływ. Podobnie jak przejściowe zniekształcenia intermodulacyjne, zniekształcenia ataku są dość skutecznie redukowane, ponieważ zmniejsza się głębokość ogólnego sprzężenia zwrotnego. Rozszerzenie pasma przenoszenia UMZCH bez wspólnego OOS do 300 ... 500 kHz również przyczynia się do skrócenia czasu ustalania sygnału w UMZCH. Jednak szczególnie efektywna redukcja zniekształcenia ataku od prądu w obwodzie obciążenia, wywołanego przez indukcję back-emf, została osiągnięta w UMZCH przy wysokiej impedancji wyjściowej (RplL>>Rh). Wyniki poprawy charakterystyki toru audio opisano szczegółowo w [11 - 13]. na ryc. Rysunki 1 i 2 przedstawiają spektrogramy zniekształceń harmonicznych (12), gdy EDH jest wzbudzany z kanału UMZCH o niskiej impedancji wyjściowej oraz z kanału UMZCH o wysokiej impedancji wyjściowej. Całkowite zniekształcenie harmoniczne dla sygnału 3 kHz wynosi odpowiednio około 3% i 0,2%.
Analiza modelowania zniekształceń wywołanych procesami termofizycznymi zachodzącymi w aktywnych i pasywnych elementach toru dźwiękowego umożliwiła praktyczne wdrożenie urządzenia pasywnego poprawiającego dokładność odtwarzania ataku [14]. Wymienione powyżej metody poprawy jakości odtwarzania ataku pokazują ich wpływ na efekt końcowy i wyjaśniają przyczyny nieudanych prób osiągnięcia tego celu jedynie poprzez zwiększenie szybkości narastania napięcia wyjściowego UMZCH. Spore trudności sprawia spadek częstości występowania IS ze względu na wielość przyczyn ich występowania i złożoność wykrywania [15-20]. W dużej mierze rozwiązanie problemu utrudniają stosowane metody pomiarowe, które nie pozwalają z wystarczającą dokładnością przewidzieć oceny eksperta. W pracy [21] zaproponowano bardziej informatywną metodę pomiaru współczynnika intermodulacji szumu (NIR). Jednak analiza wyników SOC i tą metodą pomiaru również nie wyjaśnia przyczyn gwałtownej różnicy w szacunkach: na przykład dla lampy UMZCH - 9 punktów, a dla tranzystora - 5. I to jest z niewielkimi różnicami w KSI – odpowiednio 0,8% i 0,9%. Dlatego też ta metoda wymaga udoskonalenia. Próba wyjaśnienia subiektywnych ocen dla tego przypadku pomiarów skłoniła autorów do eksperymentalnego sprawdzenia hipotezy o możliwym wpływie na IS w UMZCH odpowiedzi (odpowiedzi impulsowej) EDG (1). W tym celu zastosowano tę samą metodę pomiaru CSI, ale zamiast obciążenia rezystancyjnego UMZCH zastosowano prawdziwy EDH. Należy zwrócić szczególną uwagę na konieczność stosowania w tych pomiarach rzeczywistego EDD, a nie jego odpowiednika, który nie uwzględnia nieliniowości przetwarzania sygnału. Jednocześnie gwałtowny wzrost CSI stwierdzono tylko dla tranzystora UMZCH o niskiej rezystancji wyjściowej: zamiast 0,9% wyniósł 9,7%, tj. Nastąpił wzrost ponad 10-krotny. Dla lampy UMZCH wartości te wynosiły odpowiednio 0,8% i 1,2%. Główną różnicą przy zastępowaniu równoważnika obciążenia rezystancyjnego rzeczywistym EDG jest to, że znajduje się on w obwodzie OOS. oprócz napięcia wyjściowego sygnału UMZCH i jego zniekształcenia, dodatkowo przenika odpowiedź z EDG. W pętli OOS są one łączone i powstaje sygnał do kompensacji zniekształceń UMZCH oraz odpowiedź z EDD o odpowiedniej wielkości i fazie. Widmo częstotliwości sygnału kompensacyjnego w tym przypadku może być 10-30 razy większe niż górna granica sygnału audio. Oczywiście głównym wymogiem eliminacji zniekształceń jest ich dokładna kompensacja, co jest praktycznie niemożliwe do zrealizowania. Ograniczenia związane są z rzeczywistą charakterystyką częstotliwościową i fazową UMZCH, z poziomem zniekształceń i szumów. Ponadto na reżim kompensacji istotny wpływ ma również nieliniowość charakterystyki EDH, co powoduje, że kompensacja jest niepełna. Najlepszą kompensację w tym przypadku uzyskuje się tylko dla składowych o stosunkowo niskiej częstotliwości widma produktów zniekształceń UMZCH i odpowiedzi z EDD, a składowe o wysokiej częstotliwości widma tych oscylacji ponownie wpadają w obwód OOS , powodując nową preemfazę we wzmacniaczu. Istnieje błędne koło, które generuje gwałtowny wzrost składowych zniekształceń o wysokiej częstotliwości. Zwiększenie głębokości ogólnego OOS wzmacniacza prowadzi jedynie do dalszego rozszerzenia spektrum zniekształceń, a tym samym do jeszcze większego pogorszenia jakości odtwarzania dźwięku. Dodatkowo powstają warunki, w których możliwe staje się, że prosty przewód, jakim jest przewód przyłączeniowy UMZCH-EDG, ze względu na różnice w jego rozłożonych parametrach, może wpływać na wyniki SOC, zwiększając lub osłabiając niektóre harmoniczne z ich bogata odmiana. Jednocześnie pojawia się kolejna hipoteza, zaproponowana przez autorów w celu wyjaśnienia tajemniczych przyczyn wpływu kabli akustycznych na wyniki SOC: możliwe staje się uznanie ich za „zawór dźwiękowy” – LPF, który osłabia przenikanie odpowiedzi z EDG do wyjścia UMZCH. Teraz pokażemy przyczyny niewielkiego wpływu na AI odpowiedzi z EDG w lampie UMZCH, które z reguły mają pasujący transformator wyjściowy i stosunkowo małą głębokość OOS. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że wszystkie problemy z sygnałem odpowiedzi EDD są spowodowane penetracją składowych o wysokiej częstotliwości jego widma, tj. jako filtr dolnoprzepustowy, znacznie tłumiący ilość zakłóceń o wysokiej częstotliwości przenikających do wzmacniacza. Ponadto niewielka głębokość FOS również przyczynia się do zmniejszenia efektu odpowiedzi z EDG.Autorzy uważają, że opisane tutaj procesy w układzie UMZCH-EDG w dużej mierze wyjaśniają różnicę w SOC lampowych i tranzystorowych UMZCH uzyskanych w eksperyment [21]. Wyniki analizy wskazują na możliwy wpływ dwóch komponentów AI w systemie UMZCH - EDG. Jednym z nich jest własna AI w UMZCH, którą można obiektywnie zmierzyć (KSI) za pomocą ekwiwalentu obciążenia rezystancyjnego. Drugi to IS indukowany w UMZCH pod wpływem odpowiedzi EDD Detekcja drugiej składowej następuje po załadowaniu UMZCH na rzeczywisty EDD poprzez wielokrotny pomiar CSI. Pozwala nam to zalecić zaprojektowanie UMZCH w taki sposób, aby układ zapewniał minimum własnego AI w UMZCH. Aby przeanalizować ich widmo, można zastosować nieco zmodyfikowaną technikę pomiaru CSI, analizując szum w pasmach XNUMX/XNUMX-oktawowych. Na tym etapie należy wziąć pod uwagę ścisły związek między NI a AI, stosując znane metody ich redukcji. Jak widać z powyższego, najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia wpływu odpowiedzi z EDD na wzrost IS w UMZCH jest wykluczenie warunków jego interakcji z innymi sygnałami w pętli FOS. Istnieją różne metody wykonania tego zadania. Na przykład pasywne urządzenie dopasowujące, zwane dyssypatorem, ma wysoką sprawność [14]. Występują jednak znaczne straty mocy sygnału. Innym przykładem prostszej implementacji jest UMZCH na tranzystorach polowych z wykorzystaniem transformatora wyjściowego. W tym przypadku uzyskany efekt jest znacznie gorszy od rozpraszacza, ale straty mocy wyjściowej są zmniejszone. Maksymalny efekt zmniejszenia wpływu odpowiedzi EDG na NI uzyskuje się przy zachowaniu wysokiej sprawności i braku wpływu kabli akustycznych UMZCH-EDG tylko przy zastosowaniu UMZCH o wysokiej impedancji wyjściowej [12, 13]. , zmiany zakresu dynamicznego i intermodulacji sygnału spowodowane kompresją termiczną. Dzięki temu rozwiązaniu znacznie poprawia się dokładność odwzorowania ataku. Zniekształcenia występujące w EDD są również znacznie zmniejszone z następujących powodów:
Na podstawie powyższego można wyciągnąć następujące wnioski: 1. Wyniki obiektywnych pomiarów CSI w UMZCH, gdy jest on załadowany na rzeczywisty EDG, umożliwiają przewidywanie wyników SOC systemu UMZCH - EDG. 2. Zmniejszenie wielkości i widma NI i IS, ich niezależność częstotliwościowa oraz płynny wzrost podczas przeciążeń są warunkami koniecznymi do uzyskania wysokiej wierności odtwarzania dźwięku w systemie UMZCH - EDG. Czułość UMZCH na reakcję EDH powinna być minimalna. 3. Największy efekt w poprawie jakości odtwarzania dźwięku można osiągnąć stosując EDG z UMZCH o wysokiej impedancji wyjściowej. literatura
Autorzy: A. Aleynov, Charków, A. Syritso, Moskwa
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Ćwiczenia nóg pozytywnie wpływają na zdrowie mózgu i układu nerwowego ▪ Soczewki przywracające wzrok ▪ Słodycz sprawia, że mrówki są bardziej radosne
▪ część witryny „Podręcznik elektryka”. Wybór artykułu ▪ artykuł Co mam na imię dla ciebie? Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czy widać wirusa? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Wspólna belladonna. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Czujniki pojemnościowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony