Vylepšení neobvyklých počítačových reproduktorů. Způsoby, jak zlepšit zvuk nízkofrekvenčních zesilovačů

Upozorňuji na variantu přepracování modulu koncového zesilovače ULF-50-8 (Radiotehika U101, S70). Existují minimálně dvě varianty modulu. Můžete je rozlišit takto: pro starší VT1 - KT315, pro novější - KT361. Tento popis platí pro novější verzi. Pokud máte starší modul a chystáte se ho předělat - přizpůsobte si předělávku sami (není to vůbec těžké).

Změny obvodu se dotkly napěťového zesilovače, nová verze produkuje menší harmonické zkreslení. Ve vstupním a výstupním stupni jsou tranzistory nahrazeny importovanými.

Po úpravě je zvuk čistý a čistý, neunavuje, poslech hudby je příjemný.

Nyní podrobnosti.

Vstupní tranzistory KT3107 jsou nahrazeny tranzistory BC560 (shoda pinů). Místo páru MJE350 / 340 jsem nainstaloval SA1358 / SC3421 (lze použít jiné dobré páry ovladačů). U výstupních tranzistorů MJE15032/15033 jsou emitor a báze místy oproti předchozímu KT805/837 "přeskupeny", takže jsem musel ořezat několik stop a aplikovat MGTF.

Kvalita desek není příliš vysoká, takže každý díl lze opatrně pájet maximálně dvakrát. Vše děláme pečlivě.

Odstranil jsem jednotku ochrany proti zkratu zátěže. Můžete jej ponechat, ale je vhodné zkontrolovat jeho fungování a nakonfigurovat jej.

Uzel se skládá z VT11,12; VD3-6; C6,7; R19,21,24,25,28,29.

VT 9, 13-20 - Můžete jej ponechat, abyste zkontrolovali stav schématu, a nahradit jej importem jako poslední.

Řezané stopy: R15 až R17; od B VT10; z K VT1.

Propojky (dole): R17 na sběrnici "-" (podle schématu); K-B VT1. Propojky MGTFom: B VT3 - B VT8; E VT7 - E VT10. (nahoře): Rx2 - B VT10 (podle schématu).

C3 - Vzhledem k nízkému stejnosměrnému napětí nainstalujte nepolární elektrolyt na 100 mikrofaradů.

C8 - 0,33 uF polypropylenová fólie.

C11.12 - 0,47uF 63V polypropylenová fólie.

Cx1 - rovnoběžná s R5 v jejích otvorech. polypropylenová fólie.

Diody Dx1-6 1N4148.

R6 - můžete připájet 1,2k rezistor, ale je lepší umístit víceotáčkový trimr (2-2,2k) na sedlo VT1 (je to provedeno na fotografii). Na trimru je potřeba "namotat" 1,2k. Na výstupu zesilovače nastaví 0V.

R9 - 820 Ohm - mírně zvyšte koeficient. zesílení.

R12 - víceotáčkový trimr pro 2-2,2k (vítr na 0). Slouží k nastavení klidového proudu koncového stupně (v mé verzi 50mA)

R30, 31, 38, 39 - 0,22 Ohm 5W (bílé sušenky).

Zobrazené spínání vinutí výkonového transformátoru mírně zvyšuje napájecí napětí zesilovače. Indikátor výstupní úrovně je nejlépe napájet ze samostatného zdroje.

Různé počítačové reproduktorové soustavy středního cenového segmentu (zejména Microlab PRO2 a Thonet & Vander Dass) měly jednu společnou a velmi nepříjemnou nevýhodu - když něco zapojíte do blízké zásuvky, ozve se z reproduktorů hlasité otravné cvakání. Což je zklamání zejména v noci. Knoflík hlasitosti na reproduktorech počítače je vhodné odšroubovat na hodnotu blízkou maximu, abyste jej mohli v budoucnu upravit v plném rozsahu od počítače. Což neovlivňuje hlasitost praskání tím nejlepším způsobem. Reproduktory cvakaly obzvlášť hlasitě při vypnuté pájecí čističce vzduchu, ale nepříjemná byla i reakce reproduktorů na všemožné drobné spínané zdroje / nabíječky zapínané a vypínané z blízké (nejen) zásuvky. Naznačený problém je důsledkem celkových úspor Číňanů na všem v designu a výrobě. Řešením problému je přidat do obvodu to, co bylo uloženo.

Při zkoumání vnitřností akustiky bylo zjištěno, že zde není žádný filtr pro rušení ze síťového napětí. Samotné zesilovače v takových zařízeních jsou tradičně vyráběny na mikroobvodech s vestavěným stabilizátorem, to znamená, že celé jejich napájení se skládá z transformátoru, diodového můstku a páru elektrolytických kondenzátorů (v mých zesilovačích je jejich kapacita 4700 mikrofaradů na rameno) .

Pro začátek bylo rozhodnuto nainstalovat síťový filtr. Nevyřeší to cvakání při zapínání/vypínání ventilátoru v sousední zásuvce (to si můžete ověřit připojením reproduktorů ke kvalitní externí přepěťové ochraně - cvakání úplně nezmizí), ale rozhodně ne. být nadbytečný vzhledem k množství impulsního šumu ve vývodu. S filtrem jsem se moc nezatěžoval a objednal jsem si ho v Číně takto (na jakémkoli aliexpressu se takové filtry hledají podle vyhledávacího dotazu „EMI power zesilovač filtr“).

Filtr je připájen do řezu napájecích vodičů. Neupevnil jsem to dovnitř, jen jsem to vložil do malé krabičky vytištěné na 3D tiskárně, aby se kde nezkratoval a nikoho nezabil elektrickým proudem...

Dalším jednoduchým a zřejmým způsobem, jak zlepšit kvalitu výživy, je zvýšit kapacitu „elektrolytů“ alespoň na 10 000 - 15 000 mikrofaradů. Je třeba si uvědomit, že při nabíjení takových kapacit se zvýší i startovací proudy a diodový můstek musí mít dobrou proudovou rezervu, aby při zapnutí neonemocněl. Také jsem pro lepší filtrování přidal škrticí klapku na každé rameno (získání LC filtru ve tvaru T). V důsledku toho bylo nakresleno následující schéma:

A desky jsou objednány:

Zde lze do každého ramene instalovat až pět elektrolytických kondenzátorů s kapacitou od 2200 uF do 4700 uF (s provozním napětím 25 ... 63V) a dvojici nepolárních kondenzátorů. Jako poslední jsem použil čínské filmové na 0,22 uF, takto:

Vstupní a výstupní konektory jsou zobrazeny na desce, navíc lze do zesilovače dodat jak střídavé napětí (pak je nainstalován diodový můstek), tak již usměrněné (pokud plánujete použít můstek již v zesilovači). vstup.

Výsledný poplatek je následující:

Dále jsem odstranil usměrňovací diody z desky zesilovače. Obecně mohou být ponechány, pokud není kritické, že na ně dopadne ještě pár voltů energie. Místo diod jsem dal pár dalších tlumivek na 100 μH - rozhodně se z nich nezhorší. Upevnil jsem desku kondenzátoru v pouzdře, vodiče ze snižovacího transformátoru jdou na jeho vstup, výstup filtru - pro napájení desky zesilovače. Na výstupy filtru jsem osadil ještě další diodu FR157 pro šuntovací impulsní šum (s katodami do plusu), výrazně přispěly k blokování cvakání.

Výsledek - cvakání při vypínání sousedního ventilátoru se začalo objevovat méně často a jejich hlasitost se znatelně zmenšila, již nedráždily, jak byly původně. Hlasitý ostrý zvuk při zapnutí / vypnutí již není vůbec pozorován. Zvýšení kapacit ve filtru PSU dává menší úbytky napětí a při vysoké hlasitosti by již neměl být pocit, že zvuk propadá.

Byl velmi široce používán mnoha milovníky hudby a mnozí ho mají dodnes.

I povrchní rozbor obvodu však ukazuje modul ULF-50-8 jako nejslabší článek zesilovače. Modul plně nerealizuje možnosti předzesilovače namontovaného na mikroobvodech K157UD2.

navrhuji verze konverze plného zesilovače Radiotechnika U-101 do opravdu kvalitního zesilovače pro komplex domácích audio zařízení. Charakteristické vlastnosti: vysoké technické vlastnosti a spolehlivost s minimálními zásahy do konvertovaného zařízení, při zachování všech funkcí původního zesilovače.

Pro výměnu modulu ULF-50-8 byl zvolen UMZCH s nízkým nelineárním zkreslením. Jeho hlavní technické vlastnosti:

jmenovitý výstupní výkon při zátěži s odporem 8 ohmů, 25 W;
harmonický koeficient ve frekvenčním rozsahu 20-20000 Hz 0,03 % (0,3 % pro ULF-50-8);
rychlost přeběhu výstupního napětí 40 V/µs.

Zesilovací obvod pro přepracování Radio Engineering U101

UMZCH se skládá z dvoustupňového napěťového zesilovače (op amp DA1, DA2) a samotného výkonového zesilovače (VT1-VT4). Kaskády na operačním zesilovači DA1, DA2 jsou napájeny identickými zdroji tvořenými prvky VD1, VD2, R6, R7, C6, C7 a VD3, VD4, R14, R15, C13, C14. Středy těchto napájecích zdrojů jsou napojeny na nízkoodporový dělič napětí R5R12R20 připojený k výstupu UMZCH, který zajišťuje napájení sledovacích potenciálů do stupňů napěťového zesilovače. Obvody R16C8 a R19C10 filtrují napětí napájející první stupně od nelineárního zvlnění generovaného signálem v napájecích obvodech koncového stupně.

S montáží výstupních tranzistorů UMZCH na radiátor Radiotekhnika nebyly žádné problémy v souladu s doporučeními v. Chladič má čtyři kovové desky izolované slídovými distančními vložkami. Na každé desce je dostatek místa pro tři tranzistory, nejsou potřeba žádné úpravy chladiče.

Jediným problémem je potřeba zmenšit desky plošných spojů UMZCH, protože v radiotechnice není dostatek místa. Dva UMZCH by měly být sestaveny na dvou deskách plošných spojů, jejichž šířka by neměla přesáhnout 60 mm. Výkres desky napěťového zesilovače (obr. 3, a c) je třeba po šířce zhutnit na tuto velikost. To není obtížné, pokud jsou kondenzátory K50-6 nahrazeny kondenzátory K50-35 nebo jinými malými. Výkres desky konečné fáze (obr. 3.6 c) se beze změn vejde na desku šířky 60 mm (obrázky jsou zobrazeny).

První deska je vyrobena o délce 240 mm a je na ní umístěn jeden napěťový zesilovač a dva koncové stupně. Další zesilovač napětí je umístěn na druhé desce.

Dlouhá deska je připevněna k radiátoru "Radio Engineering" na stojanech dlouhých 15 mm tak, že je umístěna svisle ve skříni zesilovače. Desky ULF-50-8 jsou předběžně demontovány. Druhá deska napěťového zesilovače je připevněna k dlouhé desce na stojanech dlouhých 20 mm od boční stěny skříně zesilovače.

UMZCH je připojen k napájecímu zdroji ± 26 V "Radio Engineering". Není použito napájecí napětí ±30 V. Výstup UMZCH je připojen k desce radiotechnické ochrany. Signální vodiče není třeba zaměňovat (totéž platí pro vodiče vstupní).

Správně sestavené a připojené UMZCH začnou pracovat ihned po zapnutí napájení a nevyžadují seřízení. Dále doporučuji vyměnit kondenzátory C3, C4, C8, C9 na desce usměrňovače Radio Engineering. Pravděpodobně již ztratily část kapacity (suché), proto je lepší je vyměnit za nové s kapacitou 4000-5600 mikrofaradů.

Veškerá funkčnost "Radio Engineering" po úpravě je zachována. Zvuk převedeného zesilovače lze charakterizovat epitety: čistý, průhledný, šťavnatý s jasnou lokalizací zdrojů zvuku. Je mnohem lepší než původní zesilovač a znatelně lepší než AKAI FD-1, který vlastním.

Když převedený zesilovač pracuje na reproduktorech s nízkofrekvenčními hlavami, jako jsou 10GD-30 nebo 25GD-26, jsou při vysoké hlasitosti slyšet charakteristické cvakání. Je to dáno nedostatečnou tuhostí krytek zakrývajících magnetické mezery hlav. Čepice by měly být nahrazeny pevnějšími. Původní zesilovač má mnohem horší výkon, takže nebylo pozorováno žádné cvakání.
Ya. M. Kogut, Lvovská oblast.

Literatura
1. Zesilovač "Radio engineering U-101 stereo". Manuál.
2. Ageev A. UMZCH s malými nelineárními zkresleními//Radio.-1987. -č.2.-S.26-29.

Zde jsou nákresy desek plošných spojů a rozmístění prvků zveřejněné v časopise Radio, na který se autor článku odvolává.

RADIOAMTOR №10, 2001

Většina moderních audiofrekvenčních tranzistorových zesilovačů je postavena podle tradičního schématu: po vstupním diferenciálním stupni následuje napěťový zesilovač a výstupní push-pull beztransformátorový stupeň se sériovým stejnosměrným napájením tranzistorů, bipolárním napájením a přímým, bez přechodu. kondenzátor, připojení zátěže (obr. 1).

To vše je na první pohled tradiční a známé. Každý zesilovač však zní jinak. Co se děje? A vše je o obvodovém řešení jednotlivých kaskád, kvalitě použité elementární báze, volbě režimů aktivních prvků a konstrukčních řešeních zařízení. Ale vše je v pořádku.

Vstupní fáze

Známá diferenciální kaskáda ve skutečnosti není tak jednoduchá, jak se na první pohled zdá. Jeho kvalita do značné míry určuje takové parametry zesilovače, jako je odstup signálu od šumu a rychlost přeběhu výstupního napětí, stejně jako „nulové“ předpětí a teplotní stabilita zesilovače.

Odtud první závěr: přechod od neinvertujícího k invertujícímu zařazení výrazně zlepšuje kvalitu zvuku zesilovače. Udělat takový přechod v praxi v hotovém zařízení je docela snadné. K tomu stačí přivést signál ze vstupních konektorů na kondenzátor C2, který byl předtím odpojen od nulové potenciálové sběrnice zesilovače, a vyjmout kondenzátor C1.

Vstupní impedance invertujícího zesilovače se téměř rovná odporu rezistoru R2. To je mnohem menší než vstupní impedance neinvertujícího zesilovače, která je určena rezistorem R1. Proto, aby se frekvenční odezva v nízkofrekvenční oblasti nezměnila, je v některých případech nutné zvýšit kapacitu kondenzátoru C2, která by měla být toliknásobně větší než kapacita kondenzátoru C1, jako je odpor odpor R1 je větší než odpor rezistoru R2. Navíc, aby se zisk celého zařízení nezměnil, budete muset v obvodu OOS vybrat rezistor R3, protože. zisk invertujícího zesilovače K = R3 / R2 a neinvertujícího zesilovače K = 1 + R3 / R2. V tomto případě, aby se minimalizovalo nulové předpětí na výstupu, musí být rezistor R1 zvolen se stejným odporem jako nově instalovaný rezistor R3.

Pokud je přesto nutné zachovat neinvertující zařazení prvního stupně, ale zároveň eliminovat vliv souměrných zkreslení, je nutné zvýšit výstupní odpor proudového zdroje výměnou rezistoru R7 v emitorových obvodech diferenčního stupně se stabilním proudovým tranzistorovým zdrojem (obr. 4). Pokud již takový zdroj v zesilovači je, můžete zvýšit jeho výstupní impedanci zvýšením hodnoty odporu R14 v emitoru tranzistoru VT8. Zároveň pro udržení konstantního proudu tímto tranzistorem je nutné zvýšit referenční napětí na jeho bázi např. výměnou Zenerovy diody VD1 za jinou s vyšším stabilizačním napětím.

Velmi účinným způsobem snížení zkreslení zesilovače je použití tranzistorů stejného typu v diferenciálním stupni, předem vybraných podle statického zesílení a napětí báze-emitor.

Tato metoda je nepřijatelná v hromadné výrobě zesilovačů, ale je docela vhodná pro modernizaci jednotlivých kopií hotových zařízení. Vynikajících výsledků se dosáhne instalací tranzistorové sestavy do diferenciální kaskády dvou tranzistorů, vyrobené v jediném technologickém procesu na jednom čipu, a proto mající blízké hodnoty výše uvedených parametrů.

Zkreslení je rovněž redukováno zavedením lokální negativní proudové zpětné vazby do prvního stupně zesilovače instalací rezistorů s odporem až 100 Ohmů (R9, R10) do emitorových obvodů tranzistorů VT1, VT2. To může vyžadovat určité nastavení odporu rezistoru R3 v obvodu OOS.

Tím samozřejmě nejsou vyčerpány všechny způsoby modernizace vstupního diferenciálního stupně. Je také možné instalovat místo jednotranzistorového, dvoutranzistorového zdroje proudu s rekordním výstupním odporem zavedení tzv. proudového zrcadla u zesilovačů s asymetrickým snímáním signálu z prvního stupně do stupně napěťového zesílení, zahrnutí každého z tranzistorů do kaskádového obvodu atd. Takové úpravy jsou však časově náročné a ne vždy je konstrukce zesilovače umožňuje.

Výstupní stupeň

Koncový stupeň je hlavním zdrojem zkreslení v každém výkonovém zesilovači. Jeho úkolem je tvořit nezkreslený signál požadované amplitudy v rozsahu pracovních frekvencí při nízkoodporové zátěži.

Uvažujme tradiční kaskádu založenou na komplementárních párech bipolárních tranzistorů zapojených podle push-pull emitorového sledovacího obvodu. Bipolární tranzistory mají kapacitu p-n přechodu emitor-báze, která může dosahovat desetin a setin mikrofaradu. Hodnota této kapacity ovlivňuje mezní frekvenci tranzistorů. Při přivedení kladného půlvlnného signálu na vstup kaskády funguje horní rameno push-pull kaskády (VT4, VT6). Tranzistor VT4 je zapojen podle společného kolektorového obvodu a má nízký výstupní odpor, takže jím protékající proud rychle nabije vstupní kapacitu tranzistoru VT6 a otevře jej. Po změně polarity vstupního napětí se zapne spodní rameno koncového stupně a vypne se horní. Tranzistor VT6 se uzavře. Ale pro úplné uzavření tranzistoru je nutné vybít jeho vstupní kapacitu. Vybíjí se hlavně přes odpory R5 a R6 a to poměrně pomalu. V době, kdy je spodní rameno koncového stupně zapnuto, se tato kapacita nestihne plně vybít, takže tranzistor VT6 se zcela neuzavře a kolektorový proud tranzistoru VT6 protéká tranzistorem VT7, kromě jeho vlastní. V důsledku toho se v důsledku výskytu průchozího proudu o vysokých frekvencích při vysoké spínací rychlosti nejen zvyšuje výkon rozptýlený tranzistory a snižuje se účinnost, ale také se zvyšuje zkreslení signálu. Nejjednodušším způsobem odstranění popsané nevýhody je snížení odporu rezistorů R5 a R6. To však zvyšuje výkon rozptýlený tranzistory VT4 a VT5. Racionálnějším způsobem snížení zkreslení je změna zapojení koncového stupně zesilovače tak, aby došlo k vynucení absorpce přebytečného náboje (obr. 5). Toho lze dosáhnout připojením odporu R5 k emitoru tranzistoru VT5.

V případě vysokého výstupního odporu předsvorkového stupně se může nadbytečný náboj akumulovat i na bázích tranzistorů VT4 a VT5. K odstranění tohoto jevu je nutné připojit báze těchto tranzistorů k bodu nulového potenciálu zesilovače přes odpory R11 a R12 s jmenovitými hodnotami 10 ... 24 kOhm.

Popsaná opatření jsou poměrně účinná. Ve srovnání s typickým zapnutím je rychlost poklesu kolektorového proudu v koncovém stupni po popsaných úpravách přibližně čtyřikrát větší a zkreslení při frekvenci 20 kHz je přibližně třikrát menší.

Z hlediska vnesených zkreslení je velmi důležitá mezní mezní frekvence použitých tranzistorů a také závislost jejich statického proudového zesílení a mezní frekvence na proudu emitoru. Proto lze dalšího zlepšení kvalitativních ukazatelů zesilovačů s koncovým stupněm na bázi bipolárních tranzistorů dosáhnout výměnou výstupních tranzistorů za vysokofrekvenční s nižší závislostí zesílení na proudu emitoru. Jako takové tranzistory lze doporučit komplementární páry 2SA1302 a 2SC3281; 2SA1215 a 2SC2921; 2SA1216 a 2SC2922. Všechny tranzistory vyrábí Toshiba v pouzdrech TO-247.

Do značné míry je kvalita zvuku zesilovače ovlivněna jeho schopností pracovat s nízkoimpedanční zátěží, tzn. dodávat maximální signálový proud do zátěže bez zkreslení.

Je známo, že jakýkoli reproduktorový systém (zkráceně AC) je charakterizován výstupním komplexním impedančním modulem Z. Obvykle je hodnota tohoto odporu uvedena v pasech sériových domácích reproduktorů a je 4 nebo 8 ohmů. To však platí pouze na jedné frekvenci, obvykle 1 kHz. V rozsahu pracovních frekvencí se komplexní odporový modul několikrát mění a může se snížit na 1 ... 2 ohmy. Jinými slovy, pro neperiodické pulzní signály s širokým rozsahem, jako je hudební signál, AC představuje nízkoimpedanční zátěž pro zesilovač, se kterou si mnoho komerčních zesilovačů prostě nemůže poradit.

Proto nejúčinnějším způsobem, jak zlepšit ukazatele kvality koncového stupně při provozu na skutečné komplexní zátěži, je zvýšení počtu tranzistorů v ramenech push-pull zesilovače. To umožňuje nejen zvýšit spolehlivost zesilovače, protože se rozšiřuje oblast bezpečného provozu každého tranzistoru, ale především snížit zkreslení v důsledku přerozdělení kolektorových proudů mezi tranzistory. V tomto případě je rozsah změn kolektorového proudu a tím i zesílení zúžen, což vede ke snížení zkreslení při nízkoodporové zátěži, samozřejmě za určitých požadavků na napájení.

Velmi radikálním způsobem, jak radikálně zlepšit zvuk zesilovače, je výměna bipolárních tranzistorů v koncovém stupni za tranzistory s izolovaným hradlovým polem (MOSFET).

Oproti bipolárním MOSFETům se příznivě vyznačují lepší linearitou propustné charakteristiky a výrazně vyšší rychlostí, tzn. nejlepší frekvenční vlastnosti. Tyto vlastnosti tranzistorů s efektem pole, jsou-li použity, umožňují poměrně jednoduchými prostředky dostat parametry a kvalitu zvuku modernizovaného zesilovače na nejvyšší úroveň, což se v praxi opakovaně potvrdilo. Zlepšení linearity koncového stupně napomáhá i taková vlastnost tranzistorů s efektem pole, jako je vysoký vstupní odpor, který umožňuje obejít se bez předkoncového stupně, obvykle prováděného podle Darlingtonova obvodu, a dále snížit zkreslení. zkrácením signálové cesty.

Absence jevu sekundárního tepelného rozpadu u tranzistorů s efektem pole rozšiřuje oblast bezpečného provozu koncového stupně a tím zlepšuje spolehlivost zesilovače jako celku a také v některých případech zjednodušuje obvody pro teplotu. stabilizace klidového proudu.

A poslední. Pro zvýšení spolehlivosti zesilovače nebude nadbytečné instalovat ochranné zenerovy diody VD3, VD4 se stabilizačním napětím 10 ... 15 V v obvodu brány tranzistoru. Tyto zenerovy diody budou chránit bránu před průrazem, jehož zpětné průrazné napětí obvykle nepřesahuje 20 V.

Při analýze obvodů pro nastavení počátečního předpětí výstupního stupně jakéhokoli zesilovače je třeba poznamenat dva body.

První bod souvisí s nastavením počátečního klidového proudu. Mnoho zahraničních výrobců to nastavuje v rozmezí 20 ... 30 mA, což zjevně nestačí z hlediska vysoce kvalitního zvuku při nízké hlasitosti. Přestože ve výstupním signálu nejsou žádné viditelné skokové zkreslení, nedostatečný klidový proud vede ke zhoršení frekvenčních vlastností tranzistorů a v důsledku toho k nesrozumitelnému, „špinavému“ zvuku při nízké hlasitosti, „rozmazání“ malé detaily. Za optimální hodnotu klidového proudu je třeba považovat 50…100 mA. Pokud má zesilovač v rameni více tranzistorů, pak tato hodnota platí pro každý tranzistor. V drtivé většině případů umožňuje oblast chladičů zesilovače odvádět teplo z výstupních tranzistorů po dlouhou dobu při doporučené hodnotě klidového proudu.

Druhým, velmi důležitým bodem je, že vysokofrekvenční tranzistor, často používaný v klasickém zapojení pro nastavení a tepelnou stabilizaci klidového proudu, je na vysokých frekvencích buzen a jeho vybuzení je velmi obtížně zjistitelné. Proto je žádoucí místo toho použít nízkofrekvenční tranzistor s f t. V každém případě výměna tohoto tranzistoru za nízkofrekvenční zaručí proti potížím. K eliminaci dynamické změny napětí napomáhá i zařazení kondenzátoru C4 s kapacitou až 0,1 μF mezi kolektor a bázi.

Frekvenční korekce výkonových zesilovačů

Nejdůležitější podmínkou pro zajištění kvalitní reprodukce zvuku je snížení dynamického zkreslení tranzistorového zesilovače na minimum. U zesilovačů s hlubokou zpětnou vazbou toho lze dosáhnout tím, že věnujete velkou pozornost vyrovnávání frekvence. Jak víte, skutečný zvukový signál má pulzní charakter, proto lze pro praktické účely získat dostatečnou představu o dynamických vlastnostech zesilovače z jeho odezvy na skok vstupního napětí, který zase závisí na přechodové odezvě. . Ten lze popsat pomocí faktoru tlumení. Přechodové charakteristiky zesilovačů pro různé hodnoty tohoto koeficientu jsou znázorněny na Obr. 7.

Z velikosti prvního rázu výstupního napětí Uout = f(t) lze učinit jednoznačný závěr o relativní stabilitě zesilovače. Jak je patrné z obr. 7 charakteristik je tento překmit maximální při nízkých koeficientech útlumu. Takový zesilovač má malou rezervu stability a za jinak stejných okolností má velké dynamické zkreslení, které se projevuje ve formě „špinavého“, „neprůhledného“ zvuku, zejména při vysokých frekvencích slyšitelného zvukového rozsahu.

Z hlediska minimalizace dynamického zkreslení nejúspěšnější zesilovač s aperiodickou přechodovou odezvou (faktor útlumu menší než 1). Realizovat takový zesilovač v praxi je však technicky velmi obtížné. Většina výrobců proto dělá kompromisy tím, že poskytuje nižší faktor útlumu.

V praxi se optimalizace korekce frekvence provádí následovně. Přivedením signálu meandrového typu o frekvenci 1 kHz z pulzního generátoru na vstup zesilovače a sledováním přechodového děje na výstupu pomocí osciloskopu, volbou kapacity korekčního kondenzátoru se dosáhne tvaru výstupního signálu, co nejblíže obdélníkovému.

Vliv konstrukce zesilovače na kvalitu zvuku

V dobře navržených zesilovačích, s pečlivě navrženými obvody a provozními režimy aktivních prvků, bohužel nejsou konstrukční záležitosti vždy promyšleny. To vede k tomu, že zkreslení signálu způsobené kabelovými snímači z proudů koncového stupně do vstupních obvodů zesilovače významně přispívají k celkové úrovni zkreslení celého zařízení. Nebezpečí takovýchto snímačů spočívá v tom, že tvary proudů procházejících silovými obvody ramen koncového stupně push-pull pracujícího v režimu třídy AB jsou velmi odlišné od tvarů proudů v zátěži.

Druhým konstruktivním důvodem zvýšeného zkreslení zesilovače je neúspěšné zapojení „zemních“ sběrnic na desce plošných spojů. V důsledku nedostatečného profilu na pneumatikách je patrný úbytek napětí vytvářený proudy ve výkonových obvodech koncového stupně. V důsledku toho se zemní potenciály vstupního stupně a uzemnění výstupního stupně liší. Dochází k tzv. zkreslení „referenčního potenciálu“ zesilovače. Tento neustále se měnící potenciálový rozdíl se přičítá k užitečnému signálovému napětí na vstupu a zesiluje následujícími zesilovacími stupni, což je ekvivalentní přítomnosti rušení a vede ke zvýšení harmonického a intermodulačního zkreslení.

Pro boj s takovým rušením v hotovém zesilovači je nutné spojit pneumatiky s nulovým potenciálem vstupního stupně, nulovým potenciálem zátěže a nulovým potenciálem zdroje energie v jednom bodě (hvězdě) dráty dostatečně velký průřez v jednom bodě (hvězda). Ale nejradikálnějším způsobem, jak eliminovat zkreslení referenčního potenciálu, je galvanické oddělení společného vodiče vstupního stupně zesilovače od výkonné napájecí sběrnice. Takové řešení je možné v zesilovači s diferenciálním vstupním stupněm. Společným vodičem zdroje signálu (vlevo ve schématu na obrázku jsou spojeny pouze svorky rezistorů R1 a R2. Všechny ostatní vodiče připojené na společný vodič jsou připojeny na výkonnou napájecí sběrnici, na vpravo ve schématu. V tomto případě však vypnutí zdroje signálu z nějakého důvodu může vést k poruše zesilovače, protože levá "zemní" sběrnice není k ničemu připojena a stav koncového stupně se stává nepředvídatelným. vyhněte se nouzovým situacím, obě "zemní" sběrnice jsou propojeny odporem R4.Jeho odpor by neměl bít velmi malý, aby se na vstup zesilovače nedostalo rušení od výkonné napájecí lišty, a zároveň ne příliš velký, aby k ovlivnění hloubky zpětné vazby.V praxi je odpor rezistoru R4 asi 10 ohmů.

Energetická náročnost napájecího zdroje

U naprosté většiny průmyslových zesilovačů je kapacita akumulačních (filtračních) kondenzátorů napájecího zdroje zjevně nedostatečná, což je dáno výhradně ekonomickými důvody, protože. elektrické kondenzátory velkých nominálních hodnot (od 10 000 mikrofaradů a více) zjevně nejsou nejlevnější součástky. Nedostatečná kapacita filtračních kondenzátorů vede k „utěsnění“ dynamiky zesilovače a zvýšení úrovně pozadí, tzn. ke snížení kvality zvuku. Praktické zkušenosti autora v oblasti modernizace velkého množství různých zesilovačů naznačují, že „skutečný zvuk“ začíná, když energetická náročnost napájecího zdroje není menší než 75 J na kanál. Pro zajištění takovéto energetické kapacity je požadována celková kapacita filtračních kondenzátorů minimálně 45 000 μF při napájecím napětí 40 V na rameno (E = CU 2 /2).

Kvalita základny prvků

Ne poslední roli při zajištění vysoké kvality zvuku zesilovačů hraje kvalita elementové základny a hlavně pasivních součástek, tzn. rezistory a kondenzátory, stejně jako montážní vodiče.

A pokud většina výrobců používá ve svých výrobcích dostatečně kvalitní permanentní uhlíkové a kovové filmové rezistory, pak to nelze říci o permanentních kondenzátorech. Touha ušetřit na výrobních nákladech často vede ke katastrofálním výsledkům. V obvodech, kde je nutné použít kvalitní polystyrénové nebo polypropylenové fóliové kondenzátory s nízkými dielektrickými ztrátami a nízkým koeficientem dielektrické absorpce, se často instalují pennyoxidové kondenzátory nebo o něco lépe kondenzátory s dielektrikem z mylarové (polyethylentereftalátové) fólie. Kvůli tomu zní i dobře navržené zesilovače „nesrozumitelně“, „zataženo“. Při hraní hudebních fragmentů chybí zvukové detaily, je narušena tonální rovnováha, zjevně nedostatečná rychlost, což se projevuje liknavým atakem zvuku hudebních nástrojů. To ovlivňuje i další aspekty zvuku. Obecně platí, že zvuk ponechává mnoho přání.

Při upgradu opravdu kvalitních zesilovacích zařízení je proto nutné vyměnit všechny nekvalitní kondenzátory. Dobré výsledky jsou dosaženy při použití kondenzátorů Siemens, Philips, Wima. Při dolaďování drahých high-end zařízení je nejlepší použít kondenzátory americké firmy Reelcup typů PPFX, PPFX-S, RTX (typy jsou seřazeny podle ceny vzestupně).

A v neposlední řadě byste měli dbát na kvalitu usměrňovacích diod a montážních vodičů.

Výkonné usměrňovací diody a usměrňovací můstky, které jsou široce používány v napájecích zdrojích pro zesilovače, mají nízkou rychlost díky efektu resorpce vedlejších nosičů náboje v p-n přechodu. V důsledku toho, když je polarita střídavého napětí průmyslové frekvence dodávaného do usměrňovače obrácena, diody v otevřeném stavu se zavřou s určitým zpožděním, což zase vede ke vzniku silného impulsního šumu. Rušení proniká do napájecích obvodů do zvukové cesty a zhoršuje kvalitu zvuku. Pro boj s tímto jevem je nutné použít vysokorychlostní pulzní diody a ještě lépe Schottkyho diody, u kterých chybí efekt resorpce vedlejších nosičů náboje. Z dostupných diod lze doporučit diody International Rectifier. Pokud jde o instalační vodiče, je nejlepší nahradit stávající konvenční instalační vodiče silnými měděnými bezkyslíkatými kabely. Nejprve byste měli vyměnit vodiče, které přenášejí zesílený signál na výstupní svorky zesilovače, vodiče v silových obvodech a případně kabeláž ze vstupních konektorů na vstup prvního stupně zesilovače.

Je obtížné poskytnout konkrétní doporučení ohledně značek kabelů. Vše záleží na vkusu a finančních možnostech majitele zesilovače. Ze známých a dostupných na našem trhu můžeme doporučit kabely Kimber Kable, XLO, Audioquest.