Vysoce věrný audio frekvenční výkonový zesilovač. UMZCH VV s mikrokontrolérovým řídicím systémem. Provoz kompenzátoru odporu AC kabelu

UMZCH BB-2010 je novinkou ze známé řady zesilovačů UMZCH BB (high fidelity). Řada použitých technických řešení byla ovlivněna Ageevovou tvorbou.

Specifikace:

Harmonické zkreslení při 20 000 Hz: 0,001 % (150 W/8 ohmů)

-3dB Šířka pásma malého signálu: 0 – 800 000 Hz

Rychlost přeběhu výstupního napětí: 100V/µs

Odstup signálu od šumu a signálu od pozadí: 120 dB

Schéma zapojení Air Force-2010

Vzhledem k použití operačního zesilovače pracujícího ve světelném režimu, stejně jako použití pouze stupňů s OK a OB v napěťovém zesilovači, pokrytých hlubokým lokálním OOS, je UMZCH BB vysoce lineární ještě před pokrytím obecného OOS. V úplně prvním hi-fi zesilovači v roce 1985 byla použita řešení, která se do té doby používala pouze v měřicí technice: samostatný servisní uzel podporuje režimy stejnosměrného proudu, aby se snížila úroveň zkreslení rozhraní, přechodový odpor spínacího relé střídavého proudu kontaktní skupina je pokryta společnou negativní zpětnou vazbou a speciální uzel účinně kompenzuje vliv odporu AC kabelů na tato zkreslení. Tradice byla zachována i v UMZCH BB-2010, nicméně obecná ochrana životního prostředí zahrnuje i odolnost výstupního dolnopropustného filtru.

V naprosté většině návrhů ostatních UMZCH, profesionálních i amatérských, mnoho z těchto řešení stále chybí. Vysoké technické vlastnosti a audiofilské přednosti UMZCH BB jsou přitom dosaženy jednoduchým obvodovým řešením a minimem aktivních prvků. Ve skutečnosti se jedná o poměrně jednoduchý zesilovač: jeden kanál lze sestavit pomalu za pár dní a nastavení spočívá pouze v nastavení požadovaného klidového proudu výstupních tranzistorů. Speciálně pro začínající radioamatéry byla vyvinuta metoda pro uzel po uzlu, kaskádové testování a seřizování výkonu, pomocí které můžete zaručit lokalizaci míst možných chyb a předejít jejich možným následkům ještě před kompletní montáží UMZCH. . Pro všechny možné dotazy ohledně tohoto nebo podobných zesilovačů jsou k dispozici podrobné vysvětlení, jak na papíře, tak na internetu.

Na vstupu zesilovače je umístěna horní propust R1C1 s mezní frekvencí 1,6 Hz, obr. 1. Ale účinnost zařízení pro stabilizaci režimu umožňuje zesilovači pracovat se vstupním signálem obsahujícím až 400 mV stejnosměrného napětí. Proto je vyloučena C1, která realizuje odvěký audiofilský sen o cestě bez kondenzátorů a výrazně zlepšuje zvuk zesilovače.

Kapacita kondenzátoru C2 vstupní dolní propusti R2C2 je volena tak, aby mezní frekvence vstupní dolní propusti při zohlednění výstupního odporu předzesilovače 500 Ohm -1 kOhm byla v rozmezí od 120 na 200 kHz. Na vstupu operačního zesilovače DA1 je umístěn frekvenční korekční obvod R3R5C3, který omezuje pásmo zpracovaných harmonických a rušení přicházejících obvodem CUS z výstupní strany UMZCH na pásmo 215 kHz na úrovni -3. dB a zvyšuje stabilitu zesilovače. Tento obvod snižuje rozdílový signál nad mezní kmitočet obvodu a eliminuje tak zbytečné přetěžování napěťového zesilovače vysokofrekvenčním rušením, šumem a harmonickými, eliminuje možnost dynamického intermodulačního zkreslení (TIM; DIM).

Dále je signál přiveden na vstup nízkošumového operačního zesilovače s tranzistory s efektem pole na vstupu DA1. Mnoho „nároků“ vůči UMZCH BB je ze strany odpůrců ohledně použití op-ampu na vstupu, který údajně zhoršuje kvalitu zvuku a „krade virtuální hloubku“ zvuku. V tomto ohledu je třeba věnovat pozornost některým zcela zjevným rysům fungování OS v UMZCH VV.

Operační zesilovače předzesilovačů, post-DAC operační zesilovače jsou nuceny vyvinout několik voltů výstupního napětí. Vzhledem k tomu, že zisk operačního zesilovače je malý a pohybuje se od 500 do 2 000krát při 20 kHz, ukazuje to na jejich provoz s relativně velkým rozdílem napětí signálu - od několika stovek mikrovoltů při nízkých frekvencích po několik milivoltů při 20 kHz a vysokou pravděpodobností zavedení intermodulačních zkreslení vstupním stupněm operačního zesilovače. Výstupní napětí těchto operačních zesilovačů se rovná výstupnímu napětí posledního stupně zesílení napětí, obvykle vyrobeného podle schématu OE. Výstupní napětí několika voltů indikuje provoz této kaskády s poměrně velkým vstupním a výstupním napětím a v důsledku toho zavádí zkreslení do zesíleného signálu. Operační zesilovač je zatížen odporem obvodu OOS a zátěží zapojenou paralelně, někdy dosahující až několika kiloohmů, což vyžaduje až několik miliampérů z výstupního sledovače výstupního proudového zesilovače. Proto jsou změny proudu výstupního sledovače IO, jehož koncové stupně spotřebovávají proud maximálně 2 mA, poměrně významné, což také naznačuje, že vnášejí do zesíleného signálu zkreslení. Vidíme, že vstupní stupeň, stupeň zesílení napětí a výstupní stupeň operačního zesilovače mohou způsobit zkreslení.

Ale obvod vysoce věrného zesilovače díky vysokému zesílení a vstupnímu odporu tranzistorové části napěťového zesilovače poskytuje velmi šetrné provozní podmínky pro operační zesilovač DA1. Posuďte sami. Dokonce i v UMZCH, který vyvinul jmenovité výstupní napětí 50 V, pracuje vstupní diferenciální stupeň operačního zesilovače s rozdílovými napěťovými signály od 12 μV při frekvencích 500 Hz až 500 μV při frekvenci 20 kHz. Poměr vysoké vstupní přetížitelnosti diferenciálního stupně, vytvořené na tranzistorech s efektem pole, a nízkého napětí rozdílového signálu poskytuje vysokou linearitu zesílení signálu. Výstupní napětí operačního zesilovače nepřesahuje 300 mV. což indikuje nízké vstupní napětí napěťového zesilovacího stupně se společným emitorem z operačního zesilovače - až 60 μV - a lineární režim jeho činnosti. Výstupní stupeň operačního zesilovače dává zátěži asi 100 kOhm ze strany základny VT2 střídavý proud ne větší než 3 μA. V důsledku toho také výstupní stupeň operačního zesilovače pracuje v extrémně lehkém režimu, téměř na volnoběh. Na skutečném hudebním signálu jsou napětí a proudy většinou o řád nižší než uvedené hodnoty.

Z porovnání napětí rozdílových a výstupních signálů a také zatěžovacího proudu je vidět, že obecně operační zesilovač v UMZCH BB pracuje stokrát snadněji, a tedy v lineárním režimu. než režim operačních zesilovačů předzesilovačů a post-DAC operačních zesilovačů CD přehrávačů, které slouží jako zdroj signálu pro UMZCH s jakoukoli hloubkou ochrany životního prostředí i bez něj. V důsledku toho stejný operační zesilovač zavede mnohem menší zkreslení jako součást UMZCH BB než v jediném zahrnutí.

Občas se objevuje názor, že zkreslení zaváděná kaskádou jsou nejednoznačně závislá na napětí vstupního signálu. To je chyba. Závislost projevu nelinearity kaskády na napětí vstupního signálu se může řídit tím či oním zákonem, ale vždy je jednoznačná: zvýšení tohoto napětí nikdy nevede ke snížení vnesených zkreslení, ale pouze k zvýšit.

Je známo, že úroveň produktů zkreslení přisuzovatelných dané frekvenci klesá úměrně k hloubce negativní zpětné vazby pro tuto frekvenci. Zisk volnoběžných otáček, až do pokrytí zpětnovazebního zesilovače, na nízkých frekvencích nelze změřit kvůli malosti vstupního signálu. Podle výpočtů umožňuje zesílení naprázdno vyvinuté až do pokrytí NOS dosáhnout hloubky OOS 104 dB při frekvencích do 500 Hz. Měření pro frekvence od 10 kHz ukazují, že hloubka zpětné vazby při frekvenci 10 kHz dosahuje 80 dB, při frekvenci 20 kHz - 72 dB, při frekvenci 50 kHz - 62 dB a 40 dB - při frekvenci 200 kHz. Obrázek 2 ukazuje amplitudově-frekvenční charakteristiky UMZCH BB-2010 a pro srovnání podobné ve složitosti.

Vysoký zisk před pokrytím OOS je hlavní vlastností obvodového návrhu VV zesilovačů. Protože cílem všech obvodových triků je dosažení vysoké linearity a vysokého zisku pro udržení hluboké zpětné vazby v co nejširším frekvenčním pásmu, znamená to, že obvodové metody pro zlepšení parametrů zesilovače jsou těmito strukturami vyčerpány. Dalšího snížení zkreslení lze dosáhnout pouze konstruktivními opatřeními zaměřenými na snížení zachycení harmonických složek koncového stupně na vstupních obvodech, zejména na invertujícím vstupním obvodu, jehož zisk je maximální.

Další vlastností obvodů UMZCH BB je proudové řízení koncového stupně napěťového zesilovače. Vstupní operační zesilovač řídí stupeň konverze napětí na proud, prováděný pomocí OK a OB, a přijímaný proud se odečítá od klidového proudu stupně, prováděného podle obvodu OB.

Použití linearizačního rezistoru R17 s odporem 1 kOhm v diferenciálním stupni VT1, VT2 na tranzistorech různých struktur se sériovým výkonem zvyšuje linearitu převodu výstupního napětí operačního zesilovače DA1 na kolektorový proud VT2 o vytvoření lokálního OOS s hloubkou 40 dB. To je patrné z porovnání součtu vlastních odporů emitorů VT1, VT2 - každý asi 5 ohmů - s odporem R17, nebo součtu tepelných napětí VT1, VT2 - asi 50 mV - s úbytkem napětí přes odpor R17, který je 5,2 - 5,6 V .

Zesilovače postavené podle uvažovaného obvodu mají ostrý, 40 dB na dekádu frekvence, pokles zisku nad frekvencí 13 ... 16 kHz. Chybový signál, který je produktem zkreslení, je při frekvencích nad 20 kHz o dva až tři řády menší než užitečný zvukový signál. To umožňuje převést linearitu diferenciálního stupně VT1, VT2, která je na těchto frekvencích nadměrná, na zvýšení zesílení tranzistorové části UN. Díky mírným změnám proudu diferenciálního stupně VT1, VT2, kdy jsou zesilovány slabé signály, se jeho linearita výrazně nezhoršuje s poklesem hloubky lokálního OOS, ale provoz operačního zesilovače DA1, na provozní režim, jehož linearita celého zesilovače závisí na provozním režimu, který na těchto frekvencích umožní zisková rezerva, protože všechna napětí, Zkreslení, která určují zkreslení způsobené operačním zesilovačem, počínaje rozdílovým signálem až po výstupní signál, pokles úměrně zesílení zisku na dané frekvenci.

Korekční obvody fázového předstihu R18C13 a R19C16 byly v simulátoru optimalizovány za účelem snížení rozdílového napětí operačního zesilovače na frekvence několika megahertzů. Bylo možné zvýšit zisk UMZCH BB-2010 ve srovnání s UMZCH BB-2008 na frekvencích v řádu několika set kilohertzů. Zisk zisku byl 4 dB při 200 kHz, 6 dB při 300 kHz, 8,6 dB při 500 kHz, 10,5 dB při 800 kHz, 11 dB při 1 MHz a 10 až 12 dB při frekvencích nad 2 MHz. To je patrné z výsledků simulace, obr. 3, kde spodní křivka odkazuje na frekvenční odezvu obvodu korekce svodu UMZCH BB-2008 a horní na UMZCH BB-2010.

VD7 chrání emitorový přechod VT1 před zpětným napětím vznikajícím při toku dobíjecích proudů C13, C16 v napěťovém omezovacím režimu výstupního signálu UMZCH a z nich vyplývajících mezních napětí s vysokou rychlostí změny na výstupu operačního zesilovače DA1.

Koncový stupeň napěťového zesilovače je proveden na tranzistoru VT3, zapojeném podle obvodu společné báze, což vylučuje pronikání signálu z výstupních obvodů stupně do obvodů vstupních a zvyšuje jeho stabilitu. Kaskáda s OB, naložená na generátor proudu na tranzistoru VT5 a vstupní impedanci koncového stupně, vyvine vysoký stabilní zisk - až 13 000 ... 15 000 krát. Volba odporu rezistoru R24 ​​polovina odporu rezistoru R26 zaručuje rovnost klidových proudů VT1, VT2 a VT3, VT5. R24, R26 poskytují lokální OOS, které snižují efekt Earleyho efektu - změnu p21e v závislosti na kolektorovém napětí a zvyšují počáteční linearitu zesilovače o 40 dB, respektive 46 dB. Napájení UN samostatným napětím, modulo o 15 V vyšším než je napětí koncových stupňů, umožňuje eliminovat vliv kvazi saturace tranzistorů VT3, VT5, který se projevuje poklesem n21e při kolektoru -základní napětí klesne pod 7V.

Třístupňový výstupní sledovač je osazen na bipolárních tranzistorech a nevyžaduje žádné zvláštní komentáře. Nesnažte se bojovat s entropií úsporami na klidovém proudu výstupních tranzistorů. Nemělo by být menší než 250 mA; v autorské verzi - 320 mA.

Před sepnutím relé pro sepnutí AC K1 je zesilovač pokryt OOS1, realizovaný zapnutím děliče R6R4. Přesnost udržení odporu R6 a konzistence těchto odporů v různých kanálech není podstatná, ale pro udržení stability zesilovače je důležité, aby odpor R6 nebyl o mnoho nižší než součet odporů R8 a R70. Sepnutím relé K1 se vypne OOS1 a uvede se do činnosti obvod OOS2 tvořený R8R70C44 a R4 a pokryje skupinu kontaktů K1.1, kde R70C44 vyřadí výstupní dolní propust R71L1 R72C47 z obvodu OOC na frekvence nad 33 kHz. Frekvenčně závislý OOS R7C10 generuje pokles frekvenční odezvy UMZCH na výstupní dolní propust na frekvenci 800 kHz na úrovni -3 dB a poskytuje rezervu v hloubce OOS nad touto frekvencí. Pokles frekvenční odezvy na AC svorkách nad frekvencí 280 kHz na úrovni -3 dB je zajištěn kombinovaným působením R7C10 a výstupní dolní propusti R71L1 -R72C47.

Rezonanční vlastnosti reproduktorů vedou k emisi tlumených zvukových vibrací difuzorem, podtónů po působení impulsu a generování vlastního napětí při křížení závitů cívky reproduktoru s magnetickými siločárami v mezeře magnetického systému. Koeficient tlumení ukazuje, jak velká je amplituda kmitů difuzoru a jak rychle doznívají, když je AC zatížen jako generátor na impedanci z UMZCH. Tento koeficient se rovná poměru střídavého odporu k součtu výstupního odporu UMZCH, přechodového odporu skupiny kontaktů spínacího relé střídavého proudu, odporu cívky tlumivky výstupního LPF obvykle vinutého drátem. nedostatečného průměru, přechodový odpor AC kabelových svorek a odpor samotných AC kabelů.

Navíc je impedance reproduktorů nelineární. Prouděním zkreslených proudů vodiči střídavých kabelů vzniká úbytek napětí s vysokým stupněm nelineárního zkreslení, který se také odečítá od nezkresleného výstupního napětí zesilovače. Proto je signál na AC svorkách mnohem více zkreslený než na výstupu UMZCH. Jedná se o tzv. zkreslení rozhraní.

Pro snížení těchto zkreslení byla aplikována kompenzace všech složek celkové výstupní impedance zesilovače. Vlastní výstupní odpor UMZCH spolu s přechodovým odporem kontaktů relé a odporem vodiče tlumivky výstupní dolní propusti se snižuje působením hluboké obecné OOS odebrané z pravého výstupu L1. Navíc připojením pravého výstupu R70 k „horké“ svorce AC můžete snadno kompenzovat přechodový odpor svorky AC kabelu a odpor jednoho z vodičů AC, aniž byste se museli obávat generování UMZCH kvůli fázovým posunům v drátech pokrytých OOS.

Jednotka kompenzace odporu střídavého vodiče je vyrobena ve formě invertujícího zesilovače s Ky = -2 na operačních zesilovačích DA2, R10, C4, R11 a R9. Vstupní napětí pro tento zesilovač je úbytek napětí na "studeném" ("zemním") vodiči reproduktoru. Protože se jeho odpor rovná odporu „horkého“ vodiče střídavého kabelu, stačí ke kompenzaci odporu obou vodičů zdvojnásobit napětí na „studeném“ vodiči, invertovat jej a přes rezistor R9 s odpor rovný součtu odporů R8 a R70 obvodu OOS přiložte na invertující vstup operačního zesilovače DA1. Potom se výstupní napětí UMZCH zvýší o součet úbytků napětí na střídavých vodičích, což je ekvivalentní eliminaci vlivu jejich odporu na koeficient tlumení a úroveň zkreslení rozhraní na střídavých svorkách. Kompenzace poklesu odporu střídavých vodičů nelineární složky zadního EMF reproduktorů je potřebná zejména na nižších frekvencích zvukového rozsahu. Napětí signálu na výškovém reproduktoru je omezeno rezistorem a kondenzátorem zapojeným do série s ním. Jejich komplexní odpor je mnohem větší než odpor vodičů střídavého kabelu, takže kompenzace tohoto odporu na VF postrádá smysl. Na základě toho omezuje integrační obvod R11C4 pracovní frekvenční pásmo kompenzátoru na 22 kHz.

Zvláštní poznámka: odpor "horkého" vodiče AC kabelu lze kompenzovat jeho překrytím běžným OOS připojením pravé svorky R70 speciálním vodičem k "horké" svorce AC. V tomto případě bude nutné kompenzovat pouze odpor „studeného“ vodiče střídavého proudu a zisk kompenzátoru odporu vodiče musí být snížen na hodnotu Ku \u003d -1 výběrem odporu rezistoru R10 rovného odpor rezistoru R11.

Jednotka proudové ochrany zabraňuje poškození výstupních tranzistorů při zkratech v zátěži. Rezistory R53 - R56 a R57 - R60 slouží jako proudový snímač, což je docela dost. Výstupní proud zesilovače protékající těmito odpory vytváří úbytek napětí, který je aplikován na dělič R41R42. Napětí s hodnotou vyšší než prahová hodnota otevře tranzistor VT10 a jeho kolektorový proud otevře spouštěcí buňku VT8 VT8VT9. Tento článek přejde do ustáleného stavu s otevřenými tranzistory a odpojí obvod HL1VD8, čímž sníží proud zenerovou diodou na nulu a uzamkne VT3. Vybíjení C21 malým základním proudem VT3 může trvat několik milisekund. Po aktivaci spouštěcího článku vzroste napětí na spodní desce C23, nabité napětím na LED HL1 na 1,6 V, z úrovně -7,2 V z kladné napájecí kolejnice OSN na úroveň -1,2 B1, napětí na horní desce tohoto kondenzátoru se také zvýší o 5 V. C21 se rychle vybije přes rezistor R30 až C23, tranzistor VT3 se uzavře. Mezitím se otevře VT6 a přes R33 otevře R36 VT7. VT7 odpojí zenerovu diodu VD9, vybije kondenzátor C22 přes R31 a vypne tranzistor VT5. Nepřijímající předpětí, tranzistory koncového stupně jsou také uzamčeny.

Obnovení výchozího stavu spouště a zapnutí UMZCH se provede stisknutím tlačítka SA1 "Reset ochrany". C27 je nabíjen kolektorovým proudem VT9 a přepíná základní obvod VT8, čímž je blokován spouštěcí článek. Pokud je do této doby nouzový stav odstraněn a VT10 je uzamčen, článek přejde do stavu se stabilně uzavřenými tranzistory. VT6, VT7 jsou uzavřeny, na báze VT3, VT5 je přivedeno referenční napětí a zesilovač přejde do provozního režimu. Pokud zkrat v zátěži UMZCH pokračuje, ochrana se znovu aktivuje, i když je kondenzátor C27 připojen k SA1. Ochrana funguje tak efektivně, že při nastavování korekce došlo k několikanásobnému odpojení zesilovače pro drobné pájení dotykem na neinvertující vstup. Výsledné samobuzení vedlo ke zvýšení proudu výstupních tranzistorů a ochrana vypínala zesilovač. Tato hrubá metoda by sice neměla být zpravidla nabízena, ale kvůli proudové ochraně to výstupním tranzistorům neuškodilo.

Provoz kompenzátoru odporu AC kabelu

Účinnost kompenzátoru UMZCH BB-2008 byla testována starou audiofilskou metodou, sluchem, přepínáním vstupu kompenzátoru mezi kompenzačním vodičem a společným vodičem zesilovače. Zlepšení zvuku bylo jasně patrné a budoucí majitel dychtil po zesilovači, takže se neprovádělo žádné měření účinku kompenzátoru. Výhody schématu kabelových řezaček byly tak zřejmé, že konfigurace kompenzátor + integrátor byla přijata jako standardní sestava pro instalaci do všech vyvinutých zesilovačů.

Je úžasné, jak moc se na internetu rozhořela zbytečná debata o užitečnosti/neužitečnosti kompenzace odporu kabelu. Jako obvykle ti, kteří zvláště trvali na poslechu nelineárního signálu, byli složití a nesrozumitelní, náklady na to byly přemrštěné a instalace byla časově náročná ©. Objevily se dokonce návrhy, že vzhledem k tomu, že se utrácí tolik peněz za samotný zesilovač, je hřích šetřit na posvátném, ale musíte jít tou nejlepší, okouzlující cestou, kterou jde celé civilizované lidstvo a ... koupit normální, lidské © superdrahé kabely z drahých kovů. Olej do ohně k mému velkému překvapení přilévaly výroky velmi uznávaných odborníků o zbytečnosti kompenzační jednotky doma, včetně těch specialistů, kteří tuto jednotku ve svých zesilovačích úspěšně používají. Je velmi nešťastné, že mnozí kolegové radioamatéři byli nedůvěřiví ke zprávám o zlepšení kvality zvuku na nízkých a středních frekvencích se zařazením kompenzátoru, vyhnuli se tomuto jednoduchému způsobu zlepšení chodu UMZCH ze všech sil, než se okradli.

Pro zdokumentování pravdy bylo provedeno jen málo výzkumů. Z generátoru GZ-118 byla do UMZCH BB-2010 přiváděna řada frekvencí v oblasti střídavého rezonančního kmitočtu, napětí bylo řízeno osciloskopem S1-117 a Kr na střídavých svorkách bylo měřeno INI C6- 8, Obr. Kontrola účinnosti odporu vodiče Rezistor R1 je instalován, aby nedocházelo ke snímáním na vstupu kompenzátoru při jeho přepínání mezi řídicím a společným vodičem. V experimentu byly použity běžné a veřejně dostupné AC kabely o délce 3 m a průřezu jádra 6 metrů čtverečních. mm, stejně jako reproduktorový systém GIGA FS Il s frekvenčním rozsahem 25-22000 Hz, nominální impedancí 8 ohmů a jmenovitým výkonem 90 W od Acoustic Kingdom.

Bohužel obvody zesilovačů harmonického signálu ze složení C6-8 umožňují použití vysokokapacitních oxidových kondenzátorů v obvodech ochrany životního prostředí. To způsobuje, že nízkofrekvenční šum těchto kondenzátorů ovlivňuje rozlišení zařízení na nízkých frekvencích, v důsledku čehož se zhoršuje jeho rozlišení na nízkých frekvencích. Při měření Kr signálu o frekvenci 25 Hz z GZ-118 přímo z C6-8 se hodnoty přístroje pohybují kolem hodnoty 0,02 %. Toto omezení není možné obejít pomocí zářezového filtru generátoru GZ-118 v případě měření účinnosti kompenzátoru, protože řada diskrétních hodnot ladicích frekvencí 2T filtru je omezena na nízkých frekvencích hodnotami 20, 60, 120, 200 Hz a neumožňuje měřit Kr na frekvencích, které nás zajímají. Proto, neochotně, byla hladina 0,02 % brána jako nula, referenční.

Při frekvenci 20 Hz s napětím na AC svorkách 3 Vampy, což odpovídá výstupnímu výkonu 0,56 W do zátěže 8 ohmů, byl Kr 0,02 % se zapnutým kompenzátorem a 0,06 % po jeho vypnutí. Při napětí 10 V ampér, což odpovídá výstupnímu výkonu 6,25 W, je hodnota Kr 0,02 % a 0,08 %, při napětí 20 V ampér a výkonu 25 W - 0,016 % a 0,11 %, a při napětí 30 V amplitudě a výkonu 56 W - 0,02 % a 0,13 %.

Znalost uvolněného přístupu výrobců dovážených zařízení k hodnotám nápisů ohledně výkonu a také vzpomínka na zázračnou, po přijetí západních standardů, přeměnu akustického systému s výkonem subwooferu 30 W na , dlouhou -do AC nebyl dodán dlouhodobý výkon vyšší než 56W.

Při frekvenci 25 Hz při výkonu 25 W byl Kr 0,02 % a 0,12 % při zapnuté / vypnuté kompenzační jednotce a při výkonu 56 W - 0,02 % a 0,15 %.

Zároveň byla prověřena nutnost a účelnost pokrytí výstupních LPF obecných OOS. Při kmitočtu 25 Hz při výkonu 56 W a sériově připojeném k jednomu z vodičů AC kabelu výstupní RL-RC dolní propusti, podobně jako je instalován v superlineárním UMZCH, Kr s vypnutým kompenzátorem dosahuje 0,18 %. Při frekvenci 30 Hz při výkonu 56 W Kr 0,02 % a 0,06 % se zapnutou / vypnutou kompenzační jednotkou. Při frekvenci 35 Hz při výkonu 56 W je Kr 0,02 % a 0,04 % při zapnuté / vypnuté kompenzační jednotce. Při frekvencích 40 a 90 Hz při výkonu 56 W je Kr při zapnuté / vypnuté kompenzační jednotce 0,02 % a 0,04 % a při frekvenci 60 Hz - 0,02 % a 0,06 %.

Závěry jsou zřejmé. Na AC svorkách je přítomno nelineární zkreslení signálu. Zhoršení linearity signálu na AC svorkách je zřetelně zaznamenáno s jeho zařazením přes nekompenzovaný, nekrytý odpor OOS dolní propusti obsahující 70 cm relativně tenkého drátu. Závislost úrovně zkreslení na výkonu dodávaném do AC napovídá, že závisí na poměru výkonu signálu a jmenovitého výkonu AC basových reproduktorů. Zkreslení jsou nejvýraznější na frekvencích blízkých rezonančnímu. Zadní EMF generované reproduktory v reakci na dopad zvukového signálu je posunuto součtem výstupního odporu UMZCH a odporu vodičů AC kabelu, takže úroveň zkreslení na AC svorkách přímo závisí na odporu těchto vodičů a výstupní impedanci zesilovače.

Kužel špatně tlumeného basového reproduktoru sám o sobě vydává podtóny a navíc tento reproduktor generuje široký konec harmonických a intermodulačních zkreslených produktů, které středotónový reproduktor reprodukuje. To vysvětluje zhoršení zvuku na středních frekvencích.

Navzdory předpokladu nulové úrovně Kr 0,02 % v důsledku nedokonalosti IRI je účinek kompenzátoru odporu kabelu na zkreslení signálu na AC jasně a jednoznačně zaznamenán. Lze konstatovat, že závěry učiněné po poslechu činnosti kompenzační jednotky na hudební signál a výsledky přístrojových měření jsou v plné shodě.

Zlepšení, které je zřetelně slyšitelné po zapnutí čističe kabelů, lze vysvětlit tím, že s vymizením zkreslení na AC svorkách přestane středotónový reproduktor reprodukovat veškerou tuto nečistotu. Zřejmě tedy snížením nebo odstraněním reprodukce zkreslení středofrekvenčním reproduktorem, dvoukabelovým střídavým propojovacím obvodem, t. zv. "biwiring", kdy jsou spoje LF a MF-HF propojeny různými kabely, má výhodu ve zvuku ve srovnání s jednokabelovým obvodem. Protože však ve dvoukabelovém obvodu zkreslený signál na svorkách LF sekce AC nikam nemizí, ztrácí tento obvod na možnost s kompenzátorem z hlediska koeficientu tlumení volných vibrací kužele nízkofrekvenční reproduktor.

Fyziku neošidíte a pro slušný zvuk nestačí dostat brilantní výkon na výstupu zesilovače s aktivní zátěží, ale je také potřeba neztratit linearitu po doručení signálu do reproduktorových terminálů. Jako součást dobrého zesilovače je absolutně nezbytný kompenzátor vyrobený podle jednoho nebo druhého schématu.

Integrátor

Testována byla také účinnost a možnost snížení chyby integrátoru DA3. V UMZCH BB s operačním zesilovačem TL071 je výstupní stejnosměrné napětí v rozsahu 6 ... 9 mV a nebylo možné toto napětí snížit přidáním přídavného odporu do neinvertujícího vstupního obvodu.

Vliv nízkofrekvenčního šumu, charakteristický pro operační zesilovač se stejnosměrným vstupem, v důsledku pokrytí hluboké zpětné vazby přes frekvenčně závislý obvod R16R13C5C6, se projevuje nestabilitou výstupního napětí o několik milivoltů, nebo -60 dB vzhledem k výstupnímu napětí při jmenovitém výstupním výkonu, při frekvencích pod 1 Hz, nereprodukovatelné reproduktory.

Na internetu byl zmíněn nízký odpor ochranných diod VD1 ... VD4, což údajně zavádí chybu do činnosti integrátoru kvůli vytvoření děliče (R16 + R13) / R VD2 | VD4 .. Pro kontrolu zpětného odporu ochranných diod byl sestaven obvod Obr. 6. Zde je operační zesilovač DA1, zapojený podle obvodu invertujícího zesilovače, pokryt OOS přes R2, jeho výstupní napětí je úměrné proudu v obvodu testované diody VD2 a ochranného rezistoru R2 s koeficientem 1 mV / nA a odpor obvodu R2VD2 je s koeficientem 1 mV / 15 GΩ . Pro vyloučení vlivu aditivních chyb operačního zesilovače - předpětí a vstupního proudu na výsledky měření svodového proudu diody je nutné vypočítat pouze rozdíl mezi vlastním napětím na výstupu operačního zesilovače, měřeno bez testované diody a napětí na výstupu operačního zesilovače po jeho instalaci. V praxi rozdíl ve výstupním napětí operačního zesilovače o několik milivoltů dává zpětný odpor diody řádově deset až patnáct gigaohmů při zpětném napětí 15 V. Je zřejmé, že svodový proud se nezvýší. s poklesem napětí na diodě na úroveň několika milivoltů, což je charakteristické pro rozdílové napětí operačního zesilovače integrátoru a kompenzátoru.

Ale fotoelektrický jev vlastní diodám umístěným ve skleněném pouzdře skutečně vede k výrazné změně výstupního napětí UMZCH. Při osvětlení žárovkou 60 W ze vzdálenosti 20 cm se konstantní napětí na výstupu UMZCH zvýšilo na 20 ... 3O mV. Ačkoli je nepravděpodobné, že by bylo možné pozorovat podobnou úroveň osvětlení uvnitř skříně zesilovače, kapka barvy nanesená na tyto diody eliminovala závislost režimů UMZCH na osvětlení. Podle výsledků simulace není pozorován pokles frekvenční charakteristiky UMZCH ani při frekvenci 1 milihertz. Ale časová konstanta R16R13C5C6 by neměla být snížena. Fáze střídavých napětí na výstupech integrátoru a kompenzátoru jsou opačné a při poklesu kapacity kondenzátorů nebo odporu rezistorů integrátoru může zvýšení jeho výstupního napětí zhoršit kompenzaci kompenzátoru. odpor AC kabelů.

Porovnání zvuku zesilovače. Zvuk sestaveného zesilovače byl porovnán se zvukem několika zahraničních průmyslových zesilovačů. Zdrojem byl CD přehrávač od Cambridge Audio, předzesilovač "" byl použit pro sestavení a nastavení úrovně zvuku terminálu UMZCH, "Sugden A21a" a NAD C352 používaly standardní ovladače.

Jako první prověřil legendární, pobuřující a zatraceně drahý anglický UMZCH „Sugden A21a“, fungující ve třídě A s výstupním výkonem 25 wattů. Je pozoruhodné, že v doprovodné dokumentaci k VCL Britové považovali za dobré neuvádět úroveň nelineárního zkreslení. Řekněme, že to není o deformacích, ale o duchovnosti. "Sugden A21a>" prohrál s UMZCH BB-2010 se srovnatelným výkonem jak z hlediska úrovně, tak i čistoty, jistoty, ušlechtilosti zvuku na nízkých frekvencích. To není překvapivé, vzhledem k vlastnostem jeho obvodů: pouze dvoustupňový kvazi-symetrický výstupní sledovač na tranzistorech stejné struktury, sestavený podle obvodů ze 70. let minulého století s relativně vysokou výstupní impedancí a elektrolytickým kondenzátor zapnutý na výstupu, který dále zvyšuje celkový výstupní odpor - to je poslední řešení, které samo degraduje zvuk jakýchkoli zesilovačů na nízkých a středních frekvencích. Na středních a vysokých frekvencích vykazoval UMZCH BB vyšší detail, transparentnost a vynikající pódiové propracování, kdy bylo možno zvukem jasně lokalizovat zpěváky a nástroje. Mimochodem, když už jsme u korelace objektivních dat měření a subjektivních dojmů ze zvuku: v jednom z časopiseckých článků konkurentů Sugdenu byla jeho Kr stanovena na úrovni 0,03 % při frekvenci 10 kHz.

Dalším byl také anglický zesilovač NAD С352. Celkový dojem byl stejný: výrazný „kýblový“ zvuk Angličana na nízkých frekvencích mu nenechal žádné šance, zatímco práce UMZCH BB byla uznána jako dokonalá. Na rozdíl od NADa, jehož zvuk byl spojen s hustým křovím, vlnou, vatou, zvuk BB-2010 na středních a vysokých frekvencích umožnil jasně rozlišit hlasy účinkujících v obecném sboru a nástroje v orchestru. V díle NAD C352 se jasně projevil efekt lepší slyšitelnosti hlučnějšího interpreta, hlasitějšího nástroje. Jak uvedl sám majitel zesilovače, ve zvuku UMZCH BB se vokalisté navzájem „nekřičeli-nekývali“ a housle nebojovaly v síle zvuku s kytarou nebo trubkou, ale všechny nástroje se pokojně a harmonicky „spřátelily“ v celkovém zvukovém obrazu melodie. Při vysokých frekvencích zní UMZCH BB-2010 podle obrazných audiofilů jako „jako by kreslil zvuk tenkým tenkým štětcem“. Tyto efekty lze přičíst rozdílu v intermodulačním zkreslení zesilovačů.

Zvuk UMZCH Rotel RB 981 byl podobný zvuku NAD C352, s výjimkou lepšího výkonu na nízkých frekvencích, přesto zůstal UMZCH BB-2010 mimo konkurenci v jasnosti ovládání AC na nízkých frekvencích. jako průhlednost, jemnost zvuku na středních a vysokých frekvencích.

Nejzajímavější z hlediska pochopení smýšlení audiofilů byl obecný názor, že i přes převahu nad těmito třemi UMZCH vnášejí do zvuku „teplo“, což jej činí příjemnějším a UMZCH BB funguje plynule, „je neutrální na zvuk."

Japonský Dual CV1460 okamžitě po zapnutí pro každého nejviditelnějším způsobem ztratil zvuk a neztráceli čas podrobným poslechem. Jeho Kr byla v rozmezí 0,04 ... 0,07 % při nízkém výkonu.

Hlavní dojmy z porovnání zesilovačů v obecné rovině byly zcela shodné: UMZCH BB je ve zvuku bezpodmínečně a jednoznačně předběhl. Proto byly další testy považovány za zbytečné. Výsledkem bylo, že přátelství zvítězilo, každý dostal to, co chtěl: pro teplý, upřímný zvuk - Sugden, NAD a Rotel a pro poslech toho, co bylo na disku zaznamenáno režisérem - UMZCH BB-2010.

Osobně mám rád high-fidelity UMZCH s lehkým, čistým, bezvadným, ušlechtilým zvukem, bez námahy reprodukuje pasáže jakékoliv složitosti. Jak řekl můj kamarád, audiofil s velkými zkušenostmi, zpracovává zvuky bicích sad na nízkých frekvencích bez možností, jako lis, na středních frekvencích zní, jako by neexistoval, a na vysokých frekvencích jakoby malovat zvuk tenkým štětcem. Nedráždivý zvuk UMZCH BB je pro mě spojen s jednoduchostí ovládání kaskád.

Vysoce věrný audiofrekvenční výkonový zesilovač (UMZCH), vyvinutý v roce 1989 Nikolajem Sukhovem, lze právem označit za legendární. Při jeho vývoji byl uplatněn profesionální přístup založený na znalostech a zkušenostech v oblasti analogových obvodů. V důsledku toho se parametry tohoto zesilovače ukázaly být tak vysoké, že ani dnes tento design neztratil svůj význam. Tento článek popisuje mírně vylepšenou verzi zesilovače. Vylepšení se týká použití nové základny prvků a použití řídicího systému mikrokontroléru.

Výkonový zesilovač (PA) je nedílnou součástí každého zvukového reprodukčního komplexu. Existuje mnoho popisů konstrukce takových zesilovačů. Ale v naprosté většině případů i při velmi dobrém výkonu zcela chybí obslužná vybavenost. Ale v současné době, kdy se mikrokontroléry rozšířily, není těžké vytvořit dostatečně dokonalý řídicí systém. Současně domácí zařízení z hlediska funkčního nasycení nemusí být horší než nejlepší značkové vzorky. Varianta UMZCH VV s mikrokontrolérovým řídicím systémem je na Obr. 1:

Rýže. 1. Vzhled zesilovače.

Originální obvod UMZCH VV má dostatečné parametry, aby zesilovač nebyl dominantním zdrojem nelinearity v cestě reprodukce zvuku v celém rozsahu výstupního výkonu. Proto další zlepšování vlastností znatelných výhod již nepřináší.

Přinejmenším kvalita zvuku různých zvukových záznamů se liší mnohem více než kvalita zvuku zesilovačů. K tomuto tématu můžete citovat z časopisu "Audio": " Existují slyšitelné rozdíly v kategoriích, jako jsou reproduktory, mikrofony, LP snímače, poslechové místnosti, studiové prostory, koncertní sály a zejména konfigurace studia a nahrávacího zařízení používané různými nahrávacími společnostmi. Pokud chcete slyšet jemné rozdíly ve zvukové scéně, porovnejte desky Delos Johna Eargla s deskami Telarc Jacka Rennera, nikoli předzesilovače. Nebo chcete-li slyšet jemné rozdíly v přechodech, porovnejte jazzové nahrávky dmp s jazzovými nahrávkami Chesky, nikoli dvě propojení.»

I přes tuto skutečnost milovníci Hi-Endu nepřestávají hledat ten „správný“ zvuk, který ovlivňuje mimo jiné i UM. Ve skutečnosti je PA příkladem velmi jednoduché lineární cesty. Současná úroveň vývoje obvodů umožňuje poskytnout takové zařízení s dostatečně vysokými parametry, takže vnesená zkreslení se stanou neviditelnými. V praxi tedy znějí jakékoliv dvě moderní, neexcentricky řešené PA stejně. Naopak, pokud má UM nějaký zvláštní, specifický zvuk, vypovídá to jen o jednom: zkreslení způsobené takovým UM jsou velké a sluchem jasně patrné.

To neznamená, že je velmi snadné navrhnout kvalitní PA. Existuje mnoho jemností, jak obvodů, tak konstrukčního plánu. Ale všechny tyto jemnosti jsou již dlouho známy vážným výrobcům PA a v návrzích moderních PA se obvykle nevyskytují žádné hrubé chyby. Výjimkou jsou drahé zesilovače třídy Hi-End, které jsou často navrženy velmi negramotně. I když je zkreslení vnesené PA lahodící uchu (jak tvrdí milovníci lampových zesilovačů), nemá to nic společného s vysokou věrností reprodukce zvuku.

Vysoce kvalitní PA má kromě tradičních požadavků na širokopásmové připojení a dobrou linearitu řadu dalších požadavků. Někdy můžete slyšet, že pro domácí použití stačí výkon zesilovače 20-35 wattů. Pokud mluvíme o průměrném výkonu, pak je toto tvrzení pravdivé. Ale skutečný hudební signál může mít špičkovou úroveň výkonu, která je 10 až 20krát vyšší než průměr. Pro získání nezkreslené reprodukce takového signálu při průměrném výkonu 20 W je tedy nutné mít výkon PA řádově 200 W. Zde je například výstup z peer review pro zesilovač popsaný v: " Jedinou připomínkou byla nedostatečná hlasitost zvuku velkých bicích nástrojů, což je vysvětleno nedostatečným výstupním výkonem zesilovače (špičkově 120 wattů do zátěže 4 ohmy).»

Akustické systémy (AS) jsou komplexní zátěží a mají velmi složitý vzorec impedance vs. frekvence. Na některých frekvencích může být 3-4krát menší než jmenovitá hodnota. PA musí být schopen pracovat bez zkreslení na takto nízkoodporové zátěži. Pokud je například nominální impedance reproduktorového systému 4 ohmy, pak by měl PA normálně pracovat na zátěži s odporem 1 ohm. To vyžaduje velmi vysoké výstupní proudy, se kterými je nutné počítat při návrhu zesilovače. Popsaný zesilovač tyto požadavky splňuje.

V poslední době se poměrně často diskutuje na téma optimální výstupní impedance zesilovače z hlediska minimalizace zkreslení reproduktorů. Toto téma je však aktuální pouze při návrhu aktivních reproduktorů. Výhybkové filtry pro pasivní reproduktory jsou navrženy na základě skutečnosti, že zdroj signálu bude mít zanedbatelnou výstupní impedanci. Pokud má PA vysokou výstupní impedanci, pak bude frekvenční odezva takových reproduktorů značně zkreslená. Nezbývá tedy nic jiného, ​​než zajistit malou výstupní impedanci pro PA.

Je vidět, že nový vývoj UM jde především cestou snižování nákladů, zlepšení vyrobitelnosti konstrukce, zvýšení výstupního výkonu, zvýšení účinnosti, zlepšení spotřebitelských kvalit. Tento článek se zaměřuje na servisní funkce, které jsou implementovány díky řídicímu systému mikrokontroléru.

Zesilovač je vyroben v MIDI pouzdře, jeho celkové rozměry jsou 348x180x270 mm, hmotnost cca 20 kg. Vestavěný mikrokontrolér umožňuje ovládat zesilovač pomocí IR dálkového ovladače (sdíleného s předzesilovačem). Kromě toho mikrokontrolér měří a indikuje průměrný a kvazišpičkový výstupní výkon, teplotu radiátorů, realizuje vypnutí časovačem a řeší nouzové situace. Systém ochrany zesilovače, stejně jako řízení zapnutí a vypnutí, jsou realizovány za účasti mikrokontroléru. Zesilovač má samostatný pohotovostní zdroj, který mu umožňuje být v režimu "STANDBY" při vypnutém hlavním napájení.

Popsaný zesilovač se nazývá NSM (National Sound Machines), model PA-9000, protože název zařízení je součástí jeho konstrukce a musí být přítomen. Implementovaná sada servisních funkcí se v některých případech může ukázat jako nadbytečná, pro takové situace byla vyvinuta „minimalistická“ verze zesilovače (model PA-2020), která má pouze vypínač a rozsvícenou dvoubarevnou LED. přední panel a vestavěný mikrokontrolér pouze řídí proces zapínání a vypínání napájení, doplňuje systém ochrany a poskytuje dálkové ovládání režimu "STANDBY".

Všechny ovládací prvky a indikátory zesilovače jsou umístěny na předním panelu. Jeho vzhled a účel ovládacích prvků je znázorněn na Obr. 2:

Rýže. 2. Přední panel zesilovače.

Tlačítko napájení zajišťuje úplné odpojení zesilovače od sítě. Fyzicky toto tlačítko odpojí od sítě pouze pohotovostní zdroj napájení, podle toho může být dimenzováno na malý proud. Hlavní napájecí zdroje se zapínají pomocí relé, jejichž vinutí jsou napájena ze záložního zdroje. Proto, když je tlačítko „POWER“ vypnuto, je zaručeno, že všechny obvody zesilovače budou bez napětí.

Když zapnete tlačítko "POWER", zesilovač se plně zapne. Proces zapnutí je následující: pohotovostní zdroj se okamžitě zapne, o čemž svědčí kontrolka LED pohotovostního režimu „DUTY“. Po určité době potřebné k resetování mikrokontroléru se zapne napájení externích zásuvek a rozsvítí se LED „EXT“. Poté se rozsvítí LED „MAIN“ a proběhne první fáze zapnutí hlavních zdrojů. Zpočátku se hlavní transformátory zapínají přes omezovací odpory, které zabraňují počátečnímu zapínacímu proudu vlivem vybitých filtračních kondenzátorů. Kondenzátory se postupně nabíjejí, a když měřené napájecí napětí dosáhne nastavené prahové hodnoty, omezovací odpory jsou z obvodu odstraněny. Současně se rozsvítí LED "PROVOZ". Pokud během stanovené doby napájecí napětí nedosáhne nastavené prahové hodnoty, proces zapínání zesilovače se přeruší a zapne se indikace alarmu. Pokud bylo zahrnutí hlavních zdrojů úspěšné, pak mikrokontrolér zkontroluje stav ochranného systému. V nepřítomnosti nouzových situací umožňuje mikrokontrolér sepnout zátěžové relé a rozsvítí se LED „LOAD“.

tlačítko STANDBY ovládá pohotovostní režim. Krátké stisknutí tlačítka uvede zesilovač do pohotovostního režimu nebo naopak zesilovač zapne. V praxi může být nutné zapnout externí zásuvky a nechat PA v pohotovostním režimu. To je vyžadováno například při poslechu zvukových záznamů na stereofonních telefonech nebo při dabingu bez ovládání zvuku. Externí zásuvky lze nezávisle zapnout/vypnout dlouhým (až do pípnutí) stisknutím tlačítka „STANDBY“. Volba při zapnutém PA a vypnutých zásuvkách nedává smysl, proto není implementována.

Přední panel má 4místný digitální Zobrazit a 5 ovládacích tlačítek displeje. Displej může pracovat v následujících režimech (obr. 3a):

• zakázáno
• indikace průměrného výstupního výkonu [W]
• indikace kvazišpičkového výstupního výkonu
• indikace stavu časovače [M]
• zobrazení teploty radiátorů [°C]

Rýže. 3. Možnosti zobrazení.

Tlačítko PEAK zapíná zobrazení výstupního výkonu a přepíná mezi průměrným / kvazišpičkovým výkonem. V režimu indikace výstupního výkonu se na displeji rozsvítí „W“ a pro kvazišpičkový výkon se rozsvítí také „PEAK“. Výstupní výkon se zobrazuje ve wattech s rozlišením 0,1 wattu. Měření se provádí vynásobením proudu a napětí na zátěži, takže naměřené hodnoty jsou platné pro jakoukoli přípustnou hodnotu odporu zátěže. Podržením tlačítka PEAK, dokud se ozve pípnutí, nevypne displej. Vypnutí displeje i přepínání mezi různými režimy zobrazení probíhá plynule (jeden obraz „přetéká“ do druhého). Tento efekt je implementován softwarově.

tlačítko TIMER zobrazuje aktuální stav časovače, zatímco písmeno "M" svítí. Časovač umožňuje nastavit časový interval, po kterém zesilovač přejde do pohotovostního režimu a externí zásuvky se vypnou. Je třeba poznamenat, že při použití této funkce musí ostatní součásti komplexu umožnit vypnutí „na cestách“. U tuneru a CD přehrávače je to obvykle přijatelné, ale u některých kazetových přehrávačů se po vypnutí napájení nemusí LPM přepnout do režimu „STOP“. U těchto přehrávačů je vypínání napájení během přehrávání nebo nahrávání nepřijatelné. Takové balíčky jsou však mezi značkovými zařízeními extrémně vzácné. Naopak většina decků má přepínač „Timer“, který má 3 polohy: „Off“, „Record“ a „Play“, který umožňuje okamžité zapnutí režimu přehrávání nebo nahrávání jednoduchým napájením. Tyto režimy můžete také vypnout pouhým odpojením napájení. Časovač zesilovače lze naprogramovat na následující intervaly (obr. 3b): 5, 15, 30, 45, 60, 90 a 120 minut. Pokud se časovač nepoužívá, musí být nastaven do stavu "OFF". V tomto stavu je ihned po zapnutí napájení.

Interval časovače je nastaven tlačítka "+" a "-" v režimu zobrazení časovače. Pokud je časovač povolen, na displeji vždy svítí LED TIMER a zapnutí indikace časovače ukazuje aktuální aktuální stav, tzn. kolik minut zbývá do vypnutí. V takové situaci lze interval prodloužit stisknutím tlačítka „+“.

tlačítko "°C". zapne zobrazení teploty radiátorů, přičemž se rozsvítí symbol "°C". Na každém radiátoru je instalován samostatný teploměr, ale na displeji se zobrazuje maximální hodnota teploty. Stejné teploměry se používají pro ovládání ventilátoru a pro tepelnou ochranu výstupních tranzistorů zesilovače.

Pro indikace poruchy Na předním panelu jsou dvě LED: "FAIL LEFT" a "FAIL RIGHT". Při spuštění ochrany v jednom z PA kanálů se rozsvítí příslušná LED a na displeji se zobrazí písmeno názvu příčiny nehody (obr. 3c). V tomto případě se zesilovač přepne do pohotovostního režimu. Zesilovač má následující typy ochrany:

• nadproudová ochrana koncového stupně
• výstupní DC ochrana
• ochrana proti výpadku napájení
• ochrana proti výpadku proudu
• ochrana proti přehřátí výstupních tranzistorů

Reaguje na stejnosměrnou složku výstupního napětí PA, která je větší než 2 V. Chrání reproduktory, je implementována i hardwarově. Indikováno na displeji jako "dcF".

Reaguje na pokles napájecího napětí libovolného ramene pod stanovenou úroveň. Výrazné porušení symetrie napájecích napětí může způsobit, že se na výstupu PA objeví konstantní složka, která je pro AU nebezpečná. Na displeji se zobrazí „UF“.

Reaguje na výpadek několika period síťového napětí za sebou. Účelem této ochrany je odpojit zátěž před poklesem napájecího napětí a začátkem přechodového jevu. Implementován v hardwaru, mikrokontrolér pouze čte jeho stav. Zobrazuje se jako „prF“.

ochrana proti přehřátí výstupní tranzistory je implementován softwarově, využívá informace z teploměrů, které jsou instalovány na radiátorech. Na displeji je indikováno jako „tF“.

UM má schopnost dálkové ovládání. Protože není potřeba velký počet ovládacích tlačítek, používá se stejný dálkový ovladač jako pro ovládání předzesilovače. Tento dálkový ovladač funguje ve standardu RC-5 a má tři tlačítka speciálně navržená pro ovládání PA. Tlačítko "STANDBY" zcela duplikuje podobné tlačítko na předním panelu. Tlačítko "DISPLAY" umožňuje přepínat režim zobrazení kolem prstence (obr. 3a). Podržením tlačítka DISPLAY, dokud se ozve pípnutí, displej nevypne. Tlačítko "MODE" umožňuje změnit časový interval časovače (obr. 3b), tzn. nahrazuje tlačítka "+" a "-".

Na zadní panel zesilovač (obr. 4) instalované zásuvky určené k napájení dalších komponent komplexu. Tyto zásuvky mají nezávislé vypínání, které umožňuje odpojit celý komplex z dálkového ovládání.

Rýže. 4. Zadní panel zesilovače.

Jak již bylo uvedeno dříve, obvod UMZCH VV Nikolaje Sukhova, který je popsán v. Základní principy pro budování vysoce věrného PA jsou uvedeny v. Kruhový diagram základní deska zesilovače znázorněno na Obr. 5.

šířka=710>

Rýže. 5. Schéma základní desky zesilovače.

Oproti původnímu návrhu došlo na zesilovači k drobným změnám. Tyto změny nejsou zásadní a v podstatě se jedná o přechod na novější základnu prvků.

Změněno obvod stabilizace teploty klidového proudu. V původním provedení spolu s výstupními tranzistory byl na radiátory instalován tranzistor - teplotní čidlo, které nastavovalo předpětí koncového stupně. V tomto případě byla brána v úvahu pouze teplota výstupních tranzistorů. Ale teplota koncových tranzistorů, kvůli poměrně velkému výkonu na nich rozptýlenému, se během provozu také výrazně zvýšila. Vzhledem k tomu, že tyto tranzistory byly namontovány na malých jednotlivých chladičích, mohla jejich teplota poměrně dramaticky kolísat, například v důsledku změn ztrátového výkonu nebo dokonce vlivem vnějších proudů vzduchu. To vedlo ke stejným prudkým výkyvům v klidovém proudu. Ano, a jakýkoli jiný prvek PA se může během provozu docela zahřát, protože v jednom případě jsou zdroje tepla (radiátory výstupních tranzistorů, transformátory atd.). To platí i pro úplně první kompozitní emitorové sledovací tranzistory, které chladiče vůbec neměly. V důsledku toho se klidový proud mohl několikrát zvýšit, když byl PA zahřátý. Řešení tohoto problému navrhl Alexej Belov.

Obvykle se pro teplotní stabilizaci klidového proudu koncových stupňů PA používá následující schéma (obr. 6a):

Rýže. 6. Schéma teplotní stabilizace klidového proudu.

Předpětí je přivedeno na body A a B. Je přiděleno na dvousvorkové síti, která se skládá z tranzistoru VT1 a rezistorů R1, R2. Počáteční předpětí je nastaveno odporem R2. Tranzistor VT1 se obvykle montuje na společný radiátor s VT6, VT7. Stabilizace se provádí následovně: když jsou tranzistory VT6, VT7 zahřáté, pokles báze-emitor klesá, což při pevném předpětí vede ke zvýšení klidového proudu. Ale spolu s těmito tranzistory se zahřívá i VT1, což způsobuje pokles úbytku napětí na dvousvorkové síti, tzn. snížení klidového proudu. Nevýhodou tohoto schématu je, že se nebere v úvahu teplota přechodu zbývajících tranzistorů obsažených ve sledovači kompozitního emitoru. Aby se to vzalo v úvahu, musí být známa teplota přechodu všech tranzistorů. Nejjednodušší způsob je udělat to stejně. K tomu stačí nainstalovat všechny tranzistory obsažené v kompozitním emitorovém sledovači na společný radiátor. Současně, aby se získal klidový proud, který nezávisí na teplotě, musí mít předpětí kompozitního emitorového sledovače stejný teplotní koeficient jako u šesti p-n přechodů zapojených do série. Přibližně můžeme předpokládat, že propustný úbytek napětí na p-n přechodu lineárně klesá s koeficientem K, přibližně rovným 2,3 mV/°C. Pro složený emitorový sledovač je tento koeficient 6 * K. Zajistit takový teplotní koeficient předpětí je úkolem dvousvorkové sítě, která je zapojena mezi body A a B. Dvousvorková síť znázorněná na Obr. 6a má teplotní koeficient (1+R2/R1)*K. Když odpor R2 upravuje klidový proud, mění se i teplotní koeficient, což není úplně správné. Nejjednodušším praktickým řešením je obvod znázorněný na Obr. 6b. V tomto obvodu je teplotní koeficient (1 + R3 / R1) * K a počáteční klidový proud je nastaven polohou jezdce rezistoru R2. Úbytek napětí na rezistoru R2, který je posunutý diodou, lze považovat za téměř konstantní. Proto úprava počátečního klidového proudu neovlivňuje teplotní koeficient. U takového obvodu se při zahřívání PA klidový proud změní maximálně o 10-20%. Aby mohly být všechny tranzistory kompozitního emitorového sledovače umístěny na společném chladiči, musí mít pouzdra vhodná pro montáž na chladič (nevhodné jsou tranzistory v pouzdrech TO-92). Proto se v PA používají jiné typy tranzistorů, zároveň modernější.

V obvodu zesilovače (obr. 5) je dvousvorková teplotní stabilizace klidového proudu šmrnována kondenzátorem C12. Tento kondenzátor je volitelný, i když neškodí. Mezi bázemi tranzistorů složeného emitorového sledovače je totiž nutné zajistit předpětí, které musí být pro zvolený klidový proud konstantní a nezávisí na zesilovaném signálu. Stručně řečeno, proměnná složka napětí na dvousvorkové síti, stejně jako na rezistorech R26 a R29 (obr. 5), musí být rovna nule. Proto lze všechny tyto prvky shuntovat pomocí kondenzátorů. Ale kvůli nízkému dynamickému odporu dvousvorkové sítě, stejně jako nízkým hodnotám odporu těchto odporů, má přítomnost bočníkových kapacit velmi slabý účinek. Tyto kapacity proto nejsou nutné, zejména proto, že pro posun R26 a R29 musí být jejich hodnoty poměrně velké (asi 1 μF a 10 μF).

Výstupní tranzistory PA byl nahrazen tranzistory KT8101A, KT8102A, které mají vyšší mezní frekvenci koeficientu proudového přenosu. U výkonných tranzistorů je poměrně výrazný vliv poklesu součinitele přenosu proudu se zvýšením kolektorového proudu. Tento efekt je pro PA extrémně nežádoucí, protože zde musí tranzistory pracovat při vysokých výstupních proudech. Modulace koeficientu přenosu proudu vede k výraznému zhoršení linearity koncového stupně zesilovače. Pro snížení vlivu tohoto efektu v koncovém stupni jsou paralelně zapojeny dva tranzistory (a to je minimum, které si můžete dovolit).

Při paralelním zapojení tranzistorů se používají samostatné emitorové odpory, aby se snížil vliv rozptylu jejich parametrů a vyrovnaly se provozní proudy. Pro běžný provoz systému nadproudové ochrany byl přidán obvod pro zvýraznění maximální hodnoty napětí na diodách VD9 - VD12 (obr. 5), protože nyní je nutné odstranit pokles ze dvou, ale ze čtyř emitorů. rezistory.

Jiné tranzistory kompozitní emitorový sledovač je KT850A, KT851A (pouzdro TO-220) a KT940A, KT9115A (pouzdro TO-126). V obvodu pro stabilizaci klidového proudu je použit kompozitní tranzistor KT973A (pouzdro TO-126).

Vyrobeno a nahrazeno OU k modernějším. Hlavní operační zesilovač U1 byl nahrazen AD744, který má lepší výkon a dobrou linearitu. Operační zesilovač U2, který pracuje v udržovacím obvodu nulového potenciálu na výstupu UMZCH, byl nahrazen OP177, který má nízký nulový offset (ne více než 15 mikrovoltů). To umožnilo opustit trimr úpravy předpětí. Je třeba poznamenat, že kvůli obvodu AD744 musí operační zesilovač U2 poskytovat výstupní napětí blízké napájecímu napětí (vývod 8 operačního zesilovače AD744 je vzdálen pouze dva p-n přechody od vývodu 4 z hlediska konstantního napětí). Proto ne všechny typy přesných operačních zesilovačů se hodí. Jako poslední možnost lze použít pull-up rezistor z výstupu operačního zesilovače na -15 V. Operační zesilovač U3, který pracuje v obvodu kompenzace impedance střídavého přívodu, byl nahrazen AD711. Parametry tohoto operačního zesilovače nejsou tak kritické, proto byl zvolen levný operační zesilovač s dostatečnou rychlostí a poměrně nízkým nulovým offsetem.

Do obvodu jsou přidány odporové děliče R49 - R51, R52 - R54 a R47, R48, které slouží k odstranění proudových a napěťových signálů pro obvod měření výkonu.

Změněná implementace zemnící obvody. Vzhledem k tomu, že každý kanál zesilovače je nyní kompletně sestaven na jedné desce, není potřeba více zemnících vodičů, které je nutné zapojit v jednom bodě šasi. Speciální topologie desky plošných spojů poskytuje zemnící kabely ve tvaru hvězdy. Zemní hvězda je připojena jedním vodičem ke společné svorce napájecího zdroje. Je třeba poznamenat, že taková topologie je vhodná pouze pro zcela oddělené napájecí zdroje pro levý a pravý kanál.

V původním obvodu zesilovače smyčka zpětné vazby AC překlenuje a kontakty relé které připojují zátěž. Toto opatření bylo přijato pro snížení vlivu nelinearity kontaktů. V tomto případě jsou však možné problémy s provozem ochrany pro konstantní součást. Faktem je, že když je zesilovač zapnutý, napájení je dodáváno před zapnutím zátěžového relé. V tomto okamžiku může být na vstupu PA přítomen signál a zisk zesilovače v důsledku přerušené zpětnovazební smyčky je velmi velký. V tomto režimu PA omezuje signál a obvod kompenzace offsetového napětí není obecně schopen udržet nulovou hodnotu DC na výstupu PA. Proto ještě před připojením zátěže může být zjištěno, že na výstupu PA je konstantní složka, a pak bude ochranný systém fungovat. Tento efekt je velmi snadné eliminovat, pokud použijete relé s přepínacími kontakty.

Normálně sepnuté kontakty by měly uzavírat zpětnovazební smyčku stejným způsobem jako normálně otevřené kontakty. V tomto případě je při aktivaci relé zpětná vazba přerušena pouze na velmi krátkou dobu, během níž jsou všechny kontakty relé rozepnuté. Během této doby nestihne zafungovat relativně inerciální ochrana konstantní složky. Na Obr. Obrázek 7 ukazuje proces přepínání relé pořízený digitálním osciloskopem. Jak je vidět, 4 ms po přivedení napětí na cívku relé se normálně sepnuté kontakty rozepnou. Přibližně o 3 ms později jsou normálně rozpojené kontakty sepnuty (se znatelným odskokem, který trvá asi 0,7 ms). Kontakty jsou tedy v "letu" cca 3 ms, právě na tuto dobu dojde k přerušení zpětné vazby.

Rýže. 7. Proces přepínání relé AJS13113.

Schéma ochrany zcela přepracován (obr. 8). Nyní je umístěn na základní desce. Každý kanál má tedy svůj vlastní nezávislý obvod. To je poněkud nadbytečné, ale každá základní deska je zcela autonomní a je kompletním mono zesilovačem. Část ochranných funkcí vykonává mikrokontrolér, ale pro zvýšení spolehlivosti je jejich dostatečná sada hardwarově implementována. V principu může deska zesilovače fungovat úplně bez mikrokontroléru. Vzhledem k tomu, že PA má samostatný záložní zdroj, ochranný obvod je napájen z něj (úroveň +12V). Díky tomu je chování ochranného obvodu předvídatelnější v případě poruchy jednoho z hlavních zdrojů energie.

šířka=710>
Obrázek se nevejde na stránku a je tedy komprimovaný!
Chcete-li jej zobrazit celý, klikněte na .

Rýže. 8. Ochranný obvod zesilovače.

Nadproudová ochrana obsahuje spoušť namontovanou na tranzistorech VT3, VT4 (obr. 5), která se zapne při otevření tranzistoru VT13. VT13 přijímá signál z proudového snímače a otevře se, když proud dosáhne hodnoty nastavené pomocí ladicího rezistoru R30. Spoušť vypíná proudové generátory VT5, VT6, což vede k uzamčení všech tranzistorů sledovače kompozitního emitoru. Nulové napětí na výstupu je v tomto režimu udržováno pomocí rezistoru R27 (obr. 5). Stav spouště se navíc snímá přes řetězec VD13, R63 (obr. 8) a při sepnutí je na vstupech logického prvku U4D nastavena nízká logická úroveň. Tranzistor VT24 poskytuje výstup s otevřeným kolektorem pro signál IOF (I Out Fail), který je dotazován mikrokontrolérem.

DC ochrana realizované na tranzistorech VT19 - VT22 a logických prvcích U4B, U4A. Signál z výstupu zesilovače přes dělič R57, R59 je přiveden na dolní propust R58C23 s mezní frekvencí cca 0,1 Hz, která volí konstantní složku signálu. Pokud se objeví konstantní složka kladné polarity, otevře se tranzistor VT19, zapojený podle obvodu OE. Ten zase otevře tranzistor VT22 a na vstupech logického prvku U4B se objeví vysoká logická úroveň. Pokud se objeví konstantní složka záporné polarity, otevře se tranzistor VT21, spojený s ABOUT. Taková asymetrie je vynucené opatření spojené s unipolárním napájením ochranného obvodu. Pro zvýšení koeficientu přenosu proudu se používá kaskádové spínání tranzistorů VT21, VT20 (ON - OK). Dále, stejně jako v prvním případě, se otevře tranzistor VT22 atd. Na výstup logického prvku U4A je připojen tranzistor VT23, který zajišťuje výstup s otevřeným kolektorem pro signál DCF (DC Fail).

Ochrana proti výpadku napájení obsahuje pomocný usměrňovač (obr. 13) VD1, VD2 (VD3, VD4), který má vyhlazovací filtr s velmi malou časovou konstantou. Dojde-li k několika periodám výpadku síťového napětí za sebou, výstupní napětí usměrňovače klesne a vstupy logického prvku U4C (obr. 8) jsou nastaveny na logickou nízkou úroveň.

Logické signály ze tří výše popsaných ochranných obvodů jsou přiváděny do prvku "OR" U5C, na jehož výstupu se v případě spuštění některého z obvodů vytvoří nízká logická úroveň. V tomto případě se kondenzátor C24 vybije přes diodu VD17 a na vstupech logického prvku U5B (také na výstupu U5A) se objeví nízká logická úroveň. To vede k sepnutí tranzistoru VT27 a vypnutí relé K1. Řetězec R69C24 poskytuje určité minimální zpoždění zapnutí v případě, že mikrokontrolér z nějakého důvodu negeneruje počáteční zpoždění. Tranzistor VT25 poskytuje výstup s otevřeným kolektorem pro signál OKL (OK vlevo) nebo OKR (OK vpravo). Mikrokontrolér může relé deaktivovat. K tomu je nainstalován tranzistor VT26. Tato funkce je nezbytná pro implementaci softwarové ochrany proti přehřátí, zpoždění sepnutí softwarového relé a pro synchronizaci provozu ochranných systémů pro levý a pravý kanál.

Interakce mikrokontroléru s hardwarovým ochranným obvodem následující: při zapnutí zesilovače, poté, co napájecí napětí dosáhne jmenovité hodnoty, mikrokontrolér požádá o připravenostní signály hardwarové ochrany OKL a OKR. Po celou dobu je zapínání relé zakázáno mikrokontrolérem udržováním signálu ENB (Enable) na vysoké logické úrovni. Jakmile mikrokontrolér přijme signály připravenosti, vygeneruje časové zpoždění a umožní relé sepnout. Během provozu zesilovače mikrokontrolér neustále monitoruje připravený signál. V případě ztráty takového signálu pro jeden z kanálů mikrokontrolér odebere signál ENB a tím vypne relé v obou kanálech. Poté se dotazuje na signály stavu zabezpečení, aby identifikoval kanál a typ zabezpečení.

ochrana proti přehřátí implementován výhradně softwarově. V případě přehřátí radiátorů mikrokontrolér odebere signál ENB, což způsobí vypnutí zátěžového relé. Pro měření teploty je ke každému z radiátorů připevněn teploměr Dallas DS1820. Ochrana se spustí, když teplota radiátorů dosáhne 59,8 °C. O něco dříve, při teplotě 55,0 °C, se na displeji objeví předběžné hlášení přehřátí - automaticky se zobrazí teplota radiátorů. Zesilovač se automaticky restartuje, když se radiátory ochladí na 35,0 °C. Zapnutí při vyšší teplotě radiátorů je možné pouze ručně.

Pro zlepšení podmínek chlazení prvků uvnitř skříně zesilovače, malá velikost fanoušek který je umístěn na zadním panelu. Je použit ventilátor s bezkomutátorovým stejnosměrným motorem o jmenovitém napájecím napětí 12 V, určený k chlazení procesoru počítače. Protože během provozu ventilátoru vzniká určitý hluk, který může být patrný během přestávek, používá se poměrně složitý řídicí algoritmus. Když teplota radiátorů dosáhne 45,0 °C, ventilátor začne pracovat, a když radiátory vychladnou na 35,0 °C, ventilátor se vypne. Při výstupním výkonu nižším než 2 W je provoz ventilátoru zakázán, aby nebyl patrný jeho hluk. Aby se zabránilo pravidelnému zapínání a vypínání ventilátoru, když výstupní výkon kolísá blízko prahové hodnoty, je minimální doba vypnutí ventilátoru softwarově omezena na 10 sekund. Když je teplota radiátorů 55,0 °C a vyšší, ventilátor běží bez vypnutí, protože tato teplota je blízká nouzové teplotě. Pokud se ventilátor zapne za chodu zesilovače, pak při přechodu do režimu „STANDBY“, pokud je teplota radiátorů nad 35,0 °C, ventilátor pokračuje v provozu i při nulovém výstupním výkonu. To umožňuje zesilovači rychle vychladnout.

Ochrana proti výpadku napájení také plně softwarově. Mikrokontrolér pomocí ADC monitoruje napájecí napětí obou kanálů zesilovače. Toto napětí je přiváděno do procesoru z hlavních desek přes odpory R55, R56 (obr. 8).

Zahrnutí hlavních zdrojů energie se provádí postupně. To je nutné, protože zátěží usměrňovačů jsou zcela vybité filtrační kondenzátory a při prudkém zapnutí dojde k silnému proudovému rázu. Toto přepětí je nebezpečné pro usměrňovací diody a může spálit pojistky. Proto se při zapnutí zesilovače nejprve sepne relé K2 (obr. 12) a transformátory se připojí k síti přes omezovací odpory R1 a R2. V tomto okamžiku je prahová hodnota pro měřená napájecí napětí softwarově nastavena na ±38 V. Pokud této prahové hodnoty napětí není dosaženo v nastaveném čase, je spínací proces přerušen. K tomu může dojít, pokud je proud odebíraný obvodem zesilovače výrazně zvýšen (zesilovač je poškozen). V tomto případě se rozsvítí indikace výpadku napájení "UF".

Při dosažení prahu ±38 V se aktivuje relé K3 (obr. 12), které vyřadí odpory z primárních obvodů hlavních transformátorů. Poté se práh sníží na ±20 V a mikrokontrolér pokračuje ve sledování napájecích napětí. Pokud během provozu zesilovače napájecí napětí klesne pod ± 20 V, aktivuje se ochrana a zesilovač se vypne. Snížení prahu v normálním provozu je nutné, aby při „odběru“ napájecího napětí při zátěži nedocházelo k činnosti falešné ochrany.

Kruhový diagram procesorové desky znázorněno na Obr. 9. Základem procesoru je mikrokontrolér U1 typu AT89C51 od firmy Atmel, který pracuje na taktovací frekvenci 12 MHz. Pro zvýšení spolehlivosti systému byl použit supervizor U2, který má vestavěný hlídací časovač a monitor napájení. K resetování hlídacího časovače slouží samostatná linka WD, na které je softwarově generován periodický signál. Program je navržen tak, že tento signál bude přítomen pouze v případě, že se provádí obsluha přerušení časovače a hlavní smyčka programu. Jinak hlídací časovač resetuje mikrokontrolér.

šířka=710>
Obrázek se nevejde na stránku a je tedy komprimovaný!
Chcete-li jej zobrazit celý, klikněte na .

Rýže. 9. Schematické schéma procesorové desky.

Displej je k procesoru připojen pomocí 8bitové sběrnice (konektory XP4 - XP6). Pro hradlování registrů desky displeje se používají signály C0..C4, které jsou generovány adresovým dekodérem U4. Registr U3 je latch pro dolní bajt adresy, používají se pouze bity A0, A1, A2. Vysoký bajt adresy není vůbec využit, což umožnilo uvolnit port P2 pro jiné účely.

Když stisknete ovládací tlačítka, jsou programově generovány zvukové signály. K tomu slouží vedení BPR, ke kterému je připojen tranzistorový spínač VT1, zatížený na dynamickém emitoru HA1.

Hlavní desky levého a pravého kanálu jsou připojeny k procesorové desce pomocí konektorů XP1 a XP2. Tyto konektory dodávají procesoru nadproudovou ochranu IOF a signály stavu ochrany výstupu DCF pro zesilovač DCF. Tyto signály jsou společné pro levý a pravý kanál a jejich kombinace je možná díky výstupům ochranného obvodu otevřeného kolektoru. Signály připravenosti ochrany OKL a OKR jsou kanálově oddělené, takže procesor může identifikovat kanál, na kterém byl ochranný obvod spuštěn. Signál ENB, který přichází z procesoru do ochranného systému, umožňuje sepnutí zátěžového relé. Tento signál je společný pro oba kanály, což automaticky synchronizuje činnost dvou relé.

Čáry TRR a TRL se používají k odečítání teploměrů namontovaných na radiátorech s pravým a levým kanálem. Teplotu naměřenou teploměry lze zobrazit na displeji, pokud je povolen odpovídající režim zobrazení. Zobrazí se maximální hodnota teploty obou kanálů pro levý a pravý kanál. Naměřená hodnota je také použita pro softwarovou implementaci ochrany proti přehřátí.

Konektory XP1 a XP2 mají navíc signály WUR, WIR, WUL a WIL, které používá obvod pro měření výstupního výkonu.

Procesorová deska je napájena z pohotovostního zdroje přes konektor XP3. Pro napájení se používají 4 úrovně: ±15 V, +12 V a +5 V. Úrovně ±15 V se při přepnutí do pohotovostního režimu vypnou a zbývající úrovně jsou vždy přítomny. Spotřeba od úrovní +5 V a +12 V v pohotovostním režimu je minimalizována díky softwarovému odstavení hlavních spotřebičů. Přes tento konektor je navíc do záložního zdroje napájení odesláno několik logických řídicích signálů: PEN - ovládá pohotovostní zdroj napájení, REX - sepne relé externích zásuvek, RP1 a RP2 - sepne relé hlavního zdroje napájení, VENTILÁTOR - zapíná ventilátor. Ochranné obvody umístěné na hlavních deskách jsou napájeny z procesorové desky +12 V a deska displeje je napájena +5 V.

Pro měření výstupního výkonu a pro řízení napájecích napětí se používá 12bitový AD7896 U6 ADC od Analog Devices. Jeden kanál ADC nestačí, proto je na vstupu použit přepínač U5 (ještě lepší by bylo použít 8kanálový ADC např. typu AD7888). Data jsou čtena z ADC v sériové podobě. K tomu slouží vedení SDATA (sériová data) a SCLK (hodinový signál). Proces převodu je spuštěn softwarovým signálem START. Jako referenční zdroj a zároveň regulátor napětí pro ADC byl použit REF195 (U7). Vzhledem k tomu, že napájecí napětí ±15 V je v pohotovostním režimu vypnuto, jsou všechny logické signály připojeny k ADC přes odpory R9 - R11, které omezují možné proudové rázy při přepnutí do pohotovostního režimu a zpět.

Z osmi vstupů spínače je použito šest: dva pro měření výkonu, čtyři pro sledování napájecích napětí. Požadovaný kanál se volí pomocí adresních řádků AX0, AX1, AX2.

Zvážit obvod pro měření výkonu levý kanál. Použité schéma zajišťuje násobení zatěžovacího proudu a napětí, takže impedance zátěže je automaticky zohledněna a naměřené hodnoty vždy odpovídají skutečnému činnému výkonu v zátěži. Přes odporové děliče R49 - R54 umístěné na hlavní desce (obr. 5) je napětí z proudových snímačů (emitorové rezistory výstupních tranzistorů) přiváděno do diferenciálního zesilovače U8A (obr. 9), který vysílá proudový signál. Z výstupu U8A přes trimrový rezistor R17 je signál přiveden na vstup Y analogového násobiče U9 typu K525PS2. Napěťový signál je jednoduše odebrán z děliče a přiveden na vstup X analogového násobiče. Na výstupu násobiče je instalována dolní propust R18C13, která extrahuje signál úměrný kvazišpičkovému výstupnímu výkonu s integrační dobou asi 10 ms. Tento signál je přiváděn do jednoho ze vstupů spínače a poté do ADC. Dioda VD1 chrání vstup spínače před záporným napětím.

Aby se kompenzoval počáteční nulový posun násobičů, když je zesilovač zapnut (když zátěžové relé ještě není zapnuto a výstupní výkon je nulový), dojde k procesu autokalibrace nuly. Naměřené předpětí během dalšího provozu se odečte od hodnot ADC.

Výkon v levém a pravém kanálu se měří samostatně a zobrazí se maximální hodnota pro kanály. Vzhledem k tomu, že indikátor by měl zobrazovat jak kvazišpičkový, tak průměrný výstupní výkon, stejně jako zobrazené hodnoty by měly být vhodné pro vnímání, podléhají hodnoty naměřené pomocí ADC softwarovému zpracování. Časové charakteristiky měřiče výkonu jsou charakterizovány dobou integrace a dobou zpětného chodu. U kvazišpičkového měřiče výkonu je integrační čas nastaven hardwarovým filtrovacím obvodem a je přibližně 10 ms. Průměrný měřič výkonu se liší pouze ve zvýšené době integrace, která je implementována softwarově. Při výpočtu průměrného výkonu se používá klouzavý průměr 256 bodů. Doba návratu je v obou případech nastavena softwarově. Pro usnadnění čtení naměřených hodnot by tato doba měla být relativně velká. V tomto případě je zpětný pohyb indikátoru realizován odečtením 1/16 aktuálního kódu výkonu jednou za 20 ms. Během indikace jsou navíc špičkové hodnoty udržovány po dobu 1,4 sekundy. Vzhledem k tomu, že příliš častá aktualizace hodnot indikátoru je špatně vnímána, dochází k aktualizaci každých 320 ms. Aby nedošlo k vynechání dalšího vrcholu a jeho zobrazení synchronně se vstupním signálem, dochází při detekci vrcholu k mimořádné aktualizaci naměřených hodnot.

Jak bylo uvedeno výše, PA používá společný s předzesilovačem dálkové ovládání, který pracuje ve standardu RC-5. Přijímač dálkového ovládání typu SFH-506 je umístěn na desce displeje. Z výstupu fotodetektoru je signál přiveden na vstup SER (INT1) mikrokontroléru. Dekódování kódu RC-5 se provádí softwarově. Použité systémové číslo je 0AH, tlačítko STANDBY je 0CH, tlačítko DISPLAY je 21H, tlačítko MODE je 20H. V případě potřeby lze tyto kódy snadno změnit, protože se používá převodní tabulka, kterou naleznete na konci zdrojového textu programu mikrokontroléru.

Na zobrazovací jednotka(obr. 10) jsou instalovány dva dvoumístné sedmisegmentové indikátory HG1 a HG2 typ LTD6610E. Jsou řízeny paralelními registry U1 - U4. Dynamická indikace se nepoužívá, protože to může způsobit zvýšenou hladinu hluku.

šířka=710>
Obrázek se nevejde na stránku a je tedy komprimovaný!
Chcete-li jej zobrazit celý, klikněte na .

Rýže. 10. Schéma indikační desky.

Registr U5 slouží k ovládání LED. Omezovací rezistor je zapojen do série s každým segmentem a s každou LED. OC vstupy všech registrů jsou spojeny a připojeny k PEN signálu mikrokontroléru. Při resetu a inicializaci registrů je tento signál v logickém horním stavu. Tím se zabrání náhodnému zapálení indikace během přechodových jevů.

Deska displeje má také ovládací tlačítka SB1 - SB6. Jsou připojeny k vedení datové sběrnice a zpětnému vedení RET. Diody VD1 - VD6 zabraňují zkratu datových linek při současném stisku dvou nebo více tlačítek. Při skenování klávesnice používá mikrokontrolér port P0 jako jednoduchý výstupní port, který na svých řádcích tvoří průběžnou nulu. Linka RET je dotazována ve stejnou dobu. Tím je určen kód stisknutého tlačítka.

Vedle indikátorů je pod společným ochranným sklem instalován integrovaný fotodetektor dálkového ovládání U6. Signál z výstupu fotodetektoru přes konektor XP6 je přiveden na vstup mikrokontroléru SER (INT1).

zdroj cla(obr. 11) poskytuje 4 úrovně na výstupu: +5 V, +12 V a ±15 V. Úrovně ±15 V jsou v pohotovostním režimu deaktivovány. Zdroj využívá malý toroidní transformátor navinutý na jádru 50x20x25 mm. Pohotovostní transformátor má velkou výkonovou rezervu a počet závitů na volt je zvolen více než vypočítaný. Díky těmto opatřením se transformátor prakticky nezahřívá, což zvyšuje jeho spolehlivost (musí přece pracovat nepřetržitě po celou dobu životnosti zesilovače). Údaje o vinutí a průměr drátu jsou uvedeny ve schématu. Stabilizátory napětí nemají žádné funkce. Stabilizační obvody U1 a U2 jsou namontovány na malém společném radiátoru. Pro vypnutí úrovní ±15 V slouží spínače na tranzistorech VT1 - VT4, které jsou řízeny signálem PEN přicházejícím z procesorové desky.

Rýže. 11. Schematické schéma desky záložního zdroje.

Kromě stabilizátorů napětí jsou na desce záložního zdroje instalovány spínače na tranzistorech VT5 - VT12 pro ovládání relé a ventilátoru. Protože mikrokontroléry řady MCS-51 jsou během činnosti signálu „Reset“ porty v logickém vysokém stavu, musí se všechny akční členy zapnout na nízkou úroveň. V opačném případě dojde k falešným poplachům v okamžiku zapnutí napájení nebo při spuštění časovače hlídacího obvodu. Z tohoto důvodu nelze jako klíče použít jednotlivé tranzistory npn s čipy ovladače OE nebo ULN2003 a podobně.

Relé, pojistky a omezovací odpory jsou umístěny na reléová deska(obr. 12). Připojení všech síťových vodičů se provádí pomocí šroubových svorkovnic. Každý hlavní transformátor, provozní transformátor a externí zásuvkový blok mají samostatné pojistky. Externí zásuvky jsou z bezpečnostních důvodů vypínány dvěma skupinami reléových kontaktů K1, které přeruší oba vodiče. Hlavní transformátory mají odbočku ze středu primárního vinutí. Tato odbočka může být použita pro napájení 110 V pro napájení dalších součástí komplexu. Zařízení splňující americký standard jsou o něco levnější než multisystémové, takže se občas vyskytují i ​​na našem území. Na reléové desce jsou body, ze kterých lze odebrat 110 V, ale toto napětí se v základní verzi nepoužívá.

Rýže. 12. Schematické schéma desky relé.

Blokové schéma zapojení zapnuto šasi zesilovače znázorněno na Obr. 13. Na sekundární vinutí hlavních transformátorů T1 a T2 jsou připojeny můstkové usměrňovače sestavené na diodách VD5 - VD12 typu KD2997A. Na výstup usměrňovačů jsou připojeny filtrační kondenzátory s celkovou kapacitou více než 100 000 uF. Tato vysoká kapacita je potřebná k dosažení nízkého zvlnění a zlepšení schopnosti zesilovače reprodukovat pulzní signály. Z filtračních kondenzátorů je přiváděno napájecí napětí ±45 V na desky hlavního zesilovače. Dále jsou na diodách VD1 - VD4 namontovány nízkopříkonové usměrňovače, jejichž výstupní napětí je filtrováno s relativně malou časovou konstantou kondenzátory C1 a C2. Přes rezistory R1 a R2 je výstupní napětí těchto pomocných usměrňovačů přiváděno do ochranných obvodů, které jsou sestaveny na deskách hlavního zesilovače. Při výpadku několika půlcyklů síťového napětí dojde k poklesu výstupního napětí pomocných usměrňovačů, což je detekováno ochrannými obvody a odpojí se zátěžová relé. V této době je výstupní napětí hlavních usměrňovačů stále dost vysoké kvůli velkým kondenzátorům, takže se při připojení zátěže nespustí přechodový proces v zesilovači.

šířka=710>
Obrázek se nevejde na stránku a je tedy komprimovaný!
Chcete-li jej zobrazit celý, klikněte na .

Rýže. 13. Schéma zapojení bloků zesilovače.

Pro konstrukci výkonového zesilovače a rozložení neméně důležité než obvody. Hlavním problémem je, že výstupní tranzistory vyžadují účinný odvod tepla. Při přirozeném způsobu chlazení tak vznikají masivní radiátory, které se stávají téměř hlavními konstrukčními prvky. Běžná dispozice, kdy zadní stěna slouží zároveň jako radiátor, není vhodná, od té doby vzadu není místo pro instalaci potřebných svorek a konektorů. Proto bylo v popisovaném UM zvoleno uspořádání s bočním umístěním radiátorů (obr. 14):

Rýže. 14. Obecné uspořádání zesilovače.

Radiátory jsou mírně vystouplé (je to dobře vidět na obr. 4), což zajišťuje jejich lepší chlazení. Desky hlavního zesilovače jsou upevněny paralelně k radiátorům. Tím se minimalizuje délka vodičů mezi deskou a výstupními tranzistory. Dalším rozměrovým prvkem zesilovače jsou síťové transformátory. V tomto případě jsou použity dva toroidní transformátory, které jsou instalovány nad sebou ve společném válcovém sítu. Tato obrazovka zabírá významnou část vnitřního objemu skříně zesilovače. Hlavní usměrňovače jsou namontovány na společném radiátoru, který je umístěn svisle za stíněním transformátorů. Filtrační kondenzátory jsou umístěny ve spodní části šasi zesilovače a jsou zakryty vanou. Je tam také umístěna reléová deska. Pohotovostní zdroj je namontován na speciálním držáku poblíž zadního panelu. Desky procesoru a displeje jsou umístěny v tloušťce předního panelu, který má krabicovou část.

Při vývoji konstrukce zesilovače byla velká pozornost věnována vyrobitelnosti konstrukce a snadnému přístupu k jakémukoli uzlu. Více podrobností o uspořádání zesilovače lze nalézt na Obr. 15 a 18:

Rýže. 15. Uspořádání sestavených uzlů zesilovače.

Základem skříně zesilovače je podvozek z hliníkové slitiny D16T tloušťka 4mm (4 na obr. 18). Připevněno k podvozku radiátory(1 na obr. 18), které jsou vyfrézovány z hliníkové desky nebo odlitku. Požadovaná plocha zářičů silně závisí na provozních podmínkách zesilovače, ale neměla by být menší než 2000 cm2. Pro usnadnění přístupu k deskám zesilovače jsou chladiče připevněny k šasi pomocí pantů (10 na obr. 18), což umožňuje vyklopení chladičů. Aby nepřekážely vodičům vstupních a výstupních konektorů, je zadní panel rozdělen na tři části (obr. 4). Střední část je upevněna pomocí držáku na podvozku a dvě boční části jsou upevněny na radiátorech. Na bocích panelu jsou instalovány konektory, které se vyklápí spolu s chladiči. Sestava zářiče je tedy monofonní PA, který je spojen pouze silovými vodiči a plochým ovládacím kabelem. Na Obr. 18, pro názornost jsou radiátory pouze částečně sklopené dozadu a zadní panel není demontován.

Desky hlavního zesilovače jsou také připevněny k chladičům pomocí pantů (12 na obr. 18), což umožňuje jejich sklopení zpět pro získání přístupu k pájecí straně. Osa otáčení desky probíhá podél linie otvorů pro připojení vodičů výstupních tranzistorů. To umožnilo prakticky nezvětšovat délku těchto drátů při současném naklánění desky. Horní montážní body desek jsou běžné závitové regály o výšce 15mm. Rozložení jednostranných hlavních desek levého a pravého kanálu je hotovo zrcadlo(obr. 16), což umožnilo optimalizovat spoje. Zrcadlení topologie samozřejmě není úplné, protože se používají prvky, které nelze jednoduše zrcadlit (mikroobvody a relé). Obrázek dává přibližnou představu o topologii desek, topologie všech desek je k dispozici v archivu (viz sekce Ke stažení) jako soubory ve formátu PCAD 4.5.

šířka=710>
Obrázek se nevejde na stránku a je tedy komprimovaný!
Chcete-li jej zobrazit celý, klikněte na .

Rýže. 16. Zapojení hlavních desek zesilovače.

Každý radiátor 1 (obr. 17) má hladký povrch 2, který je po černění opracován. Devět tranzistorů 4 je na něm instalováno prostřednictvím keramických těsnění 2.

Rýže. 17. Návrh otopných těles:

Studie ukázaly, že slída a ještě více moderní elastická těsnění nemají dostatečnou tepelnou vodivost. Nejlepším materiálem pro izolační těsnění je keramika na bázi BeO. U tranzistorů v plastových pouzdrech se však taková těsnění téměř nikdy nenacházejí. Docela dobrých výsledků bylo dosaženo výrobou těsnění z hybridních mikroobvodových substrátů. Jedná se o růžovou keramiku (materiál bohužel není přesně znám, nejspíš něco na bázi Al 2 O 3). Pro porovnání tepelné vodivosti různých těsnění byl sestaven stojan, ve kterém byly na radiátor v balení TO-220 upevněny dva identické tranzistory: jeden přímo, druhý přes testovací těsnění. Základní proud pro oba tranzistory byl stejný. Tranzistor na podložce rozptýlil výkon asi 20W, zatímco druhý tranzistor neztratil výkon (na kolektor nebylo přivedeno napětí). Byl změřen rozdíl mezi úbytky B-E pro dva tranzistory a z tohoto rozdílu byl vypočten rozdíl teplot přechodu. Na všechna těsnění byla použita teplovodivá pasta, bez ní byly výsledky horší a nestabilní. Výsledky srovnání jsou uvedeny v tabulce:

Výstupní tranzistory jsou přitlačeny podložkami 5, zbytek tranzistorů je upevněn šrouby. To není příliš pohodlné, protože je nutné vrtání keramických těsnění, což lze provést pouze pomocí diamantových vrtáků, a to i s velkými obtížemi.

U tranzistorů je instalován teploměr 9. Jak ukázala zkušenost, při uchycení teploměrů DS1820 nelze na jejich pouzdro vyvíjet vysoký tlak, jinak dochází ke zkreslení odečtů, a to velmi výrazně (teploměry je lepší lepit lepidlem, které má vysokou tepelnou vodivost).

Pod tranzistory na zářiči je upevněna deska 6. Na zadní straně této desky nejsou žádné vodiče, lze ji tedy namontovat přímo na povrch zářiče. Výstupy všech tranzistorů jsou připájeny k ploškám na horní straně desky. Spoje desky s hlavní deskou jsou provedeny krátkými dráty, které jsou zapájeny do dutých nýtů 7. Aby se nýty nezkratovaly k radiátoru, je v ní vytvořeno vybrání 8.

Základní toroidní transformátory(7 na obr. 18) jsou instalovány na sebe pomocí elastických podložek. Pro omezení rušení z transformátorů na jiná zařízení (např. kazetový magnetofon) se doporučuje umístit transformátory do stínění z žíhané oceli o tloušťce minimálně 1,5 mm. Clona je ocelový válec a dva kryty, stažené k sobě kolíkem. Aby se zabránilo vzniku zkratované cívky, má horní kryt dielektrické pouzdro. Pokud se však předpokládá provoz PA na vysoký průměrný výkon, pak by měly být v obrazovce zajištěny ventilační otvory nebo by měla být obrazovka zcela opuštěna. Zdálo by se, že ke vzájemné kompenzaci svodových polí transformátorů stačí jednoduše zapnout jejich primární vinutí v protifázi. V praxi je ale toto opatření velmi neúčinné. Bludné pole toroidního transformátoru se svou zdánlivou osovou symetrií má velmi složité prostorové rozložení. Proto přepólování jednoho z primárních vinutí vede k oslabení rozptylového pole v jednom bodě prostoru, ale ke zvýšení v jiném. Konfigurace rozptylového pole navíc výrazně závisí na zatížení transformátoru.

Rýže. 18. Hlavní součásti zesilovače:

Na výkonový transformátor UM jsou kladeny velmi přísné požadavky. Je to dáno tím, že je zatížen na usměrňovači s velmi velkými filtračními kondenzátory. To vede k tomu, že proud odebíraný ze sekundárního vinutí transformátoru je pulzního charakteru a hodnota proudu v pulzu je mnohonásobně vyšší než průměrný odebíraný proud. Aby byly ztráty transformátoru nízké, musí mít vinutí velmi nízký odpor. Jinými slovy, transformátor musí být dimenzován na podstatně větší výkon, než se z něj průměrně spotřebuje. V popisovaném zesilovači jsou použity dva toroidní transformátory, z nichž každý je navinut na jádru 110x60x40 mm z ocelové pásky E-380. Primární vinutí obsahuje 2x440

UMZCH VV s mikrokontrolérovým řídicím systémem
Dnešní zobrazení: 32133, celkem: 32133

Viktor Žukovskij, Krasnoarmejsk, Doněcká oblast

UMZCH BB-2010 je novinkou ze známé řady zesilovačů UMZCH BB (high fidelity) [1; 2; 5]. Řada použitých technických řešení byla ovlivněna prací Ageeva SI. .

Zesilovač poskytuje Kr řádově 0,001 % při frekvenci 20 kHz s Рout = 150 W při zátěži 8 ohmů, malou šířku pásma signálu na úrovni -3 dB - 0 Hz ... 800 kHz, výstup rychlost přeběhu napětí -100 V / μs, odstup signálu od šumu a signál/pozadí -120 dB.

Vzhledem k použití operačního zesilovače pracujícího ve světelném režimu, stejně jako použití pouze stupňů s OK a OB v napěťovém zesilovači, pokrytých hlubokým lokálním OOS, je UMZCH BB vysoce lineární ještě před pokrytím obecného OOS. V úplně prvním hi-fi zesilovači v roce 1985 byla použita řešení, která se do té doby používala pouze v měřicí technice: samostatný servisní uzel podporuje režimy stejnosměrného proudu, aby se snížila úroveň zkreslení rozhraní, přechodový odpor spínacího relé střídavého proudu kontaktní skupina je pokryta společnou negativní zpětnou vazbou a speciální uzel účinně kompenzuje vliv odporu AC kabelů na tato zkreslení. Tradice byla zachována i v UMZCH BB-2010, nicméně obecná ochrana životního prostředí zahrnuje i odolnost výstupního dolnopropustného filtru.

V naprosté většině návrhů ostatních UMZCH, profesionálních i amatérských, mnoho z těchto řešení stále chybí. Vysoké technické vlastnosti a audiofilské přednosti UMZCH BB jsou přitom dosaženy jednoduchým obvodovým řešením a minimem aktivních prvků. Ve skutečnosti se jedná o poměrně jednoduchý zesilovač: jeden kanál lze sestavit pomalu za pár dní a nastavení spočívá pouze v nastavení požadovaného klidového proudu výstupních tranzistorů. Speciálně pro začínající radioamatéry byla vyvinuta metoda pro uzel po uzlu, kaskádové testování a seřizování výkonu, pomocí které můžete zaručit lokalizaci míst možných chyb a předejít jejich možným následkům ještě před kompletní montáží UMZCH. . Pro všechny možné dotazy ohledně tohoto nebo podobných zesilovačů jsou k dispozici podrobné vysvětlení, jak na papíře, tak na internetu.

Na vstupu zesilovače je umístěna horní propust R1C1 s mezní frekvencí 1,6 Hz, obr. 1. Ale účinnost zařízení pro stabilizaci režimu umožňuje zesilovači pracovat se vstupním signálem obsahujícím až 400 mV stejnosměrného napětí. Proto je vyloučena C1, která realizuje odvěký audiofilský sen o cestě bez kondenzátorů © a výrazně zlepšuje zvuk zesilovače.

Kapacita kondenzátoru C2 vstupní dolní propusti R2C2 je volena tak, aby mezní frekvence vstupní dolní propusti při zohlednění výstupního odporu předzesilovače 500 Ohm -1 kOhm byla v rozmezí od 120 na 200 kHz. Na vstupu operačního zesilovače DA1 je umístěn frekvenční korekční obvod R3R5C3, který omezuje pásmo zpracovaných harmonických a rušení přicházejících obvodem CUS z výstupní strany UMZCH na pásmo 215 kHz na úrovni -3. dB a zvyšuje stabilitu zesilovače. Tento obvod snižuje rozdílový signál nad mezní kmitočet obvodu a eliminuje tak zbytečné přetěžování napěťového zesilovače vysokofrekvenčním rušením, šumem a harmonickými, eliminuje možnost dynamického intermodulačního zkreslení (TIM; DIM).

Dále je signál přiveden na vstup nízkošumového operačního zesilovače s tranzistory s efektem pole na vstupu DA1. Mnoho „nároků“ vůči UMZCH BB je ze strany odpůrců ohledně použití op-ampu na vstupu, který údajně zhoršuje kvalitu zvuku a „krade virtuální hloubku“ zvuku. V tomto ohledu je třeba věnovat pozornost některým zcela zjevným rysům fungování OS v UMZCH VV.

Operační zesilovače předzesilovačů, post-DAC operační zesilovače jsou nuceny vyvinout několik voltů výstupního napětí. Protože zesílení operačních zesilovačů je nízké, v rozmezí 500 až 2 000krát při 20 kHz, znamená to, že pracují s relativně velkým rozdílem napětí signálu - od několika stovek mikrovoltů při nízkých frekvencích po několik milivoltů při 20 kHz a vysoké pravděpodobnost zavedení intermodulačního zkreslení ze vstupního stupně operačního zesilovače. Výstupní napětí těchto operačních zesilovačů se rovná výstupnímu napětí posledního stupně zesílení napětí, obvykle vyrobeného podle schématu OE. Výstupní napětí několika voltů indikuje provoz této kaskády s poměrně velkým vstupním a výstupním napětím a v důsledku toho zavádí zkreslení do zesíleného signálu. Operační zesilovač je zatížen odporem obvodu OOS a zátěží zapojenou paralelně, někdy dosahující až několika kiloohmů, což vyžaduje až několik miliampérů z výstupního sledovače výstupního proudového zesilovače. Proto jsou změny proudu výstupního sledovače IO, jehož koncové stupně spotřebovávají proud maximálně 2 mA, poměrně významné, což také naznačuje, že vnášejí do zesíleného signálu zkreslení. Vidíme, že vstupní stupeň, stupeň zesílení napětí a výstupní stupeň operačního zesilovače mohou způsobit zkreslení.

Ale obvod vysoce věrného zesilovače díky vysokému zesílení a vstupnímu odporu tranzistorové části napěťového zesilovače poskytuje velmi šetrné provozní podmínky pro operační zesilovač DA1. Posuďte sami. Dokonce i v UMZCH, který vyvinul jmenovité výstupní napětí 50 V, pracuje vstupní diferenciální stupeň operačního zesilovače s rozdílovými napěťovými signály od 12 μV při frekvencích 500 Hz až 500 μV při frekvenci 20 kHz. Poměr vysoké vstupní přetížitelnosti diferenciálního stupně, vytvořené na tranzistorech s efektem pole, a nízkého napětí rozdílového signálu poskytuje vysokou linearitu zesílení signálu. Výstupní napětí operačního zesilovače nepřesahuje 300 mV. což indikuje nízké vstupní napětí napěťového zesilovacího stupně se společným emitorem z operačního zesilovače - až 60 μV - a lineární režim jeho činnosti. Výstupní stupeň operačního zesilovače dává zátěži asi 100 kOhm ze strany základny VT2 střídavý proud ne větší než 3 μA. V důsledku toho také výstupní stupeň operačního zesilovače pracuje v extrémně lehkém režimu, téměř na volnoběh. Na skutečném hudebním signálu jsou napětí a proudy většinou o řád nižší než uvedené hodnoty.

Z porovnání napětí rozdílových a výstupních signálů a také zatěžovacího proudu je vidět, že obecně operační zesilovač v UMZCH BB pracuje stokrát snadněji, a tedy v lineárním režimu. než režim operačních zesilovačů předzesilovačů a post-DAC operačních zesilovačů CD přehrávačů, které slouží jako zdroj signálu pro UMZCH s jakoukoli hloubkou ochrany životního prostředí i bez něj. V důsledku toho stejný operační zesilovač zavede mnohem menší zkreslení jako součást UMZCH BB než v jediném zahrnutí.

Občas se objevuje názor, že zkreslení zaváděná kaskádou jsou nejednoznačně závislá na napětí vstupního signálu. To je chyba. Závislost projevu nelinearity kaskády na napětí vstupního signálu se může řídit tím či oním zákonem, ale vždy je jednoznačná: zvýšení tohoto napětí nikdy nevede ke snížení vnesených zkreslení, ale pouze k zvýšit.

Je známo, že úroveň produktů zkreslení přisuzovatelných dané frekvenci klesá úměrně k hloubce negativní zpětné vazby pro tuto frekvenci. Zisk volnoběžných otáček, až do pokrytí zpětnovazebního zesilovače, na nízkých frekvencích nelze změřit kvůli malosti vstupního signálu. Podle výpočtů umožňuje zesílení naprázdno vyvinuté až do pokrytí NOS dosáhnout hloubky OOS 104 dB při frekvencích do 500 Hz. Měření pro frekvence od 10 kHz ukazují, že hloubka zpětné vazby při frekvenci 10 kHz dosahuje 80 dB, při frekvenci 20 kHz - 72 dB, při frekvenci 50 kHz - 62 dB a 40 dB - při frekvenci 200 kHz. Obrázek 2 ukazuje amplitudově-frekvenční charakteristiky UMZCH BB-2010 a pro srovnání UMZCH podobné složitosti jako Leonid Zuev.

Vysoký zisk před pokrytím OOS je hlavní vlastností obvodového návrhu VV zesilovačů. Protože cílem všech obvodových triků je dosažení vysoké linearity a vysokého zisku pro udržení hluboké zpětné vazby v co nejširším frekvenčním pásmu, znamená to, že obvodové metody pro zlepšení parametrů zesilovače jsou těmito strukturami vyčerpány. Další snížení zkreslení lze zajistit pouze konstruktivními opatřeními zaměřenými na omezení snímání harmonických koncového stupně na vstupních obvodech, zejména na invertujícím vstupním obvodu, z něhož je zisk maximální.

Další vlastností obvodů UMZCH BB je proudové řízení koncového stupně napěťového zesilovače. Vstupní operační zesilovač řídí stupeň konverze napětí na proud, prováděný pomocí OK a OB, a přijímaný proud se odečítá od klidového proudu stupně, prováděného podle obvodu OB.

Použití linearizačního rezistoru R17 s odporem 1 kOhm v diferenciálním stupni VT1, VT2 na tranzistorech různých struktur se sériovým výkonem zvyšuje linearitu převodu výstupního napětí operačního zesilovače DA1 na kolektorový proud VT2 o vytvoření lokálního OOS s hloubkou 40 dB. To je patrné z porovnání součtu vlastních odporů emitorů VT1, VT2 - každý přibližně 5 ohmů - s odporem R17, nebo součtu tepelných napětí VT1, VT2 - asi 50 mV - s úbytkem napětí přes odpor R17, který je 5,2 - 5,6 V .

Zesilovače postavené podle uvažovaného obvodu mají ostrý, 40 dB na dekádu frekvence, pokles zisku nad frekvencí 13 ... 16 kHz. Chybový signál, který je produktem zkreslení, je při frekvencích nad 20 kHz o dva až tři řády menší než užitečný zvukový signál. To umožňuje převést linearitu diferenciálního stupně VT1, VT2, která je na těchto frekvencích nadměrná, na zvýšení zesílení tranzistorové části UN. Díky mírným změnám proudu diferenciálního stupně VT1, VT2, kdy jsou zesilovány slabé signály, se jeho linearita výrazně nezhoršuje s poklesem hloubky lokálního OOS, ale provoz operačního zesilovače DA1, na provozní režim, jehož linearita celého zesilovače závisí na provozním režimu, který na těchto frekvencích umožní zisková rezerva, protože všechna napětí, Zkreslení, která určují zkreslení způsobené operačním zesilovačem, počínaje rozdílovým signálem až po výstupní signál, pokles úměrně zesílení zisku na dané frekvenci.

Korekční obvody fázového předstihu R18C13 a R19C16 byly v simulátoru optimalizovány za účelem snížení rozdílového napětí operačního zesilovače na frekvence několika megahertzů. Bylo možné zvýšit zisk UMZCH BB-2010 ve srovnání s UMZCH BB-2008 na frekvencích v řádu několika set kilohertzů. Zisk zisku byl 4 dB při 200 kHz, 6 dB při 300 kHz, 8,6 dB při 500 kHz, 10,5 dB při 800 kHz, 11 dB při 1 MHz a 10 až 12 dB při frekvencích nad 2 MHz. To je patrné z výsledků simulace, obr. 3, kde spodní křivka odkazuje na frekvenční odezvu obvodu korekce svodu UMZCH BB-2008 a horní na UMZCH BB-2010.

VD7 chrání emitorový přechod VT1 před zpětným napětím vznikajícím při toku dobíjecích proudů C13, C16 v napěťovém omezovacím režimu výstupního signálu UMZCH a z nich vyplývajících mezních napětí s vysokou rychlostí změny na výstupu operačního zesilovače DA1.

Koncový stupeň napěťového zesilovače je proveden na tranzistoru VT3, zapojeném podle obvodu společné báze, což vylučuje pronikání signálu z výstupních obvodů stupně do obvodů vstupních a zvyšuje jeho stabilitu. Kaskáda s OB, naložená na generátor proudu na tranzistoru VT5 a vstupní impedanci koncového stupně, vyvine vysoký stabilní zisk - až 13 000 ... 15 000 krát. Volba odporu rezistoru R24 ​​polovina odporu rezistoru R26 zaručuje rovnost klidových proudů VT1, VT2 a VT3, VT5. R24, R26 poskytují lokální OOS, které snižují efekt Earleyho efektu - změnu p21e v závislosti na kolektorovém napětí a zvyšují počáteční linearitu zesilovače o 40 dB, respektive 46 dB. Napájení UN samostatným napětím, modulo o 15 V vyšším než je napětí koncových stupňů, umožňuje eliminovat vliv kvazi saturace tranzistorů VT3, VT5, který se projevuje poklesem n21e při kolektoru -základní napětí klesne pod 7V.

Třístupňový výstupní sledovač je osazen na bipolárních tranzistorech a nevyžaduje žádné zvláštní komentáře. Nesnažte se bojovat s entropií © úsporami na klidovém proudu výstupních tranzistorů. Nemělo by být menší než 250 mA; v autorské verzi - 320 mA.

Před sepnutím relé pro sepnutí AC K1 je zesilovač pokryt OOS1, realizovaný zapnutím děliče R6R4. Přesnost udržení odporu R6 a konzistence těchto odporů v různých kanálech není podstatná, ale pro udržení stability zesilovače je důležité, aby odpor R6 nebyl o mnoho nižší než součet odporů R8 a R70. Sepnutím relé K1 se vypne OOS1 a uvede se do činnosti obvod OOS2 tvořený R8R70C44 a R4 a pokryje skupinu kontaktů K1.1, kde R70C44 vyřadí výstupní dolní propust R71L1 R72C47 z obvodu OOC na frekvence nad 33 kHz. Frekvenčně závislý OOS R7C10 generuje pokles frekvenční odezvy UMZCH na výstupní dolní propust na frekvenci 800 kHz na úrovni -3 dB a poskytuje rezervu v hloubce OOS nad touto frekvencí. Pokles frekvenční odezvy na AC svorkách nad frekvencí 280 kHz na úrovni -3 dB je zajištěn kombinovaným působením R7C10 a výstupní dolní propusti R71L1 -R72C47.

Rezonanční vlastnosti reproduktorů vedou k emisi tlumených zvukových vibrací difuzorem, podtónů po působení impulsu a generování vlastního napětí při křížení závitů cívky reproduktoru s magnetickými siločárami v mezeře magnetického systému. Koeficient tlumení ukazuje, jak velká je amplituda kmitů difuzoru a jak rychle doznívají, když je AC zatížen jako generátor na impedanci z UMZCH. Tento koeficient se rovná poměru střídavého odporu k součtu výstupního odporu UMZCH, přechodového odporu skupiny kontaktů spínacího relé střídavého proudu, odporu cívky tlumivky výstupního LPF obvykle vinutého drátem. nedostatečného průměru, přechodový odpor AC kabelových svorek a odpor samotných AC kabelů.

Navíc je impedance reproduktorů nelineární. Prouděním zkreslených proudů vodiči střídavých kabelů vzniká úbytek napětí s vysokým stupněm nelineárního zkreslení, který se také odečítá od nezkresleného výstupního napětí zesilovače. Proto je signál na AC svorkách mnohem více zkreslený než na výstupu UMZCH. Jedná se o tzv. zkreslení rozhraní.

Pro snížení těchto zkreslení byla aplikována kompenzace všech složek celkové výstupní impedance zesilovače. Vlastní výstupní odpor UMZCH spolu s přechodovým odporem kontaktů relé a odporem vodiče tlumivky výstupní dolní propusti se snižuje působením hluboké obecné OOS odebrané z pravého výstupu L1. Navíc připojením pravého výstupu R70 k „horké“ svorce AC můžete snadno kompenzovat přechodový odpor svorky AC kabelu a odpor jednoho z vodičů AC, aniž byste se museli obávat generování UMZCH kvůli fázovým posunům v drátech pokrytých OOS.

Jednotka kompenzace odporu střídavého vodiče je vyrobena ve formě invertujícího zesilovače s Ky = -2 na operačních zesilovačích DA2, R10, C4, R11 a R9. Vstupní napětí pro tento zesilovač je úbytek napětí na "studeném" ("zemním") vodiči reproduktoru. Protože se jeho odpor rovná odporu „horkého“ vodiče střídavého kabelu, stačí ke kompenzaci odporu obou vodičů zdvojnásobit napětí na „studeném“ vodiči, invertovat jej a přes rezistor R9 s odpor rovný součtu odporů R8 a R70 obvodu OOS přiložte na invertující vstup operačního zesilovače DA1. Potom se výstupní napětí UMZCH zvýší o součet úbytků napětí na střídavých vodičích, což je ekvivalentní eliminaci vlivu jejich odporu na koeficient tlumení a úroveň zkreslení rozhraní na střídavých svorkách. Kompenzace poklesu odporu střídavých vodičů nelineární složky zadního EMF reproduktorů je potřebná zejména na nižších frekvencích zvukového rozsahu. Napětí signálu na výškovém reproduktoru je omezeno rezistorem a kondenzátorem zapojeným do série s ním. Jejich komplexní odpor je mnohem větší než odpor vodičů střídavého kabelu, takže kompenzace tohoto odporu na VF postrádá smysl. Na základě toho omezuje integrační obvod R11C4 pracovní frekvenční pásmo kompenzátoru na 22 kHz.

Zvláštní poznámka: odpor "horkého" vodiče AC kabelu lze kompenzovat jeho překrytím běžným OOS připojením pravé svorky R70 speciálním vodičem k "horké" svorce AC. V tomto případě bude nutné kompenzovat pouze odpor „studeného“ vodiče střídavého proudu a zisk kompenzátoru odporu vodiče musí být snížen na hodnotu Ku \u003d -1 výběrem odporu rezistoru R10 rovného odpor rezistoru R11.

Jednotka proudové ochrany zabraňuje poškození výstupních tranzistorů při zkratech v zátěži. Rezistory R53 - R56 a R57 - R60 slouží jako proudový snímač, což je docela dost. Výstupní proud zesilovače protékající těmito odpory vytváří úbytek napětí, který je aplikován na dělič R41R42. Napětí s hodnotou vyšší než prahová hodnota otevře tranzistor VT10 a jeho kolektorový proud otevře spouštěcí buňku VT8 VT8VT9. Tento článek přejde do ustáleného stavu s otevřenými tranzistory a odpojí obvod HL1VD8, čímž sníží proud zenerovou diodou na nulu a uzamkne VT3. Vybíjení C21 malým základním proudem VT3 může trvat několik milisekund. Po aktivaci spouštěcího článku vzroste napětí na spodní desce C23, nabité napětím na LED HL1 na 1,6 V, z úrovně -7,2 V z kladné napájecí kolejnice OSN na úroveň -1,2 V 1 stoupne napětí i na horní desce tohoto kondenzátoru na 5 V. C21 se rychle vybije přes rezistor R30 až C23, tranzistor VT3 se zablokuje. Mezitím se otevře VT6 a přes R33 otevře R36 VT7. VT7 odpojí zenerovu diodu VD9, vybije kondenzátor C22 přes R31 a vypne tranzistor VT5. Nepřijímající předpětí, tranzistory koncového stupně jsou také uzamčeny.

Obnovení výchozího stavu spouště a zapnutí UMZCH se provede stisknutím tlačítka SA1 "Reset ochrany". C27 je nabíjen kolektorovým proudem VT9 a přepíná základní obvod VT8, čímž je blokován spouštěcí článek. Pokud je do této doby nouzový stav odstraněn a VT10 je uzamčen, článek přejde do stavu se stabilně uzavřenými tranzistory. VT6, VT7 jsou uzavřeny, na báze VT3, VT5 je přivedeno referenční napětí a zesilovač přejde do provozního režimu. Pokud zkrat v zátěži UMZCH pokračuje, ochrana se znovu aktivuje, i když je kondenzátor C27 připojen k SA1. Ochrana funguje tak efektivně, že při nastavování korekce byl zesilovač několikrát odpojen pro drobné pájení ... dotykem na neinvertující vstup. Výsledné samobuzení vedlo ke zvýšení proudu výstupních tranzistorů a ochrana vypínala zesilovač. Tato hrubá metoda by sice neměla být zpravidla nabízena, ale kvůli proudové ochraně to výstupním tranzistorům neuškodilo.

Práce kompenzátoru odporu AC kabelů.

Účinnost kompenzátoru UMZCH BB-2008 byla testována starou audiofilskou metodou, sluchem, přepínáním vstupu kompenzátoru mezi kompenzačním vodičem a společným vodičem zesilovače. Zlepšení zvuku bylo jasně patrné a budoucí majitel dychtil po zesilovači, takže se neprovádělo žádné měření účinku kompenzátoru. Výhody schématu kabelových řezaček byly tak zřejmé, že konfigurace kompenzátor + integrátor byla přijata jako standardní sestava pro instalaci do všech vyvinutých zesilovačů.

Je úžasné, jak moc se na internetu rozhořela zbytečná debata o užitečnosti/neužitečnosti kompenzace odporu kabelu. Jako obvykle ti, kterým se extrémně jednoduché schéma čištění kabelů zdálo komplikované a nepochopitelné, náklady na něj - přemrštěné a instalace - časově náročná ©, trvali především na poslechu nelineárního signálu. Objevily se dokonce návrhy, že vzhledem k tomu, že se utrácí tolik peněz za samotný zesilovač, je hřích šetřit na posvátném, ale musíte jít tou nejlepší, okouzlující cestou, kterou jde celé civilizované lidstvo a ... koupit normální, lidské © superdrahé kabely z drahých kovů. Olej do ohně k mému velkému překvapení přilévaly výroky velmi uznávaných odborníků o zbytečnosti kompenzační jednotky doma, včetně těch specialistů, kteří tuto jednotku ve svých zesilovačích úspěšně používají. Je velmi nešťastné, že mnozí kolegové radioamatéři byli nedůvěřiví ke zprávám o zlepšení kvality zvuku na nízkých a středních frekvencích se zařazením kompenzátoru, vyhnuli se tomuto jednoduchému způsobu zlepšení chodu UMZCH ze všech sil, než se okradli.

Pro zdokumentování pravdy bylo provedeno jen málo výzkumů. Z generátoru GZ-118 byla do UMZCH BB-2010 přiváděna řada frekvencí v oblasti střídavého rezonančního kmitočtu, napětí bylo řízeno osciloskopem S1-117 a Kr na střídavých svorkách bylo měřeno INI C6- 8, Obr. Rezistor R1 je instalován, aby nedocházelo k rušení na vstupu kompenzátoru při jeho přepínání mezi řídicím a společným vodičem. V experimentu byly použity běžné a veřejně dostupné AC kabely o délce 3 m a průřezu jádra 6 metrů čtverečních. mm, stejně jako reproduktorový systém GIGA FS Il s frekvenčním rozsahem 25 -22 000 Hz, nominální impedancí 8 ohmů a jmenovitým výkonem 90 W od Acoustic Kingdom.

Bohužel obvody zesilovačů harmonického signálu ze složení C6-8 umožňují použití vysokokapacitních oxidových kondenzátorů v obvodech ochrany životního prostředí. To způsobuje, že nízkofrekvenční šum těchto kondenzátorů ovlivňuje rozlišení zařízení na nízkých frekvencích, v důsledku čehož se zhoršuje jeho rozlišení na nízkých frekvencích. Při měření Kr signálu o frekvenci 25 Hz z GZ-118 přímo z C6-8 se hodnoty přístroje pohybují kolem hodnoty 0,02 %. Toto omezení není možné obejít pomocí zářezového filtru generátoru GZ-118 v případě měření účinnosti kompenzátoru, protože řada diskrétních hodnot ladicích frekvencí 2T filtru je omezena na nízkých frekvencích hodnotami 20,60, 120, 200 Hz a neumožňují měřit Kr na frekvencích, které nás zajímají. Proto, neochotně, byla hladina 0,02 % brána jako nula, referenční.

Při frekvenci 20 Hz s napětím na AC svorkách 3 Vpp, což odpovídá výstupnímu výkonu 0,56 W do zátěže 8 ohmů, byl Kr 0,02 % se zapnutým kompenzátorem a 0,06 % po jeho vypnutí. Při napětí 10 V ampér, což odpovídá výstupnímu výkonu 6,25 W, je hodnota Kr 0,02 % a 0,08 %, při napětí 20 V ampér a výkonu 25 W - 0,016 % a 0,11 %, a při napětí 30 V amplitudě a výkonu 56 W - 0,02 % a 0,13 %.

Znalost uvolněného přístupu výrobců dovážených zařízení k hodnotám nápisů ohledně výkonu a také vzpomínka na zázračnou, po přijetí západních standardů, transformaci reproduktorového systému 35AC-1 s výkonem subwooferu 30 W do S-90 nebyl do AC dodáván dlouhodobý výkon více než 56 W.

Při frekvenci 25 Hz při výkonu 25 W byl Kr 0,02 % a 0,12 % při zapnuté / vypnuté kompenzační jednotce a při výkonu 56 W - 0,02 % a 0,15 %.

Zároveň byla prověřena nutnost a účelnost pokrytí výstupních LPF obecných OOS. Při kmitočtu 25 Hz při výkonu 56 W a sériově připojeném k jednomu z vodičů AC kabelu výstupního RL-RC dolní propusti, obdobně jako je instalován v superlineárním UMZCH, Kr s otočeným kompenzátorem off dosahuje 0,18 %. Při frekvenci 30 Hz při výkonu 56 W Kr 0,02 % a 0,06 % se zapnutou / vypnutou kompenzační jednotkou. Při frekvenci 35 Hz při výkonu 56 W je Kr 0,02 % a 0,04 % při zapnuté / vypnuté kompenzační jednotce. Při frekvencích 40 a 90 Hz při výkonu 56 W je Kr při zapnuté / vypnuté kompenzační jednotce 0,02 % a 0,04 % a při frekvenci 60 Hz - 0,02 % a 0,06 %.

Závěry jsou zřejmé. Na AC svorkách je přítomno nelineární zkreslení signálu. Zhoršení linearity signálu na AC svorkách je zřetelně zaznamenáno s jeho zařazením přes nekompenzovaný, nekrytý odpor OOS dolní propusti obsahující 70 cm relativně tenkého drátu. Závislost úrovně zkreslení na výkonu dodávaném do AC napovídá, že závisí na poměru výkonu signálu a jmenovitého výkonu AC basových reproduktorů. Zkreslení jsou nejvýraznější na frekvencích blízkých rezonančnímu. Zadní EMF generované reproduktory v reakci na dopad zvukového signálu je posunuto součtem výstupního odporu UMZCH a odporu vodičů AC kabelu, takže úroveň zkreslení na AC svorkách přímo závisí na odporu těchto vodičů a výstupní impedanci zesilovače.

Kužel špatně tlumeného basového reproduktoru sám o sobě vydává podtóny a navíc tento reproduktor generuje široký konec harmonických a intermodulačních zkreslených produktů, které středotónový reproduktor reprodukuje. To vysvětluje zhoršení zvuku na středních frekvencích.

Navzdory předpokladu nulové úrovně Kr 0,02 % v důsledku nedokonalosti IRI je vliv kompenzátoru odporu kabelu na zkreslení signálu na AC svorkách jasně a jednoznačně zaznamenán. Lze konstatovat, že závěry učiněné po poslechu činnosti kompenzační jednotky na hudební signál a výsledky přístrojových měření jsou v plné shodě.

Zlepšení, které je zřetelně slyšitelné po zapnutí čističe kabelů, lze vysvětlit tím, že s vymizením zkreslení na AC svorkách přestane středotónový reproduktor reprodukovat veškerou tuto nečistotu. Zřejmě tedy snížením nebo odstraněním reprodukce zkreslení středofrekvenčním reproduktorem, dvoukabelovým střídavým propojovacím obvodem, t. zv. "biwiring", kdy jsou spoje LF a MF-HF propojeny různými kabely, má výhodu ve zvuku ve srovnání s jednokabelovým obvodem. Protože však ve dvoukabelovém obvodu zkreslený signál na svorkách LF sekce AC nikam nemizí, ztrácí tento obvod na možnost s kompenzátorem z hlediska koeficientu tlumení volných vibrací kužele nízkofrekvenční reproduktor.

Fyziku neošidíte a pro slušný zvuk nestačí dostat brilantní výkon na výstupu zesilovače s aktivní zátěží, ale je také potřeba neztratit linearitu po doručení signálu do reproduktorových terminálů. Jako součást dobrého zesilovače je absolutně nezbytný kompenzátor vyrobený podle jednoho nebo druhého schématu.

Integrátor.

Testována byla také účinnost a možnost snížení chyby integrátoru DA3. V UMZCH BB s operačním zesilovačem TL071 je výstupní stejnosměrné napětí v rozsahu 6 ... 9 mV a nebylo možné toto napětí snížit přidáním přídavného odporu do neinvertujícího vstupního obvodu.

Vliv nízkofrekvenčního šumu, charakteristický pro operační zesilovač se stejnosměrným vstupem, v důsledku pokrytí hluboké zpětné vazby přes frekvenčně závislý obvod R16R13C5C6, se projevuje nestabilitou výstupního napětí o několik milivoltů, nebo -60 dB vzhledem k výstupnímu napětí při jmenovitém výstupním výkonu, při frekvencích pod 1 Hz, nereprodukovatelné reproduktory.

Na internetu se hovořilo o nízkém odporu ochranných diod VD1 ... VD4, což údajně zavádí chybu do činnosti integrátoru kvůli vytvoření děliče (R16 + R13) / R VD2 | VD4 . . Pro kontrolu zpětného odporu ochranných diod byl sestaven obvod na Obr. 6. Zde je operační zesilovač DA1, zapojený podle obvodu invertujícího zesilovače, pokryt OOS přes R2, jeho výstupní napětí je úměrné proudu v obvodu testované diody VD2 a ochranného rezistoru R2 s koeficientem 1 mV / nA, a odpor obvodu R2VD2 - s koeficientem 1 mV / 15 GΩ. Pro vyloučení vlivu aditivních chyb operačního zesilovače - předpětí a vstupního proudu na výsledky měření svodového proudu diody je nutné vypočítat pouze rozdíl mezi vlastním napětím na výstupu operačního zesilovače, měřeno bez testované diody a napětí na výstupu operačního zesilovače po jeho instalaci. V praxi rozdíl výstupních napětí operačního zesilovače v řádu několika milivoltů udává hodnotu zpětného odporu diody řádově deset až patnáct gigaohmů při zpětném napětí 15 V. Je zřejmé, že svodový proud se nezvýší s poklesem napětí na diodě na úroveň několika milivoltů, což je charakteristické pro rozdílné napětí operačního zesilovače integrátoru a kompenzátoru.

Ale fotoelektrický jev vlastní diodám umístěným ve skleněném pouzdře skutečně vede k výrazné změně výstupního napětí UMZCH. Při osvětlení žárovkou 60 W ze vzdálenosti 20 cm se konstantní napětí na výstupu UMZCH zvýšilo na 20 ... 3O mV. Ačkoli je nepravděpodobné, že by bylo možné pozorovat podobnou úroveň osvětlení uvnitř skříně zesilovače, kapka barvy nanesená na tyto diody eliminovala závislost režimů UMZCH na osvětlení. Podle výsledků simulace není pozorován pokles frekvenční charakteristiky UMZCH ani při frekvenci 1 milihertz. Ale časová konstanta R16R13C5C6 by neměla být snížena. Fáze střídavých napětí na výstupech integrátoru a kompenzátoru jsou opačné a při poklesu kapacity kondenzátorů nebo odporu rezistorů integrátoru může zvýšení jeho výstupního napětí zhoršit kompenzaci kompenzátoru. odpor AC kabelů.

Porovnání zvuku zesilovače. Zvuk sestaveného zesilovače byl porovnán se zvukem několika zahraničních průmyslových zesilovačů. Zdrojem byl přehrávač Cambridge Audio CD, předzesilovač Radiotekhnika UP-001 byl použit k sestavení a nastavení úrovně zvuku terminálu UMZCH, Sugden A21a a NAD C352 používaly běžné nastavovací ovladače.

Jako první prověřil legendární, pobuřující a zatraceně drahý anglický UMZCH „Sugden A21a“, fungující ve třídě A s výstupním výkonem 25 wattů. Je pozoruhodné, že v doprovodné dokumentaci k VCL Britové považovali za dobré neuvádět úroveň nelineárního zkreslení. Řekněme, že to není o deformacích, ale o duchovnosti. "Sugden A21a>" prohrál s UMZCH BB-2010 se srovnatelným výkonem jak z hlediska úrovně, tak i čistoty, jistoty, ušlechtilosti zvuku na nízkých frekvencích. To není překvapivé, vzhledem ke zvláštnostem jeho obvodů: pouze dvoustupňový kvazi-symetrický výstupní sledovač na tranzistorech stejné struktury, sestavený podle obvodů ze 70. let minulého století s relativně vysokým výstupním odporem a elektrolytickým kondenzátor zapnutý na výstupu, který dále zvyšuje celkový výstupní odpor - to je poslední řešení, které samo degraduje zvuk jakýchkoli zesilovačů na nízkých a středních frekvencích. Na středních a vysokých frekvencích vykazoval UMZCH BB vyšší detail, transparentnost a vynikající pódiové propracování, kdy bylo možno zvukem jasně lokalizovat zpěváky a nástroje. Mimochodem, když už jsme u korelace objektivních dat měření a subjektivních dojmů ze zvuku: v jednom z časopiseckých článků konkurentů Sugdenu byla jeho Kr stanovena na úrovni 0,03 % při frekvenci 10 kHz.

Dalším byl také anglický zesilovač NAD С352. Celkový dojem byl stejný: výrazný „kýblový“ zvuk Angličana na nízkých frekvencích mu nenechal žádné šance, zatímco práce UMZCH BB byla uznána jako dokonalá. Na rozdíl od NADa, jehož zvuk byl spojen s hustým křovím, vlnou, vatou, zvuk BB-2010 na středních a vysokých frekvencích umožnil jasně rozlišit hlasy účinkujících v obecném sboru a nástroje v orchestru. V díle NAD C352 se jasně projevil efekt lepší slyšitelnosti hlučnějšího interpreta, hlasitějšího nástroje. Jak uvedl sám majitel zesilovače, ve zvuku UMZCH BB se vokalisté navzájem „nekřičeli-nekývali“ a housle nebojovaly v síle zvuku s kytarou nebo trubkou, ale všechny nástroje se pokojně a harmonicky „spřátelily“ v celkovém zvukovém obrazu melodie. Při vysokých frekvencích zní UMZCH BB-2010 podle obrazných audiofilů jako „jako by kreslil zvuk tenkým tenkým štětcem“. Tyto efekty lze přičíst rozdílu v intermodulačním zkreslení zesilovačů.

Zvuk UMZCH Rotel RB 981 byl podobný zvuku NAD C352, s výjimkou lepšího výkonu na nízkých frekvencích, přesto zůstal UMZCH BB-2010 mimo konkurenci v jasnosti ovládání AC na nízkých frekvencích. jako průhlednost, jemnost zvuku na středních a vysokých frekvencích.

Nejzajímavější z hlediska pochopení smýšlení audiofilů byl obecný názor, že i přes převahu nad těmito třemi UMZCH vnášejí do zvuku „teplo“, což jej činí příjemnějším a UMZCH BB funguje plynule, „je neutrální na zvuk."

Japonský Dual CV1460 okamžitě po zapnutí pro každého nejviditelnějším způsobem ztratil zvuk a neztráceli čas podrobným poslechem. Jeho Kr byla v rozmezí 0,04 ... 0,07 % při nízkém výkonu.

Hlavní dojmy z porovnání zesilovačů v obecné rovině byly zcela shodné: UMZCH BB je ve zvuku bezpodmínečně a jednoznačně předběhl. Proto byly další testy považovány za zbytečné. Výsledkem bylo, že přátelství zvítězilo, každý dostal, co chtěl: pro hřejivý, intimní zvuk - Sugden, NAD a Rotel a slyšet, co bylo na disku nahráno režisérem - UMZCH BB-2010.

Osobně mám rád high-fidelity UMZCH s lehkým, čistým, bezvadným, ušlechtilým zvukem, bez námahy reprodukuje pasáže jakékoliv složitosti. Jak řekl můj kamarád, audiofil s velkými zkušenostmi, zpracovává zvuky bicích sad na nízkých frekvencích bez možností, jako lis, na středních frekvencích zní, jako by neexistoval, a na vysokých frekvencích jakoby malovat zvuk tenkým štětcem. Nedráždivý zvuk UMZCH BB je pro mě spojen s jednoduchostí ovládání kaskád.

Literatura

1. Suchov I. UMZCH vysoká věrnost. "Rozhlas", 1989, č. 6, s. 55-57; č. 7, str. 57-61.

2. Ridiko L. UMZCH BB na moderní elementové základně s mikrokontrolérovým řídicím systémem. "Radiohobby", 2001, č. 5, s. 52-57; č. 6, str. 50-54; 2002, č. 2, s. 53-56.

3. Ageev S. Superlinear UMZCH s hlubokou ochranou životního prostředí "Rádio", 1999, č. 10 ... 12; "Rádio", 2000, č. 1; 2; 4…6; 9…11.

4. Zuev. L. UMZCH s paralelní ochranou životního prostředí. "Rozhlas", 2005, č. 2, s. 14.

5. Zhukovsky V. Proč potřebujeme rychlost UMZCH (nebo "UMZCH BB-2008"). "Radiohobby", 2008, č. 1, s. 55-59; č. 2, str. 49-55.

Verze UMZCH VVS-2011 Ultimate

Specifikace zesilovače:

Velký výkon: 150W/8ohm
Vysoká linearita: 0,0002 - 0,0003 % (při 20 kHz 100 W / 4 ohmy)

Kompletní sada servisních uzlů:

Udržujte nulové stejnosměrné napětí
Kompenzátor odporu střídavého drátu
proudová ochrana
Ochrana výstupního stejnosměrného napětí
Hladký start

Elektrické schéma

Rozvržení desek plošných spojů provedl účastník mnoha populárních projektů LepekhinV (Vladimir Lepekhin). Dopadlo to velmi dobře).

Deska zesilovače VVS-2011

Ochranné zařízení startéru

VVS-2011 AC ochranná deska zesilovače

Deska zesilovače ULF VVS-2011 byla navržena pro tunelové foukání (paralelně s radiátorem). Instalace tranzistorů UN (napěťový zesilovač) ​​a VK (koncový stupeň) je poněkud obtížná, protože. montáž / demontáž je nutné provést šroubovákem skrz otvory v DPS o průměru cca 6 mm. Při otevřeném přístupu projekce tranzistorů nespadá pod PP, je to mnohem pohodlnější. Musel jsem trochu upravit desku.

deska zesilovače

Schéma zapojení zesilovače VVS-2011

V novém softwaru nebyl zohledněn jeden bod - jedná se o pohodlí nastavení ochrany na desce zesilovače

C25 \u003d 0,1 nF, R42 * \u003d 820 Ohm a R41 \u003d 1 kOhm. Všechny smd prvky jsou umístěny na pájecí straně, což není příliš pohodlné při nastavování, protože. bude nutné několikrát odšroubovat a upevnit šrouby desky plošných spojů na stojanech a tranzistorech k radiátorům.

Nabídka: R42 * 820 Ohm se skládá ze dvou paralelně umístěných rezistorů smd, odtud návrh: jeden rezistor smd ihned připájeme, druhý výstupní rezistor s krytem připájeme k VT10, jeden vývod k základně, druhý k emitoru, vyberte příslušnou. Zvedli jsme to, změníme výstup na smd, kvůli přehlednosti.

Verze UMZCH VVS-2011 Ultimate

UMZCH VVS-2011 Ultimate verze autor schématu Viktor Žukovskij Krasnoarmeysk

Specifikace zesilovače:
1. Velký výkon: 150W / 8 ohmů,
2. Vysoká linearita – 0,000,2 ... 0,000,3 % při 20 kHz 100 W / 4 Ohm,
Kompletní sada servisních uzlů:
1. Udržujte nulové konstantní napětí,
2. kompenzátor odporu střídavého drátu,
3. proudová ochrana,
4. Ochrana výstupu stejnosměrného napětí,
5. Hladký start.

Schéma UMZCH VVS2011

Rozvržení desek plošných spojů provedl účastník mnoha populárních projektů LepekhinV (Vladimir Lepekhin). Dopadlo to velmi dobře).

deska UMZCH-VVS2011

Deska zesilovače ULF VVS-2011 byl navržen pro tunelové foukání (paralelně s radiátorem). Instalace tranzistorů UN (napěťový zesilovač) ​​a VK (koncový stupeň) je poněkud obtížná, protože. montáž / demontáž je nutné provést šroubovákem skrz otvory v DPS o průměru cca 6 mm. Při otevřeném přístupu projekce tranzistorů nespadá pod PP, je to mnohem pohodlnější. Musel jsem trochu upravit desku.

V novém softwaru nebyl zohledněn jeden bod- toto je pohodlí nastavení ochrany na desce zesilovače:

C25 0.1n, R42 * 820 Ohm a R41 1k všechny smd prvky jsou umístěny na pájecí straně, což není příliš pohodlné při nastavování, protože bude nutné několikrát odšroubovat a upevnit šrouby desky plošných spojů na stojanech a tranzistorech k radiátorům. Nabídka: R42 * 820 se skládá ze dvou paralelně uspořádaných rezistorů smd, odtud návrh: jeden rezistor smd ihned připájeme, druhý výstupní rezistor s krytem připájeme k VT10, jeden vývod k základně, druhý k emitoru, vybereme jej k té pravé. Vyzvednuto, změňte výstup na smd, pro přehlednost: