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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Feedback combinado em UMZCH. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Experimentando uma combinação de vários tipos de feedback geral no UMZCH, o autor do artigo obteve um efeito positivo ao combinar uma pequena impedância de saída em baixas frequências e uma grande em médias e altas frequências. Uma versão semelhante da impedância de saída dependente da frequência deve ser recomendada, em primeiro lugar, para amplificadores que trabalham com cabeças dinâmicas de banda larga, por exemplo, em TVs e equipamentos simples de reprodução de som. O refinamento do amplificador é simples, e a melhora no som é perceptível não apenas para o audiófilo sofisticado. Conforme mostrado em [1, 2], para reduzir drasticamente a distorção de intermodulação de um alto-falante dinâmico, especialmente perceptível em médias e altas frequências, a impedância de saída do UMZCH deve ser muito maior que a resistência da cabeça de som. Por outro lado, a operação de alto-falantes com esse amplificador geralmente leva a uma deterioração da qualidade do som em baixas frequências devido à resposta de frequência desigual na região de ressonância. A contradição existente nos requisitos para UMZCH para toda a banda de frequência pode ser superada aplicando feedback combinado no amplificador. Sabe-se que para aumentar a impedância de saída no UMZCH, OOS para a corrente de carga (OOS) é usado. Conforme mostrado em [3], as oscilações naturais do difusor do cabeçote são efetivamente suprimidas pelo UMZCH, no qual dois circuitos de realimentação operam simultaneamente: negativo para tensão (NOOS) na carga e positivo para fluxo de carga (POST). Esta combinação de dois tipos de feedback no UMZCH pode criar uma impedância de saída negativa. Este modo é usado, via de regra, em frequências abaixo de 200 Hz, o que, por um lado, proporciona um amortecimento efetivo das oscilações do cone próximo à frequência de ressonância mecânica da maioria dos drivers dinâmicos de graves e médios, e por outro lado, existem não há problemas com a estabilidade do UMZCH coberto por esse feedback. Com base nisso, foi desenvolvido um diagrama de dispositivo que implementa a ideia de uma impedância de saída dependente da frequência do UMZCH. Assim, para melhorar a qualidade do som de um alto-falante dinâmico em frequências na região de ressonância fundamental (geralmente abaixo de 200 Hz), o amplificador deve ter alguma impedância de saída negativa e, em frequências acima de 200 Hz, a impedância de saída deve aumentar para unidades - dezenas de quilo-ohms. O valor necessário do parâmetro em baixas frequências é escolhido dependendo da resistência da bobina de voz da cabeça dinâmica e seu design acústico, com base nas considerações e recomendações em [3, 4], ou com foco na audição. O diagrama de blocos do dispositivo é mostrado na fig. 1. Amplificador A1 - UMZCH sem circuito próprio de realimentação; A2 - amplificador diferencial no op-amp; LPF e HPF - filtros de baixas e altas frequências, respectivamente, com a mesma frequência de corte (no nosso caso, f = 200 Hz); R3 - resistor do sensor de corrente (R3RH/dez); R10 é um resistor que regula a profundidade do OOCH.
O dispositivo funciona da seguinte forma. Parte do UMZCH, composto pelo amplificador A2, filtro passa-baixa, resistores R3 e R4, é para o amplificador A1 uma combinação de dois tipos de feedback (OSN e POST), que implementa uma impedância de saída negativa do UMZCH em baixas frequências ( abaixo de 200Hz). O princípio de funcionamento do UMZCH com OOSN e POST é descrito em detalhes em [3]. A parte do dispositivo, contendo R2, R3 e HPF, forma em UMZCH A1 uma corrente paralela CNF (COS) da carga em frequências acima de 200 Hz, o que cria uma alta impedância de saída do UMZCH nessas frequências (modo de fonte de corrente para A carga). Para testar a ideia declarada, foi feito um layout UMZCH, cujo diagrama esquemático é mostrado na Fig. 2.
Como UMZCH A1 para o layout, foi usado um chip TESLA MDA2020 antigo (de rádio amador "bins") - um análogo de TDA2020 e doméstico K174UN11, bem como um alto-falante de fabricação própria com uma cabeça ZGD-38E (nova designação - 5GDSh -1-4) com resistência de 4 ohms, utilizada em televisores. LPF montado nos elementos R3 e C2; HPF - nos elementos R4, C4; sensor de corrente - R8; Divisor de circuito OOSN - resistores R10, R11. O resistor sintonizado R7, conectado em paralelo ao sensor de corrente, serve para definir a resistência de saída negativa ideal do UMZCH. A presença do resistor R1 no circuito é obrigatória para configurar o modo UMZCH para corrente contínua. O dispositivo é configurado na seguinte ordem. Em vez de um alto-falante, conecte seu equivalente resistivo (Rн=4 ohms). Os motores dos resistores sintonizados R7 e R10 (ver Fig. 2) são ajustados para a posição inferior de acordo com o diagrama. Depois de ligar a energia, um sinal senoidal com frequência de 50 Hz é alimentado na entrada do UMZCH em um nível tal que a amplitude da tensão na entrada DA1 é de 1 V (monitorada por um osciloscópio). Ajustando o resistor R7, a tensão na saída DA1 é aumentada em p vezes, onde p é o fator de aumento determinado a partir das seguintes relações: p=1/(1-RO/Rн) ou RO=-Rн(1-1/p). No layout montado pelo autor, o valor de P = 2, enquanto a impedância de saída do UMZCH DA1 na frequência de ressonância da cabeça (cerca de 70 Hz) tornou-se negativo -2 Ohm, proporcionando amortecimento ideal (por ouvido) do ZGD- 38E no design acústico usado. Em seguida, o resistor de ajuste R10 atinge o valor anterior (1 V) de um sinal de 50 Hz na saída do UMZCH DA1. Em vez de um equivalente resistivo, um alto-falante é conectado ao UMZCH. Isso conclui a configuração. Testes do layout mostraram sua inegável superioridade (percebida não só para amigos audiófilos) sobre o mesmo UMZCH com um OOSN convencional em termos de "transparência", inteligibilidade e enriquecimento de médias e altas frequências. Ao reproduzir baixas frequências, os harmônicos característicos de um difusor não amortecido não foram observados. No mock-up para comparação de som, é fácil implementar o modo OOST "limpo" em toda a banda de frequência de áudio. Para fazer isso, você só precisa (com a energia desligada, é claro) ligar os capacitores C2 e C4 (veja a Fig. 2) com jumpers. Neste caso, o amortecimento elétrico do alto-falante é eliminado, o que se torna imediatamente perceptível ao ouvido. Para aqueles que desejam repetir ou modificar o esquema UMZCH, os seguintes comentários serão úteis: Se em vez de DA1 você usar UMZCH em elementos discretos, ele deve ser pré-configurado fora da estrutura em consideração com seu circuito OOSN de acordo com o método usual (ajuste da corrente quiescente, "zero" na saída, seleção do circuito de correção) . Além disso, seu circuito OOCH é excluído e UMZCH é usado na estrutura mostrada na Fig. 2, possivelmente com sua própria fonte de alimentação. Se o UMZCH original não tiver uma alta impedância de entrada na entrada diferencial, você pode reduzir a resistência dos resistores R2, R3 e R4, aumentando proporcionalmente a capacitância C2, C4 para manter uma frequência de corte de cerca de 200 Hz). No entanto, a resistência R3 não deve ser inferior a 2 kOhm. Com todas as alterações nas classificações do circuito, é necessário que as seguintes relações sejam cumpridas: 1+R10/R11=Rн/R8;
Aqui sob Rн o valor do passaporte da resistência da cabeça em uma frequência de f = 1000 Hz é entendido. A estrutura considerada do amplificador funciona fundamentalmente com um único alto-falante dinâmico ou com um radiador de grupo montado a partir do mesmo tipo de cabeças de banda larga conectadas em paralelo ou em série ou em combinação para obter a resistência e a potência necessárias. Em alto-falantes que incorporam filtros de crossover passivos com tal UMZCH, é provável que ocorram distorções de resposta de frequência em termos de pressão sonora, uma vez que a maioria dos filtros requer uma baixa impedância de saída da fonte de sinal em toda a faixa de frequência de áudio [1]. O UMZCH com uma impedância de saída dependente da frequência, na minha opinião, é aplicável, em primeiro lugar, em equipamentos de rádio com um único cabeçote embutido no gabinete ou um alto-falante separado com um cabeçote de banda larga. Tal amplificador também funcionará efetivamente na faixa média de alto-falantes de três vias (com um filtro crossover na entrada e amplificadores para cada banda), onde ele "combaterá" com sucesso sobretons parasitas que ocorrem apesar do amortecimento acústico e uma alta ordem de ativos filtros cruzados. Ao mesmo tempo, a "transparência" e o "ar" do som serão preservados. Amplificador inerente com OOST. Este UMZCH pode ser recomendado para iniciantes audiófilos caseiros que desejam sentir o som do "tubo antigo", mas não querem se preocupar com transformadores de saída de enrolamento (e é difícil encontrar livros antigos sobre cálculos de amplificadores valvulados). Mas isso, é claro, desde que um UM1CH "decente" com um nível inicialmente baixo de distorção, mas não necessariamente com alta potência de saída, seja usado como DA3 - 3-15 W é suficiente (com uma tensão de alimentação de ± 15 ... 17,6). A fonte de alimentação para tais amplificadores pode ser comum. Literatura
Comentário especializado A principal vantagem do UMZCH proposto pelo autor está na simplicidade de circuitos de realimentação adicionais para UMZCH "tradicional". Ao implementar a ideia proposta, algumas de suas características devem ser levadas em consideração. Em primeiro lugar, uma melhoria na reprodução de som de um UMZCH operando em um alto-falante eletrodinâmico (EDG) através do uso de uma impedância de saída negativa é alcançada em baixas frequências apenas para certas proporções dos parâmetros da cabeça de som com seu design acústico. Em segundo lugar, as possibilidades de melhorar a reprodução de som no UMZCH - complexo EDG em frequências médias e altas são limitadas pelo método aplicado para obter uma alta impedância de saída do UMZCH - devido ao OOST no UMZCH "tradicional" com baixa impedância de saída . Com esta solução, de fato, há uma diminuição nas distorções de intermodulação causadas por uma mudança na impedância do EDG quando a bobina de voz é aquecida e não linearidade para uma grande amplitude de suas oscilações no sistema magnético, bem como uma diminuição na distorções do EDG durante a conversão eletroacústica. No entanto, a redução da distorção devido à resposta EDH ocorre de forma mais eficaz apenas ao usar UMZCH com uma impedância de saída inicialmente grande (sem OOS). No UMZCH proposto, a distorção adicional da resposta de frequência pode ser devido ao casamento impreciso da resposta de frequência nos filtros LPF (R2, C4) e HPF (C4, RXNUMX). A estrutura considerada no artigo é aplicável para UMZCH operando em um EDD com uma ou mais cabeças de banda larga (sem filtros cruzados). Em EDGs ativos multibanda, tal UMZCH não é necessário, pois não há contradições no valor da impedância de saída do UMZCH. Autor: L. Syritso, Moscou; Publicação: radioradar.net
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