БЫТОВАЯ
РАДИОЭЛЕКТРОНИКА
чительным вторичным изменением ве-
личины анодного тока. Работающая на
полную мощность лампа при переходе
от запертого состояния (малый катод-
ный ток) к открытому (максимальный
катодный ток значительной величины)
испытывала существенное изменение
своего теплового состояния (главным
образом, катод). Если за таким крити-
ческим каскадом имелись еще каскады
со значительным усилением, этот
изъян был хорошо виден на экране, при-
водя к значительным искажениям. Вооб-
ще-то очень запутанное явление для
внешнего наблюдателя выглядело так,
как если бы анодный ток “всасывался”
катодом, и катод от этого немного осты-
вал. Это влекло за собой хотя и неболь-
шое, но вполне наблюдаемое изменение
параметров (например эмиссии и крутиз-
ны) на частотах ниже вполне определен-
ной, хорошо измеряемой частоты (не-
сколько десятков герц).
С точки зрения HiFi, этот дефект вно-
сит искажения на низких и средних ча-
стотах — и не такие уж малые: в неко-
торых случаях искажения формы со-
ставляют 10.
..20 % (при измерениях с
прямоугольными импульсами в диапа-
зоне частот 0,1.
..50 Гц). Вследствие
тепловой инерции на более высоких ча-
стотах такие искажения уже не обнару-
живаются. Для устранения этого явления
в УПТ можно использовать параллель-
ную положительную низкочастотную об-
ратную связь, которая компенсирует теп-
ловое поведение лампы данного типа.
Естественно, при замене типа лампы
потребуется новая настройка, соответ-
ствующая новым тепловым связям.
Для настройки используются медлен-
ные прямоугольные импульсы.
Возвращаясь в наши времена, отме-
тим, что с подобного рода дефектами
можно встретиться в большинстве ин-
тегральных усилителей звуковых час-
тот (не HiFi, а например ТВ — в серии
ТВА800 и т.п., особенно отметим
TDA2020). Кроме того, подобного же
рода изъяны имеет практически каж-
дый из усилителей полупроводниковых
осциллографов.
Почему же эти искажения в усилите-
лях HiFi, иногда не такие уж и малые,
не обнаруживаются простыми метода-
ми? Объяснение заключается в их кап-
ризном характере. Музыкант не исполь-
зует генератор звука на 1 кГц, а компо-
зитор сочиняет музыкальное произве-
дение, а не “килогерцовую сонату". По-
этому форма обычного музыкального
сигнала (сточки зрения рассматривае-
мых здесь тепловых эффектов) имеет
вид специального электронного квази-
шума, зависящего от характера испол-
няемого произведения. Производимый
полупроводниками вторичный (пара-
зитный) сигнал также будет шумоподо-
бен, т.е. псевдослучаен. Но он находит-
ся в тесной причинной связи с управ-
ляющим сигналом. Поскольку для зву-
ковых сигналов, проходящих через уси-
литель, доминирующая тепловая час-
тота одних его частей слишком мала, а
других частей — слишком велика, воз-
никающие при этом интермодуляцион-
ные, перекрестные и переходные иска-
жения можно было бы проследить толь-
ко с помощью ЭВМ. Обычно выходные
транзисторы имеют небольшую тепло-
вую инерцию, однако частота точки из-
лома как раз попадает в середину зву-
кового диапазона. Не лучше положение
и с маломощными транзисторами. Их
тепловая постоянная времени критич-
на с точки зрения фазовых соотноше-
ний, и может попасть (и попадает) в ди-
апазон частот, располагающихся сра-
зу же за полосой звуковых частот.
Обычно оконечные транзисторы уси-
лителя мощности работают в услови-
ях согласования по мощности (в состо-
янии покоя и се=1/21)пит), а поэтому ос-
новная часть искажений приходится на
долю предварительных каскадов. Воз-
никающие в предкаскадах сигналы по-
мех беспрепятственно проходят в ос-
тальные каскады усилителя. Усилива-
ясь, они могут вызвать и дополнитель-
ные проблемы (смещение рабочих то-
чек, перегрузки
И Т.П .).
Из-за тепловых явлений, проходящий
через усилитель сигнал всегда сопро-
вождается специфическими помехами.
Сигнал помех не имеет вполне опре-
деленной частоты, поскольку, с одной
стороны, определяется эффективным
значением музыкального сигнала, а с
другой стороны, возникают компонен-
ты сигнала искажений низких и средних
частот, которые с определенной вре-
менной задержкой (зависящей от кон-
струкции полупроводникового устрой-
ства) сопровождают, словно эхо, изме-
нения звукового сигнала.
Вначале изменяется тепловое состо-
яние самого полупроводникового слоя
и контактов, гораздо позже и медлен-
нее — корпуса. Легко понять, что харак-
тер искажений будет очень своеобра-
зен, а их величину вряд ли можно пред-
сказать, хотя она может достигать не-
скольких процентов величины полезно-
го сигнала. Нетрудно понять, что на
величину искажений оказывают влия-
ние окружающая температура, а также
то, что происходило с усилителем не-
посредственно перед данным мгнове-
нием (только что включен, “орал” уже
несколько часов и т.п.). Кроме того,
можно ожидать, что при усилении сим-
фонической музыки или соло на форте-
пьяно с их широким динамическим диа-
пазоном, тепловые искажения будут го-
раздо больше, чем при усилении поп-
или рок-музыки, когда уровень управля-
ющего сигнала почти постоянен. Одна-
ко тепловые искажения в обоих случаях
“затягивают” музыкальную мелодию пе-
реходными эхоподобными процессами,
“смазывают” ее своеобразным гулом и
грохотом, существенно “размывают”
фазовые соотношения (стереосигналы).
Вполне понятно также, что, учитывая уз-
кополосность человеческого голоса, по-
являющиеся в нем искажения будут хо-
рошо слышны, что совершенно непо-
нятно и необъяснимо с традиционной
точки зрения. Любопытно, хотя после
всего сказанного и не удивительно, что
в выходном сигнале будет тем больше
искажений высокого тона, чем меньше
теплоемкость использованных в схеме
полупроводниковых устройств. Н1о пока
для такого типа искажений не разрабо-
таны терминология и техника измере-
ний, их как бы и нет. В худшем случае,
мы их просто слышим.
Из сказанного выше следует, что нуж-
но заботиться не только об оконечных
усилителях. В гораздо худшем положе-
нии находятся различного рода коррек-
торы звука (например грампластинок)
и предусилители магнитофонов, усили-
вающие низкие и средние частоты. Кон-
структоры часто совершают ошибку
при проектировании таких усилителей,
исходя из того, что сигнал “и без того
очень маленький”. Поэтому, вслед-
ствие тепловых воздействий, их рабо-
чие точки часто оказываются в “плохом"
положении.
(Окончание следует)
Г у
:.,
' ' ' -■
Л
ВОЗВРАЩАЯСЬ
К НАПЕЧАТАННОМУ
(“РЛ” N1/99, С.18)
В статье А.Ильине
“Акустичес-
кое оформление низкочастотной
динамической головки”,
какуточ-
нил автор, высота громкоговорите-
ля составляет 500 мм.
17
Радиолюбитель 4/99
предыдущая страница 18 Радиолюбитель 1999-04 читать онлайн следующая страница 20 Радиолюбитель 1999-04 читать онлайн Домой Выключить/включить текст