\
АУДИОТЕХНИКА
I
I
I
Александр Пахомов
^
г. Зерноград, Ростовской обл.
I
В статье рассматриваются вопросы оценки качества транзистор-
ных УМЗЧ по верности воспроизведения амплитудной динамики
гармоник. Предлагаемая методика компьютерного моделирова-
ния позволяет беспристрастно оценить искажения такого рода в
различных УМЗЧ, влияние на них ООС и других факторов.
А
м
п
л
и
т
у
д
н
ы
е
и
с
к
а
ж
е
н
и
я
г а
р
м
о
н
и
ч
е
с
к
о
г о
с
п
е
к
т
р
а
У
^ М
З
Ч
На сегодняшний день неким стандар-
том качества транзисторных УМЗЧ
стали коэффициенты гармонических
Кг
и интермодуляционных
К и
искаже-
ний, которые приводятся в техничес-
ких данных практически любого уси-
лителя. Тому есть несколько причин:
понятность и “классицизм" этих по-
казателей, доступность их измере-
ния с помощью современных высо-
кокачественных звуковых карт и спе-
циализйрованного программного
обеспечения ПК. В то же время по
поводу их влияния на качество зву-
чания до сих пор нет единого мнения:
одни считают, что усилитель не дол-
жен создавать никаких новых состав-
ляющих на выходе, т. е. иметь как
можно более низкие
Кг, К и,
другие
вполне обоснованно указывают на
пороговые значения этих взаимосвя-
занных коэффициентов, приводя,
впрочем, совершенно разные данные
по этому вопросу.
Принцип “чем меньше
Кг, К
и-тем
лучше” на практике часто приводит к
созданию сложных, громоздких в схе-
мотехнике бытовых УМЗЧ. Но услож-
нение конструкции вовсе не гаранти-
рует пропорционального улучшения
качества звучания. Известны случаи,
когда простой усилитель со скромны-
ми характеристиками звучит лучше
сложного, высоколинейного [
1
].
Нельзя, конечно, сбрасывать со сче-
тов субъективизм любительских оце-
нок, однако подобные факты обнару-
живаются и на уровне профессио-
нальных экспертиз. Косвенно это сви-
детельствует о том, что коэффициент
ты гармонических и интермодуляци-
онных искажений плохо справляются
с ролью критерия качества УМЗЧ, точ-
нее говоря, их измеренных на стаци-
онарном сигнале значений недоста-
точно, чтобы судить о верности рабо-
ты столь важного звена электроакус-
тического тракта.
22 |
------------------------------------
Тайны звука притягательны. При-
чины неестественного звучания тран-
зисторных усилителей многие пыта-
лись найти в переключательных, ди-
намических и других видах искажений
с малым периодом действия. Между
тем из-за инерционности слухового ап-
парата человека короткие выбросы ВЧ
напряжения, относящиеся к побочным
динамическим эффектам (ПДЭ) пере-
ходного процесса [
2
], не имеют того
значения, которое им приписывается.
Не добившись ощутимого результата
от усилителей с высокими динамичес-
кими характеристиками и прочими ма-
лыми искажениями, обратились уже
совсем к полумифическим факторам
влияния на звук пассивных компонен-
тов: резисторов, конденсаторов, со-
единительных проводов и т.п. Все это
похоже на блуждание в темноте, ког-
да одному кажется одно, другому дру-
гое. Не отрицая влияния нескольких
факторов, должен существовать тех-
нический критерий, доминантно опре-
деляющий качество звучания. В цик-
ле статей [3, 4] подробно обосновано,
что таким критерием, учитывающим
реальные законы слухового восприя-
тия, выступает амплитудная динами-
ка усилительногоустройства.
Амплитудная динамика порождена
нелинейностью активных элементов
УМЗЧ, но представляет, собой нечто
совсем иное, чем привычные показа-
тели
Кг, К ^
Во избежании двойствен-
ности понятий отметим, что термин
“нелинейные искажения” в исходном
значении подразумевает нелиней-
ность амплитудно-амплитудной харак-
теристики или просто амплитудной ха-
рактеристики (АХ) устройства, показы-
вающей зависимость выходного на-
пряжения (или коэффициента усиле-
ния) от входного [5], и лишь потом под
ним стали понимать производные ха-
рактеристики - относительные коэф-
фициенты гармоник и интермодуляции.
Между тем последние, хотя и связаны
с нелинейностью АХ известными за-
висимостями, не адекватны ей по по-
следствиям в звукопередаче. Коэффи-
циенты
Кг, К и
характеризуют искаже-
ния стационарного синусоидального
сигнала, нелинейность АХ - непосто-
янный закон усиления гармоническо-
го переменного напряжения.
В УМЗЧ наибольшей нелинейнос-
тью обладает двухтактный выходной
каскад, что обусловлено его режимом
В
или
А В
и работой на максимально
широком участке передаточной харак-
теристики. При воспроизведении рече-
вых и музыкальных сигналов перемен-
ный ток нагрузки, протекающий через
выходные транзисторы, колеблется от
долей миллиампера до единиц и де-
сятков ампер в зависимости от мощ-
ности усилителя. При этом параметры
полупроводниковых приборов с исход-
но нелинейной ВАХ не остаются посто-
янными: для биполярных транзисто-
ров, в частности, изменяется их коэф-
фициент передачи тока
Ьг1Э.
Транзис-
тор КТ819Б при 1)кэ = 5 В в диапазоне
токов /э = 0,01.
..4 А имеет явно выра-
женную экстремальную зависимость
коэффициента передачи с переменной
кривизной скатов [
6
], при этом разни-
ца мёжду максимальным и минималь-
ным значениями
Ь21Э
составляет почти
3 раза! Понятно, что УМЗЧ с такими
активными элементами вносит боль-
шие гармонические и интермодуляци-
онные искажения на синусоидальном
сигнале, уменьшаемые обычно ООС.
Менее известно следующее. Отри-
цательная обратная связь представля-
ет собой линейную систему регулиро-
вания, воздействующую на нелиней-
ное эвено передачи. Как следствие,
она линеаризует амплитудную харак-
теристику только масштабированием
существующих отклонений. При глубо-
кой ООС они действительно уменьша-
ются до долей процента, но цена этих
| Радиолюбитель - 09/2006
предыдущая страница 22 Радиолюбитель 2006-09 читать онлайн следующая страница 24 Радиолюбитель 2006-09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст