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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Merkmale von UMZCH mit hoher Ausgangsimpedanz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker In vielen Betriebsparametern steht die Überlegenheit von UMZCH auf integrierten Schaltkreisen gegenüber UMZCH auf Lampen mittlerweile außer Zweifel. Ihre Überlegenheit wird jedoch nicht immer durch Expertenbewertungen der Klangqualität bestätigt. Es ist kein Zufall, dass unsere Leser zunehmendes Interesse an Maßnahmen zeigen, die Intermodulationsverzerrungen in Transistorverstärkern reduzieren. In diesem Artikel werden die Strukturen von Verstärkern mit hoher Ausgangsimpedanz diskutiert, die diese Verzerrungen reduzieren. Wir empfehlen Ihnen außerdem, sich mit den Inhalten der ersten beiden in der Literatur aufgeführten Artikel vertraut zu machen. Eine Analyse der in [1] und [2] veröffentlichten Artikel zeigt vollständige Übereinstimmung mit den darin gezogenen Schlussfolgerungen über die Möglichkeit einer Verbesserung der Qualität der Klangwiedergabe bei der Anregung eines elektrodynamischen Lautsprechers (EDG) aus einem UMZCH mit hohem Ausgangswiderstand ( Rout) durch Reduzierung der Intermodulationsverzerrung (ID). Die in den genannten Artikeln beschriebenen Quellen der KI unterscheiden sich jedoch grundlegend. Wenn in der ersten davon angenommen wird, dass die Hauptursache für Verzerrungen Änderungen in der Impedanz des EDC sind, dann wird in der zweiten angegeben, dass die Quelle des IR auch der UMZCH ist, wo die Intermodulation des verstärkten Signals und die Reaktion erfolgt vom EDC erfolgt über die allgemeine Rückkopplungsschaltung vom Ausgang des Verstärkers. Betrachten wir mögliche Prinzipien für den Aufbau eines UMZCH mit hoher Ausgangsimpedanz gemäß den Empfehlungen in [1] und [2]. Die einfachste Modifikation des Verstärkers zur Reduzierung der Empfindlichkeit des UMZCH-Lautsprechersystems gegenüber Impedanzänderungen, wie in [1] angegeben, ist möglich, indem die allgemeine Spannungsrückkopplung im UMZCH durch eine Stromrückkopplung ersetzt wird. Da in diesem Fall der erforderliche Wert von Rout aufgrund des Tiefstrom-OOS erreicht wird, kann der Ausgangswiderstand des UMZCH ohne OOS recht klein sein. Dadurch ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten zur Modifikation der gängigsten UMZCHs, sowohl im integrierten Design als auch bei Bipolar- oder Feldeffekttransistoren mit Emitterfolger (Source-Folger) in der Ausgangsstufe. Eine vereinfachte Version der Struktur der allgemeinen OOS-Schaltung ist in Abb. dargestellt. 1, wo der Widerstand Roc als aktueller OOS-Sensor dient. in Reihe mit dem EDC geschaltet In dieser Schaltung führt eine Erhöhung der Impedanz des EDC mit zunehmender Frequenz zu einer Verringerung der Tiefe der Rückkopplungsschleife und einer entsprechenden Erhöhung des Frequenzgangs mit einer Steigung von nicht mehr als 6 dB pro Oktave. In diesem Fall wird die notwendige Korrektur des Frequenzgangs durch die Verwendung der einfachsten Schaltung Rк1Ск1 erreicht, die in Abb. 1 gepunktete Linie.
Zu den Merkmalen von UMZCH mit hohem Ausgangswiderstand gehört die Notwendigkeit, die Versorgungsspannung um 20 bis 30 % zu erhöhen, um eine erhöhte Ausgangsspannung aufgrund von Änderungen in der Impedanz des EDC zu gewährleisten [1]. Lassen Sie uns die Anwendbarkeit des UMZCH mit der Struktur gemäß dem Diagramm in Abb. bewerten. 1 zur Reduzierung von AI, betrachtet in [2], wobei die Hauptanforderung darin besteht, Bedingungen für die Reaktion des EDC auszuschließen, die die Verstärkung anderer Signale in der OOS-Schleife beeinflussen. Wie aus den Eigenschaften der Ausgangsstufe A1 (siehe Abb. 1) hervorgeht, wird diese Anforderung nicht erfüllt, da die EDC-Reaktion (in Form von EMF) durch den niedrigen Ausgangswiderstand des Originalverstärkers in den OOS-Schaltkreis eindringt . Eine Analyse verschiedener Schaltungslösungen für UMZCH zeigt, dass die Erfüllung der in [2] genannten Anforderungen an UMZCH mit geringer Intermodulationsverzerrung nur durch den Einsatz der UMZCH-Ausgangsstufe mit einem hohen Wert des eigenen Ausgangswiderstands (ohne allgemeines OOS) möglich ist. Dies wird normalerweise in einem UMZCH mit einer Ausgangsstufe erreicht, die Transistoren verwendet, die in einer Schaltung mit einer gemeinsamen Basis (CB) oder einem gemeinsamen Emitter (CE) verbunden sind. Gleiches gilt für Kaskaden auf Feldeffekttransistoren bzw. für Schaltungen mit einem gemeinsamen Gate (OC) und einer gemeinsamen Source (CS). Es ist bekannt, dass die Schaltung zum Verbinden von Transistoren mit OB (OZ) den höchsten Rout-Wert der Kaskade liefert. Gleichzeitig schränken jedoch der geringe Wert seines Eingangswiderstands und die fehlende Stromverstärkung die Einsatzmöglichkeiten erheblich ein. Ein Beispiel für eine solche Ausgangsstufenstruktur wird in [3] vorgeschlagen. In Abb. Abbildung 2 zeigt einen Ausschnitt der Verstärkerausgangsstufe. Hier verstärken leistungsstarke Transistoren VT1, VT2 das Signal nur durch Spannung. Die Transistoren VT4, VT5 stabilisieren zusammen mit den Emitterwiderständen der Kaskade ihren Ruhestrom im Temperaturbereich und die Transistoren VT3, VT6 begrenzen den maximalen Basisstrom der Ausgangstransistoren. Ein wesentlicher Nachteil dieser Option ist die zweikanalige Stromversorgung, die nicht an eine gemeinsame Leitung angeschlossen ist.
Die Verwendung von Transistoren, die in einer OE (IO)-Schaltung in der Ausgangsstufe geschaltet sind, ist aufgrund der relativ großen Werte des Eingangswiderstands der Kaskade und der Strom- und Spannungsverstärkung weiter verbreitet. Wenn es notwendig ist, den Rout der Kaskade zu erhöhen, ist es möglich, eine zusätzliche lokale serielle Stromrückkopplung zu verwenden, indem man Widerstände in die Emitter-(Quellen-)Kreise einbaut, wie zum Beispiel in [4] und [5]. Die Verwendung des ursprünglichen UMZCH mit einem hohen Rout schließt die Möglichkeit der gleichzeitigen Nutzung des allgemeinen OOS in Bezug auf den Strom mit einer entsprechenden Erhöhung des Rout und einer Erhöhung der Genauigkeit der Umwandlung der Eingangsspannung in den Ausgangsstrom nicht aus. In diesem Fall stimmt eine vereinfachte Version der UMZCH-Schaltung, die die in [2] dargelegten Bedingungen erfüllt, mit der UMZCH-Schaltung in Abb. überein. 1. Somit liegt der grundlegende Unterschied in den Parametern des UMZCH für Versionen nach [1] und [2] nur im Wert von Rout des Originalverstärkers und der Notwendigkeit, die Versorgungsspannung um 20...30 % zu erhöhen . Dies ist notwendig, um Verzerrungen in der EDC-Reaktion zu beseitigen. Bei fehlender Versorgungsspannung verschlechtert sich die Qualität der Tonwiedergabe. Bei der praktischen Umsetzung des UMZCH zur Lösung der in [2] dargelegten Probleme sollten einige seiner Merkmale berücksichtigt werden. Eine bessere Betriebsstabilität wird beispielsweise in einem UMZCH mit invertierendem Eingang mit einer minimalen Anzahl von Verstärkungsstufen mit lokaler Rückkopplung erreicht. Der Einsatz integrierter Operationsverstärker oder deren Einsatz zur Spannungsverstärkung von maximal 20 dB sollte nach Möglichkeit ausgeschlossen werden. Es ist nicht notwendig, nichtlineare Verzerrungen im Tausendstelprozentbereich anzustreben; es reicht aus, sie auf einen Wert von etwa 0,1...0,2 % zu begrenzen. Die Hauptanstrengungen müssen darauf gerichtet sein, die Spektrum- und Frequenzabhängigkeit harmonischer Verzerrungen zu verringern, deren monotone Abnahme mit abnehmendem Ausgangssignalpegel. Es empfiehlt sich, die Tiefe der Gesamtstromrückkopplung auf 20...30 dB zu begrenzen, da ausreichend hohe Parameter des UMZCH in der Regel mit einem Übersetzungsverhältnis von Eingangsspannung zu Ausgangsstrom von nicht mehr als 1...1,5 A erreicht werden /V für eine Ausgangsleistung von 25...40 W bei einer EDG-Impedanz von 8 Ohm. Um Leistungsverluste zu reduzieren, empfiehlt es sich, den Widerstandswert des Widerstands ROC3 relativ klein zu wählen. In diesem Fall kann es erforderlich sein, einen zusätzlichen Verstärker mit entsprechender Verstärkung in die allgemeine Rückkopplungsschleife einzubinden. Dann ist es besser, den Frequenzgang im Hochfrequenzbereich im Stromkreis seines lokalen OOS zu korrigieren. Um Verzerrungen bei der Wiedergabe des Ansprechverhaltens eines Audiosignals zu reduzieren, sollten die Parameter der Korrekturelemente Rk2, Sk2 entsprechend dem erforderlichen Stabilitätsspielraum ausgewählt werden und die Frequenzgangkorrektur bei aktiven Lautsprechern auf andere Weise erfolgen. Die Wahl des UMZCH-Schaltkreises erfolgt auf der Grundlage der Ergebnisse des Vergleichs der erreichten Qualitätsmerkmale, deren objektive Messungen mit Standardmethoden durchgeführt werden. In diesem Fall können Messungen des Ausgangsstroms durch Messungen einer Spannung ersetzt werden, die proportional zum Ausgangsstrom ist, beispielsweise am Widerstand ROC3. Wenn es notwendig ist, die Ergebnisse der subjektiven Qualitätsbewertung (SQA) der Tonwiedergabe vorherzusagen, sollte die Messung nichtlinearer Verzerrungen des UMZCH an einem Rauschsignal [6] unter Verwendung eines echten EDC als Last durchgeführt werden. Es ist bequemer, Änderungen in der Qualität der Tonwiedergabe mit dem Betriebsmodusschalter des UMZCH zu beurteilen – mit einem hohen oder niedrigen Rout-Wert. Während dieser Umschaltung wird die Stromrückkopplung durch eine Spannungsrückkopplung ersetzt und die Frequenzgangkorrekturelemente werden ausgeschaltet. Literatur
Autor: A.Syritso
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Kommentare zum Artikel: Sergei Das Diagramm in Abb. 2 ist falsch. Eine Reihe von Transistoren vt2, vt5, vt6 wird falsch gezeichnet. Die Endstufe muss zu den Basen der Transistoren vt4, vt5 passen. Eine zweikanalige Stromversorgung kann und sollte an eine gemeinsame Leitung angeschlossen werden und die Akustik sollte an die Emitter vt1, vt2 angeschlossen werden. Sieger Sergey, wenn die Akustik mit Emittern verbunden wäre, wäre die Ausgangsimpedanz niedrig. Die Schaltung ist in Ordnung, die Transistoren sind aus. mit gemeinsamer Basis eingeschaltet, wird das Signal den Emittern zugeführt.
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