Усилитель с регулируемым выходным сопротивлением
В публикации рассматривается тема выбора оптимального выходного сопротивления УМЗЧ для совместной работы с различными акустическими системами (АС). И предлагается единая конструкция платы усилителя на микросхеме TDA7293.
Справка
Выходное сопротивление усилителя мощности (Rвых) – это внутреннее сопротивление усилителя, которое можно представить как виртуальный резистор, включённый последовательно с выходом усилителя. Любой реальный усилитель мощности имеет не нулевое выходное сопротивление, то есть Rвых всегда больше нуля.
Для измерения выходного сопротивления можно воспользоваться следующим алгоритмом:
1. Подключить генератор сигналов ко входу усилителя;
2. К выходу усилителя подключить мультиметр в режиме измерения переменного напряжения;
3. На вход усилителя подать синусоидальный сигнал с частотой 50…400 Гц (в данном частотном диапазоне мультиметры обладают наибольшей точностью измерений);
4. Регулировкой выходного уровня в генераторе, либо с помощью регулятора громкости усилителя, установить на выходе усилителя какое-либо значение напряжения (оптимально – 2/3 от номинального выходного напряжения). Это выходное напряжение усилителя без нагрузки;
5. Не изменяя напряжения на выходе усилителя, подключить к выходу нагрузку – резистор. Важно знать его точное значение сопротивления;
6. Посмотреть на показания мультиметра под нагрузкой. Под нагрузкой напряжение на выходе усилителя должно уменьшиться;
7. Рассчитать выходное сопротивление, используя формулу: Rвых = Rн × (Uхх / Uн -1), где Uхх – выходное напряжение усилителя на холостом ходу, Uн – выходное напряжение усилителя с подключённой нагрузкой.
Типичное выходное сопротивление транзисторного усилителя с ООС – 0,01 Ом. УМЗЧ, не имеющие обратной связи, как правило, обладают гораздо большим выходным сопротивлением. Ламповые усилители имеют выходное сопротивление, измеряющиеся единицами Ом.
Влияние выходного сопротивление усилителя
Принято считать, что повышение выходного сопротивления УМЗЧ улучшает его взаимодействие с нагрузкой, в данном случае АС, и способно снижать нелинейные искажения последней.
Однако если выходное сопротивление усилителя, сопоставимо с сопротивлением АС, то суммарная АЧХ многополосной АС не редко ухудшается. Поэтому при росте выходного сопротивления УМЗЧ, наряду с улучшением условия работы динамических головок АС, происходит искажение её АЧХ, что ухудшает звучание.
Эти искажения АЧХ связаны с тем, что разделительные фильтры проектируются в расчете на использование АС совместно с ИНУН (источника напряжения, управляемого напряжением), что ограничивает применение УМЗЧ с ненулевым выходным сопротивлением для работы со многими АС промышленного производства.
Вторая по значимости причина ухудшения звучания – чрезмерное повышение добротности НЧ головки и вызванное этим «бубнение» в области резонанса.
Для каждой связки «усилитель – громкоговоритель» существует оптимальное значение выходного сопротивления, где искажения АЧХ еще не так заметны, чтобы отрицательно повлиять на звучание АС.
Также существует мнение, что одной из существующих причин субъективного предпочтения ламповых усилителей транзисторным, по многим параметрам, превосходящим ламповые, является повышенное выходное сопротивление ламповых УМЗЧ.
Логично предположить, что транзисторный усилитель, выходное сопротивление которого можно регулировать для оптимального сочетания с АС, позволит получить звук субъективно более высокого качества.
Возникают два вопроса какое значение выходного сопротивления оптимально и насколько субъективно улучшается качество звучания АС.
В качестве практической реализации такого УМЗЧ на популярной усилительной микросхеме TDA7293, ниже приведена схема для стереофонического варианта c блоком питания.
Схема электрическая
Нет комментариев