Поиск по сайту
Рубрики
Статистика
Rambler's Top100


Коэффициент демпфирования

Демпинг-фактор (DF) определяется как отношение импеданса нагрузки Zнагр к полному выходному импедансу усилителя мощности Zвых, т.е. DF = Zнarp/Zвых. Идеальный УМЗЧ является совершенным источником напряжения для акустической системы, на которую он нагружен. Иначе говоря, как и в случае высококачественного стабилизированного источника питания постоянного тока, выходной импеданс идеального УМЗЧ приближается к нулю, означая, что при любом характере изменений нагрузки уровень выходного напряжения усилителя мощности останется практически неизменным. Проектируются УМЗЧ таким образом, чтобы как можно ближе соответствовать идеальному источнику напряжения, и таким образом ослабить влияния изменений динамической нагрузки, присущей всем типовым акустическим системам. Исходя из приведенного выше соотношения, если бы совершенный УМЗЧ с нулевым выходным импедансом мог быть реализован, то его демпинг-фактор имел бы бесконечно большое значение.

Как можно большее значение коэффициента демпфирования желательно иметь по многим причинам. Чем выше демпинг-фактор, тем слабее влияние изменений нафузки на усилитель мощности. Побочным эффектом высокого значения демпинг-фактора является уменьшение резонансных явлений в акустических системах, а также правильная работа кроссовера. Производители стремятся к увеличению демпинг-фактора для повышения рекламной конкурентоспособности. Насколько же высоким должен быть демпинг-фактор для обеспечения превосходства в качестве звучания?

Большая глубина отрицательной обратной связи (ООС), используемая в полупроводниковых усилителях, в совокупности с высокими параметрами современных выходных приборов, легко обеспечивают выходные сопротивления усилителей менее 0,1 Ом. Среднее значение выходного сопротивления 0,04 Ом для большинства полупроводниковых усилителей при сопротивлении нагрузки 4 Ом обеспечивает типовое значение коэффициента демпфирования около 100.

Многие авторы полагают, что УМЗЧ с высоким коэффициентом демпфирования полностью контролирует диффузор электродинамического громкоговорителя и заставляет его безупречно реагировать на выходной сигнал усилителя. Это не соответствует действительности: даже если исключить соединительные провода и кроссовер, остается сопротивление катушки громкоговорителя постоянному току, которое, к тому же, зависит от температуры. Если типовой 4-омный громкоговоритель имеет сопротивление постоянному току по меньшей мере 3,2 Ом, выходной импеданс усилителя должен превысить 0,3 Ом, чтобы как-то проявиться на фоне температурных вариаций сопротивления катушки при работе громкоговорителя. Такой полупроводниковый усилитель реализовать легко.

Главная мысль проста: разница между двумя усилителями, обладающими демпинг-факторами 100 и 500, практически не отражается на характеристиках акустической системы. Благодаря глубокой общей ООС в хороших транзисторных усилителях, их выходной импеданс так мал, что на практике демпинг-фактор можно не принимать во внимание.

Является непреложным научным фактом, что ООС способствует снижению искажений и выходного сопротивления усилителя.

Однако на протяжении последних 25 лет в радиолюбительских журналах (см., например, «Радио» №4, 1999, с.ЗО) периодически появляются очень похожие таблицы, иллюстрирующие эффект роста искажений в системе усилитель — электродинамический громкоговоритель при увеличении глубины ООС. При этом никогда не приводятся схемы транзисторных УМЗЧ, с использованием которых получены столь парадоксальные результаты. Далее, как правило, следуют выводы о вреде глубокой ООС, якобы «усиливающей искажения за счет компенсации противо-э.д.с. громкоговорителя», и пользе повышения выходного сопротивления УМЗЧ для «ослабления влияния нагрузки».

Действительно, любое воздействие на усилитель со стороны нагрузки вызывает его реакцию, адекватную величине воздействия и глубине обратной связи. ООС всегда стремится уменьшить разность между входным и выходным сигналами, т. е. снизить искажения; при этом усилителю абсолютно «безразлично», является нагрузка активной (генерирующей) или пассивной, если у него хватает мощности и быстродействия для нейтрализации паразитного воздействия. Любое отклонение от такого поведения свидетельствует о неграмотной реализации усилителя, обычно выражающейся в нарушении устойчивости и/или условия динамической линейности, а также резко нелинейном характере зависимости выходного сопротивления разомкнутого усилителя от амплитуды и частоты сигнала; только в этих случаях включение «стабилизирующего» резистора последовательно с нагрузкой может понизить искажения.

Для полноты картины следует упомянуть что существуют усилители мощности с токовым выходом, т. е. большим выходным сопротивлением. Основанием для их существования является гипотеза, что электродинамический громкоговоритель производит меньше искажений, работая от источника тока, а не источника напряжения. При обосновании такого подхода обычно используется простейшая модель работы такого громкоговорителя на стационарном сигнале. Прослушивание специализированных полупроводниковых усилителей с большим (500 Ом и 5 кОм) выходным сопротивлением продемонстрировало весьма заметные интермодуляционные искажения и явную инерционную нелинейность амплитудной характеристики: система подчеркивала слабые сигналы и ослабляла сильные, т. е. сжимала динамический диапазон музыкальной программы, причем во всем диапазоне частот. Если интермодуляционные искажения можно отнести на счет несовершенства схемотехники усилителей, то компрессия, скорее всего, возникает из-за противо-э.д.с. катушки громкоговорителя и нелинейности магнитной индукции в зазоре. Более глубокий анализ этого явления представляет чисто академический интерес и выходит за рамки данной книги.

Также можете почитать статью о демфировании стенок акустических колонок.

На последок хочется сказать что санация рук является очень важной. Вы знаете сколько микробов и вирусов можеть быть на ваших руках? Поверьте вам лучше этого не знать. В качестве защиты своих рук пользуйтесь разными средствами для дезинфекции рук. Главное смотреть чтоб эти средства были одобрены дерматологами.

Комментарии запрещены.

Реклама