עיוות מגבר כוח שמע מתייחס לעיוות צורת גל האות המועתקת, המחולקת בדרך כלל לשתי קטגוריות: עיוות חשמלי ועיוות אקוסטי. משמעות עיוות חשמלי היא שזרם האות מייצר עיוות במהלך תהליך ההגברה, בעוד שעיוות אקוסטי פירושו שזרם האות עובר ברמקול, והרמקול אינו מצליח לשחזר את הצליל בנאמנות. בין אם מדובר בעיוות חשמלי או בעיוות אקוסטי, על פי אופי העיוות, ישנם בעיקר שני סוגים של עיוות תדרים ועיוותים לא לינאריים. ביניהם משתנה הקשר בין המשרעת והשלב של כל רכיב תדר של האות, ורק עיוות צורת גל מתרחש, ולא מתווסף רכיב תדר חדש שהוא עיוות ליניארי. עיוות הרמוני (THD), עיוות בין-מודולציה (IMD) וכו 'יכול לייצר רכיבי תדר חדשים, או מוצרי אפנון של כל רכיב תדרים. מוצרים לא רצויים אלה אינם הרמוניים במיוחד עם האות המקורי, וגורמים לעיוות קשיחות וקשיחות. עיוותים אלו הם עיוותים לא לינאריים. כאן אנו דנים בנפרד עיוות הרמוני, עיוות בין-מודולציה, עיוות בין-מודולציה חולף (TIM) ועיוות ממשק AC (IHM).
1. עיוות הרמוני
עיוות הרמוני הוא סוג של עיוות שנגרם על ידי רכיבים לא ליניאריים במגבר הכוח. סוג זה של עיוות גורם לאות השמע לייצר רכיבים הרמוניים חדשים רבים, המונחים על האות המקורי ויוצרים אות עם עיוות צורה. הוספת העיוות שנגרם על ידי כל הרמוניה היא העיוות ההרמוני הכולל, וערכו מתבטא בדרך כלל באחוזים מהיחס בין ערך הריבוע הממוצע של השורש של כל ההרמוניות באות הפלט לערך האפקטיבי של המתח הבסיסי. כאן, האות הבסיסי הוא אות הקלט, וכל האותות ההרמוניים הם האותות ההרמוניים של כל סדר שמוצג על ידי עיוות לא לינארי. ברור שככל שהאחוז קטן יותר, כך העיוות ההרמוני קטן יותר וביצועי המעגל טובים יותר. נכון לעכשיו, העיוות ההרמוני של מגברי הספק ה- Hi-Fi נשלט בדרך כלל מתחת ל -0.05%, והעיוות ההרמוני של מגברי הספק איכותיים רבים נמוך מ- 0.01%, והעיוות ההרמוני של מגברי הספק שמע מקצועיים נשלט בדרך כלל מתחת ל -0.03. %. למעשה, כאשר העיוות ההרמוני הכולל הוא פחות מ -0.1%, קשה להבחין באוזן האנושית. כמו כן, יש לציין כי עבור מגבר כוח שמע ייעודי, למשל, אינדקס העיוות ההרמוני הכולל של מגבר כוח שמע מתבטא כ THD <0.009% (1W). במבט ראשון נראה כי העיוות ההרמוני הכולל הוא קטן מאוד, אך זהו רק העיוות ההרמוני הכולל כאשר הספק המוצא הוא 1W, אשר שונה מערך העיוות ההרמוני הכולל המתקבל בתנאי המדידה הנדרשים על פי התקנים הרלוונטיים. לכן, כאשר מסמנים את אינדקס העיוות ההרמוני הכולל של מגבר כוח השמע, מציינים בדרך כלל את תנאי המדידה.
כידוע, מערכת השמיעה האנושית מסובכת ביותר, ולעיתים מגברי כוח עם עיוותים הרמוניים נמוכים אינם עמידים לשמיעה כמו אלה עם עיוותים הרמוניים גדולים. ישנן סיבות רבות לתופעה זו. ביניהם, זה קשור ישירות למידת ההשפעה השונה של כל רכיב הרמוני על איכות הצליל. אף על פי שנתוני הבדיקה במצב יציב של מכונת האבן ומגבר הצינור זהים, אנשים תמיד מרגישים שהבס של מגבר הצינור עדין ומרגש, האמצע בינוני בהיר ועגול והטרבל דק וברור. אבל התדר הגבוה שעיר, הצליל נוקשה והטון קר. באמצעות ניתוח ספקטרום, נמצא כי מכונות אבן מכילות מספר רב של הרמוניות מוזרות, הגורמות לתחושה קשה ולא נעימה באוזני האדם; מגברי צינורות מכילים הרבה הרמוניות אפילו, ואוזניים אנושיות אינן רגישות להרמוניות אפילו. בנוסף, לאוזן האנושית רזולוציה נמוכה לעיוות הרמוני אפילו, אך היא רגישה מאוד להרמוניות גבוהות יותר, וזו גם אחת הסיבות החשובות לתופעה הנ"ל.
הדרכים העיקריות להפחתת עיוותים הרמוניים הן:
1) החל כמות מתאימה של משוב שלילי במתח או משוב שלילי זרם; 2) השתמש ברכיבי הגברה ליניאריות גבוהים עם FT גבוה, NF קטן; 3) שפר את עקביות הצינור בכל מעגל יחידה ככל האפשר; 4) השתמש בשיטת הגברה בכיתה A, בחר תוכנית מעגלים מצוינת; 5) שפר את עתודת הכוח של ספק הכוח ושיפר את ביצועי הסינון של ספק הכוח.
2. עיוות בין-מודולציה
שני אותות או יותר בתדרים שונים מווסתים זה על ידי זה לאחר שהמגבר או הרמקול נשמע כדי לייצר את תדר הסכום ואת תדר ההפרש, והשילוב של כל הרמוני מייצר את תדר הסכום ותדר ההפרש. רכיבי תדר חדשים שנוספו אלה מהווים עיוות שאינו לינארי נקרא עיוות בין-מודולציה. בדרך כלל מערבבים במעגל שני אותות בתדר גבוה ונמוך עם יחס משרעת מסוים (4: 1 נוסף), והיחס בין ערך הריבוע הממוצע של השורש של האות הלא לינארי החדש שנוצר למשרעת האות המקורי בתדר הגבוה יותר. נמדד באחוזים של עיוות בין-מודולציה, כלומר גודל העיוות האינט-מודולציה, יכול לבוא לידי ביטוי באחוזים מרמת המוצר האינטמודולציה לרמת האות המדורג. ככל שהערך גדול יותר, כך עיוות הבין-מודולציה גדול יותר. ברור שמידת העיוות בין המודולציה קשורה לכוח המוצא. מכיוון שלמרכיבי התדר החדשים שנוצרו אין שום דמיון עם האות המקורי, העיוות הבין-מודולציה הקטן יותר מבחין באוזן האנושית, והוא נשמע חד וקשה, ומלווה בתופעה של "צבע צליל". במילים אחרות, ההשפעות של עיוות בין-מודולציה יגרמו לשדה הצליל של מערכת ההפעלה כולה לחוסר תחושה של היררכיה ולפגום בבהירות. במגברי כוח Hi-Fi מקווים תמיד שמידת העיוות בין המודולציה תהיה קטנה ככל האפשר. קשה מאוד להשיג זאת. לכן, מגברי כוח באיכות גבוהה דורשים שערך זה יהיה פחות מ 0.1%. כמובן שעיוות הבין-מודולציה של מכונת האבן גדול יותר מזה של מגבר הצינור, וזו אחת הסיבות לכך שהצליל של מכונת האבן אינו מתוק כמו מגבר הצינור.
השיטות הנפוצות להפחתת עיוות בין-מודולציה הן:
1) שיטת חלוקת התדרים האלקטרונית משמשת להגבלת רוחב הפס של מעגל המגבר או הרמקול; 2) מסנן מעבר גבוה מתווסף לכניסה של מגבר כוח השמע כדי לחסל את האות בתדר נמוך נמוך; 3) נבחר צינור או מבנה המעגל עם ליניאריות טובה.
3. עיוות חולף
עיוות חולף הוא אינדיקטור חשוב לאקוסטיקה מודרנית. זה משקף את היכולת של מעגל מגבר הכוח לעקוב אחר אותות חולפים, ולכן זה נקרא גם תגובה חולפת. מערכת איכות גבוהה עם עיוות חולף, אות המוזיקה בפלט חסר שכבות ושקיפות. באופן כללי, הגורמים לעיוות חולף הם:
1) ההשפעה של רכיבי התגובה במעגל גדולה מדי, וטווח התדרים אינו רחב מספיק; 2) פעולת מערכת הרטט של הרמקול אינה יכולה לעמוד בקצב שינוי האות החשמלי החולף. ישנם שני ביטויים עיקריים של עיוות חולף, כלומר עיוות בין-מודולציה חולף ועיוות הנגרם על ידי קצב שינה נמוך מדי (SR).
A. עיוות חולף בין-מודולציה
בעת הזנת אות חולף פועמת, עקב קיומם של קבלים במעגל (כגון קבלים לפיצוי בפיגור, קבלים בין אלקטרודות וכו '), מסוף הפלט אינו יכול להשיג באופן מיידי את מתח המוצא הראוי (כלומר השהיית הפאזות). ולא ניתן להשיג את שלב הקלט בזמן בגלל המשוב השלילי, המגבר נמצא במצב לולאה פתוחה ברגע זה וגורם לשלב הקלט לעומס מיידי. בשלב זה, מתח הכניסה גבוה פי כמה מהרגיל, וכתוצאה מכך חיתוך מיידי חמור של שלב הכניסה. עיוות גל נקרא עיוות בין-מודולציה חולף. זו בעצם תופעת עומס יתר חולפת.
מכיוון שלמגבר יכולת חזקה נגד עומס יתר, הגדלה נמוכה, ללא משוב שלילי עמוק בין שלבים ורק משוב שלילי חלקי, אין זה קל לייצר עיוות בין-מודולציה חולף. באופן כללי, מכונות אבן משתמשות ברשת משוב שלילית עמוקה בלולאה כדי לענות על הדרישות של עיוות נמוך ופס רחב. ניתן לראות כי עיוות בין-מודולציה חולף מתרחש בעיקר במכונות אבן. בנוסף, מקורות תוכנה עם נפח גבוה, תדירות גבוהה וטווח דינמי גדול עשויים לייצר עיוות בין-מודולציה חולף. הסיבה היא: קצב שינוי הזמן של המוזיקה הוא הגדול ביותר בסמוך לרמת האות האפסית, מה שיביא את הצליל בצורה ברורה לחלוטין, במיוחד במכונות האבן הנמוכות, המופיעות לעתים קרובות בחלק בתדר הגבוה, וכתוצאה מכך חדה , תחושה קשה, מה שמכונה "צליל טרנזיסטור" ו"צליל מטאלי ".
עיוות בין-מודולציה חולף הוא אינדיקטור דינמי שהוצע בשנות השבעים, נגרם בעיקר על ידי משוב שלילי עמוק בתוך מגבר כוח השמע. הוא מוכר כאשם המשפיע על איכות הצליל של מכונות אבן וגורם ל"צליל טרנזיסטור "ו"צליל מתכת", ואנשים מייחסים לכך חשיבות רבה. שיפור TIM יכול להתחיל ממנגנון ההיווצרות שלו, והשיטות הנפוצות הן:
1) שלוט ברווח הלולאה הפתוחה ובמשוב השלילי של המגבר בסביבות 50dB ו- 20dB בהתאמה;
2) בחר צינורות high-fT והשתמש בצינורות עם fT גדול מ- 100MHz בשלב הקדמי. ה- FT של צינור ההספק הסופי צריך להיות גדול מ -20 מגה-הרץ. הרחב את תגובת התדרים הלולאה הפתוחה ככל האפשר, והגדיל את המשוב השלילי הנוכחי של כל שלב כדי לבטל את הלולאה הגדולה. משוב שלילי בדרכים. נכון לעכשיו, ישנם מגברי הספק (כגון פעמון JA-100) של מעגל הרחבת השלב הסופי אשר אינם כוללים משוב שלילי בלולאה, אחת ממטרותיו היא זו;
3) אמץ מעגל סימטרי משלים לחלוטין כדי להגדיל את זרם העבודה של שלב פלט הכוח, והוסף שלב מגבר חיץ לפני שלב הפלט כדי לשפר את תגובת החולף של המעגל;
4) בטל את קבלים השהיית הפאזות, שנה את פיצוי השהיה לתגמול עופרת, כלומר אל תשתמש בקבל פיצוי השהיה, וחבר קבלים קטנים בעלי קיבולת מתאימה במקביל לנגד המשוב הגדול בלולאה;
5) הגדל כראוי את זרם השקט של שלב הקלט, הגדל את הטווח הדינמי שלו והגדר מסנן נמוך במעגל הקלט שלו כדי למנוע אותות עומס בתדרים גבוהים מעל 80 קילוהרץ ולמנוע מאותות הפרעות בתדרים גבוהים לגרום לעומס מיידי של שלב קלט.
ב. עיוות שנגרם על ידי יחס המרה נמוך מדי
יחס ההמרה מתייחס ליכולתו של ציוד שמע לעקוב או להגיב לאותות קול פרוצים או אותות דופק, והוא פרמטר חשוב המשקף את הקיבולת החולפת של מעגל מגבר הכוח. עיוות חולף הנגרם על ידי קצב שינה נמוך מדי נגרם מכך ששינוי אות הפלט של המגבר אינו יכול לעמוד בקצב השינוי המהיר של אות הכניסה. אם מכניסים אות מגבר מספיק גדול למגבר, קצב שינוי המתח המרבי צריך להיות היחס בין ערך עליית המתח לזמן הנדרש. היחידה היא כמה וולטים עולים בשנייה, שנכתב כביטוי דיגיטלי כ- SR = V / μs. עבור מגברי כוח באיכות גבוהה, SR משפיע ישירות על התגובה החולפת ומהירות התגובה של המגבר. מגבר כוח בעל ערך SR גבוה הוא בעל רזולוציה טובה, תחושת שכבות ומיקום, וחוש שמיעה טוב, במיוחד כשמנגנים מוזיקה פופולרית מחדש. הערך של SR קשור למתח היציאה של מגבר ההספק ולתדר החיתוך בתדירות גבוהה וכו '. הספק המוצא גדול, ערך ה- SR גדול; תדר הניתוק בתדירות גבוהה הוא גבוה, ערך ה- SR הוא גם גדול וערך ה- SR של מגבר הספק איכותי יכול להגיע ל 100 וולט / מיקרו-שניות. על מנת להגדיל את ערך ה- SR של מגבר ההספק, משתמשים בדרך כלל בצינורות מהירים במיוחד ובעלי רעש נמוך. עם זאת, אם ערך ה- SR גבוה מדי, המעגל קל לריגוש עצמי והיציבות הופכת לקויה. בנוסף, ערך ה- SR של המעגל לפני השלב לא צריך להיות גבוה מזה של המעגל שלאחר הבמה, אחרת קל לגרום לעיוות בין-מודולציה חולף. אגב, ניתן לאמוד את ה- SR של מגבר הכוח באמצעות אוסצילוסקופ. השיטה היא להזין תחילה אות גל מרובע למגבר כוח השמע כאות קלט. הזמן הנדרש לקצה המוביל של צורת גל הפלט לעלות לערך המדורג, התוצאה המתקבלת היא V / μs מייצגת את גודל יחס ההמרה. ברור שאם מגבר כוח השמע יכול להתמודד היטב עם אותות גל מרובעים, זה מראה שיש לו יחס המרה טוב ומאפייני תדרים רחבים.
4. ממשק ה- AC מעוות
העיוות של ממשק ה- AC נגרם על ידי ה- EMF האחורי של הרמקול המוחזר למעגל דרך הקו. השיטות לשיפור עיוות זה כוללות: 1) להפחית את מספר שלבי המעגל ולהגדיל כראוי את זרם ההפעלה השקט של המעגל; 2) בחר רמקולים מתאימים כדי להפוך את מקדם השיכוך ליותר סביר; 3) השתמש בשנאי הספק איכותיים בקיבולת גדולה והגדיל אותם כראוי לקבלת קיבולת מסנן המסנן, חבר קבל CBB בעל קיבולת קטנה במקביל לקבל המסנן.
בנוסף, בשל בחירה לא נכונה של נקודת ההפעלה DC במעגל או האיכות הנמוכה של הרכיבים, יופיעו עיוותים לא לינאריים אחרים, כגון עיוות מוצלב ועיוות גזירה, העלולים לגרום לעיוות הרמוני ועיוות בין-מודולציה. עיוות מוצלב נקרא גם עיוות מוצלב. זה מיועד למגברי כוח דחיפה-משיכה. זה נגרם בעיקר בגלל אי ליניאריות של ההולכה הראשונית של צינור הכוח במגבר כוח דחיפה ומשוך בכיתה B, במיוחד במקרה של זרם נמוך. הזרם מייצר עיוות לא לינארי בצומת, וככל שמשרעת האות קטנה יותר, כך העיוות חמור יותר. עיוות גזירה נגרם על ידי טווח דינמי לא מספיק של צינור מגבר הכוח, והאות הגדול נחתך על ידי ההולכה הרוויה. עיוות הגזירה מייצר הרבה גלים אולטראסוניים, מה שהופך את הצליל למטושטש ומטלטל. זה כאב ראש לאנשים להקשיב לו זמן רב. השיטה הנפוצה להפחתת עיוות מוצלב היא להגדיל כראוי את נקודת ההפעלה DC של צינור הפלט לדחוף ולמשוך; והמדד לשיפור עיוות החיתוך הוא בדרך כלל להגדיל כראוי את טווח הפעולה הליניארי של המעגל.
המוצר השני שלנו:
