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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Distorsión térmica en amplificadores HiFi. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. /Amplificadores de potencia de transistores Y solo aquí comenzamos a darnos cuenta de por qué los amplificadores de válvulas tienen mucha menos distorsión. Después de todo, el cátodo de una lámpara de electrones o sus otros detalles importantes son mucho más masivos que las "patas" de los dispositivos semiconductores. Por lo tanto, las constantes de tiempo térmicas posibles en las lámparas son mucho mayores y, en principio, los fenómenos térmicos pueden despreciarse. Una lámpara electrónica normal con un brillo indirecto casi no responde a una señal de frecuencia de sonido "enérgica". Sólo por coincidencia de muchas circunstancias puede aparecer algún efecto térmico lento. También observamos como argumento adicional que la magnitud de las señales en un amplificador de válvulas es notablemente mayor que en los circuitos de semiconductores. Además, las etapas de los tubos de vacío casi siempre funcionan en condiciones cercanas a la igualación de potencia. La misma circunstancia explica por qué los amplificadores de potencia de estado sólido de clase "A" tienen, en promedio, la mejor calidad al escuchar. Estas etapas de amplificación se utilizan principalmente en condiciones de igualación de potencia, por lo que habrá menos distorsión térmica. Surge la pregunta: ¿qué se puede hacer para reducir la distorsión térmica en un amplificador ya terminado? Por supuesto, las recetas específicas solo se pueden dar para un esquema específico. Naturalmente, se recomienda en primer lugar estudiar cuidadosamente este amplificador, si definitivamente tiene puntos débiles desde un punto de vista térmico. Prescindiendo de otros aspectos, podemos decir que en un amplificador (preamplificador) de baja potencia las etapas térmicamente más favorables son aquellas que funcionan con un nivel de señal bajo (en relación con la tensión de alimentación), o lo que es casi lo mismo, etapas con una gran tensión de alimentación. La señal de interferencia térmica resultante es relativamente pequeña. Por lo tanto, es necesario esforzarse por utilizar la mayor cantidad posible de tensión de alimentación en las precascadas. Las reglas clásicas para diseñar amplificadores recomiendan lo contrario. No se excluye en absoluto que al usar un amplificador bien diseñado con un voltaje de suministro diferente (por ejemplo, más bajo), la interferencia térmica que antes era mínima aparecerá o aumentará significativamente en el nuevo punto de operación. Es muy importante configurar las cascadas para una adecuada combinación de potencia. En reposo, el voltaje a través de este transistor debe ser aproximadamente igual al voltaje a través de la resistencia de carga del colector (o emisor). Es posible que para cumplir con esta condición, tenga que "jugar" a fondo con el amplificador. Siempre que sea posible, se deben utilizar cascadas simétricas, manteniendo siempre el principio de la correcta adaptación de potencias. Si muchas etapas simétricas se suceden en el amplificador, es necesario esforzarse por crear obstáculos en el camino de la señal de interferencia, es decir. es necesario utilizar cascadas con un gran coeficiente de atenuación de la señal de modo común. Desafortunadamente, es imposible evitar la aparición de una señal de interferencia (incluso con la ayuda de la adaptación de potencia correcta), solo puede evitar su propagación. En particular, esto se puede hacer usando una gran resistencia de emisor (en comparación con el colector), por ejemplo, un generador de corriente de emisor. Normalmente, la inclusión de cada nueva etapa en el amplificador conduce a un aumento de la distorsión térmica. Por lo tanto, no hay garantía de que un preamplificador o amplificador final, ensamblado de acuerdo con un complejo circuito de “invención propia”, dé un mejor resultado que el amplificador simple original. Se puede pensar que de alguna manera usa la compensación térmica; sin embargo, debido al hecho de que se desconocen las constantes de tiempo, nos encontramos aquí "en un lugar bastante pantanoso". Sin embargo, tiene sentido experimentar con diferentes tipos de semiconductores, utilizándolos como elementos compensadores. En el caso de dispositivos en circuitos integrados (amplificadores operacionales, etapas finales en circuitos integrados), se procede de la misma manera que antes: si es posible, se excluyen todas las fuentes conocidas de interferencia y, al escuchar, se decide si esta muestra ( producto) es adecuado o no. Y hasta ahora no hay otros métodos, excepto escuchar, que conduzcan al mismo objetivo. Quisiera hacer las siguientes consideraciones, que pueden servir como punto de partida para una mayor reflexión, pero que no deben tomarse al pie de la letra. Antes de proceder con las alteraciones, es necesario estudiar cuidadosamente el circuito de este amplificador en particular y evaluar sus capacidades. Por lo general, es fácil determinar que los circuitos preamplificadores y amplificadores de potencia más populares tienen una etapa o etapas que están térmicamente mal construidas. Las mejoras emprendidas no solo deben tener en cuenta los principios de funcionamiento de este circuito, sino también el tipo de dispositivos semiconductores utilizados. Por ejemplo, en una etapa mal diseñada, la frecuencia de corte térmico será mayor y la distorsión resultante será menor cuando se utilicen transistores de tamaño pequeño, como SM. El uso de diferentes tipos de piezas es probablemente una de las razones principales por las que los amplificadores calculados con el mismo método, que tienen los mismos circuitos y casi el mismo diseño, dan resultados diferentes al escuchar. El problema es que muchas empresas fabrican semiconductores de cualquier tipo, no necesariamente utilizando la misma tecnología. Además, la tecnología a veces cambia mientras que la marca del semiconductor sigue siendo la misma, e incluso el paquete, a primera vista, es el mismo. Algunas modificaciones de los amplificadores realizadas por el autor y una serie de mediciones ya han dado los primeros resultados alentadores. Después de modificar el amplificador de acuerdo con las reglas anteriores, los transitorios de origen "inexplicado" se reducen (con una alta probabilidad) a un nivel bajo favorable, de modo que no se registran o son difíciles de detectar. Los cálculos muestran que podemos esperar una disminución en este tipo de distorsión transitoria en aproximadamente un orden de magnitud. Puede eliminar o reducir en gran medida el cambio extraño en la calidad del sonido después de detener o reducir en gran medida una señal de entrada fuerte. Las distorsiones cruzadas "misteriosas" que a veces ocurren en algunas melodías musicales no aparecen (al menos, no son distinguibles o casi indistinguibles de oído). Una vez más, hay que recalcar que no estamos hablando de aquellas distorsiones en el amplificador que son controladas por métodos de medida tradicionales. Por el contrario, estamos hablando de aquellos casos en los que estos métodos fallan (no detectan una distorsión apreciable) y la calidad del sonido sigue siendo insatisfactoria. Por supuesto, con la ayuda de métodos ingeniosos (por ejemplo, diferenciales), aún se pueden medir los cambios térmicos en los parámetros del amplificador. Sin embargo, aquí, nuevamente, surge el problema de estimar los errores de medición que surgen por razones similares en los instrumentos de medición utilizados. Y de todos modos, el amplificador "de oído" corregido tendrá una categoría superior. Naturalmente, rediseñar y experimentar no es un trabajo para principiantes. Se necesita precaución, precisión e imaginación. Puede haber otros efectos secundarios (p. ej., ultraexcitación, etc.) que empeoren más. que mejoran la situación. El autor no intenta ocultar el hecho de que el propósito de este artículo, en primer lugar, es despertar el pensamiento de los lectores, hacerles ver el problema "siempre verde" de las distorsiones desde un nuevo ángulo. Literatura
Traducción de A. Belsky; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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