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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 Cuando comenzó el desarrollo de los amplificadores HiFi hace varias décadas, la electrónica como ciencia aún estaba muy poco desarrollada. Sin embargo, a pesar de esto, los resultados fueron muy buenos (hasta la fecha). Durante los últimos 30... 40 años, se han arrojado luces sobre muchas cuestiones más o menos importantes, pero los resultados de este desarrollo no han afectado en modo alguno (o casi en nada) a la tecnología HiFi. Los lectores interesados en esta área observan con gran asombro que no hay avances en la tecnología HiFi, y por el contrario, a veces se observan retrocesos (por ejemplo, digital, TV con su calidad de sonido específica). Han pasado varias décadas desde el primer aterrizaje en la luna, y la ingeniería de sonido aún permanece en algún lugar de la era de los "carruajes tirados por caballos". Familiaricémonos con tales fenómenos físicos, que rara vez se discuten incluso en la literatura especializada en alta fidelidad. Y mientras tanto, en realidad, este es el mismísimo "huevo de Colón"... Se sabe que los preamplificadores, los amplificadores de potencia HiFi y otros dispositivos de audio se verifican dos veces. Por un lado, los especialistas en electrónica y acústica someten cualquier dispositivo a un estricto control mediante instrumentos de medida, tanto en el proceso de montaje del mismo como en su forma ensamblada. Por otro lado, cada amplificador también se caracteriza por personas con buen oído, no necesariamente especialistas (por ejemplo, pueden ser músicos o amantes de la música). Al escuchar el sonido de la música sin ningún dispositivo, atribuyen el amplificador a una clase u otra. La peculiaridad de la situación emergente es que, en la práctica, los resultados de estos dos controles muy a menudo se contradicen entre sí. Sucede que a pesar de los buenos resultados de medición, la calidad del sonido no parece muy buena para el oído, y viceversa. Por ejemplo, hace varias décadas, el autor construyó su primer amplificador de semiconductores HiFi, que tenía muy buenas características obtenidas utilizando los métodos de medición que existían en ese momento. Pero el amplificador tenía un sonido tan "fresco" que fue una lástima por el tiempo y el trabajo invertido, y disfruté del hermoso sonido del amplificador de válvulas durante mucho tiempo después. En los últimos años, los especialistas han desarrollado cada vez más procedimientos de prueba eléctrica, están naciendo amplificadores con características eléctricas cada vez más altas y la calidad del sonido, determinada por la escucha, todavía deja mucho que desear. Los especialistas (ahora incluso los no profesionales) están especialmente molestos por el hecho de que un dispositivo clasificado en términos de características eléctricas en una clase alta, cuando se usa como amplificador, produce un sonido desagradable (a veces insoportable). Muchos de mis amigos apasionados por la electrónica y familiarizados con HiFi, después de animadas discusiones, comenzaron febrilmente a rediseñar instrumentos de medición, desarrollar otros nuevos, inventar formas ingeniosas de medir, pasar meses en ello y luego enojarse porque todo esto no conduce a una verdadera resultados convincentes. Las características eléctricas y las puntuaciones de escucha rara vez se correlacionan entre sí. El autor notó por primera vez que en algún lugar entre las cosas conocidas algo de "basura" se percató cuando, después de haber modificado el método de medición de la distorsión de intermodulación usando dos señales, aplicó (por pura casualidad) una tercera (que resultó estar en mano: una señal lenta con una frecuencia de aproximadamente 0,1 Hz, de forma aproximadamente triangular). El resultado, controlado por un osciloscopio, resultó ser muy peculiar. Hasta ahora, el amplificador, que había superado bastante bien el "examen", ahora en determinados momentos comenzaba a introducir diversas distorsiones graves, sin duda asociadas a la presencia de una tercera señal. Y al mismo tiempo, el amplificador estuvo indudablemente en modo nominal durante la prueba, muy por debajo del límite de sobrecarga. La naturaleza de las distorsiones era bastante extraña y caprichosa: en algunos momentos parecían un "corte de amplitud", dando el segundo o el tercer armónico. Usar un osciloscopio para observar todo el "repertorio" era difícil, era imposible evaluar con precisión estas distorsiones. y no estaba claro qué hacer con "eso". Cuando la frecuencia de la señal lenta en el rango de infrasonido cambió, la naturaleza y la magnitud de la distorsión cambiaron un poco. Un amplificador de otro tipo, que inmediatamente, "en persecución" , fue "sometido a las mismas pruebas, la distorsión similar fue menor. A pesar de los resultados de medición bastante buenos (el análisis de espectro mostró menos del 6,1 % de distorsión armónica), ambos amplificadores se percibieron igualmente mal al oído. El autor ha clasificado durante mucho tiempo a los amplificadores como dispositivos "peligrosos para el sistema nervioso". Y toda la serie de mediciones se tomó debido al hecho de que los parámetros medidos estándar se veían estereotipados y molestamente hermosos, lo que no se puede decir sobre los resultados de escucha. Todo esto parecía ilógico e incomprensible. Como no fue posible evaluar las distorsiones detectadas, se interrumpieron las mediciones, aunque durante la discusión del problema con conocidos, se probaron con éxito algunas hipótesis excelentes. Y solo unos años después, el problema encontró accidentalmente su solución. Debemos partir del hecho de que la mayoría de los métodos de medición y escucha eléctrica se diferencian entre sí en un punto aparentemente insignificante, pero muy importante. ¿Cómo se toman las medidas? Primero aplicamos señales de algún generador a la entrada del amplificador y solo entonces controlamos la señal de salida. Todo el método de medición en sí representa un proceso estacionario: la señal ya había estado durante bastante tiempo en el amplificador antes de ser sometida a un análisis preciso. El proceso de medición es bastante largo (por ejemplo, varios segundos o incluso minutos), y sus resultados se refieren a un estado estable y caracterizan la presencia continua de una señal de medición estándar y bien definida en la entrada. ¿Qué sucede al escuchar, y cuál es la diferencia aquí? La entrada musical producida, por ejemplo, por un violinista que acaricia caóticamente un arco a través de las cuerdas de un violín, o un guitarrista que pulsa ferozmente las cuerdas de una guitarra, o un baterista que golpea un tambor frenéticamente, o un cantante inspirado que canta, puede ser cualquier cosa. pero señal estándar a 1 kHz. Esta (la señal de entrada) varía pseudoaleatoriamente en amplitud, frecuencia, composición espectral y características estéreo. Y los oídos y el cerebro analizan perfectamente la calidad acústica de dicha señal y evalúan infaliblemente las impresiones de señales de sonido adicionales que aparecieron además de (en lugar de) la melodía de sonido original. que, aunque de alguna manera conectado con esta música, no tiene nada que ver con ella. Todos los sistemas de transmisión de sonido introducen ciertas distorsiones. Y esto se aplica no solo a cualquier música "ruidosa" con su amplia gama, sino también al habla de banda estrecha, por ejemplo, a cualquier conferencia, en un lenguaje "de madera". La pregunta principal es cómo medir estas distorsiones y cómo clasificar los amplificadores. La experiencia de los últimos años muestra que el control realizado hasta el momento no fue lo suficientemente correcto y no proporcionó un punto de apoyo fiable para tal clasificación. En electrónica industrial (tecnología de medición, tecnología de control y regulación automática, instrumentación), los profesionales han acumulado una gran cantidad de observaciones, desarrollado y utilizado métodos de medición que (debido a su alto costo y naturaleza altamente especializada) pueden ser dominados y utilizados solo por un pequeño grupo de especialistas. Si fuera posible invertir la misma cantidad de dinero y energía intelectual en el desarrollo de la tecnología HiFi, entonces, sin duda, no estaríamos donde estamos ahora. Lo que aún no ha sido suficientemente controlado por los especialistas en acústica y electrónica son los cambios térmicos bastante rápidos en los regímenes y las distorsiones transitorias, a veces muy importantes, causadas por ellos. Estas distorsiones no son detectadas por ninguno de los métodos de medida existentes actualmente, ya que, en esencia, son todos estacionarios. Estas distorsiones solo se pueden capturar con una señal de prueba dinámica y un medidor de distorsión rápido (analizador de espectro). La mayoría de los lectores, por supuesto, saben que cuando la temperatura externa y la temperatura del cristal semiconductor cambian, todo el conjunto de parámetros del semiconductor cambia: por lo tanto, es casi imposible obtener una mejora en los parámetros de ingeniería de sonido sin tener en cuenta los cambios térmicos. procesos. Y todo esto es tan sencillo que, probablemente, por eso se ha pasado por alto hasta ahora. Autor: S.GYULA; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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Comentarios sobre el artículo: Ygwin El autor es un escritor de ficción, no un ingeniero. Debería escribir novelas...
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