Навигация по сайту Моя кладовка

Амплитудные характеристики усилителя на TDA7294

 

В усилителе я отключил емкость С1, чтобы не мешала на высоких частотах, и измерил две АЧХ: усилителя без обратной связи, и мощностную АЧХ усилителя с обратной связью (т.е. на сигнале большой амплитуды и под нагрузкой). Эти две характеристики, каждая по-своему, очень важны для усилителей.

Измерения производились осциллографом, поэтому их точность невелика. Но по-другому их провести не получилось: нужно было контроллировать форму сигнала без ООС, когда на выходе присутствовала значительная постоянная составляющая (сигнал мог ограничиваться с одной стороны). Кроме того, при большом значении Ку не удалось полностью избавиться от помех частотой 50 Гц, и я их "фильтровал" визуально на экране. При измерении мощностной полосы пропускания кроме амплитуды также контроллировалась еще и форма сигнала.

АЧХ без отрицательной обратной связи (ООС) показывает где на самом деле находится первый полюс усилителя. Дело в том, что если взять усилитель с изначально узким диапазоном частот и охватить его цепью ООС, то диапазон частот расширится. Вроде бы все хорошо, диапазон частот в результате получилсяся большим, чего еще желать? Но в таком усилителе изначально невысокое быстродействие, которое как ни корректируй, лучше не становится. Кроме того, на высоких частотах усиление исходного усилителя заметно снижается, поэтому глубина ООС там получается невысокой, а искажения большими.

Почему же так делают усилители? А так проще. Получить в усилителе, работающим с большими токами и напряжениями хорошее усиление на высоких частотах трудно - мощные транзисторы, которые при этом используются сравнительно низкочастотны (это расплата за их мощность). И нужно использовать дорогие элементы и сложную схемотехнику. Кроме того, усложняется индивидуальная настройка усилителя и его склонность к самовозбуждению. Поэтому в недорогих системах используют более простую схемотехнику и элементы, а устойчивость усилителя обеспечивают большИм снижением частоты среза одного из каскадов. Поэтому АЧХ усилителя без ООС и позволяет оценить его работу в области высоких частот.

Вот эта АЧХ. Красной линией показана частота среза (первого полюса), равная 300-350 Гц. На более частотах ниже 100 Гц происходит спад АЧХ. Чем он вызван, честно говоря, непонятно. Возможно какие-то шутки вольтодобавки.

АЧХ усилителя на TDA7294 без ООС. Входное напряжение менее милливольта, сопротивление нагрузки 1 кОм.

Я когда уже все разобрал и начал строить графики, то увидел, что излом характеристики на частоте 200 Гц получился довольно резким. В принципе, такого быть не должно. Даже в двойном логарифмическом масштабе построения графиков линия должна идти плавно. Возможно, надо было более подробно исследовать область 100-200 Гц? Так что, если вы пессимист, то можно считать частоту среза равной 200 Гц.

Хорошо это, или плохо? Однозначно не скажешь. С одной стороны, чем выше частота среза, тем лучше (усилители, линейно воспроизводящие частоты килогерц до 30-50, обладают очень хорошим звуком). С другой стороны - что вы хотите от микросхемы за 2 евро? С третьей стороны, многие операционные усилители, построенные по такому же принципу, имеют частоту первого полюса 10...30 Гц - в десять раз меньше! Будем считать, что для своей цены неплохо.

 

Вторая характеристика - мощностная полоса пропускания. Дело в том, что обычно АЧХ усилителя при малом и большом выходном напряжении различаются. При большом уровне сигнала нужно большее быстродействие, чем при малом (колебания происходят с той же частотой, а их размах больше) - тут как раз используются те частотные/скоростные свойства, о которых говорилось выше. Кроме того, в некоторых случаях оперировать большИми выходными токами на высоких частотах сложнее, чем маленькими. Поэтому может получиться дурацкая ситуация: хороший с виду усилитель не может выдать максимальную мощность на частотах 10...25 кГц.

Вот наш усилитель:

Мощностная АЧХ усилителя на TDA7294.

Хорошо видно, что на всех разумных частотах у нас все в порядке, а небольшой завал снизу вызван влиянием входной емкости С2. На частотах выше 50 кГц максимальное выходное напряжение снижается, и форма сигнала искажается. Возможно это уже плохо работает микросхема (помните, у нее на этих частотах уже усиление без ООС сильно упало?).

 

Вывод: по частотным характеристикам микросхема очень неплоха для своей цены. Звания Hi-Fi по стандартам конца ХХ века она может даже и заслуживает. Но на действительно высокое качество - нет. Ведь оно (качество) дешевым не бывает.

 

Счетчик