FAQ

FAQ

Часто задаваемые вопросы

– TDA7294 (4)

К минусу питания

Total Page Visits: 425

Да, можно. При этом площадь радиатора должна быть не менее чем в два раза больше, чем для одной микросхемы. Кроме того, корпус микросхемы соединен с минусом питания, поэтому радиатор нужно изолировать от корпуса усилителя и других его элементов. И следить, чтобы случайно радиатор ни с чем не замкнуть. Лично мне всегда было проще изолировать микросхему от радиатора – чисто конструктивно.

Важно: если микросхемы установлены на один радиатор, то провода питания все равно должны идти к каждой плате. Пытаться пустить питание на одну микросхему от корпуса другой микросхемы через радиатор – очень плохое решение.

Total Page Visits: 425

+-18…+-45 вольт

Total Page Visits: 425

Единственный недостаток усилителя с Т-образной отрицательной обратной связью (ООС) – глубина ООС по постоянному току не равна 100%. Поэтому подавление возможного разбаланса хоть и хорошее, но не максимальное. В результате на выходе усилителя может присутствовать небольшое постоянное напряжение величиной до 200…300 милливольт. Это не страшно, и этот небольшой недостаток перекрывается достоинствами усилителя.
Если же постоянное напряжение на выходе превышает 350 мВ, то это уже нехорошо, надо найти и устранить причину появления такого напряжения. Возможные причины:

  • Проверьте положение перемычки 7294/7293. Она должна быть установлена в соответствии с используемой вами микросхемой.
  • Перекос напряжений питания. Проверьте напряжения питания при включенном усилителе, но без звука. Разница напряжений не должна быть больше 1…2 вольт.
  • Некачественный или плохо припаянный резистор R10. Замкните его коротким проводником, припаянным к обоим концам резистора. Если проблема исчезнет – либо замените резистор R10, либо оставьте перемычку.
  • Неправильные номиналы сопротивлений резисторов R3, R4, R5. Иногда цветные полосы на резисторе имеют некорректный цвет, и в реальности сопротивление резистора совсем не такое, как мы думаем. Либо они бракованные. Проблема может быть в любом из резисторов.
  • Проблема в узле Mute/Stb. Замкните перемычками резисторы R7 и R8 (каждый своей перемычкой). Перемычки припаивайте. Если проблема исчезнет, удалением перемычек найдите проблемный резистор и замените его резистором меньшего номинала. Либо просто припаяйте параллельно ему еще один резистор на 6…10 кОм.
  • Пробой или замыкание конденсаторов С5 или С6. Попробуйте их выпаять.
  • Пробой или замыкание конденсатора С4 (маловероятно).
  • Некачественная микросхема.
Total Page Visits: 425

– Акустика (4)

Прямой замены нет. Из близких головок Peerless 830452. Она работает в закрытом ящике 50 литров, но коррекцию надо будет немного изменить.

Можно разработать свой сабвуфер самому. Для этого:

  • Выбираем длинноходный динамик с резонансной частотой Fs=18…30 Гц и добротностью Qts=0,15…0,3
  • Подставляем его параметры в программу расчета усилителя с комбинированной ООС (с регулируемым выходным сопротивлением) и пробуем подобрать такое выходное сопротивление усилителя, чтобы АЧХ сабвуфера нас устраивала.
  • Если подобрать нужную АЧХ путем изменения выходного сопротивления усилителя не удалось, подставляем данные динамика в расчет корректора Линквица и подбираем желаемую АЧХ. Возможно, что если одновременно использовать усилитель с повышенным выходным сопротивлением, то будет лучше.

Динамики можно поискать в интернет магазинах:
https://avc.ru/
http://www.samodelka.ru/
http://www.arkada.com/
https://www.audiomania.ru/

Примеры динамиков, которые можно попробовать:
Peerless 830452
Visaton W 250 S/4
SEAS D1004 (L26RO4Y)

Я планирую написать статью по разработке сабвуферов.

Total Page Visits: 425

К73-11 – лавсановые конденсаторы. В принципе то же самое, что и К73-16. Обеспечат хорошее качество  звука, так что можно применять в колонках высокого класса. В слуховых тестах, в которых я принимал участие, предпочтение было отдано именно лавсану. Хотя может быть потому, что использовались хорошие конденсаторы  К73-16, и в конкурентах не было качественного полипропилена.

Максимально допустимое напряжение конденсатора в полтора-два раза выше, чем максимальное выходное напряжение.

К42-11 – металлобумажные низкочастотные конденсаторы. На высоких частотах работают хуже лавсановых и имеют значительные потери. Можно применять в акустических системах до среднего качества, причем желательно в низкочастотных цепях. Будет хорошо, если заменить их лавсановыми. Но с другой стороны, фильтры всех акустических систем СССР были построены именно на этих конденсаторах. Максимально допустимое напряжение конденсатора в два раза выше, чем максимальное выходное напряжение.

Так что можно использовать и те, и другие, но лавсановые лучше.

Total Page Visits: 425

В принципе да, но результат скорее всего вас не устроит.

Корректор Линквица предназначен для закрытых ящиков. Он вычисляет исходную АЧХ такого ящика и рассчитывает коррекцию, равную разности частотных характеристик – той АЧХ, что мы хотим получить и той АЧХ, что есть в исходном состоянии. Если исходным будет сабвуфер с ФИ, то исходная АЧХ, которую вычислит программа, не будет соответствовать действительности, и АЧХ сабвуфера после коррекции будет неправильной.

Total Page Visits: 425

Хорошую – да, плохую – не обязательно.

Total Page Visits: 425

– Другое (2)

Диалог с автомобильного интернет-форума.

– Кто-нибудь ставил на автомобиль шестиугольные колеса?

– Я ставил треугольные, не понравилось.

– У меня квадратные. Вверх и вниз по лестнице ездит хорошо, а по ровной дороге немного потряхивает. Но все равно обалденно!

– А если углов будет больше, чем шесть?

– По мне квадратные – в самый раз. Ездит замечательно. Вот только разберусь с тряской на ровной дороге.

– А если у каждого колеса разное число углов?

– Еще не знаю, хочу попробовать. Тогда отпишу.

– Число углов колеса должно быть равно дробно-рациональной степени Золотого сечения.

– И что это было?

– Вы просто до этого еще не доросли!

– Я почти решил проблему тряски с квадратными колесами. Делаю подвеску, которая будет поднимать и опускать оси согласованно с поворотом колес. В общем, получается несложно, но приходится увеличивать клиренс.

– А если все колеса разные по величине?

– Система управления подвеской получается уж очень сложной. Пока поезжу на одинаковых.

Есть ли необходимость поездить на этих автомобилях, чтобы оценить плавность хода?

Total Page Visits: 425
  1. Использовать напряжение питания 24 вольта.
  2. Использовать терморезистор на 20…47 кОм.
  3. С1 и С2 на напряжение 25 вольт или выше.
  4. R8 = 6,2…12 кОм
  5. Стабилитрон на 12 вольт.
  6. Крайне рекомендуется вместо одиночного стабилитрона использовать схему с транзистором.
Total Page Visits: 425

– Компоненты (4)

К сожалению, практически никак. Иногда поддельные микросхемы сделаны так плохо, что их поддельность видна по неаккуратному корпусу, фланцу, невнятным и смазанным надписям.

Но встречаются и «красиво сделанные» микросхемы, которые либо только чуть хуже настоящих (скорее всего отбраковка реальных микросхем), либо работаю плохо, либо вообще не работают. Единственно, что могу порекомендовать – покупать микросхемы у крупного постоянного поставщика. Там меньше шансов получить поделку, и есть кому предъявить претензии.

На Али-экспрессе микросхемы не покупал, ничего про них сказать не могу.

Total Page Visits: 425

Не будет ли их индуктивность отрицательно влиять на работу усилителя?

Не будет.

Индуктивность этих резисторов очень маленькая. Например, индуктивность «цементного» резистора сопротивлением 0,15 ом, измеренная на частоте 100 кГц равна 0,05 мкГн. Такая индуктивность становится заметна на частотах выше 150…200 кГц. У резисторов других номиналов, максимальная рабочая частота еще выше.

Конструкция резистора в виде катушки несколько снижает излучение в окружающее пространство, так что по этому параметру проволочный резистор чуть-чуть лучше, чем, например металлопленочный.

И перегрузки проволочные резисторы выдерживают лучше.

Total Page Visits: 425

Слюдяные конденсаторы имеют большие размеры и маленькую емкость, что делает их малопригодными в современной аудиотехнике. Единственное место, где они еще как-то могут найти применение – межкаскадные связи в ламповых усилителях: слюдяные конденсаторы сравнительно высоковольтные. Их плюсом является высокая стабильность и маленькие потери на высоких частотах, поэтому они хорошо работают в колебательных контурах. Это свойство может быть полезно в активных кроссоверах. Но даже там слюдяные конденсаторы легко могут быть заменены полипропиленовыми, стабильность которых ненамного хуже, и лавсановыми. Если говорить о мощных цепях, то полипропиленовые конденсаторы выдерживают перегрузки по току и напряжению лучше, чем слюдяные.

Ходят слухи, что правильно заколдованные слюдяные конденсаторы делают звук волшебным, однако подтверждения из Хогвардса не поступало.

Total Page Visits: 425

Нет. Если бы схемы на дискретных элементах были лучше, они бы и использовались вместо операционных усилителей (ОУ).

ОУ имеет множество достоинств. Падение усиления с ростом частоты – это единственный его серьезный недостаток. Такая ситуация вызвана стремлением к универсальности ОУ. Для того, чтобы ОУ можно было использовать во всех тех схемах, где его применяют, он должен сохранять устойчивость при любом коэффициенте усиления. Вплоть до единичного. Поэтому в ОУ приходится встраивать частотную коррекцию, которая снижает усиление на ВЧ.

Если такую коррекцию убрать – катастрофически снизится универсальность ОУ. Так что снижение усиления на ВЧ – это расплата за универсальность и отличную работу на низких частотах. Бесплатного в природе ничего не бывает.  Тем более, что современные ОУ достаточно высокочастотны, чтобы это не было проблемой.

Выпускаются ОУ, скорректированные не до единичного усиления, а до некоторого минимального коэффициента усиления (обычно 3…10 раз). Они не настолько универсальны, и их надо применять с осторожностью. Но работая в качестве усилителя, они позволяют получить либо более широкую АЧХ, либо более глубокую ООС на высоких частотах. Также существуют ОУ со сложными внешними цепями коррекции. У них усиление на ВЧ может быть больше, чем в ОУ с однополюсной коррекцией.

На самом деле ничего страшного в снижении коэффициента усиления ОУ на высоких частотах нет. Просто это надо учитывать при разработке схем на ОУ. Например, не пытаться получить «в лоб» большое усиление. Более того, реальные ОУ отличаются от идеальных множеством нюансов (большинство схем «в учебниках» приводится именно для идеальных ОУ, и в реальности они могут работать намного хуже, чем «на бумаге»). Хороший разработчик учитывает все эти нюансы таким образом, чтобы они не вредили работе схемы. Только и всего. Правда схема иногда получается намного сложнее, чем «в учебнике».

Еще вариант – использовать высокочастотные ОУ. Но с этим надо быть очень осторожным и доверять проектирование таких схем инженерам, хорошо знакомым с разработкой высокочастотных устройств. Высокочастотные ОУ «очень любят» возбуждаться на высоких частотах, причем в домашних условиях заметить такое возбуждение почти невозможно. Гораздо проще пойти другим путем, например использовать два каскада на «обычных» ОУ, или что-то другое.

Схема на дискретных элементах, построенная по схеме ОУ, наверняка проиграет микросхеме. Потому что при изготовлении микросхемы можно получить то, что невозможно реализовать на дискретных компонентах. Например, одинаковость параметров транзисторов дифференциального каскада. Да и емкости внутри микросхемы намного меньше, чем емкость монтажа дискретного усилителя. А это высокочастотность. Так что дискретные схемы выигрывают у ОУ только в определенных специальных случаях, тогда применяются именно они.

Это я говорю о работе профессионалов. Любители могут делать что хотят – в демократической стране все люди в своих действиях абсолютно свободны.

На самом деле в последнее время с ОУ существуют некоторые проблемы. Либо потому, что конструировать аппаратуру на ОУ проще, либо потому, что сейчас в университетах учат не думать, а учат: “делай так”, но иногда схема представляет собой целую россыпь ОУ. Совершенно излишнюю. Либо ОУ используется не очень правильно. Поэтому бывают ситуации, когда один и тот же узел можно реализовать при помощи ОУ или на дискретных элементах. И на дискретных элементах получается лучше (в рамках требований, предъявляемых к узлу). Но этом должны заниматься настоящие профи, и когда заявлено, что данная дискретная схема лучше схемы на ОУ, то это не всегда верно. Либо схема на ОУ может победить установкой более качественного (и дорогого) ОУ.

Total Page Visits: 425

– Мои разработки (5)

Параллельное включение выходных транзисторов:

  1. Снижает их нагрев.
  2. Увеличивает выходную мощность усилителя, но только величину максимального выходного тока. Помогает при низкоомной нагрузке. При высокоомной нагрузке потребуется еще и повысить напряжение питания, но не превышая его максимально допустимую величину.
  3. Увеличивает нагрузку на предыдущий каскад, поэтому много транзисторов параллельно просто так включать нельзя.
  4. Увеличивает риск самовозбуждения усилителя, так как увеличиваются индуктивность и емкость монтажа.
  5. Не забывайте, что надо увеличить и площадь радиатора: суммарный нагрев двух пар выходных транзисторов чуть больше, чем у одной пары даже при одинаковой выходной мощности.
  6. Добавляемые транзисторы должны быть такого же типа, как и «родные».
  7. Кроме самих транзисторов добавляются еще и некоторые резисторы.
  8. Монтаж надо делать так, чтобы ничего не замкнуло, и чтобы длина проводов была минимальной (но все разумно).
Параллельное включение транзисторов
Total Page Visits: 425

Не стоит.

При снижении напряжения питания заметно снижается максимальная выходная мощность и несколько растут искажения. Работа от низковольтного источника описана в новой статье про этот усилитель.

Имейте ввиду, что в статье на графиках показано напряжение питания под нагрузкой. Т.е. меньшее, чем на холостом ходу источника питания. Например при напряжении источника питания +- 15 вольт на холостом ходу, под нагрузкой напряжение питания будет порядка +-11…12 вольт. И именно эти 11…12 вольт питания надо искать на графике.

Так что при низковольтном питании и выходная мощность маловата (пики сигнала могут при этом обрезаться, возникнет клиппинг), и искажения повышенные. В принципе усилитель работать будет, но качество будет не максимальным. Хотя, некоторые промышленные Hi-Fi и даже Hi-End усилители точно такие же по искажениям. Но я перфекционист, отсюда и мои рекомендации.

Если вам не нужна большая выходная мощность, можно использовать более маломощный силовой трансформатор, но напряжение питания сделать как минимум +-26…32 вольт на холостом ходу. При этом получаются дополнительные преимущества:

  • Запас по выходному напряжению, что даст возможность гарантированно исключить клиппинг, даже если вы вдруг сделаете звук погромче.
  • Полевые транзисторы “любят” высокое напряжение питания. У них при этом заметно снижаются искажения.

Так что используя маломощный, но достаточно высоковольтный источник питания, можно получить высокое качество звучания.

Еще один важный фактор. Если этот усилитель работает с повышенным выходным сопротивлением, то при повышении сопротивления нагрузки, его выходное напряжение автоматически повышается.

Сопротивление нагрузки растет естественным образом на частоте резонанса НЧ головки и на высоких частотах (если индуктивность динамиков не скомпенсирована в конструкции колонки). Посмотрите как меняется импеданс (модуль полного сопротивления) колонок Monitor Audio – более чем в два раза. АЧХ усилителя будет повторять зеленую линию в меньшем масштабе ее изменения.

Поэтому вполне может случиться так, что выходное напряжение усилителя начнет повышаться, а возможность для этого отсутствует – низкое напряжение питания. И клиппинг возникнет гораздо раньше, чем мы его ожидаем.

Total Page Visits: 425

Подбирать транзисторы в пары не обязательно. Если идентичность входных транзисторов дифференциального каскада еще как-то влияет на работу, то идентичность остальных – практически нет.

В эмиттерах транзисторов дифференциального каскада установлены резисторы, одной из функций которых является симметрирование каскада при разбросе параметров транзисторов. Как и в эмиттерах транзисторов токового зеркала. Так что эти транзисторы в принципе можно подобрать попарно, станет чуть-чуть лучше, но заметной разницы не будет.

Каскад усиления напряжения имеет в коллекторе источник тока, это не двухтактная, а однотактная схема, для которой подбор в пары вообще не нужен. Просто комплементарный транзистор в таких случаях лучше из-за похожести частотных свойств и емкости коллектора.

Выходные транзисторы. КМОП транзисторы комплементарны весьма условно. Их в пару вообще подобрать невозможно, они по любому будут различаться. Если не на малых токах, то на больших.

Поэтому я максимально линеаризовал дифференциальный каскад, чтобы там ничего не подбирать в пары, а с несимметрией остальных транзисторов справляется отрицательная обратная связь (ООС).

Несмотря на то, что транзисторы в пары не подбираются, симметрия усилителя отличная. Под симметрией подразумевается одинаковая форма положительной и отрицательной полуволн сигнала. Подбор транзисторов в пары был актуален во второй половине XX века, когда транзисторы ещё были плохими, и их характеристики различались со страшной силой. К тому же тогдашние усилители не обладали достаточно глубокой ООС, которая бы исправляла несимметрию. Симметричность нужна и для современных усилителей без общей ООС, но это тоже не критично.

Для усилителей, собранных из современных качественных деталей по хорошим современным схемам, подбор транзисторов в пары практически не актуален, как и симметричность самой схемы. Несимметрия плеч, в том числе и вызванная неидентичностью пар транзисторов, порождает четные гармоники, в первую очередь вторую. Посмотрите на измеренный спектр выходного сигнала: четные гармоники отсутствуют. Другой тест: неодинаковость транзисторов входного дифференциального каскада вызывает ошибки вычитания сигнала ООС из входного. А это приводит к появлению интермодуляционных искажений. Они тоже имеют маленькую величину. Результаты измерений хорошо доказывают всё вышесказанное. В усилителях, для которых приведены результаты измерений, никакие транзисторы в пары не подбирались.

Вообще, необходимость симметрии усилителей является надуманной. Это просто еще один рекламный параметр – когда эта симметрия есть, о ней обязательно много говорят. Но обратите внимание, что про симметрию говорят точно также, как про снкин-эффект. Типа, такое есть, значит очень хорошо. А почему хорошо, как именно это все работает и, главное, насколько количественно – про это ни слова. Никаких результатов, один только «внешний вид» схемы.

В итоге, погнавшись за симметрией, сделав ее самоцелью, проигрывают в чем-то другом. Вот например, один хорошо известный усилитель, с очень симметричной схемой для положительной и отрицательной полуволн сигнала и, судя по отзывам, «с очень хорошим звуком» (так получилось, что у меня он появился). Но он проигрывает моему MOSFETу со страшной силой. И по техническим параметрам, и на слух. С хорошим источником сигнала и акустикой Dali Opticon 6 на мой вкус он проигрывает даже усилителю на TDA7293. Изначально я подключил к ним именно этот усилитель, потому что его выходной каскад у меня работает в классе А, и я ожидал неплохого звука. Но я не смог его слушать – не звучит. И сейчас временно в этом месте работает  мой четырехканальный усилитель, пока нет ничего получше на его место.

Причина – изначально плохая схемотехника этого «жутко симметричного» усилителя. Из-за этого вычитание сигнала ООС из входного происходит с большой ошибкой (плохое подавление синфазного сигнала дифкаскадом), и получаются большие интермодуляционные искажения. Плюс неудачная коррекция, не позволяющая получить максимально возможную скорость нарастания выходного напряжений. Плюс неудачное согласование каскадов, и еще ряд схемотехнических недостатков. Зато в этом «очень симметричном» усилителе есть 2-я гармоника большой величины – главный признак несимметрии. Может поэтому он по отзывам «хорошо звучит»? Ведь вторая гармоника такая сладкозвучная…

Total Page Visits: 425

Предварительный усилитель (в зависимости от его конструкции) выполняет две функции:

  • дополнительно усиливает сигнал, пред подачей его на усилитель мощности;
  • позволяет регулировать громкость и тембр, а также переключать источники сигнала

Если вам нужно регулировать тембр, то без предусилителя не обойтись.

А вот нужно ли дополнительно усиливать входной сигнал – давайте разберемся.

Усиление этого усилителя зависит от выходного сопротивления, но примерно равно 30 раз. Большинство источников сигнала имеют максимальное напряжение на выходе не менее 1 вольта. Тогда на выходе усилителя получаем максимум (на пике громкости) 30 вольт, что дает около 100 Вт на нагрузке 4 ома и около 50 Вт на нагрузке 8 ом. Это соответствует мощностным возможностям усилителя. Так что дополнительного усиления не требуется.

У источников сигнала с питанием от сети выходное напряжение обычно немного больше, чем 1 вольт. Также и у звуковых карт стационарных компьютеров. Тогда мы имеем некоторый запас по громкости.

Малогабаритные устройства типа планшетов, смартфонов или малогабаритных ноутбуков,могут выдавать выходное напряжение порядка 0,5…0,7 вольт, что даст максимальную выходную мощность усилителя 25…60 Вт на нагрузке 4 ома или вдвое меньше на нагрузке 8 ом. Такой мощности может быть недостаточно и сигнал надо будет усиливать. Но тут возможны варианты. Например, амплитуда выходного сигнала ряда смартфонов зависит от их настройки: в режиме “наушники” выходной сигнал обычно меньше, чем в режиме “линейный выход”. У всех ноутбуков “нормального размера”, что я встречал, выходное напряжение звуковой карты достаточно большое, чтобы усилитель звучал громко.

Так что предусилитель для увеличения входного напряжения, скорее всего может понадобиться для некоторых смартфонов и планшетов. Для остальных устройств он не нужен.

Total Page Visits: 425

Или может лучше использовать две пары транзисторов, соединенные параллельно?

Мощности выходных транзисторов вполне хватает.

 А при параллельном соединении выходных транзисторов возникают свои проблемы. Удлиняются пути больших токов, ведь их надо развести по двум парам транзисторов, находящихся хоть и близко друг к другу, но на заметном расстоянии. При  этом увеличиваются все индуктивности и емкости монтажа. Да и входные емкости двух пар транзисторов будут сильнее нагружать выход каскада усиления напряжения.

На рисунке показана область безопасной работы (ОБР) транзистора IRFP9240, взятая из документации производителя (он слабее, поэтому расчет делаем для него). Для реального музыкального  сигнала, который имеет импульсный характер, в принципе (с некоторыми оговорками) можно пользоваться пунктирной линией 10 мс. Но для большей надежности и возможности работать с любыми сигналами, например с синусоидой, я построил границу ОБР для постоянного тока. Эта граница построена по данным из документации для работы при  повышенной температуре, поэтому достаточно точно соответствует реальным условиям работы транзистора в усилителе.

Хватит ли мощности транзисторов IRFP для усилителя с полевыми транзисторами на выходе?

Синяя линия на рисунке – ОБР транзистора на постоянном токе при температуре корпуса 75…90 градусов.

Зеленая линия – нагрузочная прямая, построенная для напряжения питания усилителя 42 вольта, и активного сопротивления нагрузки 4 Ома. Красная линия – то же самое, но для активно-реактивной нагрузки 4 ома и сдвигом фаз 45 градусов. На самом деле там должен быть эллипс, но так строить проще. Замена эллипса прямой допускается, если есть запас по режиму работы.

На самом деле это пессимистичные линии нагрузки. Источник питания легко выдаст в импульсе ток 10…15 ампер, но не способен выдавать такой ток в течение длительного времени. А мы рассматриваем как раз такую работу усилителя на постоянном токе. В реальности длительный ток источника питания ограничен, и всё происходит немного лучше.

Вертикальная желтая линия отсекает ситуацию, когда напряжение Vds < 4 вольт. Это условие в данном усилителе выполняется всегда: минимальное остаточное падение напряжения на выходных транзисторах усилителя составляет 4,5…5,5 вольт. Введенное ограничение исключает споры о том, можно ли работать в области, ограниченной сопротивлением канала открытого транзистора.

Части нагрузочных прямых, на которых происходит реальная работа, показаны утолщенными линиями. Если эти линии не заходят в область,  залитую желтым цветом, то всё ОК. Так и есть. Мы даже имеем запас в 1,5…2 раза.

Но не нужно воспринимать этот график, как разрешение безалаберно относиться к выходным транзисторам. Хорошо и надежно они будут работать только при установке на радиатор с достаточной площадью охлаждения. И не забывайте использовать теплопроводящую пасту!

Total Page Visits: 425

– Питание (4)

Трансформатор имеет одно очень интересное свойство: размер сердечника трансформатора (в идеале) не зависит от мощности трансформатора. Так что в идеальном идеале трансформатор размером 1 кубический сантиметр может передавать мощность 100 киловатт. Почему так не бывает? Дело в том, что сердечник трансформатора не только передает магнитное поле из одной обмотки в другую. Он еще и держит эти  обмотки на себе.

Число витков обмотки трансформатора определяется по  формуле:

Импульсный блок питания – стоит ли использовать?

где:

W – число витков обмотки;

U – напряжение обмотки;

f – частота тока обмотки;

B – магнитная индукция в сердечнике;

Qca – активная площадь сечения сердечника.

Как видите, число витков обмотки зависит от ее напряжения, частоты тока и некоторых свойств сердечника. А диаметр провода обмотки зависит от  силы тока в этой обмотке. Вспомним: Мощность = Напряжение умножить на Ток. Чем больше мощность трансформатора, тем больше либо число витков обмоток, либо диаметр провода, либо и то и другое вместе.

А ведь эти обмотки должны поместиться на сердечнике! Отсюда и выбирается размер такой сердечника, чтобы все обмотки на  нем поместились. Размер трансформатора зависит исключительно от суммарного размера его обмоток.

В импульсном трансформаторе частоту тока увеличивают примерно в 500…1000 раз. Во столько же снижается число витков (на самом деле число витков снижается не так радикально из-за уменьшения максимальной индукции В высокочастотного ферритового сердечника). Поэтому в импульсном блоке питания трансформатор получается маленьким, легким и дешевым. В результате при одинаковой мощности объем импульсного трансформатора получается в 5 раз меньше, чем «обычного», а вес и стоимость – в 10 раз меньше. Вот и все.

И это ЕДИНСТВЕННОЕ достоинство импульсных блоков питания! В остальном они проигрывают «обыкновенным» линейным.

На самом деле у импульсных БП есть еще одно достоинство: если блок питания стабилизированный, то его КПД намного выше, чем у стабилизированного линейного блока  питания.

А всё остальное – недостатки:

  • Повышенные помехи, излучаемые в сеть.
  • Повышенные помехи, поступающие в нагрузку.
  • Повышенные помехи, излучаемые в окружающее пространство.
  • Худшие переходные процессы.
  • Худшая работа при малых токах на нагрузку, потребляющую ток сильно изменяющейся величины.
  • Худшая работа на нагрузку, потребляющую ток короткими мощными импульсами (все усилители мощности в классе АВ и В).

Последние два недостатка можно сильно уменьшить в блоке питания сложной конструкции.

Так что вопрос применения импульсных блоков питания по большей части экономический. Хотите сэкономить – применяйте. Правда придется потрудиться с разработкой блока питания. Не все импульсные БП, даже заявленные для работы в широком диапазоне токов нагрузки, будут реально хорошо  работать. С другой стороны хорошо – понятие относительное, кого-то устроит, кого-то нет. Те импульсные блоки питания, которые применяются, например, в автомобильных усилителях, работают хуже правильно спроектированных линейных БП. Но многих устраивает. По крайней мере, автовладельцев, имеющих такие усилители, устраивает всех поголовно.

Я импульсные блоки питания не  использую.

Мой друг – разработчик импульсных блоков питания для спецоборудования, в высококачественной аудиотехнике использует только линейные БП.

Total Page Visits: 425

Габаритная мощность трансформатора – это довольно условное понятие, применяющееся при расчете трансформатора.

Согласно теории магнитных цепей, геометрические размеры сердечника трансформатора не зависят от напряжений, токов и мощности трансформатора. Однако число витков обмотки и диаметр провода пропорциональны соответственно напряжению и току в этой обмотке. Поэтому размер сердечника должен быть такой, чтобы обмотки поместились на нем, но не слишком большим. То есть существует взаимосвязь между мощностью трансформатора и размерами его сердечника (по размерам обмоток), и такие вот размеры и называются габаритной мощностью.

Так что габаритная мощность трансформатора на деле равна «обычной» мощности.

Термин «габаритная» относится к процессу расчета трансформатора. Исходя из габаритной мощности подбирается сердечник, и проектируются обмотки. Но реальный трансформатор после своего изготовления может иметь другую мощность (обычно больше, редко когда чуть-чуть меньше).

Например, нам нужен трансформатор мощностью 76 Вт. Габаритная мощность как раз и составляет 76 Вт и по ней производится расчет: определяется материал и тип сердечника, сечения проводов обмоток, числа витков обмоток. Но сердечники трансформаторов бывают не любых размеров, а только стандартных. Допустим, некоторый сердечник позволяет сделать на нем трансформатор мощностью (это ориентировочная габаритная мощность сердечника, хотя такого термина не существует) 70 Вт. Нам это не подходит. Тогда выбираем сердечник большего размера. А на  нем можно получить трансформатор мощностью 85 Вт. И в реальности так обычно и делают (серийно – всегда).

То есть при необходимой нам мощности трансформатора  76 Вт, мы берем это число за основу расчета в качестве габаритной мощности, и получаем трансформатор реальной мощности. В просторечии под габаритной мощностью трансформатора иногда подразумевают ориентировочную мощность трансформатора, исходя из его габаритов. Это когда мощность трансформатора не известна.

Total Page Visits: 425

В принципе можно. Но возникают две большие  проблемы.

1. В этом случае схема софтстарта питается от защищаемого источника. Работа софтстарта состоит в снижении и ограничении напряжения главного источника питания. Поэтому возникает опасность, что при таком пониженном напряжении питания  реле софтстарта не включится, и схема не перейдет в номинальный режим работы. Значит, нужно подавать на  софтстарт напряжение с запасом, чтобы реле наверняка сработало.

2. Питание схемы софтстарта в этом случае придется производить либо от общей сравнительно высоковольтной обмотки главного трансформатора. И возникнет задача стабилизации напряжения на схеме софтстарта. Что в сочетании с довольно большим током реле приведет к довольно большой рассеиваемой этим стабилизатором мощности и его  нагреву. Частично снизить нагрев можно используя реле на 24 вольта.

Либо питать схему софтстарта от отдельной обмотки главного трансформатора. Значит, такая обмотка должна быть. Но и в этом случае может  потребоваться стабилизатор питания схемы софтстарта, так как когда главный трансформатор выйдет на рабочий режим, напряжение в этой отдельной обмотки превысит номинальное чуть ли не в два раза. И снова сталкиваемся с проблемой значительной выделяемой мощности в блоке питания софтстарта.

Поэтому проще для схемы софтстарта использовать свой собственный блок питания. Если у вас заранее известен ток реле, то можно использовать  бестрансформаторный блок питания с балластным конденсатором.

И еще. Хорошая практика – делать системы безопасности полностью независимыми от того объекта, чью безопасность они обеспечивают.

Total Page Visits: 425

В блоке питания необязательно – мало чем помогут, но не повредят. На плате усилителя обязательно, емкостью не менее 0,1 мкФ (а лучше порядка 1 мкФ) и поближе к оконечным транзисторам.

Главное – не переусердствовать и подходить ко всему разумно.

Total Page Visits: 425

– Усилители (4)

В триампинге для каждого громкоговорителя используется отдельный усилитель со своей полосой пропускания: низкие, средние и высокие частоты.

На самом деле порядок каждого из фильтров определяется динамиком и общей конструкцией колонки. Для этого требуются предварительные расчеты, измерения, снова расчеты и снова измерения. Но проще всего и с наименьшими ошибками (если делать “вслепую” – без многочисленных и разнообразных измерений) применять фильтры 3-го порядка с аппроксимацией по Баттерворту. В идеальной ситуации они дают ровную АЧХ.

Достоинства:

  • синфазное включение динамиков;
  • одинаковая частота среза фильтров НЧ и ВЧ;
  • ровная суммарная АЧХ (если динамики более-менее подходят для простой совместной работы);
  • резкий спад АЧХ в полосе затухания, что защищает динамики от работы на “чужой” частоте и уменьшает полосу совместного звучания, где как раз и проявляются неприятные эффекты, устраняемые при измерениях.

Недостатки:

  • трудно перестраивать частоту среза фильтра.

Total Page Visits: 425

Шунтирующие конденсаторы улучшают работу электролитических конденсаторов на высоких частотах. Лучше всего использовать лавсановые (майларовые): они обладают хорошими свойствами, доступны, дешевы и малогабаритны. Пленочные конденсаторы с другим диэлектриком при тех же размерах будут иметь гораздо меньшую емкость, а емкость здесь – это главный фактор. Попытка установить конденсатор с другим диэлектриком и емкостью нужной величины приведет к тому, что конденсатор будет иметь большой размер. Его придется размещать вне платы, присоединяя выводы при помощи проводов. Сопротивление и индуктивность этих проводов сильно ухудшат работу конденсатора. Так что вместо выгоды от применения конденсаторов с диэлектриком лучшего типа, получится вред от недостаточно хорошей работы этих конденсаторов.

Про частотные свойства электролитических конденсаторов и влияние соединительных проводов смотри Массив конденсаторов.

Total Page Visits: 425

Да, можно.

Расстояние между платой и усилителем не должно быть меньше 4…5 миллиметров. Следите за тем, чтобы выводы деталей, которые могут торчать из платы снизу, не касались радиатора.

И нужно сформовать выводы транзисторов так, чтобы они ложились на радиатор горизонтально и без усилий.

Total Page Visits: 425

Все верно. Чем больше по размерам петля ООС, тем больше она ловит всякие помехи. Как антенна. Плюс индуктивность проводников. Плюс проводники образуют обкладки конденсатора, чем больше их длина, тем больше паразитная емкость с элементами схемы. А все помехи, которые наводятся на  цепь ООС, прикладываются ко входу усилителя и усиливаются им.

Но с другой стороны:

  1. Проводники цепи ООС несколько сантиметров длиной, особенно грамотно расположенные, никакого  вреда не принесут.
  2. Следует учитывать размеры элементов цепи ООС. Если резистор имеет длину 15 мм, то разница в длине проводника, подходящего к нему: будет это 2 мм, либо 10 мм – уже не важно.
  3. Попытка притулить цепь ООС прямо к микросхеме может привести ко многим бедам:
  • наводки тока выходного каскада микросхемы в цепь ООС;
  • наводки от цепей, подключенных к другим выводам микросхемы, и расположенных рядом с цепью ООС;
  • нагрев элементов цепи ООС от горячей микросхемы и изменение их параметров от температуры;
  • емкостная связь цепи ООС с радиатором;
  • цепь ООС, расположенная возле микросхемы, мешает правильно развести другие цепи.

Поэтому не нужно впадать в крайности, все должно  быть разумно. Минимум физических размеров сам по себе ничего не значит. Усилитель – это система, поэтому подходить к его проектированию следует комплексно.

Но это ни в коем случае не значит, что цепь ООС можно пускать в обход всей платы. Каждый раз при  проектировании печатной платы для усилителя решается задача оптимизации трассировки, учитывая всё описанное выше и многое другое. Для примера можете посмотреть, как расположены цепи ООС на  моих усилителях.

Total Page Visits: 425

Загрузить больше

Total Page Visits: 425