Distorsi penguat kuasa audio merujuk kepada distorsi bentuk gelombang isyarat audio yang dihasilkan semula, yang biasanya terbahagi kepada dua kategori: distorsi elektrik dan distorsi akustik. Distorsi elektrik bermaksud arus isyarat menghasilkan distorsi semasa proses penguatan, sementara distorsi akustik bermaksud arus isyarat melewati pembesar suara, dan pembesar suara gagal menghasilkan semula suara dengan setia. Sama ada penyimpangan elektrik atau distorsi akustik, mengikut sifat penyimpangan, terdapat terutamanya dua jenis penyimpangan frekuensi dan distorsi tidak linear. Antaranya, hubungan antara amplitud dan fasa setiap komponen frekuensi isyarat diubah, dan hanya penyimpangan bentuk gelombang yang berlaku, dan tidak ada komponen frekuensi baru yang ditambahkan, iaitu distorsi linear. Penyimpangan harmonik (THD), distorsi intermodulasi (IMD), dan lain-lain dapat menghasilkan komponen frekuensi baru, atau produk modulasi setiap komponen frekuensi. Produk yang tidak diingini ini sangat tidak selaras dengan isyarat asal, menyebabkan gangguan suara dan kekasaran. Penyelewengan ini adalah distorsi Bukan linear. Di sini, kita secara berasingan membincangkan distorsi harmonik, distorsi intermodulasi, distorsi intermodulasi sementara (TIM), dan distorsi antara muka AC (IHM).
1. Penyelewengan harmonik
Penyelewengan harmonik adalah sejenis penyelewengan yang disebabkan oleh komponen tidak linear dalam penguat kuasa. Penyelewengan seperti ini menyebabkan isyarat audio menghasilkan banyak komponen harmonik baru, yang ditumpangkan pada isyarat asal untuk membentuk isyarat dengan penyimpangan bentuk gelombang. Menambah distorsi yang disebabkan oleh setiap harmonik adalah distorsi harmonik total, dan nilainya biasanya dinyatakan sebagai peratusan nisbah nilai kuadrat punca rata-rata semua harmonik dalam isyarat output kepada nilai efektif voltan asas. Di sini, isyarat asas adalah isyarat input, dan semua isyarat harmonik adalah isyarat harmonik setiap pesanan yang diperkenalkan oleh penyelewengan tidak linear. Jelas, semakin kecil peratusannya, semakin kecil herotan harmonik dan semakin baik prestasi litar. Pada masa ini, penyelewengan harmonik penguat kuasa Hi-Fi umumnya dikendalikan di bawah 0.05%, dan penyelewengan harmonik banyak penguat kuasa berkualiti tinggi kurang daripada 0.01%, dan penyimpangan harmonik penguat kuasa audio profesional umumnya dikendalikan di bawah 0.03% %. Sebenarnya, apabila jumlah penyimpangan harmonik kurang dari 0.1%, sukar bagi telinga manusia untuk membezakannya. Perlu juga diperhatikan bahawa untuk penguat kuasa audio yang ditetapkan, misalnya, indeks penyimpangan harmonik total penguat kuasa audio dinyatakan sebagai THD <0.009% (1W). Pada pandangan pertama, nampaknya jumlah keseluruhan penyimpangan harmonik sangat kecil, tetapi hanya jumlah keseluruhan penyimpangan harmonik apabila daya outputnya adalah 1W, yang berbeza dari jumlah nilai penyimpangan harmonik yang diperoleh dalam keadaan pengukuran yang diperlukan oleh piawaian yang berkaitan. Oleh itu, apabila menandakan jumlah indeks distorsi harmonik penguat kuasa audio, keadaan pengukuran biasanya ditunjukkan.
Seperti yang kita semua ketahui, sistem pendengaran manusia sangat rumit, dan kadang-kadang penguat kuasa dengan distorsi harmonik rendah tidak tahan terhadap pendengaran seperti yang mempunyai distorsi harmonik yang besar. Terdapat banyak sebab untuk fenomena ini. Antaranya, ia secara langsung berkaitan dengan tahap pengaruh setiap komponen harmonik terhadap kualiti suara. Walaupun data ujian keadaan mesin batu dan penguat tiub adalah sama, orang selalu merasakan bahawa bass penguat tiub lembut dan menarik, jarak tengahnya cerah dan bulat, dan treble lebih langsing dan jelas. Tetapi frekuensi tinggi berbulu, suaranya kaku, dan nadanya sejuk. Melalui analisis spektrum, didapati bahawa mesin batu mengandungi sebilangan besar harmonik ganjil, yang menyebabkan perasaan kasar dan tidak menyenangkan telinga manusia; penguat tiub mengandungi harmonik yang banyak, dan telinga manusia tidak peka terhadap harmonik. Selain itu, telinga manusia mempunyai resolusi yang rendah untuk penyimpangan harmonik, tetapi sangat sensitif terhadap harmonik yang lebih tinggi, yang juga merupakan salah satu sebab penting bagi fenomena di atas.
Kaedah utama untuk mengurangkan herotan harmonik adalah:
1) Terapkan jumlah maklum balas negatif voltan atau maklum balas negatif semasa yang sesuai; 2) Gunakan komponen penguat fT tinggi, NF kecil, dan linearitas yang baik; 3) Tingkatkan konsistensi tiub di setiap litar unit sebanyak mungkin; 4) Gunakan kaedah Amplifikasi kelas A, pilih program litar yang sangat baik; 5) Meningkatkan rizab bekalan kuasa dan meningkatkan prestasi penyaringan bekalan kuasa.
2. Penyelewengan intermodulasi
Dua atau lebih isyarat frekuensi berbeza dimodulasi satu sama lain setelah penguat atau pembesar suara berbunyi untuk menghasilkan frekuensi penjumlahan dan frekuensi perbezaan, dan gabungan setiap harmonik menghasilkan jumlah frekuensi dan isyarat frekuensi perbezaan. Komponen frekuensi yang baru ditambahkan ini merupakan distorsi bukan Linear disebut distorsi intermodulasi. Biasanya, dua isyarat frekuensi tinggi dan rendah dengan nisbah amplitud tertentu (4: 1 lagi) dicampurkan ke dalam litar, dan nisbah nilai kuadrat punca min bagi isyarat bukan linier yang baru dihasilkan dengan amplitud isyarat frekuensi tinggi yang lebih tinggi diukur sebagai peratusan distorsi Intermodulasi, iaitu besarnya distorsi intermodulasi, dapat dinyatakan sebagai peratusan tahap produk intermodulasi ke tahap isyarat yang dinilai. Semakin besar nilainya, semakin besar herotan intermodulasi. Jelas, tahap penyelewengan intermodulasi berkaitan dengan kuasa output. Oleh kerana komponen frekuensi yang baru dihasilkan ini tidak mempunyai persamaan dengan isyarat asalnya, distorsi intermodulasi yang lebih kecil mudah diperhatikan oleh telinga manusia, dan kedengarannya tajam dan keras, dan disertai dengan fenomena "pewarnaan suara". Dengan kata lain, kesan penyelewengan intermodulasi akan menjadikan medan suara keseluruhan sistem main balik tidak mempunyai rasa hierarki dan menurunkan kejelasan. Dalam penguat kuasa Hi-Fi, selalu diharapkan tahap distorsi intermodulasi sekecil mungkin. Sangat sukar untuk mencapainya. Oleh itu, penguat kuasa kesetiaan tinggi memerlukan nilai ini kurang daripada 0.1%. Sudah tentu, penyelewengan intermodulasi mesin batu lebih besar daripada penguat tiub, yang merupakan salah satu sebab mengapa bunyi mesin batu tidak semanis penguat tiub.
Kaedah biasa untuk mengurangkan penyimpangan intermodulasi adalah:
1) Kaedah pembahagian frekuensi elektronik digunakan untuk menghadkan lebar jalur kerja litar penguat atau pembesar suara; 2) Penapis lulus tinggi ditambahkan ke input penguat kuasa audio untuk menghilangkan isyarat frekuensi sub-rendah; 3) Struktur tiub atau litar dengan garis linier yang baik dipilih.
3. Penyelewengan sementara
Penyimpangan sementara adalah petunjuk penting bagi akustik moden. Ini mencerminkan kemampuan rangkaian penguat daya untuk mengesan isyarat sementara, jadi ia juga disebut tindak balas sementara. Sistem kesetiaan tinggi dengan distorsi sementara, isyarat muzik output tidak mempunyai lapisan dan ketelusan. Secara amnya, penyebab penyimpangan sementara adalah:
1) Kesan komponen reaktansi dalam litar terlalu besar, dan julat frekuensi tidak cukup luas; 2) Tindakan sistem getaran pembesar suara tidak dapat mengikuti perubahan isyarat elektrik sementara. Terdapat dua manifestasi utama distorsi sementara, iaitu distorsi intermodulasi sementara dan distorsi yang disebabkan oleh kadar slew yang terlalu rendah (SR).
A. Penyelewengan intermodulasi sementara
Semasa memasukkan isyarat sementara berdenyut, kerana adanya kapasitor dalam litar (seperti kapasitor kompensasi ketinggalan, kapasitor antara elektrod, dll.), Terminal output tidak dapat segera mendapatkan voltan keluaran yang sepatutnya (iaitu, fasa ketinggian) dan tahap input tidak dapat diperoleh tepat pada waktunya Kerana maklum balas negatif, penguat berada dalam keadaan gelung terbuka pada masa ini, menyebabkan tahap input terlalu cepat. Pada masa ini, voltan input beberapa puluhan kali lebih tinggi daripada biasa, mengakibatkan keratan seketika tahap input yang teruk. Penyelewengan gelombang dipanggil distorsi intermodulasi sementara. Ini pada dasarnya adalah fenomena beban sementara.
Oleh kerana penguat mempunyai keupayaan anti-muatan yang kuat, pembesaran rendah, tidak ada maklum balas negatif antara tahap yang mendalam, dan hanya sebilangan maklum balas negatif separa, maka tidak mudah untuk menghasilkan distorsi intermodulasi sementara. Secara amnya, mesin batu menggunakan rangkaian maklum balas negatif dalam gelung besar untuk memenuhi keperluan distorsi rendah dan jalur lebar. Dapat dilihat bahawa distorsi intermodulasi sementara berlaku terutamanya pada mesin batu. Di samping itu, sumber program dengan kelantangan tinggi, frekuensi tinggi, dan julat dinamik besar kemungkinan besar menghasilkan distorsi intermodulasi sementara. Sebabnya ialah: kadar perubahan masa muzik adalah yang paling dekat dengan tahap isyarat sifar, yang akan menjadikan suaranya tidak jelas sepenuhnya, terutama pada mesin batu kelas rendah, yang sering muncul di bahagian frekuensi tinggi, sehingga menghasilkan tajam , perasaan keras, apa yang disebut "Transistor sound" dan "metal metal".
Penyimpangan intermodulasi sementara adalah penunjuk dinamik yang dicadangkan pada tahun 1970-an, terutamanya disebabkan oleh maklum balas negatif yang mendalam di dalam penguat kuasa audio. Ia diakui sebagai pelakunya yang mempengaruhi kualiti bunyi mesin batu dan menyebabkan "bunyi transistor" dan "bunyi logam", dan orang mementingkan perkara ini. Memperbaiki TIM boleh bermula dari mekanisme pembentukannya, dan kaedah yang biasa digunakan adalah:
1) Kawal perolehan gelung terbuka dan maklum balas negatif penguat masing-masing sekitar 50dB dan 20dB;
2) Pilih tabung fT tinggi, dan gunakan tabung dengan fT lebih besar daripada 100MHz di tahap depan. FT tiub kuasa akhir mestilah lebih besar daripada 20MHz. Luaskan tindak balas frekuensi gelung terbuka litar sebanyak mungkin, dan tingkatkan maklum balas negatif semasa setiap peringkat untuk membatalkan gelung besar. Maklum balas negatif jalan raya. Pada masa ini, terdapat beberapa penguat kuasa (seperti loceng JA-100) litar pengembangan peringkat akhir yang tidak melibatkan maklum balas negatif gelung, salah satu tujuannya adalah seperti ini;
3) Mengadopsi litar simetri pelengkap sepenuhnya untuk meningkatkan arus kerja tahap output kuasa, dan menambahkan tahap penguat penyangga sebelum tahap output untuk meningkatkan tindak balas sementara litar;
4) Batalkan kapasitor lag fasa, ubah pampasan jeda menjadi pampasan plumbum, iaitu, jangan gunakan kapasitor pampasan lag, dan sambungkan kapasitor kecil dengan kapasiti yang sesuai selari dengan perintang maklum balas gelung besar;
5) Tingkatkan arus senyap tahap input dengan tepat, tingkatkan julat dinamiknya, dan tetapkan penapis lulus rendah dalam litar inputnya untuk menghilangkan isyarat kekacauan frekuensi tinggi di atas 80kHz dan mencegah isyarat gangguan frekuensi tinggi daripada menyebabkan beban seketika tahap input.
B. Penyelewengan disebabkan oleh kadar penukaran yang terlalu rendah
Kadar penukaran merujuk kepada kemampuan peralatan audio untuk mengesan atau bertindak balas terhadap isyarat bunyi pecah atau isyarat nadi, dan merupakan parameter penting yang mencerminkan kapasiti sementara rangkaian penguat kuasa. Penyimpangan sementara yang disebabkan oleh kadar pemutaran yang terlalu rendah disebabkan oleh kenyataan bahawa perubahan isyarat output penguat tidak dapat mengikuti perubahan cepat dari isyarat input. Sekiranya isyarat nadi yang cukup besar dimasukkan ke penguat, kadar maksimum perubahan voltan mestilah nisbah nilai kenaikan voltan dengan masa yang diperlukan. Unit adalah berapa volt naik setiap saat, ditulis sebagai ungkapan digital sebagai SR = V / μs. Untuk penguat kuasa kesetiaan tinggi, SR secara langsung mempengaruhi tindak balas sementara dan kelajuan tindak balas penguat. Penguat daya dengan nilai SR yang tinggi memiliki resolusi yang baik, rasa berlapis dan posisi, dan pendengaran yang baik, terutama ketika memutar ulang muzik popular. Nilai SR berkaitan dengan voltan keluaran penguat kuasa dan frekuensi pemotongan frekuensi tinggi output, dll. Daya keluarannya besar, nilai SR besar; frekuensi pemotongan frekuensi tinggi tinggi, nilai SR juga besar, dan nilai SR penguat kuasa berkualiti tinggi boleh mencapai 100V / μs. Untuk meningkatkan nilai SR penguat kuasa, tabung berkelajuan tinggi dan berkelajuan rendah biasanya digunakan. Walau bagaimanapun, jika nilai SR terlalu tinggi, litar mudah terangsang sendiri dan kestabilan menjadi buruk. Di samping itu, nilai SR litar pra-tahap tidak boleh lebih tinggi daripada litar pasca-tahap, jika tidak mudah menyebabkan gangguan intermodulasi sementara. By the way, SR penguat kuasa dapat dianggarkan dengan osiloskop. Kaedahnya adalah memberi isyarat gelombang persegi ke penguat daya audio sebagai isyarat input. Masa yang diperlukan untuk tepi utama bentuk gelombang output untuk naik ke nilai undian, hasil yang diperoleh adalah V / μs Merupakan ukuran kadar penukaran. Jelas, jika penguat kuasa audio dapat menangani isyarat gelombang persegi dengan baik, ini menunjukkan bahawa ia mempunyai kadar penukaran yang baik dan ciri frekuensi lebar.
4. Antara muka AC diputarbelitkan
Penyelewengan antara muka AC disebabkan oleh EMF belakang pembesar suara yang disalurkan kembali ke litar melalui talian. Kaedah untuk memperbaiki penyimpangan ini termasuk: 1) mengurangkan bilangan peringkat litar dan meningkatkan arus operasi litar yang tenang; 2) pilih pembesar suara yang sesuai untuk menjadikan pekali redaman lebih masuk akal; 3) gunakan transformer kuasa berkualiti tinggi berkapasiti besar dan tingkatkannya dengan sewajarnya. Untuk kapasiti kapasitor penapis, sambungkan kapasitor CBB berkapasiti kecil selari dengan kapasitor penapis.
Di samping itu, kerana pemilihan titik operasi litar DC yang tidak betul atau kualiti komponen yang rendah, penyimpangan tidak linear lain, seperti distorsi crossover dan distorsi kliping, akan muncul, yang boleh menyebabkan penyimpangan harmonik dan distorsi intermodulasi. Distorsi crossover juga dipanggil distorsi crossover. Ia untuk penguat daya tolak-tarik. Ia disebabkan terutamanya oleh ketidakjajaran konduksi awal tiub kuasa di penguat kuasa tolakan-tarik kelas B, terutamanya dalam keadaan arus rendah. Arus menghasilkan distorsi tidak linear di persimpangan, dan semakin kecil amplitud isyarat, semakin serius herotan. Pemotongan klip disebabkan oleh julat dinamik tiub penguat kuasa yang tidak mencukupi, dan isyarat besar dipotong oleh konduksi tepu. Penyelewengan kliping menghasilkan banyak gelombang ultrasonik, yang menjadikan suaranya kabur dan gelisah. Sakit kepala bagi orang untuk mendengarnya dalam jangka masa yang lama. Kaedah yang biasa digunakan untuk mengurangkan penyimpangan crossover adalah dengan meningkatkan titik operasi DC pada tiub output push-pull; dan langkah untuk meningkatkan distorsi kliping secara amnya adalah untuk meningkatkan jangkauan operasi linier dengan tepat.
produk kami yang lain:
