stare
[Versiune italiană]

Mulți dintre noi am întâlnit de-a lungul anilor amplificatoare, mai ales din surse de încredere și la prețuri destul de abrupte, ceea ce ne-a făcut să dorim să le avem. De cele mai multe ori, două aspecte ne-au atras atenția - basul și înalte.

Cumva, probabil datorită auzului nostru neliniar, care este cel mai bun moment în gama medie și probabil pentru că luăm gama medie ca fiind de acord („Ei bine, dacă nu face gama medie, ce face?”), Noi acordă-i cea mai mică atenție. Dar există și alte motive - basul bun nu este ușor de obținut și are majoritatea proiectanților de supape care lucrează multe noaptea, iar înălțimea bună a fost partea alunecoasă a amplificatoarelor cu stare solidă atâta timp cât există.

În practică, ambele pot fi obținute, cu o anumită atenție și puține cunoștințe aplicate, deoarece mulți designeri au contribuit la fondul nostru de cunoștințe, uneori mai puțin și alteori cu mai mult succes.
Cu toate acestea, obținerea unor linii de bas mai bune nu este niciodată o treabă pentru sine - pur și simplu nu se poate îmbunătăți doar basul, deoarece orice îmbunătățire a basului va provoca în mod necesar îmbunătățiri și în alte părți, poate într-un grad mai mic, dar totuși, așa cum vom face vedea.

Cu toate acestea, triplele sunt cu totul diferite. Pentru a fi bun, este nevoie de multe decizii care trebuie luate în primele etape de dezvoltare a amplificatorului, dintre care multe nu pot fi schimbate mai târziu sau poate nu, dar după o muncă îndelungată și grea, deseori nu merită timpul și necazurile.
Cu toate acestea, prea puțini oameni își dau seama că, pentru a obține înalte bune de la un amplificator de putere solid, unul începe sau se termină cu sursa de alimentare, la fel ca la bas. Această lucrare trebuie făcută oricum o privim.

Reglementat sau nu?

Uneori se sugerează că sursele de amplificare a puterii complet reglate electronic vor produce rezultate mai bune decât cele clasice, netezite cu condensator. Poate fi cazul, dar există multe obstacole pe parcurs pentru a fi cu adevărat așa.
Pentru început, o sursă de alimentare reglată poate fi vizualizată ca de fapt un alt amplificator de putere, cu aceeași putere sau mai bună decât cea care este reglementată. Apoi, trebuie să fie rapid, foarte rapid, astfel încât să poată răspunde la vârfurile bruște cerute de muzică - acest lucru îl face încă mai scump de proiectat și realizat. Evident, va fi nevoie de mult mai mult spațiu în amplificator, pentru a găzdui electronice suplimentare, dintre care unele necesită la fel de mult scufundare de căldură ca și componentele electronice audio de bază - deci, mai grele, mai voluminoase, mult mai scumpe.

De asemenea, sursele de alimentare complet reglementate sunt „rigide” - asta înseamnă că vor funcționa până la un nivel și nu mai mult, punct. Acestea ar putea face mai ușoară dublarea puterii în jumătate din sarcină, dar nu vor permite explozii dinamice de putere mult peste valoarea nominală.
Acestea ar putea fi făcute să permită acest lucru, dar asta le-ar face și mai scumpe și mai masive.

Până în prezent, am auzit un singur produs cu surse de alimentare complet reglate, care suna bine (și apoi unele!), Și acesta este Levinson. Toate celelalte din aceeași rasă au sunat foarte bine definite, dar într-un fel închise, prea controlate pentru a-mi plăcea. Și prețurile și dimensiunile lor au fost, ei bine, generoase.

Ceea ce se întâmplă este pe scurt acest lucru - cu regulatoarele, vrem să reducem tensiunea cât putem pentru a menține tranzistoarele noastre de regulator bine în zona lor de operare sigură (SOAR), dar peste necesitatea absolută.
Dacă avem o ieșire de 50W/8 Ohm, aceasta necesită o tensiune de vârf de 28,3V, deci vom regla foarte probabil la 32V. Cu toate acestea, în cazul surselor de alimentare nereglementate, liniile noastre vor fi de 34V la ieșire de vârf, crescând la 36-38V de sarcină oprită. Funcționând înapoi, amplificatorul nostru reglementat va începe să clipească la 32V, minus căderile de tensiune pe tranzistoarele amplificatorului (de exemplu, 1,3 V pentru driver și etapa de ieșire), care este de 30,7V sau 59,2W/8 Ohmi. În cazul alimentărilor nereglementate, presupunând o bună dimensionare, tensiunea noastră va scădea doar 1-2V sub tensiunea de sarcină, deoarece condensatoarele vor furniza energie pe termen scurt, ceea ce ne va permite o ieșire de (38-2-1.3) 34,7V sau 75,7 W/8 ohmi.

Când sarcina este înjumătățită, adică când este de 4 ohmi, o sursă de alimentare reglată va permite dublarea puterii (presupunând că este concepută pentru a face acest lucru), dar cu aceleași limitări ca mai sus.
De obicei, va începe să limiteze curentul disponibil la sarcini sub 4 Ohmi, în timp ce un condensator netezit va face și acest lucru, dar într-o măsură mult mai mică, cel puțin în vârfuri.

Evident, sursele de alimentare complet reglate nu sunt practice în amplificatoarele de putere tipice care funcționează în clasa AB.
Clasa pură A este o poveste destul de diferită, deoarece atrage curenți constanți, astfel încât reglementarea electronică are o treabă mult mai simplă de făcut. Cu toate acestea, nu îl aruncați încă - avem nevoie de o reglementare completă într-un amplificator de putere.

Secțiunea de tensiune a amplificatorului de putere funcționează în clasa pură A, prin urmare atrage curenți constanți; deoarece amplifică tensiunile, cerințele sale de curent sunt atât fixe, cât și reduse. Pe de altă parte, treptele de câștig de tensiune nu ar trebui să aibă nici o idee despre ce fel de sarcină este acționată și introduc căderi de tensiune pe fiecare etapă, obligându-ne astfel să creștem liniile de alimentare cu energie pentru a realiza întregul potențial al amplificatorului.
Așadar, am putea - și cred că ar trebui, întotdeauna! - utilizați reglarea completă pentru liniile de alimentare la treptele amplificatorului nostru de tensiune.

Beneficiile sunt multe. În primul rând, se aplică o filtrare suplimentară acolo unde va face cel mai bine, îmbunătățind astfel raportul semnal/zgomot.
În al doilea rând, etapele de câștig de tensiune sunt cu siguranță și complet întrerupte de orice influență asupra consumului de curent și a regimurilor dinamice ale etapei de ieșire propriu-zise.
În al treilea rând, putem crește cu ușurință și în siguranță tensiunile liniei de alimentare la amplificatorul de tensiune, astfel încât să compensăm căderile de tensiune inerente, ceea ce ne permite să folosim în totalitate capacitățile etapei de ieșire. Și în al patrulea rând, putem reduce efectiv tensiunea etapei de ieșire oarecum peste ceea ce ar fi fost dacă nu s-ar aplica nicio reglementare. La rândul nostru, acest lucru ne permite să păstrăm tranzistoarele mai mult în SOAR și să tragem curenți mai mari din ele, deoarece tensiunile sunt mai mici. Toate acestea fără pierderi și, de fapt, cu multe câștiguri.

Prețul adăugat nu este deloc rău, deoarece reglementarea completă poate fi executată cu foarte puține componente, toate în funcție de situația specifică. Putem chiar să facem un pas mai departe și să facem consumabilele noastre reglementate puțin mai puternice, astfel încât, în cazul unei etape de ieșire bipolară cu un driver dublu care precede etapa de ieșire, prima, încă o etapă a driverului de putere relativ mică, este alimentată și de surse de alimentare.
Cred că aceasta va fi o îmbunătățire semnificativă atât în ​​ceea ce privește toleranța la încărcare, cât și consistența unității - așa că îl folosesc în toate amplificatoarele mele de putere.

Deci, pentru a încheia - reglarea completă a tensiunii ar trebui să fie aplicată tuturor etapelor unui amplificator de putere, cu excepția driverului și a etapelor finale de ieșire, care, din motive de dinamică, în special în sarcini dificile și economice, ar trebui să fie menținute pe sursele netezite de condensatori.

Presupunere - doar una

Ori de câte ori ne ocupăm de probleme practice, având în vedere gama de posibilități, trebuie să ne asumăm ceva. Aici, voi presupune că vorbim despre etapele de câștig curente ale amplificatorului de putere.
Ele consumă marea majoritate a puterii consumate de un amplificator, deoarece acestea trebuie să facă față sarcinii pe care o numim „difuzoare”. În timp ce sunt supranumite în mod convenabil sarcini „8 Ohm”, în realitate au adesea scăderi de impedanță la jumătate sau mai puțin din valoarea lor nominală și cu schimbări de fază semnificative, toate acestea putând determina etapele de câștig de curent ale unui amplificator de putere să vadă efectiv sarcini de 3 Ohmi sau Mai puțin.

Pentru a înrăutăți lucrurile, trebuie luați în considerare doi factori suplimentari. Una este că multe aberații ale impedanței difuzoarelor nu vor apărea în procedurile de testare clasice, deoarece acestea sunt prin natura lor de caracter tranzitoriu și, prin urmare, nu pot fi văzute în testele clasice de măturare.
Acest subiect a fost, din câte știu, discutat serios pentru prima dată în comunitatea amplificatoare de către prof. Matti Otala, în publicațiile sale IEEE de la mijlocul anilor șaptezeci. Chiar dacă mă înșel cu privire la întâlnirile mele, asta este încă nu mai puțin de 25 de ani, suficient pentru a putea face multe progrese. Al doilea factor este faptul că difuzoarele își schimbă caracteristicile pe măsură ce se încălzesc în utilizare, la fel ca amplificatoarele, și aici avem probleme suplimentare de gândit - noile lor interacțiuni după 30 de minute de muncă grea a tuturor părților interesate.

Prin urmare, fiind optimist, aleg să fiu pesimist în ceea ce privește sarcinile conduse; în acest fel, când dau peste un difuzor ușor de condus, ușor de condus, sunt fericit, deoarece amplificatorul meu îl prinde și îl controlează complet.
Și când mă confrunt cu o încărcătură dificilă și foarte complexă, nu mă îngrijorează, pentru că oricum așa mă așteptam, așa că viața este încă roz pentru mine.

Așadar, numiți-mă membru al rasei Krell (mitica civilizație pierită din filmul SF „Planeta interzisă”, 1956, unde Dan D'Agostino, proprietar și designer al Krell Industries a primit probabil numele), dar voi presupune că eu va avea de-a face cu o sarcină de 2 Ohm și mai puțin numai în vârfuri. Mă va costa bani, dar hei, acesta este audio, deci costurile sunt imateriale.

Componentele

O sursă de alimentare constă practic din trei elemente - transformatorul de putere, redresorul și condensatoarele de filtrare. Opțional, puteți utiliza un filtru de linie înainte de transformatorul de putere și, eventual, o metodă de comutare ușoară dacă aveți bănci de condensatoare foarte mari, pentru a evita suflarea siguranței de linie de fiecare dată când porniți amplificatorul de putere.

Există multe variante posibile pe această temă de bază, fiecare cu avantajele și dezavantajele sale. Pentru că trebuie să presupun ceva, voi sări peste diferite scheme de întârziere, posibile filtre și așa mai departe și mă voi concentra pe esență.

Diagrama 1 arată o sursă de alimentare tipică a amplificatorului de putere comercială. Foarte simplu - transformator, un filtru simbol în spatele acestuia, un redresor de punte cu undă completă și o pereche de condensatori electrolitici. Avantajele sale sunt duble - este ieftin și este simplu de implementat. Toate acestea și funcționează și ele!

Cu toate acestea, dezavantajele sale sunt multe. O astfel de simplitate necesită o calitate excelentă a componentelor pentru a oferi rezultate audiofile - cu cât folosiți mai puține piese, cu atât trebuie să fie mai bune, deoarece nu există compensații pe linie.
În plus, pentru că este ieftin, prea des în practică, veți găsi un transformator de putere destul de mic, uneori îngrozitor de mic, capace de calitate inferioară și un redresor cu punte cu siguranță subdimensionat. Nu vă gândiți nici măcar la răcirea sa - foarte probabil că va consta din diode discrete, mai degrabă decât să fie un bloc.

Rezultatul net este că rectificarea se ridică la standardele de undă completă (de exemplu, tensiunea secundară a transformatorului x rădăcină pătrată de 2 sau de 1,41), dar puritatea DC-ului presupus va fi destul de slabă. Comportamentul de înaltă frecvență va fi foarte îndoielnic și, în general, cu mult sub gradul de audiofil.
Deoarece transformatoarele de putere din unitățile comerciale sunt realizate în toate modurile posibile, cu excepția utilizării metodei de dimensionare generoase, vă puteți aștepta la o alimentare murdară sub tensiune - acest lucru va provoca un răspuns tranzitoriu defect și unitatea va suna probabil spălată, plată și neinspirant.

Diagrama 2 arată o sursă de alimentare comercială mai bună, de obicei întâlnită în echipamentele cu preț mediu. Acum vedem încă două capace de filtru de valoare mică înainte de redresorul de punte și o altă pereche după condensatoarele de filtru de valoare mare. Prima pereche este acolo pentru a filtra zgomotul de înaltă frecvență, la fel ca și a doua pereche. Această metodă va furniza o sursă de alimentare mai curată în ceea ce privește gunoiul de înaltă frecvență, care nu ar trebui să fie acolo, dar cumva este întotdeauna.
De asemenea, este rezonabil să presupunem - deși nu este strict și întotdeauna adevărat! - că oricine se deranjează cu tot ceea ce a făcut anterior o alegere mai bună în ceea ce privește capacitatea și calitatea transformatorului și a înzestrat amplificatorul cu un redresor de punte de calitate mai bună.

Dar chiar și așa, rămâne de verificat ce înseamnă exact „mai generos”. S-ar putea dovedi că chiar și printr-o creștere aparent mare de spune +20. 30%, transformatorul de putere este încă doar un caz limită.

Diagrama 3 arată o sursă de alimentare serioasă. Aici avem capacitatea de filtrare dublă față de cazul anterior, ceva care în sine nu poate fi rău. Totuși, s-ar putea să nu fie atât de bine.

Vedeți, condensatoarele de filtrare ar trebui să fie doar asta, condensatoarele FILTER, funcția lor de stocare a energiei având o importanță secundară. În multe unități comerciale, aceste roluri sunt prezente, dar inversate - condensatoarele cu valoare mai mare sunt utilizate nu numai pentru filtrare, lucru pe care nu pot să nu o facă, ci și pentru a acționa ca rezervoare de energie.
Desigur, acționează întotdeauna așa, dar ideea este că tind să crească în capacitatea de a acoperi dimensiunile și/sau performanțele inadecvate ale transformatorului.
În astfel de cazuri, este puțin probabil să găsiți condensatori de înaltă calitate în interior, ci mai degrabă cei de calitate comercială. Există două motive de bază pentru aceasta. Primul este că acestea sunt ieftine și pot fi făcute să arate bine pe fotografiile publicitare și în publicitatea de vânzări publicitare.
Al doilea este că prin conectarea a două condensatoare în paralel, unul nu numai că își dublează rezervele de energie, ci și le reduce la jumătate impedanța de ieșire. Acest lucru este, desigur, destul de adevărat și, în practică, funcționează de fiecare dată fără greș, dar în esență este mult mai puțin decât suntem conduși să credem.

Deci, impedanța de ieșire înjumătățită poate fi în continuare peste valorile obținute prin utilizarea unei singure perechi de condensatori de înaltă calitate. De asemenea, această viziune ignoră complet viteza de încărcare și descărcare a condensatorului - capacele de bună calitate sunt scumpe tocmai pentru că sunt, printre altele, foarte rapide.
De exemplu, un condensator tipic de valoare comercială, evaluat la 10.000 uF/63V și costând aproximativ 8-9 Euro, va avea cel mult o viteză de 30-40V/uS. Un Elna echivalent pentru seria Audio negru, care costă aproximativ 15-25 Euro, va avea o viteză în intervalul de 80-90V/uS, adică în cel mai rău caz, dublați viteza celui mai bun caz din terenurile comerciale. Un capac Siemens Sikorel, care costă aproximativ 20-30 de euro, va zbura la peste 100V/uS - dar la un preț.

Și acest lucru este greu de ignorat dacă doriți un sunet de bună calitate. La ce folosește electronica ultra rapidă, capabilă de viteze extraordinare, dacă vor fi împiedicate de condensatori lenti, care vor apărea ca limitatori de viteză? Nu pot să nu fiu sarcastic aici - acesta este motivul pentru care în atât de multe cazuri viteza amplificatorului publicitar nu se atinge niciodată în viața reală.
Mulți producători măsoară doar viteza etapei de intrare și mult prea puțini din amplificatorul general - al doilea grup va prezenta întotdeauna rezultate mult mai puțin impresionante. Deci, feriți-vă de cifrele sălbatice, cel mai probabil nu sunt cu adevărat reprezentative pentru amplificatorul în ansamblu, pe o bază de intrare-ieșire.