Lågfrekvent förstärkare

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 31 juli 2018; kontroller kräver 5 redigeringar .

Ljudfrekvensförstärkare (UHF) [1] , lågfrekvensförstärkare (ULF) [2] [3] [4] [5] , ljudfrekvenseffektförstärkare (UMZCH)  - en elektronisk enhet ( elektronisk förstärkare ) designad för att förstärka elektriska vibrationer, som motsvarar det mänskliga hörbara ljudets frekvensområde , så dessa förstärkare måste vinna i frekvensområdet från 20 till 20 000 Hz vid en nivå av -3 dB, de bästa UZCH-samplarna har ett område från 0 Hz till 200 kHz, enklaste UZCH har ett smalare frekvensområde. Den kan göras som en oberoende enhet, eller användas som en del av mer komplexa enheter - TV- apparater , musikcenter , aktiva akustiska system , radioapparater , radiosändare , radiostationer , etc.

Kretsdesign och tillämpning

Lågfrekvensförstärkare används mest för att förstärka signaler som bär ljudinformation, i dessa fall kallas de även för ljudfrekvensförstärkare. Dessutom används ULF för att förstärka informationssignalen inom olika områden: mätteknik och feldetektering; automation, telemekanik och analog datorteknik; inom andra elektronikindustrier.

En ljudfrekvensförstärkare består vanligtvis av en förförstärkare och en effektförstärkare (PA). Förförstärkaren är utformad för att öka effekt och spänning och föra dem till de värden som är nödvändiga för driften av den slutliga effektförstärkaren, innehåller ofta volym-, ton- eller equalizerkontroller , ibland kan den strukturellt göras som en separat enhet. Effektförstärkaren måste ge den specificerade effekten av elektriska svängningar till belastningen (konsument) kretsen. Dess belastning kan vara: akustiska system (högtalare), hörlurar ; radiosändningsnätverk eller radiosändarmodulator . Basförstärkaren är en integrerad del av all ljudåtergivning, ljudinspelning och radiosändningsutrustning. Basförstärkare används ofta inom bilstereo och bilstereo.

Klassificering

Enligt kretsen för slutsteget

Genom driftsättet för slutsteget

Beroende på utgångsstegets driftsläge är förstärkare indelade i:

Mod A kännetecknas av den bästa linjäriteten med de största energiförlusterna, mod D - de minsta förlusterna med tillfredsställande linjäritet. Förbättringen av grundkretsarna i lägena A, AB, B och D gav upphov till ett antal nya "klasser" , från "klass AA" till "klass Z". Vissa av dem, till exempel strukturellt liknande ljudfrekvensförstärkare av "klass S" och "klass AA", beskrivs i detalj i litteraturen, andra ("klass W", "klass Z") är endast kända från tillverkarnas annonser .

Efter designfunktioner

Enligt typen av applikation i designen av förstärkaren av aktiva element
  • elektroniska  lampor med rör . De utgjorde grunden för hela ULF-parken fram till 70-talet. På 60-talet producerades rörförstärkare med mycket hög effekt (upp till tiotals kilowatt). Används för närvarande som instrumenteringsförstärkare och som ljudåtergivande förstärkare. De utgör lejonparten av utrustning i HI-END-klassen (se artikeln Rörljud ) . De upptar också en stor del av marknaden för professionell och semi-professionell gitarrförstärkningsutrustning .
  • transistor  -on bipolära eller fälteffekt transistorer . Denna design av slutsteget av förstärkaren är ganska populär på grund av sin enkelhet och förmågan att uppnå hög uteffekt, även om den nyligen aktivt har ersatts av förstärkare baserade på integrerade kretsar.
  • integrerade  - på integrerade kretsar (IC). Det finns mikrokretsar som innehåller både förförstärkare och sluteffektförstärkare på samma chip, byggda enligt olika scheman och fungerar i olika klasser. Av fördelarna - det minsta antalet element och följaktligen små dimensioner.
  • hybrid  - en del av kaskaderna är monterade på halvledarelement och en del på elektroniska rör. Ibland kallas hybridförstärkare också för förstärkare, som dels är monterade på integrerade kretsar, dels på transistorer eller vakuumrör.
  • på magnetiska förstärkare . Som högeffektsljudfrekvensförstärkare erbjöds de som ett alternativ till vakuumrör på 1930- och 1950-talen av amerikanska [6] och tyska ingenjörer. För närvarande är de en "bortglömd" teknik [7] .
  • mikrotelefon (engelsk kolförstärkare). En sådan förstärkare är en kombination av en elektromagnetisk ljudsändare och en kolmikrofon , förenade av ett gemensamt membran. Tidigare har förstärkare av denna typ använts i hörapparater.
  • pneumatisk ( sv:tryckluftsgrammofon ). I en sådan förstärkare sätter vibrationskällan (till exempel en lågeffekthögtalare, en grammofonnål) igång modulatorn för luftflödesintensiteten från kompressorn, på grund av vilken amplituden hos oscillationerna ökar i effekt.
Efter typ av matchning av slutsteget med belastningen

Beroende på typen av matchning av förstärkarens slutsteg med belastningen kan de delas in i två huvudtyper:

  • transformator  - i princip används detta matchningsschema i rörförstärkare. Detta beror på behovet av att matcha lampans stora effektmotstånd med ett lågt belastningsmotstånd, samt behovet av galvanisk isolering av utgående lampor och belastningen. Vissa transistorförstärkare (till exempel broadcast-förstärkare som betjänar ett nätverk av abonnenthögtalare (se Wired Broadcasting ), push-pull-förstärkare för många germaniumtransistorradio, vissa Hi-End-ljudförstärkare) har också transformator som matchar belastningen.
  • transformatorlösa  - på grund av låg kostnad, låg vikt och stor bandbredd används transformatorlösa förstärkare mest. Transformatorlösa push-pull-kretsar är lätta att implementera på transistorer. Detta beror på den låga utgångsresistansen hos transistorer i emitter- (käll)följarkretsen, möjligheten att använda komplementära par av transistorer. Kraftfulla transformatorlösa UMZCH har en bipolär strömförsörjning och låter dig ansluta högtalarsystem direkt till förstärkarutgången utan en kopplingskondensator. Sådana kretsar har emellertid nödvändigtvis ett system för att skydda högtalarna från nöduppträdandet av en konstant spänning vid utgången av UMZCH (till exempel på grund av ett haveri av en av utgångstransistorerna eller förlust av en av matningsspänningarna) . På lampor är transformatorlösa kretsar svårare att implementera, dessa är antingen kretsar som arbetar på en högresistansbelastning eller komplexa kretsar med ett stort antal utgångslampor som arbetar parallellt.
Beroende på typen av matchning av slutsteget med lasten
  • Spänningsmatchning - PA:ns utgångsimpedans är mycket mindre än lastens ohmska resistans. Det är för närvarande det vanligaste. Låter dig överföra spänningsvågformen till lasten med minimal distorsion och få ett bra frekvenssvar. UMZCH undertrycker väl resonansen hos lågfrekventa högtalare och fungerar bra med passiva delningsfilter i multibandakustiska system, designade för en signalkälla med noll utgångsimpedans. Används för närvarande överallt.
  • Effektmatchning - utgångsimpedansen för PA är lika med eller nära belastningsimpedansen. Det låter dig överföra maximal effekt från förstärkaren till belastningen, varför det tidigare var mycket vanligt i enkla enheter med låg effekt. Nu är det huvudtypen för att arbeta på en linje med en känd impedans (till exempel LAN), och ibland i slutsteg av rörförstärkare. Jämfört med den tidigare typen ger det bättre utnyttjande av förstärkaranordningen vad gäller effekt (färre förstärkningssteg krävs, vilket är viktigt för rörförstärkare), dock försämrar det frekvensgången och leder till otillräcklig dämpning av de akustiska systemresonanserna , som ett resultat av vilket signalformen förvrängs.
  • Strömmatchning - PA:ns utgångsimpedans är mycket större än belastningsresistansen. Detta avtal bygger på konsekvensen av Lorentz lag, enligt vilken ljudtrycket är proportionellt mot strömmen i HD-spolen. Tillåter dig att kraftigt (med två storleksordningar) minska intermodulationsdistorsion i huvudgeneratorn och deras gruppfördröjning (gruppfördröjning). UMZCH undertrycker svagt resonansen hos lågfrekventa högtalare och fungerar inte bra med passiva delningsfilter i multibandakustiska system, som vanligtvis är designade för en signalkälla med noll utgångsimpedans. Det används för närvarande sällan.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ GOST 24388-88 Hushållsljudsignalförstärkare. Allmänna specifikationer.
  2. ↑ Voishvillo G.V. Lågfrekventa förstärkare baserade på elektronrör. — M.: Svyazizdat, 1959
  3. ↑ Malinin R. M. Lågfrekventa förstärkare. Mass Radio Library, vol. 183. 1953
  4. ↑ Budinsky Ya. - Lågfrekventa förstärkare på transistorer. — M.: Svyazizdat, 1963.
  5. ↑ Adamenko M.V. Hemligheter för lågfrekventa rörförstärkare. - M.: NT Press, 2007, - 384 sid.
  6. ↑ J.J.Suozzy, E.T.Hooper. Ett helt magnetiskt ljudförstärkarsystem. Transaktioner från American Institute of Electrical Engineers, Del I: Kommunikation och elektronik, vol.74, 1955, s.297-301.
  7. ↑ Trinkaus, George, "The Magnetic Amplifier: A Lost Technology of the 1950s," Nuts & Volts, februari 2006, s. 68-71.

Länkar