Alacsony frekvenciájú erősítő

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2018. július 31-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 5 szerkesztést igényelnek .

Hangfrekvenciás erősítő (UHF) [1] , alacsony frekvenciájú erősítő (ULF) [2] [3] [4] [5] , hangfrekvenciás teljesítményerősítő (UMZCH)  - elektronikus eszköz ( elektronikus erősítő ), amelyet elektromos erősítésre terveztek rezgések, amelyek megfelelnek az emberi hallható hangfrekvencia tartománynak , így ezeknek az erősítőknek a 20 és 20 000 Hz közötti frekvenciatartományban kell erősíteniük -3 dB szinten, a legjobb UZCH minták 0 Hz és 200 kHz közötti tartományban vannak. legegyszerűbb UZCH-nak szűkebb a frekvenciatartománya. Készíthető önálló eszközként, vagy használható bonyolultabb eszközök részeként is - tévék , zenei központok , aktív akusztikus rendszerek , rádiók , rádióadók , rádióállomások stb.

Áramkör tervezés és alkalmazás

Az alacsony frekvenciájú erősítőket legszélesebb körben használják hanginformációt hordozó jelek erősítésére, ezekben az esetekben hangfrekvenciás erősítőknek is nevezik őket. Ezenkívül az ULF-et az információs jel erősítésére használják különböző területeken: méréstechnika és hibaészlelés; automatizálás, telemechanika és analóg számítástechnika; más elektronikai iparágakban.

Az audiofrekvenciás erősítő általában előerősítőből és teljesítményerősítőből (PA) áll. Az előerősítőt úgy tervezték, hogy növelje a teljesítményt és a feszültséget, és hozza azokat a végső teljesítményerősítő működéséhez szükséges értékekre, gyakran hangerő-, hang- vagy hangszínszabályzót tartalmaz , néha szerkezetileg különálló eszközként is elkészíthető. A teljesítményerősítőnek az elektromos rezgések meghatározott teljesítményét kell adnia a terhelési (fogyasztói) áramkörnek. Terhelése lehet: akusztikus rendszerek (hangszórók), fejhallgató ; rádióműsor-hálózat vagy rádióadó - modulátor . A basszuserősítő minden hangvisszaadó, hangrögzítő és rádióműsorszóró berendezés szerves része. A basszuserősítőket széles körben használják az autóaudio és az autóhangosítás területén.

Osztályozás

A végfok áramköre szerint

A végfok működési módjával

A végfok működési módjától függően az erősítők a következőkre oszthatók:

Az A módot a legjobb linearitás jellemzi a legnagyobb energiaveszteséggel, a D módot - a legkisebb veszteségeket kielégítő linearitással. Az A, AB, B és D módok alapáramköreinek fejlesztése számos új "osztályt" eredményezett, az "AA osztálytól" a "Z osztályig". Némelyikük, például a szerkezetileg hasonló „S” és „AA osztályú” hangfrekvenciás erősítőket részletesen leírja a szakirodalom, mások („W osztály”, „Z osztály”) csak a gyártói reklámokból ismertek. .

Tervezési jellemzők szerint

Az aktív elemek erősítőjének kialakításában az alkalmazás típusától függően
  • csöves elektronikus  lámpák . Ezek képezték az egész ULF park alapját a 70-es évekig. A 60-as években nagyon nagy teljesítményű (akár több tíz kilowatt) csöves erősítőket gyártottak. Jelenleg hangszeres erősítőként és hangvisszaadó erősítőként használják. Ők teszik ki a HI-END osztályú berendezések oroszlánrészét (lásd a Csőhang című cikket ) . A professzionális és félprofi gitárerősítő berendezések piacának nagy részét is elfoglalják .
  • tranzisztoros  bipoláris vagy térhatású tranzisztorok . Az erősítő utolsó szakaszának ez a kialakítása meglehetősen népszerű az egyszerűsége és a nagy kimeneti teljesítmény elérésének képessége miatt, bár a közelmúltban aktívan felváltották az integrált áramkörökön alapuló erősítők.
  • integrált  - integrált áramkörökön (IC-k). Vannak olyan mikroáramkörök, amelyek előerősítőket és végső teljesítményerősítőket is tartalmaznak ugyanazon a chipen, különböző sémák szerint épülnek fel, és különböző osztályokban működnek. Az előnyök közül - az elemek minimális száma és ennek megfelelően a kis méretek.
  • hibrid  - a kaszkádok egy része félvezető elemekre, egy része pedig elektronikus csövekre van szerelve. Néha a hibrid erősítőket erősítőknek is nevezik, amelyeket részben integrált áramkörökre, részben tranzisztorokra vagy vákuumcsövekre szerelnek fel.
  • mágneses erősítőkön . Nagy teljesítményű hangfrekvenciás erősítőkként az 1930-as és 1950-es években az amerikaiak [6] és a németek a vákuumcsövek alternatívájaként kínálták őket. mérnökök. Jelenleg ezek egy "elfelejtett" technológia [7] .
  • mikrofon (angol szénerősítő). Az ilyen erősítő egy elektromágneses hangsugárzó és egy szénmikrofon kombinációja , amelyet egy közös membrán egyesít. A múltban az ilyen típusú erősítőket hallókészülékekben használták.
  • pneumatikus ( en:sűrített levegős gramofon ). Egy ilyen erősítőben a rezgésforrás (például egy kis teljesítményű hangszóró, egy gramofon tű) mozgásba hozza a kompresszorból a légáramlás intenzitásának modulátorát, aminek következtében a rezgések amplitúdója megnövekszik.
A kimeneti fokozat és a terhelés egyeztetésének típusa szerint

Az erősítő kimeneti fokozatának a terheléshez való illeszkedésének típusa szerint két fő típusra oszthatók:

  • transzformátor  - alapvetően ezt az illesztési sémát használják a csöves erősítőkben. Ez annak köszönhető, hogy a lámpa nagy kimeneti ellenállását alacsony terhelési ellenállással kell összehangolni, valamint a kimeneti lámpák és a terhelés galvanikus leválasztásának szükségességét. Egyes tranzisztoros erősítők (például az előfizetői hangszórók hálózatát kiszolgáló műsorszóró erősítők (lásd Vezetékes műsorszórás ), sok germánium tranzisztoros rádió push-pull erősítője, egyes Hi-End audioerősítők) szintén rendelkeznek a terheléshez illesztett transzformátorral.
  • transzformátor nélküli  - az alacsony költség, a kis súly és a nagy sávszélesség miatt a transzformátor nélküli erősítőket használják a legszélesebb körben. A transzformátor nélküli push-pull áramkörök könnyen megvalósíthatók tranzisztorokon. Ennek oka az emitter (forrás) követő áramkör tranzisztorainak alacsony kimeneti ellenállása, a komplementer tranzisztorpárok használatának lehetősége. A nagy teljesítményű transzformátor nélküli UMZCH-ok bipoláris tápegységgel rendelkeznek, és lehetővé teszik a hangszórórendszerek közvetlen csatlakoztatását az erősítő kimenetéhez, csatolókondenzátor nélkül. Az ilyen áramkörökben azonban szükségszerűen van egy rendszer, amely megvédi a hangszórókat az UMZCH kimenetén állandó feszültség vészhelyzeti megjelenésétől (például az egyik kimeneti tranzisztor meghibásodása vagy az egyik tápfeszültség elvesztése miatt). . A lámpákon a transzformátor nélküli áramkörök nehezebben kivitelezhetők, ezek vagy nagy ellenállású terhelésen működő áramkörök, vagy összetett áramkörök nagyszámú párhuzamosan működő kimeneti lámpával.
A végfok és a terhelés illesztésének típusa szerint
  • Feszültségillesztés - a PA kimeneti impedanciája sokkal kisebb, mint a terhelés ohmos ellenállása. Jelenleg ez a leggyakoribb. Lehetővé teszi a feszültség hullámformájának átvitelét a terhelésre minimális torzítással, és jó frekvencia-választ kap. Az UMZCH jól elnyomja az alacsony frekvenciájú hangszórók rezonanciáját, és jól működik a többsávos akusztikus rendszerek passzív crossover szűrőivel, amelyeket nulla kimeneti impedanciájú jelforráshoz terveztek. Jelenleg mindenhol használt.
  • Teljesítményillesztés - a PA kimeneti impedanciája megegyezik a terhelési impedanciával, vagy közel van ahhoz. Lehetővé teszi a maximális teljesítmény átvitelét az erősítőről a terhelésre, ezért a múltban ez nagyon elterjedt volt az alacsony fogyasztású egyszerű eszközökben. Most ez a fő típus egy ismert impedanciájú vonalon (például LAN), és néha a csöves erősítők kimeneti szakaszaiban történő munkavégzéshez. Az előző típushoz képest teljesítményben jobban kihasználja az erősítő berendezést (kevesebb erősítő fokozat szükséges, ami a csöves erősítőknél fontos), ugyanakkor rontja a frekvenciamenetet és az akusztikai rendszer rezonanciáinak elégtelen csillapításához vezet. , aminek következtében a jel alakja torzul.
  • Áramillesztés - a PA kimeneti impedanciája sokkal nagyobb, mint a terhelési ellenállás. Ez a megállapodás a Lorentz-törvény következményén alapul, amely szerint a hangnyomás arányos a HD tekercs áramával. Lehetővé teszi, hogy nagymértékben (két nagyságrenddel) csökkentse az intermodulációs torzítást a főgenerátorban és csoportkésleltetésüket (csoportkésleltetés). Az UMZCH gyengén elnyomja az alacsony frekvenciájú hangszórók rezonanciáját, és nem működik jól a többsávos akusztikus rendszerek passzív keresztezőszűrőivel, amelyeket általában nulla kimeneti impedanciájú jelforráshoz terveztek. Jelenleg ritkán használják.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ GOST 24388-88 Háztartási audiojel-erősítők. Általános Specifikációk.
  2. ↑ Voishvillo G.V. Elektroncsöveken alapuló alacsony frekvenciájú erősítők. - M.: Szvjazizdat, 1959
  3. ↑ Malinin R. M. Alacsony frekvenciájú erősítők. Mass Radio Library, vol. 183. 1953
  4. ↑ Budinsky Ya. - Alacsony frekvenciájú erősítők tranzisztoron. - M.: Szvjazizdat, 1963.
  5. ↑ Adamenko M.V. Az alacsony frekvenciájú csöves erősítők titkai. - M.: NT Press, 2007, - 384 p.
  6. ↑ J.J.Suozzy, E.T.Hooper. Teljesen mágneses hangerősítő rendszer. Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, I. rész: Kommunikáció és elektronika, 74. kötet, 1955, 297-301.
  7. ↑ Trinkaus, George, "The Magnetic Amplifier: A Lost Technology of the 1950s", Nuts & Volts, 2006. február, pp. 68-71.

Linkek