audioretro.pl           

 Strona  audioretro.pl  jest stroną hobbystyczną, więc nie wykorzystuję ciasteczek zapisanych na Twoim komputerze. 
Ale oczywiście w każdej chwili możesz je wyłączyć w swojej przeglądarce.

hi-fi audio  >>  audio hardware >
I analogowe źródła sygnału I cyfrowe źródła sygnału I przedwzmacniacze I wzmacniacze mocy I głośniki I subwoofer I bi-amping I o kablach audio |

Wzmacniacze mocy audio

Każdy sygnał muzyczny, jeżeli chcemy go słuchać przez głośniki lub słuchawki, musi być wzmocniony. Wzmocnienie odbywa się we wzmacniaczach mocy, których parametry w znacznym stopniu decydują o jakości dźwięku wydobywającego się z kolumn. Kompletny wzmacniacz składa się z przedwzmacniacza i wzmacniacza mocy. Najprostszym przedwzmacniaczem jest przedwzmacniacz bierny (tłumik), czyli po prostu potencjometr. Sygnał z wyjścia przedwzmacniacza podawany jest do wzmacniacza mocy, w którym słabe sygnały wzmacniane są tak, aby mogły wysterować nasze kolumny czy słuchawki.
Jeżeli wzmacniacz mocy i przedwzmacniacz są w oddzielnych obudowach, to mówimy o takim zestawie - wzmacniacz dzielony. Przedwzmacniacz i wzmacniacz mocy w jednej obudowie to wzmacniacz zintegrowany, popularnie zwany "integrą".
Wiele wzmacniaczy ma wbudowany tuner radiowy. Urządzenia takie nazywamy amplitunerem.

Wzmacniacze mocy.

Jak wiemy zadaniem wzmacniacza mocy jest wzmocnienie sygnału tak, aby móc wysterować głośniki z odpowiednią głośnością. Bywają wzmacniacze o ogromnych mocach, przez które przepływają prądy kilkudziesięciu amper. Takie "piece" nagłaśniają duże powierzchnie podczas koncertów na wolnym powietrzu. Tych mniejszych, używamy do nagłośnienia naszych domów.

Ananasy z lepszej klasy...
Chyba wszyscy interesujący się techniką audio słyszeli o klasach wzmacniacza A, B, C. Jednak istnieje więcej klas wzmacniaczy: D, E, F, G, H (i być może powstaną jeszcze inne) omówię je w skrócie.
Klasa A.

Klasa A wzmacniacza występuje wszędzie tam, gdzie poprzez tranzystory lub lampy stopnia końcowego zawsze płynie prąd spoczynkowy, bez względu na to czy podawany jest sygnał czy nie. I to jest cecha charakterystyczna tej klasy wzmacniaczy.
Przepływ prądu jest duży i dlatego wzmacniacze te pobierają dużo energii, przy małej sprawności. Teoretycznie powinna ona wynosić 50%, praktycznie często nie przekracza 10 - 20%.
Jest to poważna wada, bowiem stosować musimy dużej mocy zasilacze i potężne radiatory. Jeżeli sygnał nie jest podawany, wzmacniacz pracuje jako grzejnik.
Pół biedy w zimie... ale latem?
We wzmacniaczach lampowych dochodzi jeszcze żarzenie grzejników lamp, dlatego wiemy już skąd bierze się pobór mocy np. 400 W przy oddawanej 35 W. Ale wzmacniacze takie mają też zalety - dają nam czysty, niezniekształcony dźwięk (pomijając wpływ innych elementów toru).
Wzmacniacz klasy A może pracować w dwóch układach tzw. "single ended", w którym cały sygnał jest wzmacniany na jednym elemencie (tranzystorze czy lampie) i w układzie przeciwsobnym, czyli z angielska "push-pull".

Single ended (klasa A).

Cały sygnał jest wzmacniany przez pojedynczy element - tranzystor lub lampę - lub przez wiele elementów połączonych równolegle.
Punkt pracy tranzystora czy lampy jest tak dobrany, aby cały wzmocniony sygnał mieścił się na prostoliniowej części charakterystyki.
Ponieważ przez tranzystor lub lampę końcową przez cały czas płynie prąd stały, nie można bezpośrednio podłączyć głośników. Należy zastosować transformator, albo specjalny układ, w którym tranzystor mocy ma aktywne obciążenie w postaci wydajnego źródła prądowego (na rysunku - obciążeniem jest tranzystor T2).

Zaletą układu single-ended są bardzo małe zniekształcenia i doskonała jakość detali w słuchanej muzyce.

Push-pull (klasa A).

Polaryzacja elementów wzmacniających powoduje, że płynie przez nie znaczny prąd spoczynkowy. Gdy stopień mocy nie jest wysterowany, prądy wyjściowe obu tranzystorów (lamp) znoszą się i napięcie na wyjściu wzmacniacza jest równe zero.
Gdy sygnał pojawi się, stan równowagi ulegnie zmianie. Mimo, że przebiegi sygnału na obu wejściach tranzystorów są jednakowe, prąd w jednym tranzystorze (lampie) wzrasta, a w drugim maleje. W efekcie pojawia się prąd wyjściowy (w lampach napięcie), który przepływa przez obciążenie - czyli steruje głośnikami.
Jak to we wzmacniaczu klasy A, sygnał użyteczny wzmacniany jest na prostoliniowym odcinku charakterystyki. Daje to małe zniekształcenia, szczególnie małych sygnałów, a zniekształcenia harmoniczne ulegają redukcji. We wzmacniaczach tranzystorowych ważnym jest, aby tranzystory były bardzo dobrej jakości i miały dobrą stabilizację termiczną.
Niska sprawność rzędu 25% wymaga wydajnego zasilacza i bardzo dużych radiatorów. Jeżeli sygnał nie jest podawany, wzmacniacz pracuje jako grzejnik.

Klasa B.

Zobaczmy na rysunek obok. Czy nie jest to push-pull, w klasie A? Owszem, układ jest taki sam (prawie).
Różni się tylko tym, że polaryzacja układu jest tak dobrana, aby tranzystory w stanie spoczynku nie przewodziły prądu. Dzięki temu nie grzeją się, a sprawność wzmacniaczy w klasie B jest wysoka - do 78%.
W tej klasie każdy tranzystor wyjściowy (lampa) wzmacnia odpowiednio tylko jedną połówkę - albo dodatnią, albo ujemną. Na wyjściu połówki są sumowane, dając pełny, wzmocniony sygnał.
 Dokładne zsumowanie obu połówek wymaga doskonałej jakości elementów i dokładnego ich zestrojenia.
Największym problemem wzmacniaczy tej klasy są tzw. zniekształcenia skrośne. Ponieważ tranzystor czy lampa są elementem nieliniowym, a małe sygnały są wzmacniane na najmniej liniowej części charakterystyki, po złożeniu obu połówek sygnał wyjściowy różni się od podanego na wejście wzmacniacza.
Największe zniekształcenia powstają przy przejściu sygnału przez zero. Są to tzw. zniekształcenia skrośne
Czystej klasy B nie stosuje się w sprzęcie Hi-Fi.
Spotkać ją możemy w sprzęcie estradowym, gdzie ważna jest duża sprawność i moc, a mniejsze znaczenie ma wysoka jakość odtwarzania.

Klasa AB

Wzmacniacze klasy A we wzmacniaczach Hi-Fi wykorzystywane są dość rzadko, a wzmacniacze czystej klasy B - nigdy.
Większość współczesnych wzmacniaczy Hi-Fi pracuje w klasie mieszanej - AB. W stanie spoczynku przez tranzystory (lampy) przepływa niewielki prąd podkładu (bias).
Przy niewielkich sygnałach wzmacniacz pracuje w klasie A, a przy większych - w klasie B.
Wzmacniacze klasy AB łączą zalety klas A i B: mają nieduże zniekształcenia i stosunkowo dużą sprawność, rzędu 50 - 70%.
W zależności od wartości prądu spoczynkowego mówimy o płytszej lub głębszej klasie AB. Czym większy prąd spoczynkowy, tym mniejsza sprawność, ale i mniejsze zniekształcenia.

W układach lampowych występują klasy: płytsza - A1 i AB1, bez prądu siatki i głęboka - A2 i AB2, z prądem siatki.
 (zobacz: "O lampach")


Klasa AA.

Jest to sposób budowy wzmacniacza "dwa w jednym", czyli dobrej jakości wzmacniacz małej mocy, pracujący w klasie A, i drugi, który pracuje w klasie B, o większej mocy. Oba wzmacniacze są połączone specjalnym mostkiem tak, aby przy małych sygnałach pracował ten o mniejszej mocy (w klasie A), przy większym zaś sygnale płynnie włączany jest drugi, mocniejszy. Wzmacniacze takie mają niskie zniekształcenia nieliniowe i bardzo małe przesunięcia fazowe. Wzmacniacze takie propaguje m.in. Technics. Jest to bardziej klasa marketingowa, nie mająca wiele wspólnego z tradycyjnym podziałem wzmacniaczy na klasy.

Klasa C.

W tej klasie wykorzystuje się całą szerokość charakterystyki, także tę nieliniową. Wzmacniacze takie dają dużą moc, lecz o bardzo dużych zniekształceniach. Małe sygnały nie są wzmacniane. Wykorzystuje się je w układach generacyjnych, alarmowych, itp.

Klasa D.

Producenci dążąc do polepszenia sprawności wzmacniaczy, zwrócili swoją uwagę na technikę impulsową. Jeżeli tranzystory będą na przemian albo całkowicie otwierane, albo całkowicie zamykane, uzyskamy tryb pracy w klasie D.
W jaki sposób to działa? - zapytacie. Wykorzystuje się fakt, iż głośniki dynamiczne mają pewną bezwładność, ponadto pole magnetyczne w cewce głośnika nie zanika natychmiast w chwili przejścia tranzystorów w stan wyłączenia (zatkania). Stosuje się także prosty filtr LC dzięki któremu uzyskuje się niezniekształcony sygnał
Warunkiem otrzymania prawidłowego przebiegu sygnału jest to, by otwieranie i zamykanie tranzystorów odbywało się z dużą częstotliwością, a wtedy współczynnik wypełnienia impulsów jest proporcjonalny do chwilowej wartości sygnału audio.
Sprawność takiego wzmacniacza jest bardzo wysoka, teoretycznie do 100%, praktycznie wynosi 90-95%, co i tak jest rewelacyjną wartością.
Obecnie wzmacniacze klasy D są powszechnie dostępne, także w formie gotowych płytek z układami scalonymi o niewielkich rozmiarach a sporej oddawanej mocy (np. 10-15 W).
Wzmacniacze te znane są pod nazwami: cyfrowe, impulsowe, czy wzmacniacze o modulowanej szerokości impulsu (PWM).

Klasa G.

Poszukiwania oszczędności energii i lepszej sprawności wzmacniaczy doprowadziły do powstania klasy G. Jest to wzmacniacz klasy AB o takiej konstrukcji stopnia końcowego, że przy małych sygnałach pracuje przy niższym stopniu zasilania. W chwilach większego poboru mocy  podawane jest wyższe napięcie zasilania i wzmacniacz płynnie przechodzi do klasy AB. Wzmacniacze tej klasy, poza pewną oszczędnością energii nie charakteryzują się lepszymi parametrami niż "czysta" klasa AB.

Klasa H.

Wzmacniacze tej klasy czasami znajdują zastosowanie w samochodowych zestawach nagłaśniających. Jak wiemy instalacja pokładowa samochodu podczas pracy silnika jest zasilana napięciem 14,4V. Umożliwia to uzyskanie mocy 25 W przy głośnikach o impedancji 4 Ohm. By uzyskać większe moce, zmniejsza się impedancję głośników do 2 Ohm, lub stosuje przetwornice, by uzyskać większe napięcia zasilania (np. +/-25V).
Innym rozwiązaniem jest zastosowanie wzmacniacza klasy H, który jest rozwinięciem wzmacniacza klasy G. Podczas normalnej pracy wzmacniacz pracuje w klasie AB i jest zasilany napięciem pokładowym, czyli 14.4V. Gdy następuje zapotrzebowanie na większą moc, napięcie jest zwiększane za pomocą "ładunku pomp". Jest to układ zawierający dodatkowe wzmacniacze i baterie kondensatorów. Można powiedzieć, że pracujący wzmacniacz klasy H sam wytwarza w szczytach wysterowania wyższe napięcie, które umożliwia uzyskanie znacznie większej mocy wyjściowej.
Warto zauważyć, że napięcie zasilające zwiększane jest w takt sygnału tylko w tym kanale i tylko wtedy, gdy jest to konieczne. Oprócz zwiększenia mocy, tak skonstruowany wzmacniacz daje też poprawę sprawności energetycznej. Dla przykładu podam, że układ scalony Philipsa TDA 1562Q umożliwia oddanie 70 W mocy przy zasilaniu 14.4 i impedancji głośników 4 Ohm. W szczycie może oddać 100 W mocy przy zasilaniu 17 V.

Klasy E, F ,S.

Dotyczą one wzmacniaczy przełączanych. Nie mają one zastosowania w urządzeniach audio.


Parametry wzmacniacza.

Jest wiele parametrów opisujących wzmacniacz. Jedne są ważniejsze z punktu widzenia słuchającego (np. poziom zniekształceń), inne są ważne dla właściwego dopasowania innych elementów zestawu audio, a jeszcze inne są ważne dla konstruktorów. Teraz omówię kilka najważniejszych parametrów, które spotykamy w danych technicznych wzmacniacza.

1. Moc znamionowa. (Power Rating - P)
Mierzy się ją przy wysterowaniu wzmacniacza częstotliwością 1 kHz. Jest to moc, która wzmacniacz może wydzielić bez przekroczenia założonego współczynnika zniekształceń nieliniowych w ciągu 10 minut.
Podaje się ją dla określonej impedancji obciążenia - najczęściej dla 4 i 8 Ohm.
W zależności od sposobu pomiaru mocy, producenci używają różnych nazw.
Pomiar sygnałem sinusoidalnym nazywany jest mocą RMS, są też normy DIN itp.

2. Muzyczna moc wyjściowa.

Określana jest podobnie jak moc znamionowa, różnica polega na tym, że moc znamionową mierzy się przy trwałym wysterowaniu wzmacniacza, natomiast moc muzyczną - przy chwilowym.
Jeżeli wzmacniacz nie posiada stabilizacji napięcia zasilającego (tak jest w większości wzmacniaczy) moc muzyczna będzie większa od znamionowej.
Producenci wielu tanich zestawów podają, że ich produkt posiada niebotyczną moc tzw. PMPO. Jest to moc chwilowa, (w impulsie), jaką wzmacniacz zdolny jest przenieść. Z mocą wzmacniacza nie ma to nic wspólnego, ponieważ gdyby pomiar trwał kilka sekund dłużej, ze wzmacniacza zostałaby tylko kupka popiołu.

3. Pasmo przenoszenia.
Jest to zakres częstotliwości, w obrębie którego przy danym współczynniku zniekształceń harmonicznych moc wyjściowa spada na krańcach zakresu o 3 dB (czyli o połowę wartości mocy znamionowej).
Wzmacniacze powinny mieć szerokie pasmo przenoszenia. "Stara" norma Hi-Fi mówiąca, że pasmo powinno wynosić przynajmniej 40 Hz - 16 kHz może obecnie odnosić się jedynie do "jamników" i miniwież.
Obecnie normą minimum jest pasmo przenoszenia od 16 Hz do 20 kHz.
Wiele wzmacniaczy posiada pasmo przenoszenia od 0 Hz (to już prąd stały!) do 100 i więcej kHz.

Na tym przykładowym schemacie widzimy, że wzmacniacz nieco inaczej zachowuje się przy obciążeniu 4-omowym a inaczej przy obciążeniu 8-omowym. Na dole pasma moc wyjściowa zmniejsza się o -3 dB przy częstotliwości około 5 Hz, natomiast w górnym zakresie częstotliwości spadek o -3 dB następuje dla 8-omowego obciążenia przy 60 kHz, a dla 4-omowego - nieco wyżej. Oczywiście jest to przykład.

4. Poziom zniekształceń nieliniowych.

Jeżeli na wzmacniacz podamy sygnał np. o częstotliwości F, to na wyjściu oprócz wzmocnionego, podstawowego sygnału otrzymamy także kilka słabszych sygnałów będący jego wielokrotnością. Są to składowe harmoniczne. Sygnały o wielokrotności 2F, 4F, 6F itd. - razy większej niż podstawowa - to zniekształcenia harmoniczne parzyste. Sygnały o częstotliwościach 3F, 5F itd. - to zniekształcenia harmoniczne nieparzyste.
Każda następna harmoniczna jest z reguły słabsza. W sygnale wyjściowym mogą występować tylko parzyste lub nieparzyste harmoniczne, lub oba rodzaje. Przyjmuje się, że harmoniczne parzyste są dla ucha bardziej "przyjazne" niż nieparzyste.
Stąd mimo bardzo dużej zawartości zniekształceń harmonicznych we wzmacniaczach lampowych, są one oceniane jako przyjemniej grające niż tranzystorowce, w których współczynnik zniekształceń jest wielokrotnie mniejszy, bowiem tranzystory generują na ogół harmoniczne nieparzyste.
 Zawartość składowych harmonicznych podawana jest w postaci współczynnika THD. Jest on podawany jest w procentach, powinien być jak najmniejszy. Dla wzmacniaczy Hi-Fi nie powinien przekraczać 1% (obecnie to dużo, dopuszczalne we wzmacniaczach lampowych).
We wzmacniaczu powstają także zniekształcenia kombinowane, gdy występujące obok siebie różne sygnały wpływają na siebie tak, że mogą powstać "nowe" częstotliwości wynikające z dodania lub odejmowania się tych sygnałów. Są one bardziej słyszalne niż zniekształcenia harmoniczne, bowiem stanowią nowe tony różniące się częstotliwością od tonów podstawowych, a nie będące ich harmonicznymi.
Kolejnym zniekształceniem, jakie może występować we wzmacniaczu są zniekształcenia intermodulacyjne. Powstają, gdy sygnały o dwóch różniących się znacznie od siebie częstotliwościach i poziomach mocy są przenoszone równocześnie przez układ nieliniowy.
Sygnał o częstotliwości większej jest modulowanym sygnałem o mniejszej częstotliwości. W zależności od rodzaju modulacji jaka ma miejsce, sygnał o większej częstotliwości zostaje zmodulowany amplitudowo lub częstotliwościowo. Współczynnik zniekształceń intermodulacyjnych (IMD) powinien być jak najmniejszy.
Wielu producentów podaje oddzielnie każdy współczynnik zniekształceń. Może też być podany jako jeden wspólny współczynnik zniekształceń nieliniowych THD+N.

W technice tranzystorowej pojawiały się jeszcze inne problemy. Podczas odsłuchów i porównań wzmacniaczy lampowych i tranzystorowych, mimo dużych zniekształceń, dźwięk z lampowców był o wiele bardziej miły dla ucha słuchającego niż tranzystorowców, które miały świetne parametry.
Pojawiło się określenie "tranzystorowy dźwięk", co miało znamionować dźwięk o odcieniu "metalicznym" w odróżnieniu od "ciepłego" dźwięku wzmacniaczy lampowych.
Po badaniach stwierdzono, że przyczyną tego są zniekształcenia intermodulacyjne nieustalonego typu, które nazwano zniekształceniami typu TIM. Przyczyną tych zniekształceń jest (także niska częstotliwość graniczna niektórych typów tranzystorów i inne) głębokie sprzężenie ujemne. Normalnie, bez sprzężenia, wzmacniacz ma stosunkowo wąskie pasmo przenoszenia.
Zastosowanie ujemnego sprzężenia zwrotnego zapewnia obniżenie poziomu zniekształceń harmonicznych i uzyskanie szerokiego pasma. W dzisiejszych konstrukcjach problem ten może występować jedynie w tanich wzmacniaczach (lub konstrukcjach amatorskich). W wysokiej klasy wzmacniaczach stosuje się bardzo szybkie tranzystory, o wysokiej częstotliwości granicznej, co pozwala na zmniejszenie sprzężenia do rozsądnych wartości, nie powodujących zniekształceń typu TIM.
Pamiętajmy, że ogólny poziom zniekształceń nieliniowych zależny jest od jakości wzmacniacza, ale także od elementów z nim współpracujących. Każdy element toru wnosi jakieś zniekształcenia, które z reguły się sumują. Przesterowanie wzmacniacza spowodowane np. niedopasowaniem któregoś elementu toru, przy głośnym słuchaniu muzyki, prowadzi do drastycznego wzrostu poziomu zniekształceń, co bardzo niekorzystnie wpływa na trwałość tak wzmacniacza (przegrzanie) jak i kolumn głośnikowych. Już 10% wzrost zniekształceń powoduje charakterystyczne "charczenie kolumn", co może w bardzo krótkim czasie doprowadzić do ich uszkodzenia.

5. Współczynnik tłumienia (DF - damping factor).

Membrana każdego głośnika posiada pewną bezwładność mechaniczną, przez co nie posuwa się idealnie w takt impulsów prądu. Cewka głośnika generuje wtedy szkodliwe prądy indukcyjne, które w pobliżu częstotliwości rezonansowej głośnika stają się szczególnie dokuczliwe. Prądy te tłumi się zwierając elektrycznie głośnik. W jaki sposób? Czyni to wzmacniacz dzięki swojej niskiej impedancji wewnętrznej. Jak widzimy, żeby tłumienie było szybkie i skuteczne wzmacniacz musi mieć jak najniższą impedancję wewnętrzną. I tu dochodzimy do współczynnika tłumienia.
Jest to parametr podawany w postaci liczby niemianowanej (np. 20) i odnosi się do wzmacniaczy. Oblicza się go jako stosunek impedancji znamionowej kolumny (najczęściej 8 Ohm) do impedancji wyjściowej wzmacniacza. Im większy współczynnik tłumienia tym lepiej, bowiem wzmacniacz szybko sobie radzi ze szkodliwymi oscylacjami głośników. Przykładowo wzmacniacz o impedancji 0,1 Ohma ma WT=80, a wzmacniacz o impedancji 1 Ohm ma WT=8.
Współczesne wzmacniacze tranzystorowe mają współczynnik wysoki - rekordziści osiągają nawet kilka tysięcy. Wzmacniacze lampowe lub brzmieniowo upodobnione do lampowców mają WT w granicach 2-6 lub niewiele wyższy. Mimo, że ogólnie przyjmuje się, że lepszy jest duży współczynnik, nie zawsze przekreśla to wzmacniacz. Przecież właśnie wzmacniacze lampowe o niskim współczynniku często grają o niebo lepiej niż tranzystorowiec o niebotycznie wielkim współczynniku. Dlatego trzeba osobiście zbadać jak dany wzmacniacz dopasuje się do naszej kolumny.
Współczynnik tłumienia zmienia się w zależności od częstotliwości. Przyczyną jest nierównomierna charakterystyka przenoszenia tak wzmacniacza jak i głośników. Ponadto impedancja kabla głośnikowego może mieć pewien wpływ na wartość WT. Dlatego przyjmujmy go jako ogólną wskazówkę dotyczącą danego wzmacniacza.

6. Odstęp sygnału od szumu.

Określa stosunek sygnału wyjściowego o mocy 100 mW dla monofonicznych końcówek mocy (lub 50 mW dla stereofonicznych) do wszystkich innych niepożądanych sygnałów na wyjściu (np. szumy, przydźwięk itp.). Normy nie są ustalone, ale im odstęp większy tym lepiej.

7. Znamionowe napięcie wejściowe (czułość).

Jest to napięcie na wejściu wzmacniacza, które przy regulatorze wzmocnienia ustawionym na maksimum, przy określonej częstotliwości, zapewnia na wyjściu moc znamionową. Czułość podawana jest w woltach. Jest to dość ważny parametr dla tych, którzy używają źródeł dźwięku i niskim napięciu, jak np. gramofon. Odtwarzacze CD mają napięcie wyjściowe 2 a nawet 3 V, tak że nie jest problemem wysterowanie samej nawet końcówki mocy, z pominięciem przedwzmacniacza.

8. Impedancja wejściowa.

Jest to impedancja, jaka przedstawia sobą wejście wzmacniacza dla znamionowych warunków pracy. Nie powinna być zbyt niska, bowiem obciąża wtedy źródło sygnału powodując tłumienie wyższych częstotliwości. Najczęściej chyba spotykaną impedancją jest 47 kiloomów i 100 kiloomów, chociaż bywa też i niższa.

9. Pobór mocy.

Każdy wzmacniacz ma inną sprawność. Czyli tylko część mocy pobieranej ze źródła energii zamieniana jest na moc oddawaną na obciążeniu. Najmniej wydajne są wzmacniacze klasy A, gdzie nawet 90% pobieranej mocy jest tracona i zamieniana na ciepło, bowiem przez elementy wzmacniające (tranzystory, lampy) cały czas przepływa duży prąd podkładu (bias), niezależnie od tego czy wzmacniacz wzmacnia sygnał audio, czy nie.

10. Charakterystyka fazowa.

Każdy wzmacniacz, wzmacniając sygnał o określonej częstotliwości wnosi większe lub mniejsze opóźnienia. Powoduje to przesunięcia fazowe, co pogarsza lokalizację głosów czy instrumentów podczas słuchania muzyki. Największe zniekształcenia są na krańcach pasma - niskich i wysokich częstotliwościach. Dlatego ważnym jest, aby wzmacniacz miał jak największe pasmo przenoszenia, wtedy zniekształcenia fazowe będą przesunięte poza słyszalne pasmo. Współczesne wzmacniacze mają bardzo szerokie pasmo przenoszenia nawet od 0 Hz do 100-200 kHz.

11. Obciążenie wzmacniacza niskimi impedancjami.

Jeżeli mamy kolumny głośnikowe o impedancji np. 8 Ohmów to wcale nie znaczy, że taka jest ich impedancja w całym paśmie przenoszenia. Producenci bowiem podają średnią impedancję kolumn.
Jeżeli popatrzymy na rysunek z lewej przedstawiający przykładową charakterystykę kolumn 4-omowych, zobaczymy, że impedancja zmienia się w zależności o częstotliwości.
Czasami jest wyższa niż podana, a czasami spada bardzo nisko. Podczas słuchania muzyki, przy częstotliwości gdzie impedancja jest niska, wzmacniacz będzie musiał dostarczyć o wiele więcej mocy niż przeciętna. Jeżeli wzmacniacz jest mało wydajny prądowo - pojawią się zniekształcenia.
Mówimy też, że wzmacniacz nie radzi sobie z dużym obciążeniem, jest mało dynamiczny. Nie "kopie" jak trzeba.
By temu zaradzić stosuje się duże pojemności kondensatorów w zasilaczu, łączy równolegle po kilka tranzystorów wyjściowych, montuje wydajne transformatory zasilające.

Ujemne sprzężenie zwrotne

Sprzężenie zwrotne polega na tym, że część prądu lub napięcia z wyjścia układu podajemy z powrotem na jego wejście. Sygnał zwrotny może być podany na wejście w dwojaki sposób: zgodnie lub przeciwnie do fazy sygnału wejściowego.
Jeżeli fazy sygnałów są zgodne to powstaje sprzężenie dodatnie, jeśli przeciwne - ujemne.
Dodatnie sprzężenie zwrotne znajduje zastosowanie w układach generacyjnych, natomiast ujemne - we wzmacniaczach.
Ujemne sprzężenia zwrotne mają ważne znaczenie w technice układów elektronicznych a szczególnie we wzmacniaczach audio. Sprzężenie to wprawdzie powoduje spadek współczynnika wzmocnienia układu, ale maleją równocześnie zakłócenia, których źródła znajdują się wewnątrz pętli sprzężenia zwrotnego, jak zmiany parametrów lamp czy tranzystorów w czasie (starzenie się), zmiany napięć zasilających itp.
Ujemne sprzężenie zwrotnie nie zmniejsza współczynnika szumów wzmacniacza, lecz stabilność układu rozumiana jako całość, poprawia się znacznie. Równocześnie proporcjonalnie do spadku wzmocnienia rozszerza się pasmo przenoszenia.
Wzmacniacze z silnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym dają stałe wzmocnienie niezależnie od starzenia się lamp czy tranzystorów, a także w razie ich wymiany. Do wad sprzężenia należy przesunięcie fazowe sygnału. Z tego powodu w wysokiej klasy wzmacniaczach sprzężenia są płytkie, lub nie ma ich wcale (w niektórych).

Jest jeszcze wiele parametrów opisujących wzmacniacze, ale w większości będą one interesować konstruktorów. Jak z poprzednich informacji wynika, nie wszystkie wzmacniacze o gorszych parametrach, grają gorzej od tych z lepszymi. Dlatego proponuję - nie polegaj tylko na samych parametrach lecz przed zakupem słuchaj, a dopiero potem decyduj.

Lampy ciepły żar

Wzmacniacze tranzystorowe grają wspaniale, ale wielu ludzi chętnie kupuje i słucha muzyki na wzmacniaczach lampowych. Mają one wady, ale i wiele niezaprzeczalnych zalet. Chciałbym Wam nieco przybliżyć technikę lampową  piszę o tym w dziale "audio retro".

hi-fi audio  >>  audio hardware >
I analogowe źródła sygnału I cyfrowe źródła sygnału I przedwzmacniacze I wzmacniacze mocy I głośniki I subwoofer I o kablach audio |

powrót do góry >

I strona główna I audio retro I projekty audio I h-fi audio I warto odwiedzić I