Jít do obsahu fóra

Nejsi přihlášen. Přihlas se nebo se zaregistruj.


Audioweb.cz » Teorie & praxe, download » Zesilovače - vlastnosti a parametry

  Stránky: 1

Chceš reagovat? Musíš se přihlásit.

RSS

Příspěvky [1]

1

Téma: Zesilovače - vlastnosti a parametry

autor: kazzatel

Zesilovače a pomalá impulzní odezva
Zesilovače poskytují tím kvalitnější zvuk, čím širší kmitočtové pásmo dovedou přenést v neslyšitelné nadzvukové oblasti a čím účinněji potlačují obtížné nežádoucí rezonance a překmity připojených reproduktorů. Dnes převažující zesilovače s velmi složitými obvody mají v signálové cestě příliš mnoho součástek natáčejících fázi signálu. Nestabilita tím způsobená se korekčními členy potlačí jen za cenu omezení důležitého nadzvukového pásma a zpomalení impulzní odezvy. To se však projeví i ve slyšitelném pásmu vinou většinou nevhodně navržené zpětné vazby, která nestačí dostatečně rychle sledovat tranzienty (hudební signály impulzní povahy), zesilovač na ně reaguje se zpožděním. Při něm je zesilovač bez zpětné vazby (tedy neřízený) a jeho vnitřní obvody jsou přetíženy. Tím vzniká rušivé tranzientní intermodulační zkreslení (TIM nebo taky SID), které daleko přesněji vyjadřuje zvukové kvality zesilovače než běžně udávané celkové harmonické zkreslení (THD), a staticky měřené intermodulační zkreslení (IMD). TIM se ve zvuku projevuje hlavně nepřesnou reprodukcí impulzních nástrojů (např. kytary, bicích a piana), v souzvuku ztrátou čitelnosti jednotlivých hlasů a zvukové průzračnosti a také unavujícím zvukem při déletrvajícím poslechu.

Zesilovače a nedostatečné tlumení reproduktorů
Přirozeně menší stabilita složitých zesilovačů nedovoluje zavést z výstupu na vstup dostatečně účinnou zpětnou vazbu. Z toho vyplývá příliš malý činitel tlumení a jemu úměrný značný výstupní odpor, který nemůže v potřebné míře potlačit nežádoucí rezonance a překmity připojených reproduktorů. Některé zesilovače (např. DPA, AU/RA a BVaudio) mají díky neobyčejně účinné zpětné vazbě rekordně velký, kmitočtově nezávislý činitel tlumení a tudíž nepatrný výstupní odpor, že představují prakticky zkrat připojených reproduktorů. Jejich přirozené rezonance a překmity, které vznikají zejména při impulzních signálech, jsou tímto zkratem potlačeny na zcela neškodnou úroveň.

Zesilovače a zvýšené zkreslení při tiché reprodukci
Nezkušenému oku lahodící hodnoty harmonického a intermodulačního zkreslení (THD a IMD) běžně a zcela záměrně u většiny zesilovačů udávané jen při velkém výkonu nic neříkají o výkonech řádově desítek miliwattů a menších, které jsou skutečně kritické. Při takto nízkých výstupních výkonech zpravidla rostoucí a velmi rušivé přechodové zkreslení vnímavého posluchače znepokojuje tím více, čím tišší je reprodukce.


Další sledované technické parametry nf zesilovačů

Výstupní výkon
Otázku, jaký výkon zesilovače zvolit, je nutno upřesnit o požadavek, jak "věrnou" reprodukci požadujeme. Jinými slovy, jakého maximálního akustického tlaku v daném poslechovém prostoru potřebujeme dosáhnout. Chceme-li např. reprodukovat symfonický orchestr v plné dynamice, musí být reprodukční řetězec schopný dodat maximální akustický tlak asi 115 až 120dB a totéž samozřejmě platí i pro reprodukci hudby populární (hlavně její rockové formy). Protože jsou známy typické citlivosti reproduktorových soustav (citlivost charakterizuje schopnost "hrát nahlas i s méně výkonným zesilovačem", čím větší citlivost, tím menší nároky na výkon zesilovače), tj. asi 85 až 90dB/1W pro domácí soustavy, asi 95dB/1W pro kvalitní studiové soustavy a asi 100 až 105 dB/1 Watt pro soustavy využívané v PA systémech, lze snadno spočítat nutné výkony připojovaných zesilovačů. Potřebné výstupní výkony jsou proto asi 100 až 200 Wattů pro první případ, 30 až 50 Wattů pro druhý a 10 až 20 Wattů pro třetí případ. Údaje o citlivosti platí pro vzdálenost měřicího mikrofonu 1 metr od reprosoustavy (bývá umisťován do osy výškového měniče) a protože platí, že akustický tlak klesá se vzdáleností od jeho zdroje, musíme druhý i třetí případ brát pouze teoreticky, neboť zde bývají poslechové vzdálenosti větší a zesilovač musí být proto patřičně dimenzován (a to nemluvím o reprokabelech).

Zesilovače o výkonu 100W na kanál lze proto považovat pro špičkovou domácí reprodukci za naprosté minimum. Někomu to může připadat jako přehnaný požadavek, je třeba si ovšem uvědomit, jaká je dynamika běžné hudební nahrávky. Při normálně komprimované nahrávce jsou dynamické špičky signálu zpravidla asi 10-15dB nad střední úrovní záznamu. U digitálního záznamu, který má větší využitelnou dynamiku, mohou být tyto špičky i vyšší (záznam není třeba tolik komprimovat). Bude-li tedy zesilovač o výkonu 100W schopen tento signál přenést bez limitace, bude střední hodnota výstupního výkonu jen asi 1W. Vybavíte-li zesilovač indikátorem limitace, který bude detekovat i velmi krátké špičky, budete překvapeni, při jak malé subjektivní hlasitosti bude u tohoto stowattového zesilovače indikovat. Požadavek přenesení velké dynamiky signálu vede proto ke konstrukcím zesilovačů o výkonu 300-500W na kanál nebo zesilovačů speciálně řešených tak, aby jejich hudební výkon byl 3-5x vyšší než výkon jmenovitý.

Zkreslení
Žádný zesilovač není ideální, každý více či méně zkresluje. Zkreslení jsou různého druhu a na každé z nich je lidské ucho jinak citlivé. Nejméně citlivé je na zkreslení tvarové (harmonické), záleží ovšem nejen na absolutní velikosti tohoto zkreslení, ale i na poměru jeho jednotlivých harmonických složek. Zdá se, že ucho není příliš citlivé na nižší harmonické kmitočty (2. a 3. harmonický kmitočet), neboť je vnímá jako "přirozený" signál. To někdy může vést při poslechovém testu k paradoxní situaci, že zesilovač takto zkreslující je hodnocen zvukově lépe než zesilovač se zkreslením třeba o jeden až dva řády nižším. Zesilovače elektronkové, které mívají tento druh zkreslení zpravidla dominantní, bývají proto často hodnoceny jako "muzikální" a "teple znějící", což ovšem nemá s "věrnou" reprodukcí nic společného. Na vyšší harmonické frekvence je lidské ucho již citlivější a příjemné mu příliš nejsou, proto zesilovač, který zkresluje spíše vyššími harmonickými kmitočty, je při poslechu hodnocen hůře než jeho protivník, jehož zkreslení je sice třeba absolutně větší, ovšem je tvořeno nižšími harmonickými frekvencemi.

Zpracovává-li se více kmitočtů najednou (což je samozřejmě případ hudebního signálu), dochází vlivem nelinearity zesilovacích součástek ke směšování (sčítání a odečítání) těchto kmitočtů (intermodulační zkreslení). Signál zatížený tímto druhem zkreselní nemá harmonický charakter a lidské ucho jej proto vnímá velmi citlivě.

Zkreslení přechodové vzniká u zesilovačů třídy B a AB. Nemá harmonický charakter a protože bývá zpravidla dominantní složkou celkového zkreslení, je na něj ucho velmi citlivé. Popis vzniku uvedu dále. Podobný charakter má, subjektivně vnímáno, i zkreslení při "lehké" limitaci reprodukovaného signálu.

Zkreslení tranzientní vzniká u vícestupňových zesilovačů (což jsou vlastně všechny výkonové zesilovače), svázaných celkovou zpětnou vazbou, když při návrhu zapojení nebyla respektována různá rychlost jednotlivých zesilovacích součástek. Přesný popis vzniku uvedu dále.

Rychlost přeběhu (Slew Rate - SR)
Rychlost přeběhu zesilovače vyjadřuje maximální dosažitelnou změnu velikosti výstupního napětí za danou časovou jednotku. Bývá zpravidla udávána ve voltech za mikrosekundu. Tento údaj vlastně nepřímo vyjadřuje výkonovou šířku pásma zesilovače, případně i fázový posun na horním konci přenosové charakteristiky. Obecně platí, že čím má zesilovač větší výkon (neboli čím je větší výstupní napětí), tím by měl mít větší i rychlost přeběhu.

Odstup rušivých signálů
Zavedení digitálního záznamu, zvláště pak jeho dosažené odstupy šumu a rušivých napětí si vynutilo zvýšenou pozornost věnovanou tomuto parametru i u výkonových zesilovačů. Protože ale nominální citlivosti těchto stupňů nebývají příliš velké, nečiní dosažení srovnatelného odstupu zpravidla potíže. Při vlastním konstrukčním návrhu jsou nejčastěji problémy s odstupem brumu, ať již indukovaným nebo vzniklým díky zemním smyčkám. Zásady správného návrhu popíšu dále.

Vstupní impedance
Vstupní impedance výkonových zesilovačů se postupně během let snižovala. Původní velikosti v řádu stovek kiloohmů až jednotek megaohmů se ukázaly jako zbytečně velké a přinášející spíše problémy (zesilovač je více citlivý na indukovaný brum a průnik vysokofrekvenčního signálu). Současné typické hodnoty jsou proto řádově v jednotkách až desítkách kiloohmů (doporučená hodnota IEC je 10kΩ), v některých případech i menší (až 50Ω). Souvisí to se zkvalitňováním předzesilovacích stupňů, zejména se zavedením monolitických operačních zesilovačů, jejichž výstupní impedance je velmi malá a není proto problém, aby pracovaly do malé zátěže.

Výstupní impedance
Výstupní impedance moderních zesilovačů je velmi malá, typicky řádově až v jednotkách miliohmů. Výrobce ji někdy uvádí jako faktor tlumení (damping factor), což je vyjádření poměru mezi výstupní a zatěžovací impedancí. Je kmitočtově závislá, směrem k vyšším kmitočtům se zvětšuje.

Příspěvky [1]

  Stránky: 1

Chceš reagovat? Musíš se přihlásit.

Audioweb.cz » Teorie & praxe, download » Zesilovače - vlastnosti a parametry

Podobná témata


~±«|»¼½¾²³&@µΩπØ$£