|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ HiFi amplifikatörlerdeki termal bozulma. Bölüm 2. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Transistör güç amplifikatörleri Yarı iletken bir diyotun geleneksel bir dirençle birlikte bir seri zincir oluşturduğu en basit yarı iletken devreyi (Şekil 1) ele alalım. Böyle bir devre bir HiFi amplifikatöründe kullanılabilir (Şekil 2). Devre uzun süre açık bırakılırsa ve bir miktar termal denge kurulmuşsa, Uout çıkış voltajı sabittir. Giriş sinyali arttıkça devreden geçen akım artar. Etkisi altında diyottaki voltaj düşüşü biraz artar ve daha fazla ısınmaya başlar. Isıtma, yeni bir termal dengeye ulaşılıncaya kadar devam eder ve daha sonra her şey yeni koşullar altında dengelenir.
Çoğu ölçüm bu nokta civarında tamamlanır ve yeni termal dengeyi kaydetmekle yetinilir. Isıtmanın etkisi altında yarı iletken diyotun direnci değişmezse her şey yoluna girecek, bu da negatif sıcaklık katsayısı nedeniyle diyot boyunca voltaj düşüşünün azalmasına yol açacaktır. Dolayısıyla gerilim düşümünde hem yükselme hem de düşme vardır ve bunların hepsi zamanın farklı noktalarında meydana gelir. Artan akımla birlikte voltaj düşüşündeki artış neredeyse anında gerçekleşir (piko ve nanosaniye düzeyinde bir "elektronik" gecikme süresiyle), azalması ise diyotun gövdeyle birlikte ısınma hızıyla belirlenir (yavaşça, “termal” hız). Isıtma birkaç zaman sabiti ile karakterize edilir. Kütlesi düşük olan yarı iletken bağlantının kendisi en hızlı şekilde ısınır. Muhafazanın içindeki diyotun tamamı çok daha yavaş ısınır. Çıkış voltajını etkileyen tüm bu yavaş yavaş azalan süreçler dikkate alındığında, diyotun akımdaki bir adım değişikliğine tepkisinin ilk önce voltajda bir adım değişiklik olacağı, bunun seviyesinin daha sonra kademeli olarak orijinal değere yaklaşacağı sonucuna varmak zor değildir ( ve yaklaşma hızı birkaç zaman sabiti tarafından belirlenecektir). Bu nedenle, düzenli akım dalgalanmalarının devre tarafından iletilmesi ideal değildir, büyüklüğü ve sönümleme zaman sabiti herhangi bir elektriksel özellik ile ilişkili olmayan "dalgalanmalar" ortaya çıkar. Ortaya çıkan bozulmalar tamamen termal kökenlidir. Açıkçası, bu durumda ayrık diyotlardan ve transistörlerden mi yoksa entegre devrelerden mi bahsettiğimizin hiçbir farkı yok. Diyotlar hem masif hem de minyatür diyotlar içerdiğinden zaman sabitlerinin yayılımı çok geniş olabilir. Devresi Şekil 3'te gösterilen en basit emitör takipçisini aynı olağandışı analize tabi tutalım. Böyle bir devrenin düşük frekanslı bir zaman sabiti (alt limit frekansı) ve bunun neden olduğu frekansa bağlı geçici süreçleri içerip içermediğini kendimize soralım. Ders kitaplarına dayanarak, uzmanlar ve uzman olmayanlar hep birlikte cevap veriyor: HAYIR! Daha önceki deneyimlerimizden öğrendiğimiz için buna daha yakından bakacağız.
Devrenin bir süredir açık olduğunu varsayalım, transistör ve çevresi zaten bir tür termal dengeye ulaştı; bu noktada P1 gücü, transistörün sabit bir sıcaklığını koruyarak transistör üzerinde dağıtılıyor Uce1*Ic1=P1 Giriş voltajını gözle görülür şekilde değiştirerek transistörün çalışma noktasını değiştirelim. Transistörün kollektör akımı değiştiğinde (burada zaman sabiti dikkate alınabilse de), emitör-kollektör voltajı da değişecektir. Transistör artık P2 gücünü dağıtacak Uce2*Ic2=P2, bu yukarıdakilerden farklıdır ve bu, transistörün kararlı durum sıcaklığında bir değişikliğe yol açacaktır. Bu durumda ortaya çıkan distorsiyonları göstermek için, izlenecek birçok parametre arasından en kolay ölçülenlerden biri olan Ueb gerilimini seçeceğiz. Uout1=Uin1-Ueb1. örneğin bir multimetre ile kolaylıkla ölçülebilir. İlk anda giriş voltajındaki değişim neredeyse tamamen çıkışa ulaşır. Ancak artık transistörün P2 güç dağıtımına karşılık gelen farklı bir çalışma noktası vardır. Bu, Ueb voltajını (-2 mV/°C) etkiler ve çıkış voltajında bir kaymaya (kaymaya) neden olur (çünkü transistör artık önceki duruma göre biraz daha soğuk veya daha sıcaktır). Gerilim değişiminin çıkış gerilimine eklenmesi (doğru polariteyle) ve termal zaman sabitinin her durumda belirlenmesi gerekir. En önemli sorular burada ortaya çıkıyor: - termal zaman sabiti nedir; Bir transistörün yeni bir çalışma noktasında nasıl ısındığı veya soğuduğu, önceki çalışma noktasındaki durumuna bağlıdır. Transistör güç uyumu durumunda çalışıyorsa (Uce = 0,5 Upit), çalışma noktasındaki herhangi bir değişikliğe soğutma yoluyla yanıt verir. Bu nedenle, bu durumda, herhangi bir küçük sabit kontrol voltajına maruz kaldığında, transistör her zaman çıkış sinyaline eklenen aynı tipte bir girişim sinyali üretir. Transistörün çalışma noktası kararlaştırılandan farklıysa, yeni çalışma noktasında transistör hem soğuyabilir hem de ısınabilir. Bu durumda çıkışta görünen girişim sinyalinin polaritesi, kontrol sinyalinin polaritesine bağlı olacaktır. Kontrol sinyaline bağlı olarak termal gürültü sinyali artık çıkış sinyaline eklenebilir veya çıkarılabilir. Tarihsel açıdan da ilgi çekici olan diferansiyel amplifikatör devresini (Şekil 4) ele alalım - birkaç on yıl önce, bu devrenin ürettiği termal bozulmalar, tüm termal bozulmaların ana bölümünü oluşturuyordu.
İki olası durum vardır. İlk durumda, diferansiyel amplifikatör güç açısından eşleştiğinde, kontrol sinyalinin etkisi her iki transistörün (neredeyse aynı boyutlara sahip) soğumasına yol açar. Daha sonra, transistörlerin toplayıcılarında bulunan güçlendirilmiş sinyalde yeni bir faz içi bileşen ortaya çıkar (soğumanın etkisi altında Ueb artar, kolektör akımı artar ve Sonuç olarak kolektör voltajı düşer). Olumsuz durumlarda, bu bileşen amplifikatörde daha da yayılabilir ve örneğin itme-çekme çıkış aşamasının çalışma noktası ayarını "atabilir" veya diğer aşamaların çalışma noktalarında hoş olmayan değişikliklere neden olabilir. Genellikle çıkış diferansiyel sinyalinde önemli bir girişimin olmadığı söylenir. Ortaya çıkan ortak mod sinyalinin büyüklüğü, giriş kontrol voltajı ve kolektör ve emitör dirençlerinin oranıyla iyi bir yaklaşımla belirlenen ortak mod voltaj kazancıyla orantılıdır. Ses frekansı yükselteçleri için bu değerler genellikle oldukça yakın olduğundan, ortak mod sinyalinin birkaç kez (örneğin, 1...10) yükseltildiğini varsayabiliriz. Bu nedenle, eğer aşama zaten yeterince yüksek düzeyde bir diferansiyel sinyale sahipse, ortak mod voltajının büyüklüğü oldukça büyük olabilir. Bu sinyalin (aynı fazda) kendisi duyulamaz ancak sonraki aşamaların çalışma noktaları üzerinde rahatsız edici bir etkiye sahip olabilir. Bu arada, ortam sıcaklığındaki bir değişiklik tamamen aynı etkiye sahiptir ve yarı iletken cihazların sıcaklığında bir değişikliğe yol açar (örneğin, sıcak güneşli bir günde veya soğuk havalarda bir amplifikatör kullanıldığında). Her iki dikkate alınan etki de özetlenmiştir. Bu nedenle HiFi amplifikatörleri tasarlarken statik termal bağlantılara dikkat etmek artık yeterli değil. Yukarıda belirtilen dinamik ortak mod etkilerinin de dikkate alınması gerekir. İkinci durumda, diferansiyel amplifikatör güç uyumsuzluğuyla çalıştığında, çıkıştaki kontrol sinyalinin etkisi altında termal zaman sabitine sahip geçici işlemler meydana gelir. Büyüklük ve frekans açısından bu durumda kontrol sinyaliyle karşılaştırılabilirler, uygun bir şekilde ölçülen veya duyulan yararlı diferansiyel çıkış sinyalinin distorsiyonları olarak tespit edilebilirler. Transistörlerden biri ısınıp diğeri soğuyacağından, kullanışlı sinyalden neredeyse ayırt edilemeyen bir anti-faz girişim sinyali ortaya çıkar. Zor bir soru termal zaman sabitinin değeridir. Bununla ilgili hiçbir katalogda veri yok ve burada yalnızca bazı deneysel gerçeklere güvenebiliriz. Bu deneysel verilerin bir kısmı, ilgili bazı şirketlerin (örneğin Tektronix, Philips, Ateş, vb.) son derece uzmanlaşmış, küçük tirajlı yayınlarında yayınlandı. Onlar için bu veriler pek de şaşırtıcı değildi. 2N3055'inki gibi "uygun" boyuttaki transistör yarı iletken pn bağlantıları (henüz paketteki yarı iletken cihazın kendisinden bahsetmiyoruz, boyutları seriye ve üreticiye de bağlı olabilir) termal olarak izleyebilir (ör. ısınma/soğuma) frekansları üst sınıra kadar - yaklaşık 1 kHz. BC107 gibi daha küçük bir pn bağlantısına sahip cihazlar veya daha da küçük cihazlar, 90 kHz'e (!) kadar frekansları izler. Yüzeye montaj elemanları (SM - Yüzey Montajı) ve entegre devreler için sınırlama frekansı daha da yüksektir. Doğal olarak, yarı iletken kristal ile kasa arasında iyi bir termal temas vardır ve kasanın büyük termal sabiti, kontaktan gelen ısı transferinin miktarına bağlı olarak sıcaklık dalgalanmalarını azaltma eğilimindedir. Artık bir DC amplifikatörünün (örneğin, Şekil 3'te gösterilen ve aynı zamanda bir tür UPT olan verici takipçisi), örneğin bir verici takipçisi ile aynı alt (!) sınırlama frekansına sahip olduğunun artık açık olduğunu düşünüyorum. 200 MHz. Bu ses frekansı bozulmaları geleneksel yöntemler kullanılarak ölçülemez. Ölçümlerde sıklıkla kullanılan “devre ısınıncaya kadar bekleyelim” ilkesi burada ele alınan sorunların önüne geçmektedir. Peki bir müzik parçasını HiFi amplifikatör aracılığıyla dinlerken bu etkiyi nasıl tespit edebilirsiniz? Elbette bizi en çok ilgilendiren etkinin büyüklüğü. Yapılan ölçümlerden amplifikatörde bu şekilde ortaya çıkan (distorsiyon olarak algılanabilen) ikincil sinyalin, kullanışlı sinyalin genliğinin %5...20'sine rahatlıkla ulaşabildiği ortaya çıktı. Pek çok okuyucunun, kitap raflarında duran, plastik bir kutu içinde, "ambiyans" ile her şeyi yolunda olan ve yine de çok güçlü termal bozulmalara sahip olan HiFi amplifikatörlere sahip olması oldukça olasıdır. Her zaman her şeyi bozmazlar, yalnızca belirli melodileri ve belirli ses kombinasyonlarını (bir vuruştan sonra vb.) bozarlar. Ve geleneksel distorsiyon ölçüm yöntemleriyle amplifikatör çok iyi görünüyor. Yazar: S.GYULA; Yayın: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Çin'de ücretsiz 3D kanal kullanıma sunuldu ▪ Texas Instruments'tan dijital manyetik alan sensörleri ▪ Ultra ince ekranlar ve TV'ler için 40" OLED panel ▪ Yeni 64-bit RISC mikroişlemci TMPR4955BFG-300
▪ Elektrikçi web sitesinin bölümü. PUE. Makale seçimi ▪ kağıt uçak modelleri. Bir modelci için ipuçları ▪ makale As ve papazın poker kombinasyonuna neden bazen Anna Kournikova denir? ayrıntılı cevap ▪ makale Tıbbi bankalar. Sağlık hizmeti ▪ makale VHF dönüştürücü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri