Zkreslení I.

By | 24.12.2002

Jistá skupina lidí, říkajících si „hifisté“ totiž odsuzují vše, co není v třídě „A“ případně elektronkové, nebo osazeno komplementárními V-MOS. Mnohé firmy, vyrábějící zařízení pro výše uvedený druh lidí, pak uvádí velmi skvělé parametry. Praxe je ovšem měřit zkreslení v laboratorních podmínkách při 1kHz, 60-80% výkonu a čistě ohmické zátěži. Nic není ale jednoznačné ani v oblasti zkreslení, a tak bývají subjektivně lépe hodnoceny zesilovače elektronkové se zkreslením kolem 3 – 5 % v klasickém zapojení. Údaje o zkreslení bohužel nezohledňují způsob, jakým zesilovač zkresluje.

Nejnepříjemnější zkreslení třetí harmonickou, zvané přechodové, se projevuje jako „chrastění“ při malých hlasitostech. Viz třídy zesilovačů. Přechodové zkreslení snižuje schopnost zesilovače přenést velmi malé dynamické signály (tranzienty), způsobuje subjektivní „zdrsnění“ středů a výšek, zhoršuje prostorovost. Čím slabší signál a vyšší frekvence, tím více je zkreslení patrno. Na osciloskopu ho můžeme velmi dobře pozorovat při trojůhelníkovém signálu a napětí na výstupu kolem 1 V. Měříme kmitočtem 10 kHz, protože na něm je až o řád větší, než na 1kHz, kde bychom ho nemuseli zpozorovat.

Ideální průběh přechodového zkreslení zobrazuje červená křivka, respektive její „vykousnutí“ V praxi můžeme ještě pozorovat zákmity způsobené charakterem zátěže. Dostáváme se do oblasti velmi nízkých výkonů, kde dochází k přechodu z třídy A do třídy B. Jedna z možností je používat zesilovače třídy „A“, nebo nastavit velký klidový proud. To však vede k prodražení konstrukce, protože i nízký klidový proud ohřívá značně výkonové tranzistory. Např. máme – li u typu 300W osazeném 6 ks výkonových tranzistorů nastaven klidový proud 30 mA /pár, klidový proud bude mít velikost 90 mA. Při napájení zesilovače 120 V bude celková výkonová ztráta 120V x 90mA, tj. 10,8 W. Mnohým nepřipadá tato hodnota vysoká, je to pouze kolem 10% ztráty při sinusovém buzení do plného výkonu 300W. Přirozený signál ale zdaleka nedosahuje úrovně sinusového buzení, navíc v tomto signálu se objevují i tiché pasáže a pauzy, během nihž může zesilovač chladnout. Proto náš modul 300W je navržen tak, aby budič měl nastaven pracovní bod „hodně do třídy A“ Při malých výkonových úrovních pak pracuje do zátěže pouze budič, výkonové tranzistory pracují v čisté třídě B. Pro větší výkony než 300W není vzhledem k jejich použití vznik přechodového zkreslení tak kritický, protože k němu dochází už v oblasti šumu. Plně postačí přesné, teplotně kompenzované nastavení předpětí bází výkonových tranzistorů a poměrně silná zpětná vazba. Různá zkreslení můžeme pozorovat u výkonů, při kterých dochází k „přebuzení“ zesilovače a limitaci signálu. Při zkouškách různých složitějších zapojení nás nemile překvapilo jejich nepředvídané chování v limitaci, při sledování na osciloskopu byly patrny značné zákmity. Naproti tomu jednoduchý zesilovač podobné nectnosti neměl. Jev způsobuje budič koncového stupně „celosymetrického“ zapojení. Při jeho práci v oblasti limitace totiž ve většině zapojení dochází k střídavému zavírání tranzistorů budiče, tyto pak pracují v režimu blízkém spínání. Proto v jistých konstrukcích je opodstatněno používání spínacích a vysokofrekvenčních tranzistorů. Jiné totiž nejsou schopny v dostatečně krátkém čase přecházet ze zavřeného do otevřeného stavu. Proto byl v našich konstrukcích použit budič, který pracuje za všech okolnostich ve třídě A. Tato třída je nastavena velmi jednoduše, a to stálým otevřením tranzistorů řízených proudových zdrojů. Tato koncepce se příznivě projeví i v absenci rázů při připojení a odpojení zdroje. Není tedy nezbytně nutné používat obvody pro opožděné připojení reproduktorů. Tyto obvody jsou využity ve spojení s tepelnou ochranou spíš pro odepnutí reproduktorů v případě krátkodobého výpadku sítě, při kterém se zdroje signálu pro zesilovač mohou chovat nepředvídaně. Zvláště zařízení osazená operačními zesilovači při výpadku napájení mívají na výstupu proměnnou stejnosměrnou složku.

Napsat komentář