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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 UMZCH-확성기 시스템의 사운드 재생 개선. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 트랜지스터 전력 증폭기 청취할 때 전문가들은 트랜지스터가 공식적으로 더 높은 매개변수를 가지고 있음에도 불구하고 진공관 UMZCH를 선호하는 경우가 많습니다. 무슨 일이야? 스피커의 응답으로 인해 UMZCH에서 추가적인 상호변조 왜곡이 발생한다는 기사의 저자들의 가설은 증폭기의 품질을 객관적으로 평가하기 위한 방법을 찾는 과정에서 실험적으로 확인되었습니다. 이 기사에서는 최신 UMZCH의 기술 솔루션에 대한 비판적 분석을 제공하고 스피커가 앰프에 미치는 영향을 제거하기 위한 조치를 제안합니다. 저자는 스피커 반응의 영향에 강한 트랜지스터 UMZCH가 특정 색상 없이 사운드를 재생한다고 주장합니다. 클래식 XNUMX채널 스테레오포니에서 파워 앰프와 스피커의 품질은 자연스러운 사운드와 공간적 사운드 영상을 전송할 수 있는 잠재력을 실현하는 데 중요한 영향을 미칩니다. 콘서트 홀을 방문하는 주의 깊은 청취자는 실제 악기 소리와 확성기를 통해 재생되는 녹음 내용의 차이를 즉시 알아차립니다. 사운드 재생 품질을 예측하는 데 어려움은 사운드 경로 특성을 객관적으로 측정하는 데 사용되는 방법의 불완전성과 관련이 있습니다. 따라서 오디오 장비를 선택할 때 주요 기준은 주관적 품질 평가(SQA)를 고려해야 합니다. RNS 결과에 가장 큰 영향을 미치는 것은 사운드 재생 경로의 최종 링크인 UMZCH와 스피커의 속성입니다. 기존 문제를 해결하기 위한 기능과 가능성을 고려해 보겠습니다. 우선 SOC 결과와 UMZCH의 객관적 특성과의 관계를 평가해보자. 저자에 따르면 사운드 재생 품질에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수에만 특별한 주의를 기울입니다. 여기에서 가장 큰 관심을 끄는 것은 튜브 및 트랜지스터 UMZCH(평가에서 가장 극적인 차이가 있는 구성 요소)의 SOC 결과 분석입니다. 일반적으로 이러한 비교에서 튜브 UMZCH의 객관적인 매개 변수는 트랜지스터 매개 변수보다 상당히 열등하지만 SOC의 결과는 종종 정반대인 것으로 나타납니다. 고려할 때 전문가가 가장 자주 사용하는 공식을 사용하여 SOC의 몇 가지 기본 기준으로만 제한하겠습니다. 소리의 첫 번째 특성은 음색 색상입니다. 즉, 가벼움, 부드러움, 따뜻함 또는 그에 따른 무거움, 단단함, 차가움(금속 색조)입니다. 두 번째는 공격의 재생산입니다(소리 증가). 활성, 명확 또는 부진, 느슨함. 세 번째 특징은 신호 소스의 위치 파악입니다(파노라마가 좋거나 나쁨). 네 번째는 마이크로다이내믹입니다. 복잡한 모양의 신호에 대한 세부적인 내용은 훌륭하지만 비슷한 신호에 대한 세부적인 내용은 잘 구별되지 않습니다. SOC의 전반적인 결과: 강한 감정적 영향 또는 이에 상응하는 약한 영향. 비교된 UMZCH에 대한 전문가 평가는 너무 다르기 때문에 "튜브" 및 "트랜지스터" 사운드와 같은 속어 표현이 있습니다. 이 역설의 이유에 대한 설명은 문헌에서 반복적으로 제시되었지만 모두 부분적인 답변만 제공합니다. 여기서 고려한 SOC 기준과 비교된 UMZCH의 객관적 매개변수 간의 관계를 다시 한 번 확립해 보겠습니다. 진공관 UMZCH 사운드의 음색 색상 특성은 다음과 같은 주요 이유로 설명할 수 있습니다.
트랜지스터 UMZCH의 사운드 음색 색상 특성에는 다음과 같은 이유가 있습니다.
사운드 신호의 왜곡되지 않은 공격을 재현하는 것은 소스 이미지를 정확하게 인식하기 위한 가장 중요한 조건입니다. 실제 신호의 사운드 재생 시 어택 왜곡(연장 또는 강조)이 나타나는 것이 신호 인식에 큰 영향을 미치는 것은 분명합니다. 이러한 종류의 왜곡이 발생하는 이유 중 하나는 UMZCH 시스템(EDG)의 매칭 조건 때문입니다. 알려진 바와 같이, 펄스 신호가 보이스 코일(VOC)에 작용하면 EDC에 힘이 발생하여 자기장에서 위치를 변경하려는 경향, 즉 이동하려는 경향이 있습니다. 그러나 이 경우 발생하는 유도성 역기전력은 UMZCH의 출력 저항을 닫고 회로 차단기의 위치 변경을 방지하는 전류를 생성하고 이러한 변경을 유발하는 전류, 즉 출력 방향으로 향합니다. UMZCH의 현재. 한편으로 "역류"의 흐름은 기계적 공진의 품질 계수를 감소시키고 감쇠를 증가시킵니다[1]. 그 효과는 UMZCH의 출력 임피던스에 따라 달라지며 다른 한편으로는 이로 인해 지연이 발생합니다. 음악 신호의 재생된 공격에서. 따라서 이 프로세스는 역기전력의 일정한 값에서 클수록 UMZCH의 출력 저항이 낮아지는 "역류"의 크기에 직접적으로 의존합니다. 출력 저항 값의 변화(예: 피드백 깊이의 주파수 의존성으로 인해)는 "역류"의 변화와 공격 왜곡으로 이어집니다. 자기 시스템 내부의 다양한 위치에서 GC [1]의 인덕턴스 변화와 전압 소스로부터의 EDF 여기로 인해 유사한 왜곡이 발생합니다. 진공관(0,5~1,5Ω)과 트랜지스터(보통 0,1Ω 이하) 증폭기의 출력 저항 값을 비교하면 더 높은 저항 값이 선호된다는 결론을 내릴 수 있습니다. UMZCH, EDC 및 "음향" 케이블의 능동 및 수동 요소의 열물리적 과정에서 발생하는 공격 재생의 정확성과 거의 연구되지 않은 왜곡에 대한 영향을 배제해서는 안됩니다. RNS의 다음 중요한 특징은 신호 소스의 위치 파악과 미세 역학으로 간주됩니다. 저자에 따르면 이러한 특성은 주로 UMZCH-EDG 시스템의 상호 변조 왜곡(ID)의 크기와 스펙트럼에 의해 결정됩니다. 따라서 첫 번째 단계에서 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 1. UMZCH-EDG 시스템의 SOC 결과는 전체 기술적 특성에 따라 결정되며 형식적으로는 증폭기에 사용되는 활성 요소의 유형에 의존하지 않습니다. 2. 음색 색상에 가장 큰 영향을 미치는 것은 NI 스펙트럼의 크기와 폭뿐 아니라 사운드 신호의 주파수와 레벨에 대한 의존성입니다. 3. 오디오 신호의 공격을 재현하는 정확도는 특히 EDH의 역기전력 유도로 인한 전류와 고전류 회로의 능동 및 수동 소자의 열물리적 과정으로 인한 왜곡에 따라 달라집니다. 4. 신호 소스의 위치 파악과 미세 역학은 주로 신호의 크기와 스펙트럼에 의해 결정됩니다. 이제 RNS에 가장 큰 영향을 미치는 UMZCH 매개변수의 개선 가능성을 분석해 보겠습니다. NI의 규모와 스펙트럼을 줄이는 방법부터 시작해 보겠습니다. 이러한 유형의 왜곡에 대한 연구는 능동 소자 특성의 비선형성과 출력단의 작동 모드라는 두 가지 주요 원인을 확립했습니다. 트랜지스터와 비교하여 전자 튜브 특성의 선형성에 대한 몇 가지 장점은 널리 알려져 있으며 문헌에서도 충분히 다루고 있습니다. 이 매개변수에서 트랜지스터 UMZCH를 개선하는 것은 컬렉터 전류 차단 없이 출력단 트랜지스터의 작동 모드(예: Super A, New class A, Non Switching [2, 3] 등)를 사용할 때 가장 효과적입니다. 이러한 작동 모드를 사용하면 NI 스펙트럼은 (4번째 또는 5번째 고조파까지) 및 그 값을 크게 감소시키지만, 신호 레벨이 감소함에 따라 그 값도 급격히 감소합니다. NI의 주파수 독립성은 일반적으로 적절한 회로와 요소를 선택함으로써 달성됩니다. "피드 포워드 오류 수정"(직접 통신을 사용한 왜곡 수정)으로 알려진 보상 방법은 NI를 줄이는 데 매우 효과적입니다[6, XNUMX]. NI를 줄이기 위한 매우 유망한 방법에는 왜곡을 빼기 위한 피드백을 통한 보상이 포함됩니다(OCVI[XNUMX]). 트랜지스터 UMZCH를 설계할 때 실제 부하에서 작동할 때 UMZCH 출력단 트랜지스터의 작동 특성을 고려해야 합니다. 다양한 왜곡이 나타나는 이유와 이를 줄이는 방법은 [7-9]에 자세히 설명되어 있지만, 거기에서 제안된 왜곡을 제어하는 방법은 매우 복잡하고 값비싼 측정 장비가 필요하다. 예를 들어 [10]의 권장 사항을 사용하면 왜곡 가능성을 크게 줄일 수 있습니다. 트랜지스터 UMZCH에서 NI를 줄이는 최상의 결과는 전체 환경 피드백의 최소 깊이와 함께 클래스 A의 출력단 작동 모드를 사용하여 달성됩니다. 이 경우 NI는 출력 변압기가 없기 때문에 진공관 증폭기보다 훨씬 낮을 수 있습니다. 이는 저주파에서 왜곡의 원인입니다. 트랜지스터 UMZCH에서 출력단에 과부하가 걸릴 때 NI가 더 부드럽게 증가하는 것은 전체 네거티브 피드백의 깊이를 줄임으로써 달성됩니다. 효과가 클수록 깊이가 작아집니다. 다음으로 오디오 신호 공격에 큰 영향을 미치는 이유를 고려하여 오디오 신호 재생의 정확도를 높이는 가능한 방법을 고려해 보겠습니다. 일시적인 상호 변조 왜곡과 마찬가지로 공격 왜곡은 전체 피드백의 깊이가 줄어들 때 상당히 효과적으로 줄어듭니다. UMZCH에서 신호 설정 시간을 줄이는 것은 일반적인 환경 보호 없이 UMZCH의 주파수 응답을 300...500kHz로 확장함으로써 촉진됩니다. 그러나 유도 역기전력으로 인해 발생하는 부하 회로 전류의 공격 왜곡을 특히 효과적으로 줄이는 것은 출력 저항(RplL>> Rh)이 높은 UMZCH에서 달성됩니다. 오디오 경로의 특성을 개선한 결과는 [11~13]에 자세히 설명되어 있다. 그림에서. 그림 1과 2는 EDC가 출력 저항이 낮은 UMZCH와 출력 저항이 높은 UMZCH에서 여기될 때 고조파 왜곡(12)의 스펙트로그램을 보여줍니다. 3kHz 신호의 총 고조파 왜곡은 각각 약 3%와 0,2%입니다.
오디오 경로의 능동 및 수동 요소에서 발생하는 열물리적 과정으로 인한 왜곡 모델링을 분석하면 공격 재현의 정확도를 높이는 수동 장치의 실제 구현이 가능해졌습니다[14]. 공격 재현 품질을 향상시키기 위해 위에 나열된 방법은 최종 결과에 미치는 영향을 보여주고 UMZCH 출력 전압의 상승률을 높여서만 이를 달성하려는 시도가 실패한 이유를 설명합니다. IS를 줄이면 발생 원인의 다양성과 탐지의 복잡성으로 인해 눈에 띄는 어려움이 발생합니다[15-20]. 대부분의 경우 문제에 대한 해결책은 사용된 측정 방법으로 인해 방해를 받습니다. 이 방법에서는 전문가 평가를 충분히 정확하게 예측할 수 없습니다. [21]에서는 NIF(잡음 상호 변조 계수)를 측정하는 보다 유익한 방법이 제안되었습니다. 그러나 이 측정 방법을 사용한 SOC 결과 분석에서는 등급의 급격한 차이에 대한 이유도 설명하지 않습니다. 예를 들어 튜브 UMZCH의 경우 - 9포인트, 트랜지스터의 경우 5 - 0,8입니다. CSI의 차이 - 각각 0,9%와 XNUMX%. 따라서 이 방법 역시 개선이 필요하다. 이 측정 사례에 대한 주관적 평가를 설명하려는 시도로 인해 저자는 UMZCH의 IS에 대한 EDH(1)의 응답(충격 반응)이 미치는 영향에 대한 가설에 대한 실험적 테스트를 수행하게 되었습니다. 이를 위해 CSR 측정과 동일한 방법을 사용하되, UMZCH의 저항부하 대신 실제 EDC를 사용하였다. 이러한 측정에서는 신호 변환의 비선형성을 고려하지 않은 등가물이 아닌 실제 EDH를 사용해야 한다는 점에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 동시에 NSR의 급격한 증가는 출력 저항이 낮은 트랜지스터 UMZCH에서만 발견되었습니다. 0,9% 대신 9,7%가 되었습니다. 즉, 10배 이상 증가했습니다. 램프 UMZCH의 경우 이 값은 각각 0,8%와 1,2%였습니다. 부하의 등가 저항을 실제 EDC로 교체할 때의 주요 차이점은 OOS 회로에 있다는 것입니다. UMZCH 신호의 출력 전압과 왜곡 외에도 EDC의 응답이 추가로 침투합니다. OOS 루프에서는 이들이 결합되어 UMZCH의 왜곡과 EDC의 응답을 해당 크기 및 위상으로 보상하기 위한 신호가 형성됩니다. 보상 신호의 주파수 스펙트럼은 오디오 신호의 상한보다 10~30배 더 클 수 있습니다. 분명히 왜곡을 제거하기 위한 주요 요구 사항은 구현이 거의 불가능한 정확한 보상입니다. 왜곡 및 잡음 수준과 함께 UMZCH의 실제 주파수 응답 및 위상 응답과 관련된 제한 사항이 있습니다. 또한, 보상 모드는 EDC 특성의 비선형성에 의해 크게 영향을 받기 때문에 보상이 불완전한 것으로 나타난다. 이 경우 최상의 보상은 UMZCH 왜곡 제품 스펙트럼의 상대적으로 낮은 주파수 구성 요소와 EDC의 응답에 대해서만 달성되며 이러한 발진 스펙트럼의 고주파 구성 요소는 다시 OOS 회로로 들어가 증폭기에 새로운 전치 왜곡이 나타납니다. 악순환이 발생하여 왜곡의 고주파 성분이 급격히 증가합니다. 앰프의 전체 피드백 깊이를 높이면 왜곡 스펙트럼이 더욱 확장되고 그에 따라 사운드 재생 품질이 훨씬 더 저하됩니다. 또한 분산 매개변수의 차이로 인해 UMZCH-EDG 연결 케이블과 같은 간단한 도체가 RNS 결과에 영향을 미치고 특정 고조파를 증가시키거나 약화시킬 수 있는 조건이 생성됩니다. 풍부한 다양성. 동시에 SOC 결과에 음향 케이블이 미치는 영향에 대한 신비한 이유를 설명하기 위해 저자가 제안한 또 다른 가설이 나타납니다. 이를 "사운드 밸브"(저역 통과 필터, 약화)로 간주하는 것이 가능해졌습니다. EDC의 응답이 UMZCH의 출력에 침투합니다. 이제 일반적으로 일치하는 출력 트랜스포머와 상대적으로 작은 피드백 깊이를 갖는 튜브 UMZCH의 EDC 응답이 AI에 미치는 영향이 작은 이유를 보여 드리겠습니다. EDC 응답 신호의 모든 문제가 해당 스펙트럼의 고주파 성분 침투, 즉 간섭으로 인해 발생한다는 점을 고려하면 출력 변압기의 누설 인덕턴스가 다음과 같이 유용한 역할을 할 수 있다는 것이 분명합니다. 저역 통과 필터는 증폭기에 침투하는 고주파 간섭의 양을 크게 약화시킵니다. 또한 OOS의 얕은 깊이는 EDC의 응답 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다. 저자는 여기 UMZCH-EDG 시스템에서 설명하는 프로세스가 튜브와 트랜지스터의 RSO 차이를 크게 설명하는 것으로 보입니다. 실험 [21]에서 얻은 UMZCH. 분석 결과는 UMZCH-EDG 시스템에서 AI의 두 구성 요소의 가능한 작업을 나타냅니다. 하나는 저항 부하 등가물로 객관적으로 측정(CSI)할 수 있는 UMZCH의 자체 AI입니다. 두 번째는 EDC의 응답 영향으로 UMZCH에서 발생하는 AI인데, 두 번째 성분의 검출은 CSR의 반복 측정을 통해 실제 EDC에 UMZCH를 탑재할 때 발생한다. 이를 통해 회로가 UMZCH에서 최소한의 고유 AI를 제공하는 방식으로 UMZCH를 설계하는 것이 좋습니다. 스펙트럼을 분석하려면 약간 수정된 노이즈 주파수 측정 기술을 사용하여 XNUMX/XNUMX 옥타브 대역의 노이즈를 분석할 수 있습니다. 이 단계에서는 알려진 방법을 사용하여 NI와 AI 간의 긴밀한 관계를 고려해야 합니다. 위에서 볼 수 있듯이 UMZCH의 II 증가에 대한 EDC의 응답 영향을 줄이는 가장 효과적인 방법은 OOS 루프에서 다른 신호와의 상호 작용 조건을 제거하는 것입니다. 이 작업을 수행하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어, 소산자(dissipator)라고 불리는 수동 정합 장치는 매우 효율적입니다[14]. 그러나 신호 전력이 크게 손실됩니다. 더 간단한 구현의 또 다른 예는 출력 변압기를 사용하는 전계 효과 트랜지스터 기반 UMZCH입니다. 이 경우 달성된 효과는 소산자에 비해 상당히 떨어지지만 동시에 출력 전력 손실도 감소합니다. 출력 임피던스가 높은 UMZCH만을 사용함으로써 높은 효율을 유지하고 UMZCH-EDG 스피커 케이블의 영향이 없이 NI에 대한 EDG 응답의 영향을 줄이는 최대 효과를 얻을 수 있다(12, 13]. UMZCH의 실제 구현 - 전류 생성기, 능동 및 수동 요소에서 발생하는 열물리 프로세스의 영향, 열 압축으로 인한 동적 범위 및 신호 상호 변조의 변화. 이 솔루션을 사용하면 공격 재현의 정확도가 크게 향상됩니다. EDC에서 발생하는 왜곡도 다음과 같은 이유로 크게 감소합니다.
위의 내용을 바탕으로 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. 1. 실제 EDC에 탑재된 UMZCH의 CSR을 객관적으로 측정한 결과를 통해 UMZCH-EDC 시스템의 SOC 결과를 예측할 수 있다. 2. NI 및 IR의 크기와 스펙트럼을 줄이고, 주파수 독립성과 과부하 시 원활한 증가는 UMZCH-EDG 시스템에서 높은 충실도의 사운드 재생을 달성하는 데 필요한 조건입니다. EDH 반응에 대한 UMZCH의 감도는 최소화되어야 합니다. 3. 출력 임피던스가 높은 UMZCH를 갖춘 EDC를 사용하면 음향 재생 품질 향상에 가장 큰 효과를 얻을 수 있습니다. 문학
저자: A. Aleynov, Kharkov, A. Syritso, 모스크바
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