Усиление нч и вч что это
Перейти к содержимому

Усиление нч и вч что это

  • автор:

Что такое усилитель высокой частоты (ВЧ) и как он работает

Продолжаем разговор о транзисторном приемнике прямого усиления, начатый еще на седьмом практикуме. Соединив тогда детекторный приемник с однокаскад-ным усилителем НЧ, ты тем самым превратил их в приемник 0-V-1.

Потом собрал однотранзисторный рефлекс- ный приемник, а на предыдущем практикуме добавил к нему двухкаскадный усилитель НЧ — получился приемник 1-V-3. Теперь попробуй добавить к нему каскад предварительного усиления модулированных колебаний высокой частоты (ВЧ), чтобы он стал приемником 2-V-3. Чувствительность в этом случае будет достаточной для приема на магнитную антенну не только местных, но и отдаленных радиовещательных станций.

Что потребуется для такого однокаскадного усилителя ВЧ? В .основном — маломощный высокочастотный транзистор любой из серий П401. П403, П416, П422, ГТ308, лишь бы он был исправным, несколько конденсаторов, резистор и кольцо из феррита марки 600НН с внешним диаметром 8. 10 мм.

Коэффициент h21Э транзистора, может быть в пределах 50. 100. Использовать транзистор с большим статическим коэффициентом передачи тока не следует — опытный усилитель будет склонен к самовозбуждению.

Принципиальная схема усилителя изображена на рис. 56. Собственно усилитель образуют только транзистор V1 и резисторы R1, R2. Резистор R2 выполняет роль нагрузки, а базовый резистор R1 определяет режим работы транзистора. Коллекторной нагрузкой транзистора может быть дроссель высокой частоты — такой же, как в рефлексном приемнике.

Принципиальная схема усилителя высокой частоты

Настраиваемый контур L1C1 и катушка связи L2 относятся к входной цепи, конденсатор С2 — разделительный. Эта часть — точное повторение входной части уже испытанного тобой приемника. Конденсатор Сраз, резистор R, диод V2, телефоны В1 с блокирующим их конденсатором Сбл образуют детекторную цепь, необходимую для проверки усилителя.

Как работает такой усилитель? Принципиально так же, как однокаскадный усилитель НЧ. Только усиливает он колебания не звуковой частоты, как тот усилитель, а модулированные колебания высокой частоты, поступающие к нему с катушки связи L2.

Высокочастотный сигнал, усиленный транзистором, выделяется на нагрузочном ре-зисторе R2 (или другой коллекторной нагрузке) и может быть подан на вход второго каскада для дополнительного усиления или к детектору для преобразования его в низкочастотный сигнал.

Детали усилителя смонтируй на временной (картонной) плате, как показано справа на рис. 56. Сюда же перенеси и соедини с усилителем детали входного контура (L1C1) и катушку связи (L2) приемника. Не забудь включить в цепь катушки связи разделительный конденсатор С2. Подключи батарею напряжением 9 В и, подбирая базовый резистор R1, установи коллекторный ток транзистора в пределах 0,8. 1,2 мА.

Не забудь: сопротивление базового резистора должно быть тем больше, чем больше статический коэффициент передачи тока транзистора (номинал этого резистора, указанный на схеме, Соответствует коэффициенту h21Э транзистора около 50).

Теперь на отдельной небольшой картонке смонтируй детекторную цепь, соединив последовательно телефоны B1 с блокировочным конденсатором Сбл емкостью 2200..3300 пФ, точечный диод V2 любой серии и разделитель ныу конденсатор Сраз емкостью 3300. 6800 пФ.

Сопротивление резистора R может быть 4,7. 6,8 кОм. Эту цепь включи между коллектором и эмиттером транзистора, то есть к выходу усилителя, а к входному контуру L1C1 подключай наружную или комнатную антенну и, конечно, заземление.

При настройке входного контура на волну местной радиостанции ее высокочастотный сигнал будет усилен транзистором VI, продетектирован диодом V2 и преобразован телефонами В1 в звук. Резистор R в этой цепи необходим для нормальной работы детектора. Без него телефоны будут звучать тише и с искажениями звука.

 высокочастотный понижающим трансформатор

Дня следующего опыта с усилителем ВЧ нужен высокочастотный понижающим трансформатор (рис. 57). Намотай его на кольце из феррита марки 600НН (таком же, как сердечник высокочастотного дросселя рефлексного каскада приемника). Его первичная обмотка L3 должна содержать 180..200 витков провода ПЭВ или ПЭЛ 0,1. 0,12, а вторичная L4 60. 80 витков такого же проводе.

Обмотку L3 высокочастотного трансформатора включи в- коллекторную цепь транзисторе вместо нагрузочного резисторе, а к его обмотке L4 подключи такую же детекторную цепь, как к в предыдущем опыте, но без разделительного конденсатора и резистора, которые сейчас не нужны. Как теперь звуча? телефоны? Громче. Объясняется это лучшим, чем в первом опыте, согласованием выходного сопротивления усилителя и входного сопротивления детекторной цели.

А теперь, пользуясь схемой, изображенной на рис. 58, соедини этот однокаскадный усилитель с входом транзистора рефлексного приемника 1-V-З. Усилитель ВЧ приемника стал двухкаскадным.

Связующим элементом между каскадами стала катушка L4 высокочастотного трансформатора, включенная в цепь базы транзистора V2 (в приемнике 1-V-З выл транзистором W1) вместо катушки связи (была L2) с бывшим входным настраиваемым контуром.

Теперь внешняя антенна и заземление не нужны — прием ведется на магнитную антенну W1. роль которой: выполняет ферритовый стержень с находящейся на нем катушкой L1 входного настраиваемого контура L1C1.

Итак, вместе с двухкаскадным усилителем НЧ подучился четырехтранзисторный приемник прямого усиления 2-У-З. Приемник, возможно, самовозбуждается. Это потому, что он, во-первых, рефлексный, а рефлексные приемники вообще склонны к самовозбуждению, во-вторых, проводники, соединяющие опытный усилительный каскад с рефлексным каскадом, длинны.

Если новый каскад вместе с магнитной антенной смонтировать компактно на той же плате приемника, делая цепи по возможности короче, причин для самовозбуждения будет меньше. Этому способствует и ячейка развязывающего фильтра R2C3 в минусовой цепи питания первого транзистора усилителя ВЧ, которая устраняет связь между каскадами через общий источник литания и тем самым предотвращает самовозбуждение высокочастотного тракта приемника.

Но второй каскад усилителя ВЧ может быть таким, как первый, то есть не рефлексным, и связь между ними может быть не трансформаторная, Схема возможного варианта усилителя изображена нa рис. 59.

Здесь нагрузкой транзистора V1 первого каскада, как и в первом опыте этого практикума (см. рис. 56), служит резистор R2; Создающееся на нем напряжение высокочастотного сигнала через конденсатор C3 подается на базу транзистора V2 второго каскада, точно такого же, как первый.

Сигнал, дополнительно усиленный транзистором второго каскада, снимается с его нагрузочного резистора R4 (такого же; как R2) и через конденсатор C4 (такой же, как C3) поступает к детектору на диоде V3, детектируется им, а колебания низкой частоты, создающиеся на его нагрузочном резисторе R5, подаются на вход усилителя НЧ.

Схема ВЧ части приемника

В этом варианте второй каскад и детектор представляют собой как бы развернувшийся рефлексный каскад предыдущего варианта. Но транзистор усиливает только высокочастотные колебания. И если его соединить с двухкаскадным усилителем НЧ, то получится приемник прямого усиления 2-V-2.

Усиление низкочастотного сигнала несколько уменьшится, телефоны или головка громкоговорителя на выходе такого приемника будут звучать немного тише, зато уменьшится опасность самовозбуждения его высокочастотного тракта.

Этот проигрыш можно частично скомпенсировать увеличением напряжения низкочастотного сигнала на выходе детектора, включив в детекторный каскад второй диод (на рис. 59 — показанный штриховыми линиями V4), как это ты делал в одном из опытов седьмого практикума, или использовать в детекторном каскаде транзистор.

Попробуй поэкспериментировать с вариантами усилителя НЧ, сравни качество их работы к сделай соответствующие выводы на будущее.

Еще один совет. Экспериментируя с тем или иным вариантом приемника, черти и запоминай его полную принципиальную схему. Зачем? Радиолюбитель, даже начинающий, должен по памяти чертить, схемы таких устройств. Принципиальная схема, кроме того, поможет тебе лучше усвоить работу приемника в целом и его деталей, облегчит поиск неисправности в нем.

схема приемнкиа

Литература: Борисов В. Г. Практикум начинающего радиолюбителя.2-е изд., перераб. и доп. 1984.

Разделение НЧ, СЧ и ВЧ до усиления.

1) на НЧ нужно больше мощности, что на транзисторах получить легче.
2) на НЧ качество усилителя менее критично чем на ВЧ и тем более на СЧ, можно вполне и PWM (класс D) применить.
3) для лампового на СЧ и ВЧ — проще (меньше) выходной трансформатор.

Все это, разумеется в предположении что НЧ-звено работает максимум до 100-150гц.

01-07-2004 18:06:25

ту Alex Torres:
ага-ага я про тоже.
Просто не слишком внимательно прочел Ваш пост (думал, что он ответ на мой).

Алексей Сирвутис
Пользователь
01-07-2004 18:15:43

Цитата
Аргументы?

А какие нужны аргументы? Ламповые УНЧ (SE, трансформаторный выход, без ООС — как обычно) не демпфируют АС, следовательно импульсные сигналы (читай четкость) такие УНЧ воспроизводят никак (Кд около 1). Для уменьшения призвуков необходим также УНЧ с высоким Кд (100 и более). Кроссоверы в АС способны «убить» Кд до мизерных значений, даже если у УНЧ эта величина составляет 1000. Эти же факты применимы и к СЧ, ВЧ звеньям. Плюс нестабилизированное анодное питание и накальные цепи ламповых УНЧ дают такие кошмарные сигналы малого уровня (около 1 мВ — именно на этих уровнях кроется «прозрачность» ИМХО, конечно же).

УНЧ необходимо делать транзисторные с высоким Кд (100 и более). Для СЧ и ВЧ канала очень желательно применять класс А работы УНЧ, питание стабилизировать с последующим подавлением шумов и помех (в «Практике АВ» такие схемы приводились, номер «Линия Прибоя 2002г). И крайне не советую применять для двухполярного ИП схему со средним отводом от трансформатора — только раздельные обмотки и два диодных моста. Пульсации питания снижаются минимум в 7 раз.
Разумеется все вышенаписанное ИМХО.

Сергей Фролов
Пользователь
01-07-2004 19:48:22

Цитата
Пульсации питания снижаются минимум в 7 раз.

Интересно, почему. Может объясните?
Сергей Шляхов
Пользователь
01-07-2004 21:59:50

Цитата
И крайне не советую применять для двухполярного ИП схему со средним отводом от трансформатора — только раздельные обмотки и два диодных моста. Пульсации питания снижаются минимум в 7 раз.

Парафазно-симметричная обмотка в двухполупериодном мосте также не обеспечивает подмагничивания сердечника трансформатора при любой приложенной асимметричности нагрузочного тока, но обеспечивает прохождение зарядного тока емкостной составляющей фильтра через диагональ общей шины. Схема с двумя полными мостами принципиально отличается модулем полного выходного электрического сопротивления, так как количество последовательно включенных выпрямительных вентилей для каждого полупериода сети, при этом удваивается. А минимальными амплитудами пульсаций второй гармоники обладает схема с потенциально развязанными вторичными обмотками и последовательно объединенными однополупериодными двухполярными звеньями выпрямителей, таким образом, на каждые два диода приходится таких же два обязательных фильтрующих конденсатора, и в результате на полный симметричный выпрямитель, состоящий из тех же четырех диодов, приходиться уже четыре обязательных фильтрующих конденсатора, токи заряда которых текут исключительно по внутренней однополупериодной локальной диагонали. Такой выпрямитель эквивалентен применению нескольких автономных источников напряжения, включенных двуполярно — последовательно как в случае применения автономных аккумуляторных батарей.

01-07-2004 23:18:40

> Ламповые УНЧ (SE, трансформаторный выход, без ООС — как обычно) не демпфируют АС.

Это не аргумент, а домысел.
Единственный аргумент — выходной трансформатор, который, правда для НЧ очень простой, но большой.

Страницы: 1 2 След.

Архив Форума Hi-Fi.ru
По 23-5-2020
Портал Hi-Fi.ru более не предоставляет возможностей и сервисов по общению пользователей

Биампинг в усилителе

Биампинг (англ. bi-amping — «двойное усиление») — использование двух усилителей, усиливающих сигнал каждый для своего динамика в колонке. Существует две разновидности биампинга, причем каких-то специальных названий у них нет, поэтому я дам им свои названия.

1. «Полный», или «правильный» биампинг в усилителе и колонке:

Каждый из усилителей усиливает только свой диапазон сигнала — ВЧ или НЧ (т.е. только часть сигнала). Разделение полос происходит в активном кроссовере (фильтре) в предварительном усилителе. Динамики подключаются непосредственно к выходам своих усилителей.

2. «Неполный», или «неправильный» биампинг в усилителях:

Каждый из усилителей усиливает весь частотный диапазон (т.е. весь сигнал). Этот весь усиленный сигнал подается на колонку, а в ней уже встроенный фильтр-кроссовер пропускает на динамики только нужные частоты. Ненужные частоты «отбрасываются», выходит зря их усиливали.

Раз уж пошла такая пьянка — есть еще такая заморочка под названием «биваринг».

Биваринг (байваринг)

Биваринг (англ. bi-wiring — «двойные провода») — полключение каждого из динамиков колонки отдельным кабелем к одному и тому же усилителю.

Смысл использовать два провода там, где отлично хватает одного, появляется, если длинна кабеля превышает 50 метров, а провод большого сечения при этом неудобен. Или используется такой дерьмовый кабель, который не в состоянии передать в колонку весь сигнал целиком. Я не сторонник ни того, ни другого. (Ну еще можно похвастаться перед соседом — мол вот какая крутая у меня аппаратура. Если же сосед спросит зачем два провода там, где хватит и одного… Ответы нужно заранее поискать в глянцевых аудиожурналах, а если сосед соображает в технике и эти ответы его не убедят — значит он жлоб из глубокой провинции, ничего в аудиофильстве не понимающий)

Настраиваю я активный кроссовер, который собираюсь установить в свой доработанный ресивер (см. «Доработка расиверов Пионер«) и получить в его фронтальных каналах «настоящий» биампинг. При всех своих преимуществах, биампинг имеет лишь один недостаток — требует дополнительных усилителей мощности. Их есть у меня — ресивер 7.1 канальный, а я использую из них только 5.1. Значит два канала свободны и их можно использовать.

Активный кроссовер для биампинга я сделал давно. Сам по себе он работает великолепно, но вот АЧХ колонок, подключенных к нему, мне не нравится. Есть маленький шанс, что я неудачно выбрал частоту раздела, но скорее всего, это что-то не то с самими акустическими измерениями или что-то еще недонастроил. Что имеем:

С выхода звуковой карты сигнал подается на кроссовер, а с него — на вход усилителя для качественной компьютерной акустики на микросхеме TDA7293. К каждому из каналов усилителя подключено по динамику колонки. Правый канал воспроизводит частоты мидвуфера (ниже 3 кГц), а левый — высокочастотника (выше 3 кГц).

Кроме того, в низкочастотной части кроссовера предусмотрен сабсоник (фильтр инфранизких частот) 1-го порядка, ослабляющий сигналы ниже 40…50 Гц. Это сделано для того, чтобы не перегружать НЧ/СЧ динамики колонок — все равно ниже 80 Гц работает сабвуфер.

Достоинства биампинга

Кроме измерения АЧХ колонок с помощью микрофона Panasonic WM-60 и измерительного микрофонного усилителя, я еще и отслушивал колонки на слух. У меня одна из колонок имеет внутри обычный пассивный кроссовер (я ими сейчас пользуюсь без всякого биампинга), а у другой колонки ее пассивный кроссовер находится снаружи, и подключен к динамикам через разъем Speakon. Так что я просто отсоединяю эту колонку от ее фильтра и использую прямое подключение к динамикам для экспериментов. Целью отслушивания было сравнить равномерность АЧХ пассивного и активного кроссоверов. И тут получилось все по науке:

1. У активного кроссовера неравномерность АЧХ ниже. Причем это заметно даже на слух (не так, чтобы очень сильно, но заметно), несмотря на то, что я еще не удовлетворен результатами настройки. Ну тут все ясно — нет проблем с согласованием фильтров с нагрузкой, нет переменной нелинейной индуктивности динамиков, нет сопротивления проводов. АЧХ электронных фильтров получаются куда более ровными — ведь согласование с нагрузкой у них идеально (у фильтров в колонках их согласование с динамиками зависит даже от уровня громкости!).

2. Звук при биампинге в колонке заметно чище! Опять же, не бросается в глаза (да я и прислушивался больше к частотному дисбалансу), но все же лучше. Отсюда попобробнее. У любого усилителя всегда есть две проблемы: большая амплитуда сигнала, и его (сигнала) высокая частота. При большой амплитуде выходное напряжение близко к своему пределу — напряжению питания. При этом перегиб амплитудной характеристики уже рядом (см. «клиппинг в усилителе«) и нелинейность большая. Значит и искажения заметно растут. На высоких частотах другое дело: обычно частота первого полюса усилителей лежит где-то в диапазоне 10…1000 Гц (у TDA7294 она приблизительно равна 200 Гц), на более высоких частотах усиление падает, значит глубина ООС уменьшается и искажения опять-таки растут. Широкополосному усилителю, который воспроизводит весь диапазон от 20 Гц до 20 кГц, приходится тяжело — ведь ему надо бороться с этими двумя бедами одновременно! Потому что вместе с низкими частотами большой амплитуды, в сигнале содержатся и высокие частоты. И амплитуды всех их суммируются.

Усилитель изо всех сил пытается поддерживать высокое качество, но куда ему одному с ними двумя справиться! А в биампинге каждому усилителю достается только по одному противнику. Один усилетель сражается только лишь с большой амплитудой, ведь при частоте среза 3 кГц и фильтре 3-го порядка высоких частот ему не достается. А с относительно низкими он справляется легче. Другому усилителю достались только лишь высокие частоты, зато амплитуда сигнала там раз в 10 меньше. Поэтому искажения каждого из усилителей и становятся меньше.

Кроме того, в одиночном широкополосном усилителе появляются многочисленные комбинационные частоты (из-за интермодуляционных искажений), причем в том числе и между самыми высокими и самыми низкими частотами сигнала. В результате спектр комбинационных искажений получается практически сплошной, как шум, и очень неприятный на слух. Если же усилители разделить, то в каждом из каналов присутствует не только меньшее количество частот сигнала, создающих взаимные комбинации, но и они «только свои» — только НЧ или только ВЧ. Самые высокие частоты с самыми низкими при этом никак не взаимодействуют, ведь они разделены по разным усилителям! Поэтому всяческих сочетаний интермодуляций гораздо меньше (и амплитуда их меньше из-за возросшей линейности!) и звук чище.

3. На самомо деле тут еще несколько факторов, улучшающих звучание. Например, тот факт, что усилителю приходится работать на более «легкую» нагрузку. Если разделительные фильтры находятся в колонке, ее сопротивление приобретает более сложный реактивный характер из-за катушек и конденсаторов, составляющих фильтр (а еще в фильтре резонансы бывают!). И усилителю труднее работать на такую нагрузку. «Чистые» динамики тоже не сахар, но все же намного лучше.

4. Выходная мощность получается немного больше — ведь мы теперь для колонки используем два усилителя. Объясню «на пальцах». Допустим максимальная мощность усилителя 10 Вт. Значит при «моноампинге» на колонке эти самые 10 Вт максимум и получаем (на самом деле чуть меньше из-за потерь в пассивном кроссовере). В биампинге два усилителя, а частота раздела кроссовера 3 кГц. При такой частоте раздела на НЧ/СЧ составляющие приходится примерно 85% мощности сигнала (Программа для расчета соотношения мощностей динамиков, включенных через фильтры). При «моноампинге» мощность усилителя делилась так: 8,5 Вт на НЧ и 1,5 Вт на ВЧ динамики. В биампинге НЧ усилитель отдает в НЧ динамик все свои 10 Вт. Теперь эти 10 Вт составляют 85% всего сигнала, а остальные 15% сигнала = 2 Вт в ВЧ динамик отдает другой усилитель. Таким образом, суммарная мощность двух усилителей теперь стала 12 ватт! И это при снижении искажений.

Есть ли в биампинге недостатки? Есть. Но эти недостатки либо можно обратить в достоинства, либо легко преодолеть. И лишь часть из них (хотя тоже в принципе преодолима) будет мешать жить.

Недостатки биампинга

1. Нужно в два раза больше усилителей. Это преодолевается легко. Конечно, схема становится сложнее и дороже, но далеко не в 2 раза. Ведь часть цены и сложности составляют корпус, блок питания, предусилитель, всяческая индикация и автоматика. Корпус становится лишь ненамного больше и чуть-чуть дороже. Тоже самое происходит и с блоком питания. Чуть мощнее, чуть дороже. Ненамного. Предварительный усилитель почти не изменится (активный кроссовер в предусилителе дешевле чем пассивный в колонках!). Таким образом, цена и сложность возрастут на 20…30%. И кроме того, качество требует затрат. Для контраста посмотрите каталог Hi-End аппаратуры с ценами за сто тысяч долларов. И вам сразу станет ясно, что ваш усилитель совсем даже и не дорогой!

2. К выходу биампингового усилителя (в отличие от «широкополосного») невозможно подключить наушники (обычно их подключают к выходу усилителя мощности через резистор). На самом деле это не недостаток, а достоинство. Такое подключение наушников используют для упрощения жизни. Качество при этом получается не самое высокое. Если же усилитель двухполосный, то придется делать (и встраивать в аппарат) специальный усилитель для наушников, имеющий намного более высокое качество! Так что и наушники у вас звучать будут лучше.

3. Самая больная проблема: к биампингу не готовы колонки. То, что выпускает промышленность не совсем «настоящий» биампинг — хоть и возможно использовать два усилителя, каждый из них усиливает весь частотный диапазон целиком. А потом фильтр в колонке «возьмет» только часть сигнала, а другая часть пропадет зазря (и зачем было ее усиливать бестолку?). Такой биампинг практически не имеет преимуществ перед «моноампингом» (на самом деле имеет, но гораздо меньшие, чем «настоящий» биампинг). Так вот проблема в том, что в колонки фильтры уже встроены и никуда от них не денешься! Для полноценного биампинга и колонки и усилитель нужно разрабатывать, изготавливать и продавать вместе. При этом теряется универсальнось… Но на мой взгляд это не так уж и плохо. Почитайте аудиожурналы и интернет-форумы! Сколько вопросов на одну и ту же тему: «Будет ли усилитель ХХХ звучать с колонками ZZZ?» Или: «Какие купить колонки к моему усилителю, чтобы подходили?» А если эти компоненты друг к другу не подходят, то система звучит хуже, чем могла бы. А тут — никаких проблем: колонки и усилитель изначально подходят друг к другу. И это правильно. Ведь во многих областях техники поступают именно так. Ведь никто не страдает: «Какой двигатель поставить на мой Форд — от Тойоты, от BMW или от Запорожца?» Так почему до сих пор ту пару компонентов, которые наиболее тесно связаны и зависят друг от друга — колонки и усилители — выпускают поотдельности и совершенно независимо друг от друга? И не всегда подходящие?

Это большей частью делается для удобства производителей, а не покупателей. Но радиолюбители в этом отношении находятся в гораздо более благоприятный условиях — они могут сделать все в комплексе, согласовав наилучшим образом. Или переделать уже существующую технику, чем я сейчас и занимаюсь.

Усиление нч и вч что это

Как пользоваться регуляторами тембра НЧ-ВЧ на магнитофоне и др.аудиотехнике?

Когда кручу регулятор, слышу что звук меняется, но не пойму в каком положении его стоит оставить. Только в самых крайних точках (0% и 100% хода регулятора) слышу неестественность звука, а в остальных положениях (от 10 до 90%) для меня норм и не могу понять в каком именно месте его остановить, объясните пожалуйста новичку.

На компе есть эквалайзер, где полно ползунков, разбитых на определенные частоты, там мне понять еще сложнее, изменение звука слышу, но как определить «точку нормы» не знаю, хотелось бы услышать ваши объяснения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *