Тема: Проблема с УМЗЧ А. Агеева
Проблема с УМЗЧ А. Агеева
Помогите кто может! Я совсем недавно пользуюсь интернетом, так что еще не освоился в общении на форумах (если что не так напишу или спрошу, не судите строго). Никак не могу добиться нормальной работы от УМЗЧ с малыми нелинейными искажениями А. Агеева. Описание схемы находится в журнале радио за 1987 год №2. Суть проблемы такова: собрал усилитель, заработал сразу, играет нормально, однако при увеличении громкости появляется треск и щелчки в динамиках, срабатывает защита. При этом уровень громкости далеко не доходит до максимального. Собирал схему несколько раз из разных комплектов деталей (изменял монтаж), но всегда одно и то же. Защита простая, от постоянного напряжения на выходе. Что с этим делать? Подскажите пожалуйста. Мне нужно "завести" именно эту схему.
Добавлено через 19 минут
Хотел еще сказать, что я ссылки создавать не умею, поэтому не могу указать где эта статья об усилителе в интернете.
Самопроизвольно увеличивается громкость усилителя до максимума. Как быть?
Добрый день. На протяжении последних пяти-шести месяцев, изредка, раз в месяц примерно, происходит самопроизвольное увеличение громкости усилителя до максимума. Происходит это как во время воспроизведения трека, так в перерывах между ними. Заметил, если в такой ситуации уменьшить громкость до нуля, а потом снова увеличить до необходимого уровня и слушать дальше, то ведёт себя нормально. По прошествии какого-то времени, может недели, а может и 3-4, повторялась ситуация. Усилитель CA Azur 851a. Подскажите пожалуйста, как это исправить самому, если это возможно? Или только в ремонт и менять регулятор? Спасибо.
Ответы
Сами Вы ничего сделать не сможете, если нет навыков, нет запчастей для замены и нет соответствующего оборудования, что бы установить причину неисправности. Сам резистоор не громкости в данном случае, скорее всего исправный, а глючит блок ( схема) управления моторчиком, который отвечает за работу моторчика на резисторе громкости. Это в том случае, если у Вас аналоговая схема регулятора громкости. А если у Вашего усилителя громкость регулируется «цифровым» блоком, то все еще сложнее с ремонтом. Везите свой аппарат в сервис.
Но, для начала проверьте исправность пульта управления, когда происходит неисправность, не залипает ли на нем кнопочка > или< громкости и не направлен ли пуль в это время на переднюю панель усилителя… Может быть в комнате находится другой пульт ду или устройство, которое переодически может создавать наводки или срабатывать блок регулировки громкости в Вашем усилителе… Если Вы сами сможете установить причину неисправности, сможете заменить неисправный блок в аппарате, найти новый на замену и поменять, то Бог Вам в помощь!
Это довольно распространенная проблема всех энкодеров. Это не связано ни с ценовой принадлежность аппарата, ни с какими либо условиями эксплуатации. Лечится очень легко, любым радиомехаником. К сожалению, в домашних условиях не решаемая, если вы не владеете опытом восстановления/ремонта энкодера.
Спасибо Вадим, понял.
Проверьте кнопку громкости на пульте управления, может быть кнопка западает. Такое нередко происходит.
Для этого надо вытащить батарейки из пульта управления и какое-то время им не пользоваться.
Спасибо.Попробую с батарейками.
В сервис надо. Релешки чистить. У меня тоже такое было. Правда громкость самопроизвольно не увеличивалась, но при попытке прибавить или убавить громкость, она произвольно менялась на рандомное значение как в плюс, так и в минус. Регулировать звук вообще невозможно было.
Тоже СА, только 840а
Не, у меня только вверх. Давеча так между треками усилилось, что гости дара речи лишились на время. А впечатлениями делились, ух какими разными.) Сам чуть не упал). Перед этим было тихо, умиротворённо.)
Так можно и спалить колонки.
Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Фазовые искажения в усилителях мощности и борьба с ними
Усилители на транзисторах
Механизм возникновения нелинейных искажений во всех узлах УМЗЧ достаточно полно изложен в книге популярного разработчика Дугласа Селфа [1]. В книге не только поставлен диагноз “болезней” отдельных узлов, но и расписаны многообразные методы их “лечения”.
Автор упомянул там о тепловых искажениях, но лишь только для того, чтобы развеять миф об их значимости, считая, что тепловые изменения в транзисторах происходят достаточно медленно, и с ними легко справляется общая отрицательная обратная связь (ОООС).
Однако фазовые искажения и механизм их возникновения автор вообще обошел стороной, как будто их и не существует. На самом деле именно фазовые искажения, которые не улавливаются обычными методами измерений, и приводят к различию в звучании усилителей с одинаковыми параметрами, но выполненных по различным схемам.
Пожалуй, только А.Лихницкий [2] попытался заострить внимание на этой проблеме, обнаружив с помощью детонометра в выходных сигналах различных усилителей искажения в виде “детонации” (до 0,6% и более), подавая комбинированный сигнал с частотами 20 Гц и 3150 Гц в соотношении 4:1. Достаточно сказать, что порог чувствительности слуха к “детонации” — около 0,06%.
Однако А.Лихницкий констатировал только сам факт “болезни”, т.е. поставил диагноз, а как ее лечить — ответа не дал. Для обеспечения устойчивой работы УМЗЧ используются разные методы коррекции АЧХ, чтобы обеспечить возле частоты единичного усиления наклон АЧХ 6 дБ/окт и определенный запас по фазе (обычно в пределах 10…30°).
Например, Дуглас Селф считает, что не важно, какую полосу имеет исходный, не охваченный ООС усилитель звука, а важно, чтобы на частоте 20 кГц был достаточный запас усиления (не менее 30 дБ). При этом ничего не упоминается о фазе сигнала. А ведь усилители, имеющие одинаковые выходные каскады (основные источники искажений) и одинаковый запас по усилению на частоте 20 кГц, могут иметь отличия в уровнях искажений на этой частоте в 10 и более раз, хотя на частоте 1 кГц искажения у них равны.
И связано это, в первую очередь, с фазовой характеристикой, которая, в свою очередь, связана с коррекцией АЧХ. Подавляющее большинство УМЗЧ скорректировано с помощью конденсаторов, включенных между входом и выходом усилителя напряжения (УН), т.е. между базой (затвором) и коллектором (стоком) транзистора, работающего в УН.
При разомкнутой петле ООС полоса воспроизводимых частот различных УМЗЧ колеблется от сотен герц до десятков килогерц (у многих операционных усилителей, построенных по аналогичной схемотехнике, полоса без ООС ограничивается вообще на частоте 10 Гц). Эта полоса, к тому же, очень сильно зависит от нагрузки УН.
С уменьшением сопротивления нагрузки снижается общий коэффициент усиления в полосе пропускания, соответственно, уменьшается емкость Миллера, и полоса пропускания автоматически расширяется, но с соответствующими фазовыми сдвигами (напомню, что на частоте среза фильтра первого порядка поворот фазы равен 45°).
Сопротивление нагрузки усилителя напряжения, т.е. входное сопротивление выходного каскада (ВК) в виде “двойки” Дарлингтона, может изменяться, в зависимости от амплитуды выходного сигнала, от 4…10 кОм до 80.. .85 кОм при нагрузке 8 Ом и снижается в 2 раза при нагрузке 4 Ом [1]. При работе на реальную нагрузку ток нагрузки может возрастать на отдельных фрагментах реального сигнала в 6…8 раз, что во столько же раз снижает и входное сопротивление усилителя.
У УМЗЧ с низкой частотой первого полюса, например, 1 кГц. “фазовые дрожания” при изменении нагрузки будут проявляться, начиная с частоты в несколько раз ниже, и простираться до 20 кГц и выше, а это — область наибольшей чувствительности слуха. Отсюда понятно, почему в более выгодном положении оказываются усилители с хорошей нагрузочной способностью ВК, например, “тройка” Дарлингтона, ее аналоги или схема Шиклаи, да еще со спаренными выходными транзисторами.
Для тех, кому не нравится “тройка” Дарлингтона, в [1] есть очень удачный пример стабилизации нагрузки УН с помощью эмиттерного повторителя с генератором тока (20…30 мА) в цепи эмиттера. Такой вариант (рис.1), на мой взгляд, даже предпочтительнее “тройки” и годится как для несимметричных, так и для “зеркальных” схем. Проведем исследования популярной схемы усилителя Ланзар.
Такого рода исследования затруднительно провести на реальном усилителе, так как любое подключение измерительных приборов на вход УН приведет к изменению его характеристик. Но это безболезненно можно сделать с помощью современных средств моделирования. Для упрощения схемы возьмем вариант без генераторов тока в дифференциальном каскаде, а для повышения нагрузочной способности спарим выходные транзисторы (рис.2).
Сразу оговорюсь, что для выявления фазовых искажений, связанных с нагревом транзисторов, усилитель моделировался при изменении коэффициента передачи тока транзисторов до 80% (по данным [2] — достаточно 50%), но такого существенного влияния на характеристики, как при изменении нагрузки ВК, обнаружено не было.
Поэтому для упрощения эксперимента ограничимся изменением только сопротивления нагрузки в пределах от 8 до 1 Ом и будем наблюдать АЧХ и ФЧХ на входе УН и на выходе усилителя.
Для начала снимем характеристики УМЗЧ с разомкнутой цепью ООС (рис.3). Конденсатор фильтра НЧ С7 (рис.2) отключаем, правый по схеме вывод резистора R12 отсоединяем от выхода и подключаем к общему проводу.
Из рис.3 видно, что максимальное усиление УМЗЧ составляет 79 дБ с девиацией 10 дБ (5 раз) при изменении нагрузки. При этом полоса пропускания изменяется с 2 кГц до 10 кГц (также в 5 раз). Усиление на частоте 20 кГц — 64 дБ. Усиление дифференциального каскада (ДК) составляет 10 дБ. Таким образом, усиление УН около 70 дБ (79-10=69), т.е 3000 раз. При этом емкость Миллера определяется из выражения: См =(Ск+Сбк)*Ku =(33 + 2)-3000 = 105000 (пФ) = 0,105 (мкФ).
Эта емкость, будучи подключенной параллельно нагрузке ДК (R3 и параллельно ему входное сопротивление УН), определяет частоту первого полюса:
“Дрожание амплитуды” на входе УН зависит от частоты и колеблется от 2 дБ на низких и средних частотах до 8 дБ на частоте 20 кГц. “Дрожание фазы” сигнала в обеих контролируемых точках начинается уже с нескольких сотен герц и достигает максимума (до 25°) на частотах 2…20 кГц — в области наибольшей чувствительности слуха.
Теперь посмотрим, как ведет себя схема с замкнутой ООС (рис.4). Из этого рисунка видно, что коэффициент усиления УМЗЧ в данном случае — 29 дБ при полосе пропускания 1,5 МГц. Глубина ООС на частоте 1 кГц — 79-29=50 (дБ), а на частоте 20 кГц—64-29=35 (дБ). Коэффициент нелинейных искажений (Кни) при амлитудном значении выходного напряжения (30 В) на частоте 1 кГц — 0,01 %, а на частоте 20 кГц — 0,04%. что является хорошим показателем качества.
Фазовая характеристика всего усилителя линейна практически до 20 кГц, но на входе УН “дрожание фазы” осталось практически на прежнем уровне, а “дрожание амплитуды” значительно возросло во всем диапазоне звуковых частот (на частоте 20 кГц —15 дБ, что очень много). Мне могут возразить, что на выходе-то все в порядке. Но дело в том, что на реальном сигнале, далеком от синусоиды, совместное “дрожание” амплитуды и фазы может приводить к искажениям огибающей сигналов.
Доработаем наш экспериментальный усилитель, добавив буферный каскад в соответствии с рис. 1. Параллельно входу эмиттерного повторителя включим резистор R30 такой величины (рис.5), чтобы сохранить усиление, а соответственно, и частоту первого полюса, как в исходном усилителе (79 дБ и 2 кГц). Тогда по глубине ООС усилители будут в равных условиях. Снова снимем характеристики: на рис.6—АЧХ и ФЧХ усилителя с разомкнутой цепью ООС. на рис.7 — с замкнутой.
Как видно из рисунков, “дрожания” амплитуды и фазы существенно снизились. Проверим искажения усилителя. Оказывается, и искажения при той же глубине ООС снизились, на частоте 1 кГц — до 0,002% (в 5 раз!), а на частоте 20 кГц — до 0,02% (в 2 раза). Так как глубина ООС на частоте 20 кГц на 15 дБ (в 5 раз) меньше (50-35=15 дБ), то теоретически искажения на частоте 20 Гц должны быть в 5 раз больше, чем на частоте 1 кГц и составлять 0,01%.
Присмотримся к графику фазовой характеристики на входе УН (на выходе ДК) при замкнутой цепи ООС (рис.7). Мы видим отклонение фазы на частоте 20 кГц до 8°. Предположим, это является причиной повышенных искажений по сравнению с расчетным значением и попытаемся выровнять фазу с помощью несложного приема из [1].
Усложним цепь коррекции, добавив еще одну RC-цепочку R31-C7 (рис.8) Она уменьшает ООС до частоты f=1/2πRC=700 (кГц) с одновременным вращением фазы. Емкость дополнительного конденсатора (С7) рекомендуется выбирать в 3…5 раз больше основного. Проверим изменение характеристик усилителя после доработки (рис.9). Как видно, протяженность линейного участка фазовой характеристики на входе УН протянулась выше 100 кГц
(расширилась более чем в 10 раз!) и, что немаловажно, увеличился запас по фазе. Искажения на частоте 20 кГц снизились до 0.005%. причем в спектре частот наблюдается преимущественно 3-я гармоника, поскольку сказывается большая амплитуда сигнала, близкая к ограничению.
Вот теперь можно собирать действующий макет усилителя или дорабатывать имеющиися аналог и слушать.