高出力インピーダンスのUMZCHの特長。スキーム、説明

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高出力インピーダンスを備えたUMZCHの特長。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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多くの動作パラメータにおいて、集積回路上の UMZCH がランプ上の UMZCH よりも優れていることは、今や疑いの余地がありません。ただし、専門家の音質評価によってその優位性が常に確認されるわけではありません。読者の皆様がトランジスタアンプの相互変調歪みを低減する対策に関心を高めているのは偶然ではありません。この記事では、これらの歪みを低減する高出力インピーダンスのアンプの構造について説明します。また、文献に記載されている最初の XNUMX つの記事の内容をよく理解しておくことをお勧めします。

[1] および [2] で公開された論文の分析では、高出力抵抗を備えた UMZCH から動電型スピーカー (EDG) を励起する際の音響再生の品質を改善できる可能性について、論文でなされた結論が完全に一致していることが示されています ( Rout)、相互変調歪み (ID) を低減します。ただし、言及された記事で説明されている AI のソースは根本的に異なります。最初の項目で歪みの主な原因が EDC のインピーダンスの変化であると想定されている場合、XNUMX 番目の項目では、IR の発生源も UMZCH であり、増幅された信号と応答の相互変調が発生すると述べられています。 EDC からの信号が発生し、アンプの出力から一般的なフィードバック回路を通って到達します。

[1] と [2] の推奨事項に従って、高出力インピーダンスを持つ UMZCH を構築するための考えられる原理を考えてみましょう。

[1] で示されているように、インピーダンスの変化に対する UMZCH スピーカーシステムの感度を下げるためのアンプの最も簡単な変更は、UMZCH の一般的な電圧フィードバックを電流フィードバックに置き換えることによって可能です。この場合、Rout の必要な値はディープカレント OOS によって達成されるため、OOS のない UMZCH の出力抵抗は非常に小さくなる可能性があります。これにより、統合設計と、出力段にエミッタ (ソース) フォロワを備えたバイポーラまたは電界効果トランジスタの両方で、最も一般的な UMZCH を変更する十分な機会が生まれます。

一般的な OOS 回路の構造を簡略化して図に示します。ここでは、抵抗器 Roc が電流 OOS センサーとして機能します。 EDC と直列に接続この回路では、周波数の増加に伴って EDC のインピーダンスが増加すると、フィードバックループの深さが減少し、それに対応して、オクターブあたり 1 dB を超えない傾きで周波数応答が増加します。この場合、必要な周波数応答の補正は、図に示す最も単純な回路 Rк6Ск1 を使用して実現されます。 1 点線。

高出力インピーダンスのUMZCHの特徴

高出力抵抗を備えた UMZCH の特徴には、EDC のインピーダンスの変化による出力電圧の増加を保証するために、電源電圧を 20 ～ 30% 増加させる必要があることが含まれます [1]。

図に示す構造の UMZCH の適用性を評価してみましょう。 1 は、[2] で検討されている AI を削減するためのもので、主な要件は、EDC からの応答が OOS ループ内の他の信号の増幅に影響を与える条件を除外することです。出力段 A1 の特性 (図 1 を参照) からわかるように、元のアンプの低い出力抵抗を介して EDC 応答 (EMF の形式) が OOS 回路に侵入するため、この要件は満たされません。。

UMZCH のさまざまな回路ソリューションの分析では、相互変調歪みが低い UMZCH について [2] で規定されている要件を満たすことが、(一般的な OOS を使用せずに) 独自の出力抵抗の値が高い UMZCH 出力段を使用することによってのみ可能であることが示されています。これは通常、ベース接地 (CB) またはエミッタ接地 (CE) を備えた回路に接続されたトランジスタを使用する出力段を備えた UMZCH で実現されます。同じことが、共通ゲート (OC) と共通ソース (CS) を備えた回路の電界効果トランジスタのカスケードにも当てはまります。

トランジスタを OB (OZ) に接続する回路が、カスケードの Rout の最大値を提供することが知られています。しかし同時に、入力抵抗の値が小さく、電流増幅ができないため、アプリケーションの可能性が大幅に制限されます。このような出力段構造の例は、[3] で提案されています。図では、図 2 は、アンプ出力段の一部を示しています。ここでは、強力なトランジスタ VT1、VT2 が信号を電圧のみで増幅します。トランジスタ VT4、VT5 は、カスケードのエミッタ抵抗とともに、温度範囲での静止電流を安定させ、トランジスタ VT3、VT6 は、出力トランジスタの最大ベース電流を制限します。このオプションの重大な欠点は、XNUMX チャンネルの電源が共通のワイヤに接続されていないことです。

高出力インピーダンスのUMZCHの特徴

カスケードの入力抵抗の値がかなり大きく、電流と電圧の増幅が可能なため、出力段の OE (IO) 回路に接続されたトランジスタの使用がより普及しています。カスケードの Rout を増やす必要がある場合は、たとえば [4] および [5] のように、エミッタ (ソース) 回路に抵抗を含めることにより、追加のローカル直列電流フィードバックを使用することができます。

高い Rout を備えたオリジナルの UMZCH を使用しても、電流の点で一般的な OOS を同時に使用し、それに対応して Rout が増加し、入力電圧を出力電流に変換する精度が向上する可能性を排除するものではありません。

この場合、[2] で示された条件を満たす UMZCH 回路の簡略化されたバージョンは、図の UMZCH 回路と一致します。 1. したがって、[1] と [2] によるバージョンの UMZCH パラメータの根本的な違いは、元のアンプの Rout の値と、電源電圧を 20 ～ 30% 増やす必要があることだけです。。これは、EDC 応答の歪みを除去するために必要です。電源電圧が不足すると、音質が劣化します。

[2] で示された問題を解決するために UMZCH を実際に実装する場合、その機能のいくつかを考慮する必要があります。たとえば、ローカルフィードバックを備えた最小数の増幅段を備えた反転入力を備えた UMZCH では、より優れた動作安定性が実現されます。可能であれば、内蔵オペアンプの使用、または 20 dB 以下の電圧増幅を目的としたオペアンプの使用を除外する必要があります。

非線形歪みの 0,1 分の 0,2 パーセントを取得しようと努力する必要はなく、非線形歪みを約 XNUMX ～ XNUMX% の値に制限するだけで十分です。主な取り組みは、高調波歪みのスペクトルと周波数依存性、つまり出力信号レベルの低下に伴って単調に減少する歪みを軽減することに向けられる必要があります。

UMZCH の十分に高いパラメータは、通常、入力電圧と出力電流の変換比が 20 ～ 30 A 以下で達成されるため、全体の電流フィードバックの深さを 1 ～ 1,5 dB に制限することをお勧めします。 EDC インピーダンス 25 オームで出力電力 40 ～ 8 W の場合 /V。

電力損失を減らすために、抵抗 ROC3 の抵抗値を比較的小さく選択することをお勧めします。この場合、一般的なフィードバックループに適切なゲインを備えた追加のアンプを含める必要がある場合があります。その場合、そのローカル OOS の回路で高周波領域の周波数応答を補正するのが良いでしょう。

オーディオ信号のアタックを再生する際の歪みを低減するには、必要な安定余裕に基づいて補正要素 Rk2、Sk2 のパラメータを選択する必要があり、アクティブラウドスピーカーの周波数応答補正は他の手段で実行する必要があります。

UMZCH 回路の選択は、達成された品質特性の比較結果に基づいて行われ、その客観的な測定は標準的な方法を使用して実行されます。この場合、出力電流の測定値は、出力電流に比例する、たとえば抵抗 ROC3 の両端の電圧の測定値に置き換えることができます。音声再生の主観的品質評価 (SQA) の結果を予測する必要がある場合は、実際の EDC を負荷として使用して、ノイズ信号に対して UMZCH の非線形歪みの測定を実行する必要があります [6]。

UMZCH の動作モードスイッチを使用して、Rout の値を高くまたは低くして、サウンド再生の品質の変化を評価する方が便利です。この切り替え中、電流フィードバックは電圧フィードバックに置き換えられ、周波数応答補正要素はオフになります。

文学

Ageev S. UMZCH は低い出力インピーダンスを持つべきですか? - ラジオ、1997 年、第 4 号、p. 14～16。
Aleinov A.、Syritso A. UMZCH - スピーカーシステムでのサウンド再生の改善。 - ラジオ、2000 年、第 7 号、p. 16～18。
Mills PGL、Hawksford MO 電流駆動ラウドスピーカー用トランスコンダクタンスパワーアンプシステム。 - JAES、vol. 37、1989、No.10、p. 809 - 822。
Zhbanov V. 高線形サーマルアンプ低周波アンプ。 - ラジオ、1983 年、第 10 号、p. 44～46。
ペトロフ A. 2000 つの AF パワーアンプ。 - ラジオ、10 年、No. 14、p. 16 - XNUMX。
Syritso A. ノイズ信号の非線形歪みの測定。 - ラジオ、1999 年、第 4 号、p. 29、30。

著者: A.シリツォ

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セルゲイ
図 2 の図は正しくありません。一連のトランジスタ vt2、vt5、vt6 が正しく描かれていません。最終段は、トランジスタ vt4、vt5 のベースに適合する必要があります。 1 チャンネルの電源は共通のワイヤに接続でき、接続する必要があり、音響は vt2、vtXNUMX エミッターに接続する必要があります。

ビクター
セルゲイ、音響がエミッターに接続されている場合、出力インピーダンスは低くなります。回路は正しく、トランジスタは外れています。共通ベースでオンにすると、信号がエミッターに供給されます。

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