HiFi 2アンプの熱歪みスキーム、説明

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HiFi アンプの熱歪み。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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数十年前に HiFi アンプの開発が始まったとき、科学としてのエレクトロニクスはまだ非常に発達していませんでした。しかし、それにもかかわらず、結果は非常に良好でした（現在まで）。過去 30 ～ 40 年にわたって、多かれ少なかれ重要な問題が明らかになりましたが、この開発の結果は、HiFi テクノロジにまったく影響を与えませんでした (またはほとんど何も影響しませんでした)。

この分野に関心のある読者は、HiFi 技術に進歩がないことに非常に驚いており、逆に後退が見られることもあります (たとえば、デジタル、特定の音質のテレビ)。人類初の月面着陸から数十年が経ち、音響工学はまだ「馬車」の時代のどこかに残っています。

専門のHiFi文献でもめったに議論されないような物理現象について知りましょう。その間、実際には、これはまさに「コロンブスの卵」です...

プリアンプ、HiFi パワーアンプ、およびその他のオーディオデバイスは、二重チェックが必要であることが知られています。一方で、電子工学と音響学の専門家は、組み立ての過程と組み立てられた形の両方で、測定器を使用してあらゆるデバイスを厳密に管理します。一方、各アンプは、必ずしも専門家ではなく、聴覚の優れた人々によっても特徴付けられます (たとえば、ミュージシャンや音楽愛好家など)。デバイスなしで音楽の音を聞くと、彼らはアンプをあるクラスまたは別のクラスに帰します。

新たな状況の特異性は、実際には、これら XNUMX つのチェックの結果が互いに矛盾することが非常に多いことです。測定結果が良好であっても、音質が耳にはあまり良くないように見える場合や、その逆の場合があります。たとえば、数十年前、著者は最初の HiFi 半導体増幅器を作成しました。この増幅器は、当時存在していた測定方法を使用して得られた非常に優れた特性を持っていました。しかし、そのアンプは、時間と労力を惜しむほどのキラーな「生々しい」音で、その後も真空管アンプの美しい音を長く楽しむことができました。

過去数年間、専門家によってますます多くの電気的テスト手順が開発され、より高い電気的特性を備えたアンプが生まれています。

専門家 (今では非専門家でさえも) は、電気的特性の観点から高いクラスに分類されたデバイスをアンプとして使用すると、不快な (時には耐えられない) 音を出すという事実に特に悩まされています。エレクトロニクスに情熱を持ち、HiFi に精通している私の友人の多くは、活発な議論の後、熱狂的に測定器の再設計、新しい測定器の開発、独創的な測定方法の発明、それに何ヶ月も費やした後、これらすべてが真の結果につながらないことに腹を立て始めました。納得の結果。電気的性能とリスニングスコアが互いに相関することはほとんどありません。

既知のものの間のどこかにいくつかの「くそ」が隠されている可能性があるという事実に、著者が最初に気付いたのは、0,1 つの信号を使用して相互変調歪みを測定する方法を変更し、(純粋に偶然に) 6,1 つ目の信号を適用したときでした。手 - 周波数が約 XNUMX Hz で、形状がほぼ三角形の低速信号)。オシロスコープで制御された結果は、非常に独特であることが判明しました。これまで、「試験」に非常によく合格していたアンプは、特定の時点で、間違いなく第XNUMXの信号の存在に関連するさまざまな大きな歪みを導入し始めました。同時に、テスト中、アンプは間違いなく公称モードであり、過負荷制限をはるかに下回っていました。歪みの性質はかなり奇妙で気まぐれでした: ある瞬間には、それらは「振幅カットオフ」のように見え、XNUMX 番目または XNUMX 番目の高調波のいずれかを与えました。オシロスコープを使用して「レパートリー」全体を観察することは難しく、これらの歪みを正確に評価することは不可能でした。そして、「それ」をどうするかは明らかではなかった. 低周波音域の低速信号の周波数が変化すると、歪みの性質と大きさが多少変化した. 別のタイプのアンプで、すぐに「熱心に追求した」. 、「同じテストを行ったところ、同様の歪みは少なかった. かなり良好な測定結果 (スペクトル分析では高調波歪みが XNUMX% 未満であることが示されました) にもかかわらず、両方のアンプの耳による知覚は等しく劣っていました。

著者は長い間、アンプを「神経系にとって危険な」デバイスとして分類してきました。そして、一連の測定は、標準的な測定パラメータがステレオタイプで迷惑なほど美しいように見えたために行われました。これは、リスニング結果については言えません。これはすべて非論理的で理解できないように見えました。検出された歪みを評価することができなかったため、測定は中断されましたが、知人との問題についての議論中に、いくつかの優れた仮説がうまくテストされました。そしてほんの数年後、問題は偶然にその解決策を見つけました。

ほとんどの電気測定方法とリスニングは、一見重要ではないように見えますが、非常に重要な点で互いに異なるという事実から話を進めなければなりません。測定はどのように行われますか? まず、何らかの発生器からの信号をアンプの入力に加えてから、出力信号を制御します。測定方法自体は、定常的なプロセスを表します。信号は、正確な分析が行われる前に、かなり長い間、すでにアンプ内に存在していました。測定プロセスは非常に長く (たとえば、数秒、場合によっては数分かかります)、その結果は定常状態を指し、入力における標準的で明確な測定信号が継続的に存在することを特徴づけます。

聞くとどうなりますか? ここでの違いは何ですか? たとえば、バイオリニストがバイオリンの弦を無秩序に弾いて弓を弾く、ギタリストがギターの弦を猛烈に弾く、ドラマーがドラムを必死に叩く、インスピレーションを受けた歌手が歌うなど、生成される音楽入力は何でもかまいません。しかし、標準の信号は 1 kHz です。それ（入力信号）は、振幅、周波数、スペクトル構成、およびステレオ特性が疑似ランダムに変化します。そして、耳と脳は、そのような信号の音響品質を完全に分析し、元の音のメロディーに加えて（代わりに）現れた追加の音信号の印象を確実に評価します。この音楽と何らかの形で関連していますが、それとは何の関係もありません。

すべての音響伝送システムは、特定の歪みをもたらします。そして、これは、広い範囲の「騒々しい」音楽だけでなく、「木製の」言語での講義など、狭帯域のスピーチにも当てはまります。主な問題は、これらの歪みを測定する方法とアンプを分類する方法です。過去数年間の経験は、これまでに実施された管理が十分に正確ではなく、そのような分類のための信頼できる足場を提供しなかったことを示しています.

産業用電子機器（測定技術、自動調整および制御技術、計装）では、専門家は膨大な数の観察を蓄積し、開発され広く使用されている測定方法を（その高コストと高度に専門的な性質のために）マスターし、使用することができるのは、専門家の小さなグループ。 HiFi 技術の開発に同じ金額と知的エネルギーを投資することができたなら、間違いなく、私たちは今のようにはなっていないでしょう。

音響学と電子工学の専門家によってまだ十分に制御されていないのは、体制のかなり急速な熱変化と、それによって引き起こされる非常に重大な一時的な歪みです。これらの歪みは、本質的にすべて静止しているため、現在存在する測定方法のいずれによっても検出されません。これらの歪みは、ダイナミックテスト信号と高速歪みメーター (スペクトラムアナライザー) でのみ捕捉できます。

もちろん、ほとんどの読者は、外部温度と半導体結晶の温度が変化すると、半導体のパラメーターのセット全体が変化することを知っています。したがって、熱を考慮せずに適切なエンジニアリングパラメーターを改善することはほとんど不可能です。プロセス。そして、これはすべて非常に単純であるため、おそらくそれが今まで見過ごされてきた理由です。

著者: S.ギュラ; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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