Стереопідсилювач

Пов’язані терміни:

Енергетична інженерія
Напівпровідник
Підсилювач
Резистори
Імпеданс
Осцилятори
Транзистори
Амплітуди
Двійкова цифра

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Підсилювач потужності

Стерео проти меси

Автор почав металоконструкції та компонування підсилювача Crystal Palace як стереопідсилювача, перш ніж купувати точні ваги. Вага понад 90 фунтів - це не підсилювач для слабодухих.

Причиною побудови підсилювача як стереопідсилювача є те, що повністю збалансована аудіо топологія робить підсилювач нечутливим до шуму джерела живлення. Тому немає необхідності мати окремі лівий та правий джерела живлення, і можна досягти значного зменшення схем підтримки. І останнє, але не менш важливе: у автора було багато деталей для досягнення стереопідсилювача, але пара моно шасі подвоїла б металоконструкції і вимагала придбання двох великих дроселів HT. Ви можете мати іншу думку щодо переваг стерео-шасі.

Електронні схеми: лінійні/аналогові

Частотна характеристика

Це міра діапазону частот, який охоплюють підсилювачі. Підсилювачі постійного струму можуть охоплювати постійний струм лише до кількох сотень герц. Аудіопідсилювачі можуть охоплювати голосові частоти від 300 до 3000 Гц або стереопідсилювачі, які охоплюють 20 Гц – 20 кГц. Підсилювачі ПЧ можуть охоплювати лише певний діапазон, скажімо, 455 кГц, 9 МГц, 45 МГц, 70 МГц або якесь інше популярне значення ПЧ. Операційні підсилювачі посилюють сигнали від постійного струму до деяких дуже високих частот до декількох сотень МГц, в деяких випадках.

РЧ-підсилювачі покривають високі радіочастоти від декількох МГц до мікрохвиль від 1 до 100 ГГц. Їх частота та діапазон охоплення зазвичай встановлюються фільтром або LC налаштованою схемою.

На рис. 4.13A показана крива відгуку для операційного підсилювача з виходом до постійного струму та до частоти відсічення (fco) або 5 МГц. Рис. 4.13B - крива відгуку стереопідсилювача з діапазоном від 20 Гц до 20 кГц.

Малюнок 4.13. Криві частотно-відгукової характеристики показують вихідну потужність проти вхідної частоти. Крива в (А) - це відгук операційного підсилювача, який простягається від постійного струму до частоти відсічення 5 МГц. Крива в (B) - це відповідь загального стереозвукового підсилювача.

Підсилювачі напруги та елементи управління

Неправдиві сигнали

На додаток до гармонічних, ІМ та перехідних дефектів в сигнальному каналі, які виявляться при звичайному інструментальному тестуванні, існує цілий спектр помилкових сигналів, які можуть не виникати в таких тестах. Найпоширенішим з них є вторгнення шуму та чужорідних сигналів або з лінії подачі, або шляхом прямого прийому радіо.

Цей останній випадок є випадковою і примхливою проблемою, яку можна вирішити лише кроками, відповідними розглянутій схемі схеми. Однак вторгнення в лінії живлення через небажані сигнали від джерела живлення або від іншого каналу в стереосистемі можуть бути значно зменшені за рахунок використання схемних схем, що забезпечують високу стійкість до коливань напруги на джерелі постійного струму.

Інші кроки, такі як використання електронно стабілізованих джерел постійного струму або використання окремих джерел живлення в стереопідсилювачі, корисні, але необхідний високий рівень відхилення сигналу лінії живлення слід шукати як конструктивну особливість перед тим, як застосовувати інші паліативні засоби . Сучасна ІС оп. підсилювачі пропонують типовий коефіцієнт відхилення напруги живлення 90 дБ (30000: 1). Хороші конструкції дискретних компонентів повинні пропонувати не менше 80 дБ (10 000: 1).

Цей показник має тенденцію до погіршення на більш високих частотах, і це призвело до все більшого використання конденсаторів обвідних ліній живлення, що мають низький ефективний послідовний опір (ESR). Ця особливість є або результатом проектування конденсатора, або досягається в схемі прийняттям дизайнером груп паралельно з'єднаних конденсаторів, вибраних таким чином, щоб імпеданс змінного струму залишався низьким у широкому діапазоні частот.

Особлива проблема щодо фальшивих сигналів, яка виникає в підсилювачах звукової потужності, пов’язана з гучномовцем, який діє як генератор напруги, коли він стимулюється хвилями тиску всередині шафи, і впорскує небажані звукові компоненти безпосередньо в контур негативного зворотного зв'язку підсилювача. Ця специфічна проблема навряд чи може виникнути в схемі малого сигналу, але конструктор повинен врахувати, який ефект можуть мати вихідні/лінійні навантаження характеристики - особливо щодо зменшеного запасу стійкості в підсилювачі зворотного зв'язку.

У всіх підсилювальних системах існує ймовірність мікрофонічних ефектів через вібрацію компонентів. Це, ймовірно, матиме все більше значення на вході "низького рівня", високої чутливості, каскадів попереднього підсилювача, і може призвести до забарвлення сигналу, коли обладнання використовується, що в лабораторії в тихому приміщенні не враховують.

Основні поняття: Трансформери

Джордж Патрік Шульц, "Трансформери та двигуни", 1989

Класифікація

Сьогодні на ринку представлено безліч різних типів трансформаторів. Каталоги виробників перелічують їх відповідно до їх рейтингів та особливостей конструкції, і їх часто класифікують відповідно до:

послуга або додаток.

спосіб охолодження.

кількість фаз.

види утеплювача.

спосіб кріплення.

Застосування

Найпоширеніший метод класифікації трансформаторів - це їх застосування. Наприклад, великі силові трансформатори - це ті, що перевищують 500 кВА, що використовуються комунальним підприємством у розподільчих системах потужністю понад 67 кВ. Розподільні трансформатори використовуються для подачі відповідних рівнів напруг і струмів по всій системі. Трансформатори можуть бути знаковими трансформаторами, що використовуються з неоновими вивісками, або газорозрядним трансформатором лампи, що використовується для зовнішнього освітлення. Трансформатори можуть бути призначені як керування, сигналізація, дзвінок тощо. При використанні в електронних схемах застосовуються такі позначення, як трансформатори зворотного зв'язку, що використовуються у високовольтній схемі телевізорів, сполучні трансформатори, що використовуються для передачі сигналів з однієї схеми в іншу, імпульсні трансформатори, що використовуються для формування сигналу належної амплітуди та форми.

Список майже нескінченний, і для того, щоб мати можливість візуалізувати пристрій, потрібно ознайомитися з галуззю досліджень. Деякі трансформатори можуть мати розмір не більше штифтової головки, тоді як інші такі великі, як кімната.

Основний матеріал змінюється з частотою. Ферритові та повітряні сердечники використовуються з трансформаторами з більш високою частотою, замінюючи високопроникні сталеві сердечники, що використовуються на силових частотах. Ферритові жили часто регулюються таким чином, що схеми можуть бути налаштовані шляхом зміни індуктивності котушки.

Призначення

Трансформатори загального призначення - це, як правило, сухі трансформатори потужністю 600 вольт або менше, які використовуються для зниження напруги до напруги утилізації для живлення та освітлення. Ці трансформатори можуть мати постійну або змінну напругу або постійні або різні струмові типи трансформаторів залежно від вимог до навантажень.

Підсилювальні трансформатори використовуються для зниження або підвищення лінійної напруги, що живить силовий трансформатор або навантаження. Призначення трансформатора - підвищення або зниження напруги.

Ізоляційні трансформатори використовуються для ізоляції наземної системи лінії електропередач від площі або пристрою, що обслуговується. Наприклад, операційні в лікарнях повинні бути ізольованими. При використанні з електронними пристроями це запобігає надходженню шасі до напруги на лінії електропередачі, коли штепсель на пристрої не поляризований.

Іншою метою може бути використання трансформатора для відповідності імпедансу. Вихід стереопідсилювача має відносно високий опір, на відміну від його навантаження, набору динаміків. Трансформатор з первинним імпедансом, рівним вихідному сигналу підсилювача, і вторинним імпедансом, рівним імпедансу динаміка, забезпечить максимальну передачу потужності.

Системи охолодження

Інший спосіб класифікації трансформаторів - це тип використовуваної системи охолодження. Дві загальні класифікації охолоджуються повітрям або рідиною.

Трансформатори з повітряним охолодженням зазвичай малі і залежать від циркуляції повітря над або через їх корпуси. Вони можуть бути як провітрюваними, так і непровітрюваними. Може використовуватися примусове повітря, яке забезпечується вентиляторами. Вентилятор (и) можуть бути частиною самого трансформатора або встановлені в конструкції для забезпечення загальної циркуляції повітря на більшій площі, що включає трансформатор (и). Трансформатори можуть мати гладкі поверхні або можуть бути обладнані ребрами, щоб забезпечити більшу площу поверхні для відводу від них тепла.

Трансформатори з масляним охолодженням мають котушки і сердечник трансформатора, занурені в рідину. Рідина може бути мінеральним маслом, силіконовою рідиною або синтетичним матеріалом, зареєстрованим конкретним виробником. У деяких трансформаторах використовується природна циркуляція масла через тепло. Плавники, як правило, надаються для відведення тепла в навколишнє повітря. Для полегшення відведення тепла від трансформатора можуть використовуватися вентилятори. В інший час всередині корпусу трансформатора може бути вставлена водяна сорочка з циркулюючою прохолодною водою для охолодження масла. Іншим методом було б перекачування масла через ребра або радіатор і не залежати від природних циркуляційних струмів. Будь-який із цих методів або їх поєднання може бути частиною конструкції будь-якого конкретного трансформатора. Рисунок 1-9 ілюструє деякі з цих методів.

РИСУНОК 1-9. Методи охолодження силових трансформаторів.

Ефективна система охолодження може збільшити потужність трансформатора на 25-50%. За цих обставин трансформатор потужністю 1000 кВА може працювати до 1500 кВА, не завдаючи шкоди пристрою.

Будь-які кроки, які електрик з технічного обслуговування може зробити для зниження робочих температур електрообладнання, забезпечить більшу ефективність та триваліший час роботи без поломки обладнання. Прості запобіжні заходи для забезпечення достатнього потоку повітря можуть бути всім необхідним.

Фази

Трансформатори також класифікуються за кількістю фаз. Як правило, вони включають однофазні та трифазні трансформатори. Можна також зустріти двофазні або навіть шестифазні трансформатори.

Ізоляція

Національна асоціація виробників електроенергії (NEMA) визначила чотири класи ізоляції із специфікаціями та температурними обмеженнями для сухих трансформаторів. У кожному випадку базову температуру встановили на рівні 40 ° C або 104 ° F. Обладнання не слід встановлювати в місцях із температурою навколишнього середовища, що перевищує цю величину, без зниження його вихідної потужності. Класифікації NEMA є

Клас А. Дозволяє піднімати на котушці не більше 55 ° C. Це близько до температури кипіння води, але в зоні з трансформатором можуть бути горючі матеріали.

Клас B. Підвищення температури не може перевищувати 80 ° C на котушці. Ці трансформатори менше, ніж типи класу А, і важать приблизно вдвічі менше. Ці трансформатори стають менш популярними, ніж серії F і H для систем розподілу.

Клас F. Ця класифікація допускає підвищення температури на котушках до 115 ° C. Ці трансформатори менше, ніж типи класу B, і доступні до 25 кВА для одно- або трифазних застосувань.

Клас H. На обмотках допускається максимальне підвищення температури на 150 ° C. Ізоляційними матеріалами, що використовуються з цими трансформаторами, є високотемпературне скло, силікон та азбест. Ці блоки мають потужність 30 кВА або більше.

Надмірне підвищення температури є основною причиною несправності трансформатора. Трансформатори призначені для вищих допустимих підвищення температури. Наприклад, Трансформатори Соргеля на своїх силових трансформаторах використовують конструкцію бочкоподібного типу, яка дозволяє підвищити 220 ° C. Ці трансформатори все ще експлуатуються за класифікацією NEMA, але цей спосіб конструкції дозволяє температурний запас компенсувати будь-які гарячі точки, які можуть виникнути.

Період напіввиведення ізоляції, яка зазнала максимальної температури з моменту введення в експлуатацію, становить приблизно 20 000 годин, або 2,3 роки. Трансформатори, які піддаються постійному навантаженню, можуть бути спроектовані так, щоб витримувати ці умови за вартістю приблизно на 10% вище стандартної конструкції. Цього можна досягти за допомогою використання більших провідників для зменшення втрат міді та вдосконалення системи охолодження.

Кріплення

Остаточним методом класифікації трансформаторів є спосіб, за допомогою якого вони змонтовані. Вони можуть бути встановлені на платформі, тобто вони можуть стояти на власній основі на конструкції, достатньої міцності для їх утримання. Вони можуть бути встановлені на стовпі, прикріплені до стіни або встановлені в метро або сховищі. Важливо вказати спосіб кріплення при замовленні трансформатора.