खराब ऑडियो amp कैसे संभव है?

Question

यह पता लगाने के बाद कि महान ऑप एम्प्स कितने हैं, और यह कुछ बेहद अच्छे हैं - विशेष रूप से कम बिजली के स्तर पर - उचित कीमतों पर उपलब्ध हैं, मुझे आश्चर्य है कि सभी ऑडियो एम्पलीफायरों, बड़े या छोटे, बस एक संयोजन के द्वारा उत्कृष्ट प्रदर्शन प्राप्त नहीं करते हैं एक साधारण आउटपुट चरण के साथ अच्छा लघु-संकेत सेशन amp।

मेरा मतलब है कि ओपैम्प के साथ, इन सभी पूर्वाग्रह वोल्टेज और तापमान स्थिरता के बारे में चिंता करने की कोई आवश्यकता नहीं है, बस ओप्पम और किसी भी बेजोड़ डार्लिंगटन ट्रांजिस्टर छड़ी करें, और आप जाने के लिए अच्छे हैं।

किसी भी नुकसान?

Answer 1

एम्पलीफायरों में opamps का उपयोग उनके डिजाइन को काफी सरल कर सकता है, लेकिन opamps सही नहीं है। यदि वे अपने पूर्ण बैंडविड्थ पर अनंत प्रवर्धन होते हैं , तो वे दोलन करते हैं , इसलिए उन्हें आंतरिक रूप से मुआवजा दिया जाता है, जो उनके बैंडविड्थ को सीमित करता है। एक सीमित बैंडविड्थ एम्पलीफायर को ट्रांसिएंट इंटरमोड्यूलेशन डिस्टॉर्शन (टीआईएम) के लिए प्रवण बनाता है , एक प्रकार का विरूपण हार्मोनिक विरूपण (एचडी) की तुलना में बहुत अधिक कष्टप्रद होता है।

केवल HD प्रकाशित होने का कारण, और TIM कभी नहीं है, यह है कि अच्छे दिखने वाले HD आंकड़े प्राप्त करना बहुत आसान है। 0.01% हार्मोनिक विरूपण जैसी आकृति से कौन प्रभावित नहीं होगा? अधिकांश ग्राहक यह महसूस नहीं करते हैं कि यह आंकड़ा पूरी तरह से अप्रासंगिक है क्योंकि कुल सिस्टम की विकृति वक्ताओं द्वारा निर्धारित अधिकांश भाग के लिए है, जो आसानी से कुछ प्रतिशत विरूपण जोड़ते हैं।

पावर चरण अपनी समस्याओं के बिना भी नहीं है। क्लास ए एम्पलीफायरों का उपयोग शायद ही उनकी कम दक्षता के कारण किया जाता है। कक्षा बी या एबी एम्पलीफायरों में एक क्रॉसओवर विरूपण होता है जहां एक ट्रांजिस्टर दूसरे से लेता है। यह एक गैर-रेखीय विरूपण है जिसे प्रतिक्रिया द्वारा मुआवजा नहीं दिया जा सकता है । सच नहीं हो सकता। अगर कोई यहाँ ज्ञानवर्धन कर सकता है तो मुझे यह सुनना अच्छा लगेगा। ।

एक अंतिम उद्धरण सेशन पर:

"बिना शर्त स्थिर ऑप amp जैसी कोई चीज नहीं है जब तक कि वह डिस्कनेक्ट की गई शक्ति के साथ टेबल पर न हो" [ 1 ]

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आगे पढ़ने
[1] Intersil appnote AN9415: प्रतिक्रिया, Op एम्प्स और मुआवजा

Comments

आप क्यों मानते हैं कि क्रॉसओवर विरूपण को प्रतिक्रिया द्वारा मुआवजा नहीं दिया जा सकता है?

— बिट्रिक्स

@Bitrex - मुझे याद है कि मैंने जो सीखा है, हालांकि मैं दावे के पीछे तर्क भूल गया। बस मेरे दिमाग में अटक गया।

— स्टीवनव

क्रॉसओवर डिस्टॉर्शन को फीडबैक द्वारा बहुत सुधार किया जाता है, लेकिन कभी भी कुछ भी सही नहीं होता है। आप कहते हैं कि TIM THD की तुलना में बहुत अधिक कष्टप्रद है, लेकिन आपका उद्धरण इसके बारे में कुछ नहीं कहता है। क्या आप इस बिंदु पर विस्तार से बता सकते हैं?

— 20

@endolith - नहीं :-) ये बातें बहुत व्यक्तिपरक हैं, और मापा मान हमेशा उपयोगकर्ता अनुभव का संकेत नहीं हैं। तथ्य यह है कि 1% के क्रम में टीएचडी के उच्च स्तर, ज्यादातर लोगों के लिए ध्यान देने योग्य नहीं हैं, और टीआईएम को टीएचडी की तुलना में एक ही% में जल्द ही देखा जाता है। मुझे इस पर एक रिपोर्ट पढ़ना याद है, लेकिन यह मेरे फिलिप्स ऑडियो अवधि में था, इंटरनेट से पहले भी, और मेरे पास यहां दस्तावेज़ नहीं है।

— स्टीवनव सिप

संयोग से, एक गिटार पर "पावर कॉर्ड" में 2: 3: 4 के करीब आवृत्ति के अनुपात में तीन तार बजना शामिल है। यह एक एम्पलीफायर में विकृति का शोषण करने के लिए किया जाता है जो राशि और अंतर आवृत्ति उत्पन्न करेगा जो कि खेले गए सबसे कम नोट के नीचे एक पिच के सभी गुणक हैं। शुद्ध प्रभाव यह है कि एक पावर कॉर्ड एक कॉर्ड की तरह ध्वनि नहीं करेगा, बल्कि गिटार की तुलना में कम नोट की तरह ध्वनि करेगा अन्यथा खेल सकता है।

— सुपरकैट

Answer 2

दिलचस्प सवाल - जवाब (अच्छी तरह से मेरा जवाब) क्या आप इस तरह से एक शानदार ऑडियो amp बना सकते हैं। आपको अभी भी आउटपुट स्टेज, और समग्र डिज़ाइन पर कुछ ध्यान देना होगा, लेकिन ओप्स के उपयोग में कोई समस्या नहीं है (और अच्छे प्रदर्शन के लिए बुनियादी, सस्ते एम्पलीफायरों के लिए आजकल बहुत आम है),
हालांकि ऑप्स सुविधाजनक उपकरण हैं और कुछ उत्कृष्ट आधुनिक हैं यदि उपलब्ध हो, तो निश्चित रूप से बहुत सारे तरीके हैं जो आप खराब परिणाम प्राप्त करने के लिए उनका उपयोग कर सकते हैं यदि आप विवरणों पर ध्यान नहीं देते हैं।

इसका मतलब यह नहीं है कि लोग इसे खरीद लेंगे, और डिजाइनरों को यह पता है, इसलिए आपको अभी भी उच्च अंत वाल्व आधारित "हाय-फाई" amps की लागत> £ 2000 2% THD के साथ है। आप शायद कह सकते हैं कि इरादा "बुरा" एम्पलीफायर बनाने का था (विडंबना यह है कि) यह अधिक पैसा कमाएगा - दुर्भाग्य से "महान" का अर्थ बहुत सारे अलग-अलग लोगों के लिए बहुत कुछ है।
आपके पास व्यक्तिवादी शिविर में कुछ हैं जिन्होंने मूल रूप से मानव कान का फैसला किया है जो किसी भी माप उपकरण की तुलना में अधिक सटीक है, और उन चीजों को सुन सकते हैं जो उनमें से कोई भी नहीं देख सकता है। इसलिए वे हमेशा कह सकते हैं "हाँ, आपका THD + n वास्तव में 20Hz-20kHz से 0.001% है, लेकिन आप अपने डिजाइन के साथ अचूक प्रभाव x की अनुमति नहीं दे रहे हैं, और यही कारण है कि यह कान को अच्छा नहीं लगता"

अगर तकनीकी पूर्णता की इच्छा होती है, तो यह सब मायने रखता है, तो सैकड़ों की लागत वाली ऑक्सीजन मुक्त केबल जैसी चीजें कभी बाजार में नहीं आएगी :-)

मुझे लगता है कि आप डगलस सेल्फ के "स्मॉल सिग्नल ऑडियो डिज़ाइन" और "ऑडियो पावर एम्पलीफायर डिज़ाइन हैंडबुक" को पढ़ना चाह सकते हैं।
मैंने पाया है कि वह इस तरह के मामलों पर काफी अधिकार रखती है। उनकी पुस्तकों में दोनों opamps और असतत ट्रांजिस्टर के उपयोग पर चर्चा की गई है। वह उन शक्तियों / कमजोरियों का वजन करता है जिसमें वास्तविक जीवन परीक्षण डेटा शामिल है, और उदाहरण देता है जहां आप असतत ट्रांजिस्टर के साथ बेहतर प्रदर्शन प्राप्त कर सकते हैं।

Answer 3

वास्तव में, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में, मध्यम से कम बिजली ऑडियो एम्पलीफायरों के लिए पूरी तरह से एक चिप पर, उपनाम "चिप amp" होना आम है।

एक मुद्दा यह है कि उन सस्ते ऑप-एम्प्स में से अधिकांश के लिए आपको आउटपुट स्टेज ड्राइव करने के लिए पर्याप्त व्यापक वोल्टेज स्विंग नहीं करना पड़ता है, जिसमें स्वयं कोई वोल्टेज लाभ नहीं होता है। यदि कोई op-amp +/- 15V अधिकतम पर संचालित होता है, और हम उसके बाद एक पावर स्टेज लगाते हैं, तो आउटपुट स्विंग अभी भी +/- 15V तक सीमित है। ऐसे op-amps हैं जो काफी अधिक वोल्टेज पर चलते हैं, लेकिन वे महंगे मिलते हैं।

Op-amp के बाद अधिक वोल्टेज लाभ जोड़ना, जैसे कि लाभ वैश्विक प्रतिक्रिया पाश में संलग्न है, जोखिम भरा है और कुछ स्थान और लागत बचत लाभ की उपेक्षा करता है क्योंकि तब असतत घटकों में सिर्फ एक आउटपुट चरण की तुलना में अधिक जटिलता व्यक्त की जाती है।

फिर भी यह वास्तव में कभी-कभी किया जाता है। उदाहरण के लिए मार्शल 8008 रैकमाउंट गिटार एम्पलीफायर पर एक नज़र डालें । एक सेशन-एम्पी एक अतिरिक्त वोल्टेज प्रवर्धन चरण को चलाता है और उसके बाद एक आउटपुट स्टेज। वीएएस दिलचस्प है: यह सामान्य बेस में पूरक ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी का उपयोग करता है, क्रमशः आधार पर +/- 15V रेल से बंधा हुआ है। फीडबैक को आउटपुट स्टेज से सही लिया जाता है ताकि फीडबैक लूप में अतिरिक्त लाभ शामिल हो। हालांकि ऑप-एम्प को आंतरिक रूप से मुआवजा दिया जाता है, इस बोल्ट-ऑन वीएएस का C15 और C17 के रूप में खुद का मुआवजा है। ऑप-एम्पी के पूर्ण ओपन-लूप लाभ का उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि इसमें R3 के माध्यम से स्थानीय प्रतिक्रिया होती है, और R45 भी वैश्विक एक के भीतर अधिक स्थानीय प्रतिक्रिया पथ प्रदान करने में एक भूमिका निभाती है।

सारांश में, यदि आउटपुट वोल्टेज स्विंग एक विशिष्ट ऑप-एम्पी (या उससे भी आगे) की सीमा के भीतर है, तो ऑप-एम्प का उपयोग करने में कोई फायदा नहीं है, क्योंकि आप LM3886 जैसे चिप amp का उपयोग कर सकते हैं। फिर भी, असतत आउटपुट चरण के साथ प्रतिक्रिया योग बिंदु के रूप में op-amps का उपयोग करना, अनसुना नहीं है।

Answer 4

आउटपुट स्टेज की ड्राइव आवश्यकताओं को भी ध्यान में रखना है। एक एम्प्टीफायर को 100 वाट औसत आउटपुट पावर के लिए 8 ओम लोड में रेटेड, एक मानक एमिटर-फॉलोवर आउटपुट चरण का उपयोग करके, चालक चरण से शिखर तक लगभग +/- 40 वोल्ट चोटी के झूले की आवश्यकता होगी। ऐसे आउटपुट जो इन 'उच्च' वोल्टों को आउटपुट कर सकते हैं, आम ऑडियो ऑप एम्प्स की तुलना में अधिक महंगे होते हैं। इसके अलावा, अभी भी आउटपुट को ठीक से बायस करने और बायसिंग को तापमान-स्थिर सुनिश्चित करने का मुद्दा है; ड्राइवर के रूप में एक opamp का उपयोग करना जादुई रूप से इस समस्या को हल नहीं करता है।

ड्राइवर और आउटपुट चरणों में असतत ट्रांजिस्टर का उपयोग करने के तरीके हैं, साथ ही संबंधित पूर्वाग्रह सर्किटरी के साथ, और ड्राइवर के रूप में एक opamp का उपयोग करें, जैसे अनुप्रयोग नोट यहां । ये सर्किट मुख्य रूप से उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के लिए प्रतीत होते हैं, हालांकि, और हाई-फाई ऑडियो के लिए उनके पास क्या लाभ हो सकता है (जहां कहा गया लक्ष्य आमतौर पर संभव के रूप में कुछ लाभ चरणों के रूप में होता है, और उनमें से प्रत्येक को पहले जितना संभव हो उतना रैखिक बनाएं। प्रतिक्रिया लागू की जा रही है) अस्पष्ट है।