Làm thế nào có thể làm cho amp âm thanh xấu?

Sau khi khám phá ra các ampe kế tuyệt vời như thế nào, và một số cực kỳ tốt - đặc biệt là ở mức năng lượng thấp - có sẵn ở mức giá hợp lý, tôi tự hỏi tại sao tất cả các bộ khuếch đại âm thanh, lớn hay nhỏ, không đạt được hiệu suất tuyệt vời bằng cách kết hợp một cách đơn giản op amp tín hiệu nhỏ tốt với một giai đoạn đầu ra đơn giản.

Ý tôi là, với opamp, không cần phải lo lắng về tất cả các điện áp sai lệch và sự ổn định nhiệt độ này, chỉ cần gắn opamp và bất kỳ bóng bán dẫn darlington chưa từng có nào, và bạn rất tốt để đi.

Có cạm bẫy nào không?

Việc sử dụng opamp trong bộ khuếch đại có thể đơn giản hóa đáng kể thiết kế của chúng, nhưng opamp không hoàn hảo. Nếu chúng có khuếch đại vô hạn trên toàn bộ băng thông, chúng sẽ có xu hướng dao động , do đó chúng được bù bên trong, làm hạn chế băng thông của chúng. Băng thông hạn chế làm cho bộ khuếch đại dễ bị Biến dạng xuyên điều chế (TIM), một loại méo gây khó chịu hơn nhiều so với méo hài (HD).

Lý do chỉ HD được công bố, và TIM không bao giờ là, đó là dễ dàng hơn nhiều để có được các số liệu HD đẹp mắt. Ai sẽ không bị ấn tượng bởi một con số như méo hài hòa 0,01%? Hầu hết khách hàng không nhận ra rằng con số này hoàn toàn không liên quan vì độ méo của toàn bộ hệ thống là phần lớn được xác định bởi các loa, dễ dàng thêm một vài phần trăm biến dạng.

Giai đoạn sức mạnh không phải là không có vấn đề của nó. Bộ khuếch đại loại A hầu như không được sử dụng vì hiệu quả thấp. Bộ khuếch đại loại B hoặc AB có méo chéo trong đó một bóng bán dẫn thay thế cho bóng bán dẫn khác. Đây là một biến dạng phi tuyến tính mà không thể được bù đắp bằng phản hồi . Có thể không đúng Nếu ai đó có thể khai sáng ở đây, tôi rất thích nghe nó. .

Một trích dẫn cuối cùng về opamp:

"Không có thứ gọi là op amp ổn định vô điều kiện trừ khi nó nằm trên bàn với nguồn điện bị ngắt" [ 1 ]

Đọc thêm
[1] Intersil appnote AN9415: Feedback, Op Amps và Bồi thường

Câu hỏi thú vị - câu trả lời (cũng là câu trả lời của tôi ) là bạn có thể tạo ra một amp âm thanh tuyệt vời theo cách này. Bạn vẫn sẽ phải chú ý đến giai đoạn đầu ra và thiết kế tổng thể, nhưng việc sử dụng opamp không có vấn đề gì (và rất phổ biến hiện nay đối với các bộ khuếch đại cơ bản, giá rẻ với hiệu suất tốt)
Mặc dù opamp là công cụ tiện lợi và có một số hiện đại tuyệt vời những cách có sẵn, chắc chắn vẫn còn nhiều cách bạn có thể sử dụng chúng để đạt được kết quả kém nếu bạn không chú ý đến các chi tiết.

Điều này không có nghĩa là mọi người sẽ mua nó, và các nhà thiết kế biết điều này, vì vậy bạn vẫn nhận được các ampe "Hi-Fi" van cao cấp có giá> £ 2000 với 2% THD. Bạn có thể nói rằng ý định là tạo ra một bộ khuếch đại "xấu" ở đây vì (trớ trêu thay) nó sẽ kiếm được nhiều tiền hơn - thật không may "tuyệt vời" có nghĩa là rất nhiều điều khác nhau đối với nhiều người khác nhau.
Bạn có một số người trong trại chủ quan đã quyết định về cơ bản tai người chính xác hơn bất kỳ công cụ đo lường nào và có thể nghe thấy những điều không ai trong số họ có thể nhìn thấy. Vì vậy, họ luôn có thể nói "Có, THD + n của bạn thực sự <0,001% từ 20Hz-20kHz nhưng bạn không cho phép hiệu ứng x không thể đo được với thiết kế của bạn và đây là lý do tại sao nó không tốt cho tai"

Nếu mong muốn cho sự hoàn hảo về kỹ thuật là tất cả những gì quan trọng thì những thứ như cáp không có oxy có giá hàng trăm sẽ không bao giờ được đưa ra thị trường :-)

Tôi nghĩ rằng bạn có thể muốn đọc "Thiết kế âm thanh tín hiệu nhỏ" của Douglas Self và "Cẩm nang thiết kế bộ khuếch đại công suất âm thanh"
Tôi đã thấy ông là người có thẩm quyền trong các vấn đề như vậy. Sách của ông thảo luận về việc sử dụng cả opamp và bóng bán dẫn rời rạc. Anh ta cân nhắc những điểm mạnh / điểm yếu bao gồm nhiều dữ liệu thử nghiệm thực tế và đưa ra các ví dụ để bạn có thể có được hiệu suất tốt hơn với các bóng bán dẫn rời rạc.

Trong thực tế, trong các thiết bị điện tử tiêu dùng, thông thường các bộ khuếch đại âm thanh công suất thấp đến trung bình hoàn toàn nằm trên một con chip, có biệt danh là "chip amp".

Một vấn đề là hầu hết các op-amps giá rẻ mà bạn ám chỉ không có điện áp xoay đủ rộng để điều khiển một tầng đầu ra mà bản thân nó không có mức tăng điện áp. Nếu một op-amp hoạt động ở mức tối đa +/- 15V và chúng tôi sẽ đặt một mức công suất sau đó, thì đầu ra xoay vẫn bị giới hạn ở mức +/- 15V. Có những op-am chạy trên điện áp cao hơn đáng kể, nhưng chúng đắt tiền.

Thêm nhiều mức tăng điện áp sau op-amp, như mức tăng được đặt trong vòng phản hồi toàn cầu, có rủi ro và phủ nhận một số lợi ích tiết kiệm không gian và chi phí kể từ đó có sự phức tạp được thể hiện trong các thành phần riêng biệt hơn là giai đoạn đầu ra.

Tuy nhiên, điều này trong thực tế đôi khi được thực hiện. Ví dụ, hãy xem bộ khuếch đại guitar rackmount Marshall 8008 . Một op-amp điều khiển một giai đoạn khuếch đại điện áp bổ sung theo sau là một giai đoạn đầu ra. VAS rất thú vị: nó sử dụng một cặp bóng bán dẫn bổ sung trong cơ sở chung, với các cơ sở được gắn với các đường ray +/- 15V tương ứng. Phản hồi được lấy ngay từ giai đoạn đầu ra để tăng thêm được bao gồm trong vòng phản hồi. Mặc dù op-amp được bù nội bộ, VAS được bắt vít này có phần bù riêng dưới dạng C15 và C17. Độ lợi vòng lặp mở hoàn toàn của op-amp không được sử dụng, vì nó có phản hồi cục bộ qua R3 và R45 dường như cũng đóng vai trò trong việc cung cấp đường dẫn phản hồi cục bộ hơn trong phạm vi toàn cầu.

Tóm lại, nếu dao động điện áp đầu ra nằm trong phạm vi của op-amp thông thường (hoặc thậm chí xa hơn), thì không có lợi thế nào khi sử dụng op-amp, vì bạn có thể sử dụng amp chip như LM3886. Tuy nhiên, sử dụng op-amps làm điểm tổng hợp phản hồi, với giai đoạn đầu ra riêng biệt, không phải là chưa từng thấy.

Có các yêu cầu ổ đĩa của giai đoạn đầu ra là phải ghi nhớ là tốt. Bộ khuếch đại được định mức cho công suất đầu ra trung bình 100 watt thành tải 8 ohm, sử dụng giai đoạn đầu ra theo bộ phát tiêu chuẩn, sẽ yêu cầu dao động của đỉnh khoảng +/- 40 volt đến đỉnh từ giai đoạn trình điều khiển. Opamp có thể tạo ra các điện áp 'cao' này đắt hơn đáng kể so với các ampe âm thanh thông thường. Ngoài ra, vẫn còn vấn đề sai lệch đầu ra đúng cách và đảm bảo xu hướng ổn định nhiệt độ; sử dụng opamp vì trình điều khiển không giải quyết được vấn đề này một cách kỳ diệu.

Có nhiều cách để sử dụng các bóng bán dẫn rời rạc trong các giai đoạn trình điều khiển và đầu ra, cùng với mạch phân cực liên quan và sử dụng một opamp làm trình điều khiển, chẳng hạn như các ứng dụng lưu ý ở đây. Tuy nhiên, các mạch này dường như chủ yếu dành cho các ứng dụng tốc độ cao, và chúng có lợi thế gì cho âm thanh hi-fi (trong đó mục tiêu đã nêu thường là có càng ít giai đoạn càng tốt, và làm cho mỗi trong số chúng trở nên tuyến tính nhất có thể trước đó để phản hồi được áp dụng) là không rõ ràng.