เป็นไปได้อย่างไรที่จะสร้างแอมป์เสียงที่ไม่ดี?

หลังจากค้นพบว่าแอมป์แอมป์ที่ยอดเยี่ยมเป็นอย่างไรและบางตัวที่ดีมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับพลังงานต่ำมีให้ในราคาที่สมเหตุสมผลฉันสงสัยว่าทำไมแอมป์เสียงทั้งหมดไม่ว่าเล็กหรือใหญ่ แอมป์สหกรณ์สัญญาณขนาดเล็กที่ดีพร้อมขั้นตอนเอาต์พุตง่าย

ฉันหมายความว่าด้วย opamp ไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับแรงดันไบอัสและความเสถียรของอุณหภูมิเหล่านี้เพียงแค่ติด opamp และทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตันใด ๆ ที่ไม่มีใครเทียบได้และคุณก็สบายดี

ข้อผิดพลาดใด ๆ

การใช้ opamps ในแอมพลิฟายเออร์สามารถทำให้การออกแบบของพวกเขาลดลงอย่างมาก แต่ opamps ไม่สมบูรณ์แบบ หากพวกเขามีแอมพลิฟายเออร์ไม่ จำกัด ผ่านแบนด์วิดธ์เต็มรูปแบบพวกเขาจะมีแนวโน้มที่จะสั่นดังนั้นพวกเขาจึงได้รับการชดเชยภายในซึ่ง จำกัด แบนด์วิดท์ของพวกเขา แบนด์วิดธ์ที่ จำกัด ทำให้แอมพลิฟายเออร์มีแนวโน้มที่จะผิดเพี้ยน Transient Intermodulation (TIM) ซึ่งเป็นประเภทของการบิดเบือนที่น่ารำคาญยิ่งกว่าการบิดเบือนฮาร์มอนิก (HD)

เหตุผลที่มีการเผยแพร่ HD เท่านั้นและ TIM ไม่เคยเป็นเพราะมันง่ายกว่ามากที่จะได้ตัวเลข HD ที่ดูดี ใครจะไม่ประทับใจกับตัวเลขเช่นความเพี้ยนฮาร์มอนิก 0.01% ลูกค้าส่วนใหญ่ไม่ทราบว่าตัวเลขนี้ไม่เกี่ยวข้องทั้งหมดเนื่องจากความผิดเพี้ยนของระบบทั้งหมดเป็นส่วนใหญ่ที่กำหนดโดยผู้พูดซึ่งเพิ่มความผิดเพี้ยนได้เล็กน้อย

ขั้นตอนพลังงานไม่ได้โดยไม่มีปัญหาใด ๆ แอมป์ Class A แทบจะไม่ได้ใช้เพราะประสิทธิภาพต่ำ แอมพลิฟายเออร์คลาส B หรือ AB มีความผิดเพี้ยนแบบไขว้ซึ่งทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งจะเข้ามาแทนที่ตัวอื่น นี่คือการบิดเบือนที่ไม่ใช่เชิงเส้นซึ่งไม่สามารถชดเชยโดยข้อเสนอแนะ อาจไม่เป็นจริง หากใครบางคนสามารถรู้แจ้งที่นี่ฉันชอบที่จะได้ยินมัน .

คำพูดสุดท้ายเกี่ยวกับ opamps:

"ไม่มีสิ่งเช่นแอมป์สหกรณ์ที่ไม่มีเงื่อนไขเว้นแต่จะอยู่บนโต๊ะโดยไม่ได้ต่อสายไฟ" [ 1 ]

อ่านเพิ่มเติม
[1] Intersil appnote AN9415: คำติชม, แอมป์สหกรณ์และการชดเชย

คำถามที่น่าสนใจ - คำตอบ (ดีของฉันคำตอบ) คือคุณสามารถทำให้เสียงดีแอมป์ด้วยวิธีนี้ คุณยังคงต้องให้ความสนใจกับขั้นตอนการส่งออกและการออกแบบโดยรวม แต่การใช้ opamps นั้นไม่มีปัญหา (และเป็นเรื่องธรรมดามากในปัจจุบันสำหรับพื้นฐานแอมปลิฟายเออร์ราคาถูกที่มีประสิทธิภาพดี)
แม้ว่า opamps เป็นเครื่องมือที่สะดวกสบาย ที่มีอยู่มีหลายวิธีที่คุณสามารถใช้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แย่หากคุณไม่ใส่ใจกับรายละเอียด

นี่ไม่ได้หมายความว่าผู้คนจะซื้อมันและนักออกแบบก็รู้เรื่องนี้ดังนั้นคุณยังคงได้รับแอมป์ "Hi-Fi" ระดับไฮเอนด์ที่มีราคา> 2,000 ปอนด์กับ 2% THD คุณอาจจะพูดความตั้งใจที่จะเป็นที่จะทำให้ "เลว" แอมป์ที่นี่ (แดกดัน) มันจะทำเงินได้มากขึ้น - น่าเสียดายที่ "ดี" หมายถึงจำนวนมากของสิ่งที่แตกต่างกันเพื่อให้ผู้คนจำนวนมากที่แตกต่างกัน
คุณมีบางคนในค่ายอัตถิภาวนิยมที่ตัดสินใจโดยทั่วไปว่าหูของมนุษย์นั้นแม่นยำกว่าเครื่องมือวัดใด ๆ และสามารถได้ยินสิ่งต่าง ๆ ที่พวกเขาไม่สามารถมองเห็นได้ ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถพูดได้ว่า "ใช่แล้ว THD + n ของคุณนั้น <0.001% จาก 20Hz-20kHz แต่คุณไม่ยอมให้เอฟเฟกต์ x ที่ไม่สามารถวัดได้กับการออกแบบของคุณและนี่คือเหตุผลว่าทำไมมันจึงฟังดูไม่ดีเลย"

หากความปรารถนาในความสมบูรณ์แบบทางเทคนิคเป็นสิ่งที่มีความสำคัญดังนั้นสิ่งต่างๆเช่นสายเคเบิลที่ปราศจากออกซิเจนซึ่งมีค่าใช้จ่ายหลายร้อยคนจะไม่เข้าสู่ตลาด :-)

ฉันคิดว่าคุณอาจต้องการอ่าน "การออกแบบสัญญาณเสียงขนาดเล็ก" ของ Douglas Self และ "คู่มือการออกแบบเครื่องขยายเสียง"
ฉันพบว่าเขาเป็นผู้มีอำนาจในเรื่องดังกล่าว หนังสือของเขาพูดคุยเกี่ยวกับการใช้ทั้ง opamps และทรานซิสเตอร์ไม่ต่อเนื่อง เขาชั่งน้ำหนักจุดแข็ง / จุดอ่อนซึ่งรวมถึงข้อมูลการทดสอบในชีวิตจริงมากมายและให้ตัวอย่างที่คุณสามารถรับประสิทธิภาพที่ดีขึ้นด้วยทรานซิสเตอร์แบบแยก

ในความเป็นจริงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นเรื่องปกติที่แอมพลิไฟเออร์ระบบเสียงกำลังปานกลางถึงต่ำจะอยู่บนชิปทั้งหมดซึ่งมีชื่อว่า "ชิพแอมป์"

ปัญหาหนึ่งคือส่วนใหญ่ของ op-amps ราคาถูกที่คุณพาดพิงถึงไม่มีการแกว่งของแรงดันไฟฟ้าที่กว้างพอที่จะขับสเตจเอาท์พุทซึ่งตัวมันเองไม่ได้รับแรงดันไฟฟ้า ถ้า op-amp ทำงานที่ +/- 15V สูงสุดและเราใส่ power stage หลังจากนั้น Swing output ยัง จำกัด อยู่ที่ +/- 15V มี op-amps ที่ทำงานบนแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นอย่างมาก แต่ก็มีราคาแพง

การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นหลังจาก op-amp เช่นที่ได้รับนั้นอยู่ในห่วง feedback ทั่วโลกนั้นมีความเสี่ยงและทำให้พื้นที่และค่าใช้จ่ายในการประหยัดต้นทุนลดลงเนื่องจากมีความซับซ้อนมากกว่าในขั้นตอนการแสดง

อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงแล้วบางครั้งก็ทำเช่นนี้ เช่นดูที่Marshall 8008แอมป์กีตาร์แร็คเมาท์ op-amp เพิ่มระดับการขยายแรงดันไฟฟ้าเพิ่มเติมตามด้วยสเตจเอาท์พุท VAS เป็นสิ่งที่น่าสนใจ: มันใช้คู่ทรานซิสเตอร์เสริมในฐานร่วมกับฐานที่เชื่อมโยงกับ +/- 15V รางตามลำดับ ข้อเสนอแนะถูกนำมาจากขั้นตอนการแสดงผลเพื่อให้ได้รับพิเศษรวมอยู่ในวงข้อเสนอแนะ แม้ว่า op-amp จะได้รับการชดเชยภายใน VAS ที่ติดตั้งนี้มีการชดเชยของตัวเองในรูปแบบของ C15 และ C17 ไม่ได้ใช้การขยายวงแบบเต็มของ op-amp เนื่องจากมีข้อเสนอแนะในท้องถิ่นผ่านทาง R3 และ R45 ก็ดูเหมือนว่าจะมีบทบาทในการให้เส้นทางป้อนกลับแบบท้องถิ่นมากขึ้นภายในระดับโลก

โดยสรุปหากการแกว่งแรงดันเอาต์พุตอยู่ในช่วงของ op-amp ทั่วไป (หรือเกินกว่า) จะไม่มีประโยชน์ในการใช้ op-amp เนื่องจากคุณสามารถใช้ชิปแอมป์เช่น LM3886 ทว่าการใช้ op-amps เป็นจุดสรุปผลป้อนกลับด้วยระยะเอาต์พุตที่แยกออกมาก็ไม่เคยได้ยินมาก่อน

มีข้อกำหนดของไดรฟ์ของขั้นตอนเอาต์พุตที่ต้องคำนึงถึงด้วย แอมพลิฟายเออร์ที่รับกำลังเอาต์พุตเฉลี่ย 100 วัตต์ในโหลด 8 โอห์มโดยใช้ขั้นตอนเอาต์พุตผู้ติดตามตัวปล่อยมาตรฐานจะต้องมีการแกว่งประมาณ +/- 40 โวลต์ถึงจุดสูงสุดจากยอดคนขับ Opamps ที่สามารถส่งแรงดันไฟฟ้า 'สูง' เหล่านี้มีราคาแพงกว่าแอมป์เสียงทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ยังมีปัญหาของการให้น้ำหนักออกอย่างเหมาะสมและสร้างความมั่นใจว่าการให้น้ำหนักมีความเสถียรทางอุณหภูมิ การใช้ opamp เนื่องจากไดรเวอร์ไม่ได้แก้ปัญหานี้อย่างน่าอัศจรรย์

มีวิธีใช้ทรานซิสเตอร์แบบไม่ต่อเนื่องในไดรฟ์เวอร์และเอาท์พุตรวมถึงวงจรไบอัสที่เกี่ยวข้องและใช้ opamp เป็นไดรเวอร์เช่นแอพพลิเคชั่น ที่นี่ วงจรเหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นหลักสำหรับการใช้งานความเร็วสูงอย่างไรและสิ่งที่ได้เปรียบพวกเขาอาจมีสำหรับเครื่องเสียง Hi-Fi (ที่เป้าหมายที่กำหนดไว้โดยปกติจะเป็นที่จะเป็นขั้นตอนที่กำไรน้อยที่สุดและทำให้แต่ละของพวกเขาเป็นเชิงเส้นที่เป็นไปได้ก่อนความคิดเห็นที่นำไปใช้) ไม่ชัดเจน