מגברי משוב הם אבני בניין בסיסיות במערכות עיבוד אותות אודיו מודרניות.היכולת שלהם לשלוט בדיוק רווח, ייצוב ביצועי מעגל, ולהפחית באופן דרמטי את עיוות עושה אותם הכרחיים בכל דבר ממיזוג מקצועי קונסולות לטלפונים אוזניים בכיתה הצרכנים. על ידי החזרת חלק מהתתתת הפלט לקלט, משוב מדגימים את ההתנהגות של מעגלים פעילים להשגת רמות של נאמנות ואמינות שאינם ניתנים לזיהוי עם תיאוריית אודיו, עיצובים מעשיים, עיצובים, עיצובים מעשיים.

מימון של Feedback Amplifiers

(ב) ,ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

(ב) ויקרא י"א:2 ויקרא י"ד:

הכמות (1 + Aβ) ידועה כרווח הלולאה או החזרת ההבדל.כאשר Aβ גדול (הרבה יותר מ 1), רווח הסגור פשטות ל-1 / β, מה שהופך אותו עצמאי במידה רבה של וריאציות רווח פתוח.עקרון זה הוא הבסיס של משוב שלילי.

משוב שלילי מתרחש כאשר אות משוב מאריך מהקלט (מתוך שלב) משוב חיובי מוסיף את אות משוב בשלב, אשר יכול לגרום oscillation והוא בדרך כלל נמנע בהגברה ליניארית אלא אם נעשה שימוש במכוון במכוון באוסוציאטורים או מעגלי רגנרטיב מחדש.

סוגים של משככי כאבים

ניתן ליישם את Feedback בארבעה התנצלויות בסיסיות בהתאם לאופן שבו הפלט הוא מובן (מתח או זרם) וכיצד אות משוב משולב עם קלט (סדרה או דחייה). כל אחד יש השפעות נפרדות על אימפולס קלט ופלט.

טפט-Series Feedback (Series-Shunt)

רשת משוב מרגישה את מתח הפלט ומזין בחזרה מתח בסדרה עם קלט.טופולוגיה זו מגבירה את תנופה קלט ולהפחית את הפלט תנופה, מה שהופך אותו אידיאלי עבור מגברי מתח שבו אימפולסי פלט נמוך הוא הרצוי.זה התצורה הנפוצה ביותר במעגלי אודיו-דג'.

הגרלות מזון (Series-Series)

החושים משוב מתפוקים נוכחיים ומחזירים מתח בסדרה.זה מגביר את תנוחת הקלט ומגדיל את הפלט, שימושי במגברי טרנסנדציה (ממירים מתמשכים) כגון אלה המשמשים בכמה שלבים מדגמים.

טפט-שטוש (Shunt-shunt)

חושים משוביים מתפוקים ומזין בחזרה זרם במקביל (המצווה) עם קלט.זה מקטין גם את הפלט ואת הפלט, לעתים קרובות בשימוש בממירים הנוכחיים-למתח (מגברי חשיפה) כמו photodiode amplifiers.

הצצה מוקדמת (Shunt-Series)

הטופולוגיה הזו מרגישה את התפוקה הנוכחית והזנה בחזרה זרם במקביל לקלט.זה מקטין את תנופה הקלט ומגדיל את הפלט מאימפולסי רצון, מתאים למגבר הנוכחי.

במערכות אודיו, משוב מתח שולט כי רוב המגבר אודיו מונע מתח.עם זאת, הבנה כל ארבע ההתנצלות מסייע למהנדסים לעצב שלבים מיוחדים כמו preamps (שם משוב נוכחי עשוי להיות מועיל עבור רעש קלט נמוך) או מגבר אוזניות אוזניות (שם פלט הנוכחי חישה משפר את גורם לחות).

יתרונות מרכזיים במערכות אודיו

אימוץ נרחב של מגברי משוב אודיו נובע ממספר יתרונות מובנת היטב.כל יתרון נובע מהיכולת של לולאת משוב שלילית לסחור בהפחתה ברווח לשיפורים ליניאריות וחיזוי יכולת.

קבל את Stabilization

רווח פתוח-loop של מגבר משתנה עם טמפרטורה, מתח אספקת חשמל, והזדקנות רכיב. משוב שלילי מפחית את הרגישות לריאציות אלה על ידי גורם (1 + Aβ) לדוגמה, אם רווח פתוח של דגימה משתנה על ידי 20% אבל הרווח לולאה הוא 1000, רווח הסגור משתנה רק על ידי 0.02%.

ניכוי

אי-לינאריות במכשירים פעילים (transistors, Op-amps) לגרום לעיוות הרמוני וIntermodulation. משוב שלילי מפחית את הלא-לינאריות הללו באותו גורם (1 + Aβ) את ה- משוב מנסה לתקן את הפלט כדי להתאים את הקלט, ביעילות לינארי את המגבר.עיוות מוחלט (THD) במניפסט גבוה יכול להיות מופחת מאחוזים ל- מיליון (preme) עם תכונות מוצקות מספיקות).

הרחבה בBandwidth

המוצר של מגבר הוא קבוע בערך על ידי המסחר רווח פתוח נמוך ספאם עבור רווח חזק יותר, משוב שלילי מרחיב את רוחב הפס.

(ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:2OLreaFLT 3 × (1 + Aβ)

אפקט זה מאפשר למגברי אודיו לשמור על תגובה שטוחה הרבה מעבר לטווח המובן, להבטיח תגובה עקבית שלב וצמצום חפצים המושרה.

שינוי

כפי שצוין בהתנצלות, משוב יכול להתאים קלט ופלט אימפולסים. במערכות אודיו, פלט נמוך משפר לחות של דוברי קול רם (המניעה לא מבוקרת תנועה), בעוד תנוחה גבוהה מבטיחה טעינה מינימלית של שלבים קודמים.למשל, מגבר משוב שלילי סטנדרטי יכול להשיג פלט מתחת 0.1 הומס, מתן שליטה מעולה.

ניכוי רעש (Selectively)

בעוד משוב לא יכול להפחית רעש שנוצר על ידי שלב קלט עצמו, זה יכול להפחית תרומות רעש בשלבים מאוחר יותר.הלאה משוב מכריח את המגבר לתקן שגיאות, ביעילות להגביר רעש שהוצג לאחר נקודת משוב.עקרון זה משמש בתכנון טרום הדגימה נמוכה ללא רעש שבו השלב הראשון נשאר המקור הדומיננטי, אבל שלבים הבאים יכולים להיות מעוצבים עם רוחב פס רחב יותר ועיוות נמוך יותר ללא ביצועים רעש.

יישומים מעשיים ב- Audio Processing

מגברי משוב מוטבעים כמעט בכל בלוק של שרשרת אות אודיו. להלן הם יישומים מרכזיים עם פרטי עיצוב.

Premplifiers

חומרים מראש מיקרופוניים דורשים רעש נמוך מאוד, רווח משתנה, ועומס קלט גבוה. משוב שלילי משמש להגדיר ערכי רווח מדויקים (לעתים קרובות מופעל או רב עוצמה מבוקר) A פעיל מאוזן פעיל טיפוסי משתמש משוב שונה כדי לדחות רעש משותף-מודד.הרשת משוב מגדיר גם את תגובת התדירות; לדוגמה, על ידי capacitors בדרך, preamp יכול להיות מותאם עבור רווח שטוח או RIAFredited: 1.

כוח Amplifiers

שלבים חיצוניים חייבים לספק זרמים גדולים עם עיוות מינימלי. Complementary-סימטריה כוח מגבר בדרך כלל להשתמש לולאות משוב מקונן: לולאת משוב גלובלית מפלט לזוגות שונים תיקון הכולל של חוסר לינאריות, בעוד משוב מקומי בשלב המגבר המתח (VAS) ופלט משפר את ההספקות ליניאריות והיציבות.

שוויוניות ופילטרים

רשתות משוב יעילות שוות ערך שנבנו ממתנגדים ו- capacitors כדי ליצור רווח תלוי בתדרים. מעגל בקרה טון Baxandall קלאסי מעסיק משוב שלילי סביב דגימה כדי להגביר או לחתוך את הס תדרים השבריריים באופן דומה, דיפרנים גרפיים משתמשים בנקים של מסננים פעילים (לעתים קרובות Sallen-Key או המדינה-variable topogies) שבו מדגימים את התדירות המרכזית, Q, ו-A-A-A-A-A-con-con-con-con-con-con-con-in-con-in-in-in-con-in-in-in-con-con-in-in-in-in-in-in-in-con-in-in-con-rence-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-in-con-con-in-in-in-in-in-con-in-in-in-con-in-con-con-in-con-con-con-con-con-con-in-con-con-in-con-con-in-in-in-in-in-in-in

ערבוב קונסולות וסומינג Amplifiers

במיקסרים אנלוגיים מקצועיים, סיכום מגבר משלב ערוצי אודיו מרובים לתוך אוטובוס סטריאו. invert מסכמים מגברים להשתמש בטופולוגיה וירטואלית פשוטה של שטח וירטואלי שבו קלט שלילי של הדג (מזמן גלישה) מוחזק פוטנציאל קרקע באמצעות משוב.הסיכום ליניארי זה נמנע מריצה ומחזיק טוהר אות.

יציבות וסגיעה

בעוד משוב שלילי מספק יתרונות רבים, זה מגיע עם מעצור קריטי: יציבות.כל מגבר יש קפיאנטנס parasitic ו inductances המציגים שינויים שלב. בתדרים גבוהים, שלב נוסף lag (בעיקר בשלב הפתוח-loop) יכול להפוך משוב שלילי לתוך משוב חיובי, גרימת oscillation.

כדי להבטיח הפעלה יציבה, מהנדסים להוסיף רשתות פיצוי אשר להפחית את רווח פתוח בתדרים גבוהים, במכוון להפחית את הרווח לולאה כדי להבטיח שולי שלב של לפחות 45 מעלות (רצוי 60 מעלות) השיטה הנפוצה ביותר היא פיצוי הקוטב הדומיננטי, שבו capacitor (לעתים קרובות מילר capacitor) יוצר קוטמנט נמוך של אדפטציה אשר מתגלגל מעל הרווח לפני קטבים אחרים לגרום לשינוי מופרז זה, אבל מבטיח רוחב פסים; כולל מטענים אדפטיים גבוהה יותר; הוא לעתים קרובות יותר; 0Fed) הוא תכונות אדפטיים (אופטיים) הוא יעיל יותר; הוא תכונות אדפטיים) הוא לעתים קרובות יותר מסובכות גבוהה יותר מסובכות גבוהה יותר: ⁇ (F) הוא תכונות) הוא תכונות אדפטיבית (F) הוא תכונות) הוא יעיל יותר: ⁇ ) הוא יעיל יותר מפולטציה) הוא יעיל יותר מפולטמיטיביים) הוא יעיל יותר מפולטציה גבוהה יותר מפז) כולל ⁇ (אופטיבית (אופטיבית גבוהה יותר מפולציה) הוא יעיל יותר מפולטציה) כולל פיצויי כוח: ⁇ (אופטיבית) הוא לעתים קרובות יותר מלוטש) הוא תכונות אדפטיבית גבוהה יותר מפולטציה) הוא יעיל יותר

שיקולים וסחר-offs

אופטימיזציה של משוב עבור מערכות אודיו דורש איזון מספר גורמים מתחרים.הבאים הם שיקולים מרכזיים עיצוב.

  • (FLT:0) Feedback Factor:FLT:1ig יותר משוב (הגדול Aβ) משפר את יציבות הרווח ומפחית את עיוות, אבל זה מפחית את רווח הסגור ומדגיש את שיעור הזחלות של המגבר.עבור רווח גלוי נתון, יש כמות משוב אופטימלית יכול לגרום עיוות בין-מתנים (TIM) כי המגבר אינו יכול לשמור על שינויים מהירים בעת שינוי האותות.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ברשת ההזמכה: (ה) ⁇ (ב) ב-[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (FLT:0) טווח דינמי: FLT:1ir משוב שלילי מפחית את יכולת התנדנדה של המגבר כי הפלט חייב להיות גדול יותר לתקן שגיאות.זה יכול להפחית את הטווח הדינמי שניתן יהיה לספק אם המגבר דוחף ליד מסילות האספקה שלו. מעצבים חייבים להבטיח חדר ראש מספיק.
  • (FLT:0) שיקולים קדמוניים: FLT:1 במני חשמל, רכיבי רשת משוב יכולים לנסח עם טמפרטורה, שינוי רווח סגור-פרלופ.שימוש בהתנגדות נמוכה-זמנית ורכיבים קריטיים הפיכה תרמיים עוזר לשמור על דיוק.
  • (FLT:0Output Stage Classeur:) 1 Class-AB מגבר על משוב לחלק את אזור הצלב ולהפחית עיוות צלב.עם זאת, האזור המת במאפיין ההעברה עדיין יכול לגרום לממצאים גבוהים יותר אם הלולאה משוב איטי מדי.

תגית: Current Feedback Amplifiers

ביישומים אודיו מהירים מסוימים, מגברי משוב נוכחיים (CFA) משמשים.במקום מתח קלט שונה, CFAs יש השפעה נמוכה למנוע קלט וקלט גבוה לא מונעים קלט. Feedback מוחל כמתח הנוכחי ולא מתח.התוצאה היא כי רוחב הפס סגור נשאר כמעט קבוע על טווח רחב של רווח, מה שהופך את CF אטרקטיבי עבור וידאו גבוה ויישומים אודיו: HDF לאחור יכול להיות יעיל יותר כדי לטעון:

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות שלהם, מגברי משוב אינם ללא תקלות.הבנת המגבלות הללו חיונית לתכנון חזק.

  • (ב) [15] ⁇ בשל פיצוי לא תקין: ⁇ FLT:1 , מטענים קיבוליים, כבלים ארוכים או דילול לא מספיק יכול לשנות את הקטבים ולהקטין את שולי השלב.
  • (FLT:0) העברת המשמעת הבין-מודולורית (TIMOVA): 1:1 כאשר שיעור הזחלים של המגבר אינו מספיק, אותות משוב גבוה ⁇ לא ניתן לתקן בזמן, מה שגרם לעיוות transient.זה היה ביקורת על עיצובים מוקדמים של מדינת מוצק עם גורמי משוב גבוהים מאוד.
  • (FLT:0) Power Supply Rejection: FLT:1 Feedback יכול להפחית את הזרקת אספקת החשמל בתדרים נמוכים, אבל בתדרים גבוהים הרווח הלולאה טיפות, ואספקת רעש יכול להיות חלק לתוך הפלט.
  • (FLT:0)Stability in Production:FLT:1 סובלנות משלימה ופסיסטיקה יכול לגרום תנודות בחלק מהיחידות.עיצוב שולי (הרווחים של PET > 60°, רווח שולי > 10 dB) וכולל רשתות נחירות במידת הצורך.

מסקנה

(ההמפזרים) הם אבן הפינה של עיבוד אותות אודיו מודרני.היכולת שלהם לייצב רווח, להפחית עיוות, להרחיב רוחב פס, ולשנות את הדחף מאפשר למהנדסים לעצב מעגלים אודיו עם נאמנות יוצאת דופן ועקביות.מדגם צנוע של אודיו F במרשם הצרכנים למולת משוב מורכב של 500 וואט כוח מגבר, שלילי מאפשר ביצועים תיאורטיים של סודיות רחבה של תכונות אודיו: