Geri bildirim, analog elektronikteki en dönüştürücü kavramlardan biridir, özellikle de sistemin ses üremesi için güç yükselteçlerinin tasarımında.Bu ilişki, yüksek performanslı ses girdilerine geri dönmek veya kullanmak için gereklidir.

Power Amplifier Clipping

Videolama, maksimum çıktı gerilimi veya mevcut kapasitenin ötesinde bir güçlendirici olduğunda gerçekleşir. Çıktı dalgaformu zirvelerde "kırık" veya sabitlenme, giriş sinyalini takip etme. Bu, ses içeriğini dramatik bir şekilde değiştirir.

Clipping türleri

Symmetrical klipler, dalgaformunun hem olumlu hem de olumsuz halleri eşit olarak sınırlı olduğunda, genellikle simetrik bir güç tedariki nedeniyle. Asimetrik klipler, bir yarının diğerinden daha sınırlı olduğunda, bu da dengesiz güç tedarik demiryolları veya DC dengelemesi ile sonuçlanabilir.

Clipping Sebepleri

Videolama, yükselticinin maksimum giriş aralığına sahip olan bir giriş sinyaline en sık neden oluyor veya zayıf bir güç tedarik gerilimine katkıda bulunabiliyor. Diğer katkıda bulunan faktörler, yüksek çözünürlükte yüksek oranda talep eden düşük kesintili yüklere sahip olabilir ve geri yüklemeye neden olan yükleri geri alabilir ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte artış gösterir.

Audio Quality ve Ekipman Üzerine Etkileri

Videolama, sert, korkutucu ve şişman bir şekilde seslendirmeyi sağlar. Aşırı durumlarda, sürekli klipler yüksek oranda ısıtıcılara yol açan, kalıcı hasarlara yol açan yüksek sipariş harmoniklere yol açabilir.

Amplifier Performansında Geri Dönüşüm Rolü

Geri bildirim, çıktı sinyalinin bir kısmının yükselticinin davranışını değiştirmek için girişe geri döndüğü mekanizmadır. Güç yükselticileri, negatif geri bildirimler (NFB) standart yaklaşımdır.Pozisyonlar ve bazı özel amaçlı devreler kullanılır, ancak bir güç yükselticisinde aşırılık ve istikrarsızlığı artırmak için geri döner.

Olumsuz Geribilin Nasıl Çalışır

Temel bir olumsuz geri bildirim döngüsünde, çıktı örneklenir ve girişle özetlenir. girdi ve geri dönüş sinyali arasındaki fark hata gerilimi olur. amplifikatör daha sonra bu hatayı basitleştirir. Sonuç, açık-loop kazancından çok daha düşük olan bir kazançtır.

[0]Kad-loop kazanır = Open-loop kazanır / (1 + Open-loop × geri bildirim faktörü kazanır)).

Geri bildirim faktörü, açık-loop kazancının çok yüksek olduğunda, kapalı-loop kazancının neredeyse açık-loop kazancından bağımsız hale gelir ve geri bildirim ağı tarafından belirlenir.Bu dramatik bir şekilde bozulmayı azaltır çünkü açık-loop kazanılarında herhangi bir fark geri bildirim döngüsü tarafından düzeltilir.

Güç Ampilitelerindeki Geri Bildirim Topolojileri

Seri-Shunt (Voltage Feedback)

Bu en yaygın topolojidir. Çıktı gerilimi örneklenir ve giriş ile shunt (parallel) geri beslenir.Bu, hoparlörleri sürmek için ideal olan düşük bir çıktıyı oluşturur.

Seri-Serisi (Current Feedback)

İşte, mevcut çıktı örnekleniyor ve geri bildirim sinyali girdi ile seride. Bu topoloji mevcut bir kaynak olarak hareket ediyor. audio güç yükselteçleri için daha az yaygındır, ancak reaktif yükler veya özel tasarımlar için yararlı olabilir.

Yıkımın Ötesinde Faydaları

Olumsuz geri bildirimler sadece harmonik bozulmadan değil, aynı zamanda yükselticinin bant genişliğini genişletir, faz lineerliğini arttırır, baraj faktörünü arttırır (sözlü hareket üzerine test eder), ve aktif cihazlar tarafından tanıtıldı.Bu birleşik faydaları doğrudan yeniden üretilen seste daha büyük net ve hassaslığa dönüştürür.

Geri bildirim Videoyu Nasıl Azaltırır

Geri bildirim, kliplerin başlangıcını geciktirme ve yumuşatma konusunda önemli bir rol oynar, ancak yükselticinin fiziksel sınırlarının ötesine geçtiğinde tamamen klipleri ortadan kaldıramaz.

Geri bildirim ve Slew Rate

Geri bildirimin indirilmesi gereken mekanizmalardan biri, yükseltilebilir oranına karşı ve erken dalga sınırlamasını engellemektedir. Ancak, çıktı yeterince mevcut olduğunda, geri bildirimde bulunulacaktır ve hataların ortaya çıkmasını sağlayacaktır.

Overload Recovery

Sömürgeme gerçekleştiğinde, iyi tasarlanmış bir geri bildirim ağı hızlı bir kurtarma sağlar.Şu anda tedarik raylarının altında çıktı gerilim azalır, geri bildirim döngüsü hızla yükselticiyi lineer bir operasyona geri getirir. Zavallı olarak tasarlanmış geri bildirimler, yükselticiye "konuşturma" veya kurtarma sırasında salınıma neden olabilir, uzun süreli eserler üreterek anlık kliplerin kendisini daha fazla hayal kırıklığına uğratabilir.

Doğru olmayanlar için ipuçları

Sörfülmeden önce, yükselteçin kazanılması mükemmel bir sabit değildir. Çıkış aşamasındaki küçük doğrusal olmayanlıklar, sınıf-AB tasarımlarında geçiş gibi, harmonikler üretir. Olumsuz geri bildirimler sürekli olarak giriş ve düzeltmeler ile karşılaştırır.Bu, yükselticinin klibine daha lineer bir şekilde doğru hareket ettiği anlamına gelir, bu yüzden kliplere geçiş daha az ani ve daha az rahatsız edicidir.

Bununla birlikte, geri bildirim maksimum çıktı gerilimi artırabilir: talep edilen çıktı tedarik raylarını aştıktan sonra, klipler kaçınılmazdır. Geri bildirim yalnızca işletim aralığındaki yükselteçleri daha doğrusal hale getirebilir, bu aralığı uzatamaz.

Clarity ve Sound Quality üzerinde etkisi

Ses üremesinde Clarity, eklenmeden orijinal sinyalin her detayını duyma yeteneğidir, smear veya ringing. Feedback doğrudan birkaç ölçülebilir şekilde açıklık getirir.

Harmonic Distortion'ın Azaltılması

Daha düşük toplam harmonik bozulma (THD), çıktı dalgası, girişin daha temiz bir kopyasıdır. Yüksek sipariş harmonikler, özellikle de yetersiz olan, düşük siparişlerden daha etkili bir şekilde bastırılır. Tipik ses gücü yükselteçleri, NFB'nin altındaki THD değerleri nominal güçte yüzde 0.0'lik bir miktar verir, aslında yanlış anlaşılmaz hale getirir.

Geliştirilmiş Transient Response

Geri bildirim açık-loop bant genişliğini genişletir ve faz değişimini azaltır. Bu, yükselticinin hızlı bir şekilde yeniden üretebileceği anlamına gelir - bir davul isabet veya bir cymbal kazasında - ringing veya overshoot olmadan. Temiz bir geçici yanıt "tacay" müzikal notların "görünürlerini korur.

Faz Linearity ve Damping Faktörü

Faz lineerliği tüm frekansların eşit olarak geciktiğini sağlar, bu yüzden dalga formu korunur. geri yükleme ve öznel mudditeyi azaltır. Sonuç, yükseltgenin çıktısına engelleyicidir. Yüksek baraj faktörü (above 200) yükselticinin konuşmacıdan sıkı bir şekilde kontrol etmesine izin verir.

Gürültü Azaltımı Gürültü

Geri bildirim aynı zamanda yükselticinin içinde üretilen gürültüyü azaltır. Bu, geri bildirim döngüsü, girişte mevcut olmayan sinyallerin kazanılmasıdır. Daha düşük gürültü zemini, sessiz geçişlerin onun veya mizah tarafından daha da güçlendirilmemesi anlamına gelir.

Tasarım ve Ticaret-offları

Olumsuz geri bildirimlerin yararları önemli olsa da, çok fazla geri bildirimin yeni sorunları tanıtabilmesi gerekir. Tasarımcı dikkatli bir dengeyi grev etmelidir.

Stability and Stage Margin

Olumsuz geri bildirimler, döngü aşamasının 180 dereceye ulaştığı bir frekansta, döngü kazançlarının hala bir birlik altında olduğu konusunda olumlu olabilir.Bu nedenle, mühendisler tazminat ağlarını (örneğin, küçük bir kapasitör toplayıcıdan bir gerilim yükseltici aşamasında) yeterli faz marjını korumak için (tipik olarak 45 ila 60 dereceye kadar).

Aşırı geri bildirimler, tasarımcının açık-loop bant genişliğini ağır bir şekilde azaltmasını sağlar, bu da aşırı oranda düşüş ve geçici yanıt verir.Bu klasik ticaret-off: daha fazla geri bildirim daha düşük bir bozulma sağlar, ancak dönüşte daha fazla tazminat gerektirir.

Transient Intermodulation Distortion (TIM)

TIM, yükselticinin iç aşamalarının hata sinyalinde hızlı değişiklikler takip etmek için çok yavaş olduğu ortaya çıkıyor. Geri bildirim döngüsü geçici olarak kontrol kaybeder ve çıktı aşaması hızlı bir şekilde kesintiye uğratılabiliyor. Modern yükselteçlemeler "en az sayıda tazminat" veya yerel geri bildirimle, TIM'yi düşük tutmak için hala küresel NF'yi kullanıyorsa, 1970'lerde TIM'yi daha fazla takdir edebilir.

Yerel vs Global Feedback

Tek bir döngüyü girişe geri dönmek yerine (küresel geri bildirimler), tasarımcılar genellikle bireysel aşamalarda birden çok yerel geri bildirim döngülerini kullanırlar. Bu yaklaşım, temel döngüde faz değişimini azaltır, genel olarak stabilite sorunları olmadan daha yüksek kazanır. Yerel geri bildirimler aynı zamanda küresel döngüye yük azaltır.

Sınıf-A vs Sınıf-AB Videoları Davranış

Sınıf-A amplifikleri daha lütuf verici bir şekilde gösteriyorlar çünkü bu, geçişin yüksek frekanslı içeriğini işlemek için her zaman önyargılı. sınıf yükselticileri, geri bildirim hataları doğru kaydırarak ve kurtarma hızlı kullanılır. Sınıf-AB yükselteçleri, geçişin doğrusallığını sağlamak için sıfır geçiş bölgesine sahiptir; geri bildirimler bu ancak çıkıştan kaçınmak için yeterince hızlı olmalıdır.

Audio System Design için Pratik Örnekler

Geri bildirim, klip ve açıklıkların etkileşimini anlamak sistem yapıcıları ve son kullanıcılar için doğrudan sonuçlar doğurur.

Headroom Budgeting

Bir yükselticinin klip noktası, maksimum beklenen sinyal seviyesinin üzerinde iyi olmalıdır. Tipik bir baş odasının program materyali için 10 dB olması gerekir, bu nedenle yükselticinin puanlanan gücü, ortalama güç gerekli olan sabit gücü tutmasına yardımcı olur.

Koruma Devreleri ve Video Limiters

Birçok profesyonel yükselteç, geri bildirim gibi yöntemleri kullanan klipler, klipler tespit edildiğinde otomatik olarak azaltılabilir. Bu devreler ya analog olabilir (toplama ve giriş seviyesini azaltır) veya dijital (kullanıcı sinyalini önceden işlemez).

Ampirik ve konuşmacı

Düşük bir dürtü veya yüksek reaktif bir yük ile konuşmacı daha fazla mevcut talep eder ve yükselticinin çıktı aşamasına asimetrik olarak klipte sunma yeteneğine neden olabilir. Amplifiers with high damping faktörü (made possible by feedback) handle such load impedance even as the load impedance is frequency. System bütünorlar, yükselticilerin mevcut yükleme kabiliyetine düşük yüklere ulaşmalarını ve geri bildirim tasarımını sağlamasını sağlar.

Ölçme ve Simülasyon

Modern güç yükselteç tasarımı, bir prototip inşa etmeden önce SPICE simülasyonuna büyük ölçüde güveniyor ve düşük seviyeli bir jeneratörün geri bildirimdeki davranışını ortaya koyuyor.Spektif ve sabit durum koşullarını gösteriyor.Spektif ölçümler gibi araçlar THD+N'yi çeşitli çıktı seviyelerinde görselleştirebilmelerine izin veriyor, SMPTE intermodülasyon ve dispersiyonelleme noktalarında.

Yenier Yaklaşımlar: Feed forward and Digital Feedback

Geleneksel olumsuz geri bildirimler işhorse olsa da, diğer teknikler sınırlamalarını aşmak için ortaya çıktı.

Feed forward Error Düzeltme

Feed forward sistemleri, bozulma sinyalinin bir kopyasını oluşturur ve yüksek küresel geri bildirim olmaksızın, gecikme ve faz geçişini ortadan kaldırır.Bu yaklaşım, Quad 405'in mevcut dağıtım yükselticisi tarafından genişletilebilir, yüksek küresel geri bildirim olmaksızın çok düşük bir bozulma sağlayabilir. Bazı modern sınıf yükselteçleri, üstün performans için besleme ve geri bildirimler birleştirmektedir.

Sınıf-D Amplifiers'ta Dijital Geri Dönüşüm

Dijital sınıf yükselteçleri genellikle LC filtrenin çıktısını içeren bir geri bildirim döngüsü kullanır ve gürültüyü bir şekilde tanıtmadan üst frekans geçiş veya istikrarsızlığa kavuşturur. Sonuç, son derece düşük bozulma ve yüksek netlik olabilir, çünkü geri bildirim döngüsü dijital alanda çok hassas ve istikrarlı hale getirilebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Geri bildirim, güç yükseltici tasarımında çift taraflı bir kılıçtır. Properly uygulandı, dramatik bir şekilde harmonik bozulmayı azaltır, bant geliştirir, ses kalitesinin arttırılmasını sağlar ve ses kalitesinin en üst kısmındaki hataları geciktirir.

Kombinasyon tasarımı sanatı, gerekli tazminatlarla negatif geri bildirim miktarını dengelemek, küresel döngüye olan yükü hafifletmeye ve aşırı yükleme altında açıklık koruyan koruma programlarını entegre etmeye devam ediyor.Bir mühendis kritik dinleme için bir ekipman veya seslendirme ekipmanı seçmek için bir çözüm bulmalı, bu ilkeleri anlamak daha iyi kararlar ve daha iyi ses teknolojileri geliştikçe, karma analog-dijital geri bildirimler programları ve besleme düzeltmeleri mümkün olan sınırları zorlamaya devam eder.

Geri bildirim teorisi ve güç yükselteç tasarımı hakkında daha fazla okuma için, ESFLT'deki ayrıntılı mühendislik tartışmalara danışın:0)Elliott Sound Products), Douglas Self inurFLT:2)Deney Self-enerji Geliştirme Tasarımı[Döneticileri ile ilgili teknik makaleler[Döneticileri analiz üzerine kuruluyor.