Хочу отметить превосходные знания
groove предмета данной темы.
Довольно точно описаны случаи их проявления. Это насыщенная электронная музыка, насыщенный рок и симфонический оркестр.
Однозначно -
+1
Очень многие любят слушать такую музыку. И ничего заоблачного и никаких нереальных условий эксплуатации усилителя при этом нет. Всё знают как сложно подобрать усилитель хорошо, без искажений, отыгрывающий вышеупомянутые жанры. Многие ли любители могут похвастать чистым, без искажений и с детальной, глубокой сценой звучанием симфоничесской музыки, насыщенной духовыми, струнными и т.д. ? Нет, не многие. Потому что даже многим высококлассным усилителям присуще наличие большого уровня дин. искажений. А вот лампам - нет.
Не вдаваясь в подробности, в двух словах, попытаюсь обозначить причины возникновения динамических искажений и как это проявляется на сигнале. Частично
groove уже это отметил в своих сообщениях.
Основные факторы, влияющие на возникновение динамических искажений - это низкая скорость наростания переднего фронта прямоугольного сигнала и низкая перегрузочная способность отдельных узлов усилителя и особенно - операционных усилителей на входе современных усилителей. При этом, ещё одним фактором повышения уровня динамических искажений является очень большое общее усиление усилителя с отключенной обратной связью. Чем больше обратной связью охвачен усилитель, тем выше уровень динамических искажений такого усилителя.
В двух словах обозначим как осуществляется сам процесс усиления в усилителе:
1. Предположим, что коэффициент усилителя с разомкнутой обратной связью равен 1000 раз или 60 дБ. Будем считать, что всё это усиление обеспечивает входной ОУ и дальше идут только усилители тока.
2. Предположим, что коэффициент усиления усилителя с включенной обратной связью равен 20 раз или 26 дБ.
3. Предположим, что мгновенное значение уровня сигнала положительной амплитуды на входе усилителя равен 1 вольт.
4. На выходе усилителя в таком случае будет 20 вольт
5. При этом, на инверсном входе входного ОУ (для случая усилителя неинвертирующего входной сигнал) уровень сигнала будет равен 0,98 вольта
6. Разница напряжения между прямым и инверсным входами усилителя в 0,02 вольта усиливается ОУ в 1000 раз и на выходе получаем 20 вольт.
7. А теперь давайте разорвём цепь обратной связи такого усилителя и посмотрим, что при этом произойдёт
8. Предположим, что мгновенное значение уровня сигнала положительной амплитуды на входе усилителя равен 1 вольт.
9. При этом, на инверсном входе входного ОУ (для случая усилителя неинвертирующего входной сигнал) уровень сигнала будет равен 0,00 вольта, так как цепь обратной связи разорвана
10. Разница напряжения между прямым и инверсным входами усилителя в
1 вольт усиливается ОУ в 1000 раз и на выходе стремится выдать 1000 вольт. Если бы у нас питание усилителя было 1000 вольт, то так и было бы. А так как у нас питание максимум +/- 20 В, все транзисторы усилительных каскадов ОУ полностью открываются и входят в насыщение.
Что из себя представляет пункты "9" и "10" в нашем случае ?
Давайте попробуем разобраться:
1. Предположим, что мы слушаем на большой громкости музыку насыщенную инструментами с широким спектром высоких частот.
2. Давайте рассмотрим случай, когда передние положительные фронта сигналов всех этих инструментов в какой-то момент времени совпадают.
3. Нетрудно себе представить, что все они геометрически суммируются, увеличивая тем самым скорость изменения общего суммарного сигнала. Давайте возьмём для примера десяток таких источников сигнала с одинаковой амплитудой и частотой 10 кГц 10 шт. и частотой 20 кГц 5 шт. Суммарная скорость наростания сигнала в таком случае в зафиксированный малый промежуток времени будет такой же, как и скорость наростания сигнала одиночного сигнала с таким же уровнем, но частотой
200 кГц !!!!!
Тут кто-то утверждал, что мы не слышим больше 12-16 кГц.
Евгений в другой теме усомнился при чёт тут генератор звуковых частот для определения с его помощью степени динамических искажений усилителя. Так вот, с помощью ГЗЧ мы можем определить какую скорость наростания поддерживает усилитель и если у него при входном сигнале - 20 дБ на выходе синусоида превращается в пилу на 60-70 кГц, то динамические искажения у этого усилителя будут сумасшедшие.
Ну и померять на сколько вольт растёт уровень этой пилы за 1 мксек совсем просто.
4. Как влияет скорость наростания фронта, или задержка появления сигнала на выходе усилителя по сравнению с сигналом на входе ?
Смотрите пункты 9 и 10 в описании процессов, происходящих в усилителе. Давайте возьмём крайний случай - на входе сигнал подскочил до одного вольта, а на выходе он ещё не появился. Что произойдёт ?
5. На прямом входе сигнал равен 1 В, а на инверсном - 0 В. Входной усилитель пытается усилить сигнал в 1000 раз. Происходит перегрузка и вход в насыщение входных каскадов операционного усилителя. На выходе усилителя сплошной коллапс.
6. Сигнал на входе уже перешёл на убывание и в отрицательную фазу, а транзисторы входных каскадов ещё даже не успели выйти из насыщения, даже не говоря уже о том, что на выходе усилителя может вообще что-то появиться.
Это всё микропроцессы происходящие только в определённые промежутки времени, когда фазы высокочастотных сигналов совпадают. И только в эти микромгновения усилитель "теряет" звуковой сигнал и появляются провалы в звуке, когда сигнал отсутствует вообще.
Увидеть всё это осцилографом вообще не представляется возможным, поскольку это происходит только на насыщенной музыке, когда присутствуют сигналы с широким спектром десятков инструментов одновременно.
Представить рисунок происходящего можно в виде затейливого сигнала на выходе усилителя, пропадающего полностью на микромгновенья на широком спектре высоких частот.
При этом, происходя на больших уровнях сигнала в доли процента эти полные провалы в сигналы не вкладываются.
На слух эти искажения воспринимаются так: " Слушать произведения выдающихся композиторов для симфонического оркестра из-за мусора и грязи в звучании практически
невозможно "
Ну и следует отметить, что чем больше усиление усилителя без обратной связи и чем ниже у него частота превращения сигнала в пилу, тем больше у него динамические искажения.
Ну и, естесственно, эти искажения присущи только усилителям построенных по схемам с обратными связями.
Мне кажется, что описал я всё очень доступно для понимания что такое динамические искажения даже для непрофессионалов.
