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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Facteur de dumping - mythes et réalité. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Amplificateurs de puissance à transistors Facteur d'amortissement (dans la littérature nationale - facteur d'amortissement) - une caractéristique de l'amplificateur qui détermine son interaction avec la charge (système acoustique). Dans la description de nombreux amplificateurs, ce paramètre prend une signification presque mystique. Quel facteur d'amortissement est nécessaire et vaut-il la peine de viser des nombres record ? Les amplificateurs de puissance audiofréquence (UMZCH) par rapport à la charge sont divisés en deux classes - les sources de tension et les sources de courant. Ces derniers trouvent une utilisation très limitée et presque tous les modèles en série sont des amplificateurs - des sources de tension. Un amplificateur idéal, quelle que soit la résistance de charge, produit la même tension en sortie. En d'autres termes, l'impédance de sortie d'une source de tension idéale est nulle. Cependant, les choses idéales n'existent pas dans la nature, donc un véritable amplificateur a une certaine résistance interne. Cela signifie que la tension aux bornes de la charge dépendra de sa résistance (Fig. 1).
Cependant, la perte de tension de sortie n'est pas la conséquence la plus importante du fait que l'amplificateur a une impédance de sortie. Avec tout mouvement de la bobine mobile dans l'entrefer du système magnétique, une force électromotrice (EMF) y est induite. Cette FEM, se fermant à travers la résistance de sortie de l'amplificateur, crée un courant qui s'oppose au mouvement de la bobine. L'amplitude de ce courant et la force de freinage sont inversement proportionnelles à l'impédance de sortie de l'amplificateur. Ce phénomène est appelé amortissement électrique du haut-parleur et détermine en grande partie la nature de la reproduction des signaux impulsionnels. Une tête dynamique est un système oscillatoire complexe qui possède plusieurs fréquences de résonance (résonance mécanique d'un système en mouvement, résonances internes d'une suspension et d'un diffuseur, etc.). Lorsqu'un signal pulsé est reproduit, des oscillations se produisent aux fréquences de résonance du système. L'ennui est qu'avec un amortissement faible, ces oscillations amorties peuvent continuer même après la fin de l'impulsion qui les a provoquées (Fig. 2). En conséquence, la lecture sera accompagnée d'harmoniques qui colorent le son.
La tâche du concepteur du système audio est d'amortir le haut-parleur afin que les vibrations naturelles disparaissent le plus rapidement possible. Cependant, il n'y a pas beaucoup de fonds pour cela. Il existe trois façons d'amortir la tête :
De plus, l'amortissement acoustique est inclus dans la conception des médiums fermés et des tweeters. La résistance au rayonnement de la tête dynamique a également un certain effet sur l'amortissement acoustique. Cependant, la contribution de tous ces composants au degré global d'amortissement de la tête est faible. Ainsi, l'amortissement électrique devient l'outil principal pour influencer les caractéristiques transitoires du système « amplificateur-charge dynamique ». La relation entre la nature du son et l'impédance de sortie de l'amplificateur a été remarquée à l'époque des amplificateurs à tubes, dans les années 50. La différence de son des amplificateurs avec un étage de sortie basé sur des triodes et des pentodes était particulièrement notable. Les amplificateurs Pentode avaient une impédance de sortie importante, à la suite de quoi les têtes dynamiques étaient sous-amorties et le son acquit une tonalité en plein essor. L'introduction de la rétroaction négative a permis de réduire l'impédance de sortie de l'amplificateur, mais n'a pas complètement résolu le problème. Il est surprenant que le débat sur le meilleur amplificateur se poursuive un demi-siècle plus tard. Mais ce n'est pas seulement l'amplificateur, mais aussi le système d'enceintes. Pour évaluer les propriétés d'amortissement de l'amplificateur, un nouveau paramètre a été proposé - le facteur d'amortissement, qui est le rapport de la résistance de charge à l'impédance de sortie de l'amplificateur.
Les expériences menées en même temps ont permis d'établir la valeur minimale de ce paramètre - 5...8. Une nouvelle diminution de l'impédance de sortie de l'amplificateur n'a eu pratiquement aucun effet sur la réponse impulsionnelle du système. Soit dit en passant, l'idéologie de la Hi-Fi (abréviation de High Fidelity - haute fidélité) et le terme lui-même ont pris forme à la fin des années 50. À ce stade, les exigences minimales pour un système audio ont été déterminées - la bande de fréquences reproductibles, le coefficient harmonique (alors appelé facteur clair - "degré de pureté") et la puissance de sortie. Par la suite, après l'avènement des amplificateurs à transistors et des têtes dynamiques spécialisées à basse fréquence avec une suspension "légère", la limite inférieure du facteur d'amortissement a été augmentée. Cela a permis de déterminer sans ambiguïté le degré d'amortissement de la tête par les paramètres de l'amplificateur, quelles que soient les caractéristiques de la conception acoustique. Dans le même temps, dans certaines limites, la "similitude" du son d'un haut-parleur particulier avec différents amplificateurs était assurée. La célèbre norme DIN45500 définit sans ambiguïté le facteur d'amortissement pour les amplificateurs Hi-Fi - au moins 20. Cela signifie que l'impédance de sortie de l'amplificateur lorsqu'il fonctionne à une charge de 4 ohms ne doit pas dépasser 0,2 ohms. Cependant, l'impédance de sortie des amplificateurs modernes est bien inférieure - centièmes et millièmes d'ohm, et le facteur d'amortissement, respectivement, est de centaines et de milliers. Que signifie une amélioration aussi significative de cet indicateur ? Le coefficient d'amortissement dans ce cas, curieusement, n'a rien à voir avec cela. Un seul de ses composants est important - l'impédance de sortie de l'amplificateur. Dans ce cas, la "magie des chiffres" a lieu, car tout le monde est habitué à des centaines de watts de puissance de sortie d'amplificateurs modernes et vous devez attirer l'acheteur avec quelque chose de nouveau. Convenez que le "facteur de dumping 4000" est beaucoup plus agréable que "l'impédance de sortie de 0,001 ohm". Et cela ne signifie en tout cas qu'une chose - l'amplificateur a une très faible impédance de sortie et est capable de fournir un courant important à la charge (même si pendant une courte période). Et le lien entre la puissance de sortie et le facteur d'amortissement, bien que direct, n'est pas univoque. Ainsi, le terme, qui n'intéressait que les spécialistes, a trouvé une nouvelle application. Cependant, il y a un autre personnage dans l'histoire du facteur d'amortissement - le câble d'enceinte. Et il est capable de gâcher considérablement non seulement les chiffres, mais aussi la qualité sonore. Après tout, la résistance du câble s'ajoute à l'impédance de sortie de l'amplificateur et devient une composante du facteur d'amortissement. Pour un câble d'une longueur de 2 m, une résistance de 0,05 ohm est un indicateur tout à fait correct. Mais pour un amplificateur avec une impédance de sortie de 0,01 ohms, le facteur d'amortissement à une charge de 4 ohms avec un tel câble passera de 400 à 66. Il n'y a pas encore lieu de s'inquiéter. Mais si vous utilisez une "dentelle" fine d'un ensemble d'enceintes et des torsions douteuses avec une résistance totale de 0,3 ... 0,4 Ohm (la situation, malheureusement, n'est toujours pas rare), alors le facteur d'amortissement tombera à 10, peu importe des performances de l'amplificateur. Par conséquent, cela ne vaut pas la peine d'économiser sur les fils. Le croisement passif crée des problèmes similaires. Par conséquent, les bobines à noyau ferromagnétique dans les croisements sont utilisées plus souvent que celles "à air" - cela permet non seulement d'économiser du fil de cuivre coûteux ("ils ont"), mais également de réduire considérablement la résistance de la bobine. Bien sûr, lorsque le noyau est remagnétisé, une distorsion supplémentaire du signal non linéaire se produit, mais dans la plupart des cas, c'est un moindre mal que les haut-parleurs sous-amortis. Soit dit en passant, la différence de son des systèmes avec des croisements de conceptions différentes est souvent déterminée non pas tant par la nature des distorsions introduites, mais par l'amortissement différent du haut-parleur. Dans les cas où "la conscience ne permet pas" d'installer des bobines avec un noyau, le manque d'amortissement peut être compensé par des méthodes acoustiques. Mais l'amortissement acoustique n'a pas toutes les capacités de l'amortissement électrique et peut finir par coûter plus cher. Il est possible de calculer l'impédance de sortie d'un amplificateur en condition amateur si, avec le même signal d'entrée, on mesure sa tension de sortie au repos (Eo) et à une charge (U) d'une certaine résistance (R). Cependant, la précision de cette méthode simple se dégrade lorsque l'impédance de sortie de l'amplificateur est inférieure à 0,05 ohms.
Auteur : A. Shikhatov ; Publication : bluesmobile.com/shikhman
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Commentaires sur l'article : Vladimir L'amortissement électrique est le rapport de la résistance de charge à la résistance interne de l'amplificateur. Dans ce cas, on considère que plus ce rapport est grand, plus les oscillations naturelles de la décroissance du diffuseur sont rapides. En fait, si nous prenons une impédance de haut-parleur de 8 ohms et une résistance d'amplificateur de 0,1 ohm ou 1 ohm, alors l'amortissement aura des valeurs de 80 unités ou 8 unités. N'importe qui vous dira que 80 est beaucoup plus grand que 8, et les modes propres de 80 cônes amortis se désintégreront beaucoup plus rapidement. Mais non L'EMF de la bobine du haut-parleur lors de ses propres oscillations est chargée sur un circuit de deux résistances - le haut-parleur lui-même et la résistance de sortie de l'amplificateur. Il s'avère que la charge du haut-parleur EMF est de 8.1 ohms ou 9 ohms. La différence n'est que de 10% et non de 10 fois. Or, si l'impédance de sortie de l'amplificateur est de 8 ohms, alors les oscillations naturelles du diffuseur seront 2 fois plus longues qu'avec une résistance d'amplificateur de 0.1 ohm voire 1 ohm. Par conséquent, je considère que le concept du facteur de dumping est tiré par les cheveux pour tromper le cerveau des ignorants. Si nous prenons un amplificateur à tube qui, selon de nombreuses critiques, a un meilleur son, alors, selon la théorie, avec une adaptation optimale du transformateur de l'impédance du haut-parleur au tube de sortie, l'impédance de sortie sera égale à l'impédance du haut-parleur. Le facteur d'amortissement est de 1 !!!!!! Oleg Cet article est obsolète et ne répond pas aux exigences modernes. La théorie dans ce cas est loin de la pratique. Pour commencer, l'écoute comparative d'un amplificateur avec un CD-mille ou plus, par rapport à un amplificateur avec un petit CD - montre une différence significative dans le son. Ceci se vérifie facilement et ne correspond pas à la théorie, car, en théorie, ils ont oublié que la valeur CD dépend de la fréquence et est normalisée à une fréquence de 1 kHz. Et à 20 Hz -? C'est pourquoi l'amplificateur doit être normalisé aux basses fréquences, et non là où il fonctionne le mieux. Et, la question suivante est la résistance de l'amplificateur lui-même à la force contre-électromotrice. C'est-à-dire - l'amplificateur doit être vérifié pour une influence externe sur sa sortie. Cette technique a été proposée par S. Ageev. Et, il est bien évident qu'il n'existe pas de critères clairs, de méthodes de mesure et de valeurs mesurées permettant d'évaluer si l'amplificateur amortit vraiment le haut-parleur et comment il réagit à la force contre-électromotrice et à la non-linéarité de la charge. D'où la conclusion que plus d'un millier de CD est définitivement mieux que 100, bien qu'en théorie cela suffise ...
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