9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Проверка усилителя меандром, полная диагностика УНЧ по осциллограммам

Чтобы понять, насколько качественно звучит усилитель, необязательно часами прогонять через него синусоиды разных частот. Достаточно подать на вход прямоугольный импульс (меандр) и посмотреть на выход осциллографом.

Суть метода проста: идеальный прямоугольник содержит в себе сумму множества частот сразу. Если усилитель способен без искажений передать крутой фронт и ровную вершину импульса, значит и с музыкой он справится отлично.

Подаём на вход прямоугольный сигнал (меандр). Для общего теста обычно берут частоту 1 кГц. Амплитуду ставим небольшую, примерно половину от номинальной чувствительности входа, чтобы не загнать усилитель в клиппинг (перегрузку). Динамики лучше отключить (и уши целее, и соседи спокойнее). Вместо них вешаем мощный резистор сопротивлением, равным импедансу колонок (4 или 8 Ом). Щупы осциллографа цепляем параллельно этому резистору. Если у вас двухканальный осциллограф, подключите второй канал прямо к выходу генератора. Так вы сможете наглядно сравнивать, что вошло и что вышло.

Прямоугольный импульс можно условно разделить на две части, каждая из которых отвечает за свой диапазон частот:

• Фронт (вертикальная стенка): Показывает, как усилитель работает с высокими частотами (ВЧ). Если усилитель медленный и не успевает резко поднять напряжение, фронт завалится.
• Вершина (горизонтальная полка): Отвечает за низкие частоты (НЧ). Чтобы держать напряжение на одном уровне длительное время (пока длится импульс), усилителю нужны хорошие ёмкости в цепях прохождения сигнала.

Любой разделительный конденсатор в усилителе вместе с входным сопротивлением следующего каскада образует RC-цепь. Если конденсатор слишком малой ёмкости или высох, он заряжается слишком быстро. Ток падает, и вместо ровной полки мы видим скос (спад) напряжения. Это верный признак того, что басов будет мало.

Теперь - самое интересное. Глядя на форму сигнала на выходе, можно поставить диагноз. Пройдемся по основным случаям.

Идеальный прямоугольник

Что видим: Ровная полка, прямые углы, вертикальные фронты.
Диагноз: Здоров.
Усилитель честно передает сигнал. У него линейная АЧХ (амплитудно-частотная характеристика) - он не красит звук, не режет басы и не валит верха. Фазовые искажения минимальны.

Наклон вершины вниз (спад)

Что видим: Вершина импульса не держится ровно, а скатывается вправо вниз.
Диагноз: Нехватка низких частот (НЧ).
Суть: Усилитель не может поддерживать постоянное напряжение долгое время. Это работает как фильтр, отсекающий басы. Чем сильнее наклон, тем меньше баса.
Где копать:

Разделительные конденсаторы: Это самая частая причина. Конденсаторы на входе или между каскадами имеют слишком малую ёмкость или высохли от старости.
Настройки: Возможно, включен фильтр инфранизких частот (Subsonic) или регулятор НЧ (Bass) выкручен в минус.

Наклон вершины вверх (подъём)

Что видим: Вершина импульса взлетает вверх к концу периода.
Диагноз: Подъём низких частот.
Суть: Усилитель искусственно усиливает нижний диапазон. Такой вид сигнала получается из-за работы частотозависимых цепей коррекции.
Где копать:

Темброблок: Скорее всего, регулятор НЧ (Bass) выкручен в плюс.
Тонкомпенсация (Loudness): Если она включена, на малой громкости басы задираются автоматически. Если все ручки в нуле, а картинка такая - неисправна цепь обратной связи.

Закругление переднего фронта

Что видим: Левый верхний угол не острый, а сглаженный, похож на горку.
Диагноз: Завал высоких частот (ВЧ).
Суть: Усилитель тормозит. Он не успевает быстро изменить напряжение на выходе. Звук будет ватным, глухим, без детализации и воздуха.
Где копать:

Входной фильтр: Часто на входе стоит RC-цепочка от радиопомех. Если номиналы уплыли, она может резать полезный сигнал.
Коррекция ОУ: Слишком сильная коррекция в цепи обратной связи (защита от возбуждения, которая душит усилитель).
Темброблок: Регулятор ВЧ (Treble) выкручен в минус.

Выброс на переднем фронте

Что видим: Острый пик (иголка) в самом начале импульса, выше основной полки.
Диагноз: Подъём высоких частот.
Суть: Усилитель слишком резко реагирует на изменение сигнала. Звук может быть резким, свистящим.
Где копать:

Темброблок: Регулятор ВЧ (Treble) выкручен в плюс.
Недостаточная коррекция: Усилителю не хватает устойчивости, он на грани того, чтобы зазвенеть.

Сильный скос вершины (почти треугольник)

Что видим: Сигнал больше похож на пилу, чем на прямоугольник.
Диагноз: Катастрофическая нехватка баса.
Суть: Это усугубленная версия пункта №2. Усилитель превратился в дифференцирующую цепь. Басов нет вообще, звучит как старый телефон.
Где копать:

Мертвые конденсаторы: Полная потеря ёмкости разделительных конденсаторов.
Ошибка теста: Вы подали слишком низкую частоту (например, 20 Гц) на усилитель, который конструктивно не рассчитан на такие частоты (например, радиотрансляционный).

Звон на вершине (затухающие колебания)

Что видим: После переднего фронта идет змейка или волны, которые постепенно затухают.
Диагноз: Паразитные резонансы / Склонность к самовозбуждению.
Суть: Усилитель заводится на высоких частотах. Это очень опасно. На слух это дает жесткость, песок на ВЧ, утомляемость при прослушивании.
Где копать:

Цепь Цобеля: Проверьте резистор и конденсатор на выходе усилителя (параллельно клеммам динамиков).
Емкостная нагрузка: Длинные или плохие акустические кабели.
Питание: Высохшие конденсаторы по питанию рядом с выходными транзисторами.

Размытая толстая линия (Самовозбуждение)

Что видим: Линии импульса стали жирными, размытыми.
Диагноз: Генерация (Возбуд).
Суть: Усилитель превратился в генератор высокой частоты (выше звукового диапазона, например 100 кГц). Вы этого не слышите, но усилитель греется как утюг, а твитеры (пищалки) в колонках могут сгореть за секунды.
Где копать:

Ошибки монтажа: Неправильная разводка земли, выходные провода идут слишком близко к входным.
Обратная связь: Проблемы в цепи ООС (отрицательной обратной связи).

Несимметричность

Что видим: Положительная полуволна (сверху) отличается по форме или ширине от отрицательной (снизу).
Диагноз: Несимметричное ограничение / Перекос плеч.
Суть: Верхнее и нижнее плечо двухтактного усилителя работают в разных режимах. Высокий уровень четных гармоник (искажений).
Где копать:

Ток покоя и ноль: Проверить напряжение средней точки (должен быть 0 Вольт при двуполярном питании) и токи покоя транзисторов.
Разброс параметров: Транзисторы верхнего и нижнего плеча имеют разный коэффициент усиления (плохо подобрана пара).

Специфические искажения формы (Выпуклости и впадины)

Что видим: Вершина импульса не прямая, а выгнута горбом или прогнута ямой.
Диагноз: Неравномерность АЧХ в среднем диапазоне.

Горка вверх: Искажение АЧХ на стыке НЧ и СЧ.
Горб: Подъём средних частот (СЧ). Звук крикливый, телефонный.
Провал: Провал на средних частотах (V-образная АЧХ). Звук, как из бочки, вокал провален.
Узкий провал: Работает режекторный фильтр.

Где копать:
Это почти всегда работа эквалайзера или сложного темброблока. Если тембры отключены (режим Direct/Bypass), а картинка такая - неисправны частотозависимые цепи в обратной связи или кроссоверы (если усилитель многополосный).

Понравилась статья? Иосиф Виссарионович говорит: поделись с друзьями!