Тепловые искажения

[anli]

Предлагаю всем высказаться на эту тему. Особенно интересны результаты субъективных прослущиваний.

Также интересны:

- особенности этих искажений у разных приборов (диоды разных типов, bjt, jfet, mosfet, ...)
- влияние топологии (симметричность по питанию, мостовая схема, ...)
- любые полезные в этой области численные оценки (частОты, заметная переменная составляющая мощности, ...)

P.S. Нашёл на эту тему вот такой интересный цикл статей:

http://peufeu.free.fr/audio/memory/

P.P.S. Тепловые искажения упоминаются между делом в разных ветках. Думаю, слишком между делом Так что решил завести отдельную ветку.

[SashaNetrusov]

Девиация мощности, скажем, +/-50mW примерно одинаково плоха при средней 100mW или 200mW.

Почему? Параметры плывут от температуры.Изменение температуры будет прежним?

[ADDED=SashaNetrusov]1143036986[/ADDED]
Как Вам такая "архитектура" УНа ?
Для минимизации тепловых искажений падения напряжения на VT5 и R6 д.б. одинаковыми.

[anli]

Почему? Параметры плывут от температуры.Изменение температуры будет прежним?

Изменение мощности будет прежним. Данных о том, что теловые константы сильно зависят от средней мощности, не наблюдается. Значит, изменение температуры будет также примерно тем же.

[SashaNetrusov]

Значит, изменение температуры будет также примерно тем же.

Может всё таки попробовать на меандре?

[ADDED=SashaNetrusov]1143115340[/ADDED]

Для минимизации тепловых искажений падения напряжения на VT5 и R6 д.б. одинаковыми.

Для уменьшения влияния тепловых искажений со стороны VT2 резистор R6 лучше перенести в коллектор VT5.

[aigor]

Не совсем в тему, но это словосочетание заставило меня вспомнить, как где-то лет 30 назад ...И никаких проблем с истощением катода...

Алексей

Уважаемый Алексей Никитин, а как бы Вы оценили свой винил-корректор в ревизии: полевик, каскод, дин-нагрузка, повторитель с резистором в земле - с точки зрения тепловых искажений?
Такое ощущение, что из-за низкой нагрузки первого каскада по ВЧ - идет приличная модуляция на НЧ, где коэффициент усиления еще выше...
Может быть, конечно, я ошибаюсь, но ощущения такие есть....

Аууу... наконец опровергните или подтвердите уже...

[Uni&Vers]

простой гармонический анализ тоже видит тепловые искажения низкого уровня, -100dB и ниже. На рисунке схема, простой каскад инвертор.
В коллекторе стоит высокоточный низкоомный преобразователь ток-напряжение, который не вносит искажений. Поэтому напряжение коллектора задано источником Uc и постоянно. Ток эмиттера задается через резистор 1ком отрицательным источником смещения -U. В выходном сигнале входные частоты подавляются а искажения усиливаются в 100 раз, поэтому шкала сдвигается на -40dB. Уровень -140dB показан пунктиром.

Гармоники интересно себя ведут в зависимости от напряжения питания. Когда отрицательное напряжение примерно вдвое больше Uc гармоники минимальны. Но не в точке где мощность на коллекторе не зависит от сигнала Uc=(-U).

На первом рисунке 15кгц и 16кгц бьются и интермодов нет выше 120dB, и вобще нет.
На втором рисунке 3кгц и 15кгц дают интермоды на суммарной и разностной частотах между -120 и -110dB. Но их не должно быть и их амплитуда разная, а должна быть одинаковая. И кроме того нет гармоник от 3кгц.
На третьем 5кгц и 15 кгц создают то чего не может быть - суммарный интермод есть а разностного нет и гармоник тоже.
Если поставить каскад в точку мнимальной модуляции мощности на коллекторе, появятся гармоники и симметричные интермоды, которые и должны там быть.
Так вот они эти интермоды и бъются разнообразно придавая неповторимую окраску звучанию

[anli]

Михаил, как понять, что все эти штуки - именно тепловые искажения?

А в третьем случае, возможно, вторая гармоника от 5KHz скомпенсировалась с той разностной, которой нет Может, всё-таки некратные частоты попробовать во втором и третьем случаях?

[Uni&Vers]

Михаил, как понять, что все эти штуки - именно тепловые искажения?

А в третьем случае, возможно, вторая гармоника от 5KHz скомпенсировалась с той разностной, которой нет Может, всё-таки некратные частоты попробовать во втором и третьем случаях?

а попробуй получи такую картинку в симуляторе
Получится примерно как на рисунке внизу для точки теплового равновесия. Сумма двух частот больше разности всего на 3 dB.

Получается, что симуляция схем с низкими искажениями является отдельным самостоятельным направлением искусства схемотехники, не имеющим практического выхода

[SashaNetrusov]

Гармоники интересно себя ведут в зависимости от напряжения питания. Когда отрицательное напряжение примерно вдвое больше Uc гармоники минимальны. Но не в точке где мощность на коллекторе не зависит от сигнала Uc=(-U).

Меняя -U меняется режим транзистора по рабочему току. Эксперимент не чистый. Лучше ставить дополнительный резистор в коллектор , а напряжение коллектора устанавливать прежним увеличением соответственно Uc в два раза.
На частотах 3кГц тепловые искажения уже могут не наблюдаться. Надо взять одну частоту 15кГц малой амплитуды , вторую большей амплитуды прокачивать от 20 Гц и вплодь до первой. Возможно из-за тепловых искажений на какойто частоте ,соизмеримой с постоянной тепловой времени, появится всплеск интермодов.....Можно будет о чём то говорить. Если не появится , то о тепловых искажениях можно забыть....

[SashaNetrusov]

Ещё было бы посмотреть такой эксперимент. Подать на вход каскада с ОЭ сумму двух сигналов - меандр , приличной амплитуды сильно меняющий мощность рассеивания на транзисторе, и синус малой амплитуды 15кГц.Посмотреть сигнал тока коллектора. Посмотреть как меняется амплитуда синуса во времени при скачках тока коллектора.
Крутизна транзистора зависит от тока и от температуры.Установившееся значение амплитуды синуса будет определяться текущим средним током. А меняющееся текущей температурой кристалла. Можно будет оценить влияние температуры на малосигнальную крутизну транзистора....

[Nota Bene]

Крутизна транзистора зависит от тока и от температуры.Установившееся значение амплитуды синуса будет определяться текущим средним током. А меняющееся текущей температурой кристалла. Можно будет оценить влияние температуры на малосигнальную крутизну транзистора....

Был у меня самопальный характериограф, свип коллекторного напряжения у которого был выполнен с помощью двухполупериодного выпрямления 50Гц напряжения вторичной обмотки, так вот, наблюдал весьма заметный гистерезис (раздвоение линий) на выходных характеристиках транзисторов при нарастании и спаде коллекторного напряжения, обусловленный тепловыми искажениями испытуемого транзистора.

[SashaNetrusov]

наблюдал весьма заметный гистерезис (раздвоение линий) на выходных характеристиках транзисторов при нарастании и спаде коллекторного напряжения, обусловленный тепловыми искажениями испытуемого транзистора.

Если бы можно было менять частоту испытуемого напряжения и посмотреть на каой это раздвоение максимально, то было бы очень интересно.....

SashaNetrusov добавил 04.05.2006 в 15:42
Характериограф ещё не выбросил?

[Nota Bene]

Если бы можно было менять частоту испытуемого напряжения и посмотреть на каой это раздвоение максимально, то было бы очень интересно.....

..........................
Характериограф ещё не выбросил?

Частоту менять к сожалению нельзя, но посмотреть транзисторы в разных корпусах (в т.ч. есть и бескорпусные, не SMD) на тепловые искажения было бы интересно. Характериограф (как приставка к осциллографу) давно валяется на балконе, может и живой, надо глянуть. Там ломаться вроде бы нечему. Самому интересно стало...

[SashaNetrusov]

Частоту менять к сожалению нельзя

А жаль. Вдруг на какойто частоте нечто страшное увидиш. Во открытие будет!
Запитай характериограф от усилителя мощности через трансформатор. На вход усилка синус с генератора подай......

[AudioKiller]

Кстати, довтольно легко, и более корректно (чем с характериографом) провести такой эксперимент: берем транзисторную сборку, где оба транзистора на одном кристалле. Оба включаем с ОЭ без ООС. На один подаем 5-20 Гц большой амплитуды (но чтобы не ограничивал, а сопротивление резистора в коллекторе небольшое, по макс. коллекторного тока). Он будет "нагревателем". На другой подаем синус маленькой амплитуды 3-5 кГц. И смотрим амплитудную и частотную модуляцию. Это возможно только через тепло. Для проверки на наводки и плохую изоляцию сильно увеличиваем Rк "нагревателя". При этом размах его напряжения должен быть const. А изменения температуры уменьшатся. Если влияние тепловое - оно станет меньше, если электрическое - не изменится...

У меня под рукой сборки нет, а то бы я попробовал...

[Nota Bene]

берем транзисторную сборку, где оба транзистора на одном кристалле.

более корректно (чем с характериографом)

Не согласен. В одном случае мы смотрим мгновенное влияние температуры на собственно PN-переход, где выделяется тепло, в другом случае (транзисторная сборка) оценка влияния температуры происходит косвенно, за счет тепловой взаимосвязи по телу кристалла, обладающего хреноватой теплопроводностью (как у всех полупроводников). Да еще и с (не)определенной инерционностью...
P.S. Достал свой характериограф с балкона (лет 10 там лежал), включил - работает! Гистерезис - видно, причем различный по характеру в зависимости от того, чем управляется база транзистора - током или напряжением. Что естественно. Если удастся сфоткать осциллограммы с экрана - выложу.

[SashaNetrusov]

Ждём с нетерпением.
Кстати эксперимент с меандром и маленьким синусом тоже очень интересен. Вдруг обнаружится дикая модуляция амплитуды при перепаде мощности рассеяния?

[Uni&Vers]

как и предлагал #116 посмотрел как меняется фаза искажений сигнала от частоты. На рисунке прямая линия это фаза сигнала и две кривые - фаза искажений при разной мощности. Ну вобщем все видно. Линия с наклоном из-за свипа.
С характериографом - да, правильно . Мне кажется что двойные линии даже были в каком-то журнале на фото

[Nota Bene]

Коммент к фоткам: масштаб по X - 1V/cm, по y - 1mA/cm, шаг приращения базового тока - 5uA. У более мощного транзистора (2Т831В) гистерезис более заметен, из-за большей тепловой инерционности, у маломощного (КТ3102Б) - гистерезис практически не заметен на этой частоте свипа. Значит его тепловая постоянная времени гораздо меньше.
По поводу тепловых искажений при управлении напряжением на базе транзистора - сделаю позже (нужна доработка). В данный момент характериограф неадекватно это показывает (этот режим был предусмотрен для снятия характеристик полевиков).

[SashaNetrusov]

У более мощного транзистора (2Т831В) гистерезис более заметен, из-за большей тепловой инерционности, у маломощного (КТ3102Б) - гистерезис практически не заметен на этой частоте свипа. Значит его тепловая постоянная времени гораздо меньше.

Справа я понимаю графики маломощного.Видно, что с нагревом коэффициент передачи тока растёт. Но в общемто не сильно......Токовое управление транзистором по всей видимости в плане термостабильности более выйгрышное. Что покажет управление напряжением?

[Nota Bene]

Справа я понимаю графики маломощного.Видно, что с нагревом коэффициент передачи тока растёт. Но в общемто не сильно......Токовое управление транзистором по всей видимости в плане термостабильности более выйгрышное.

Имена файлов говорят сами за себя Наклон выходных характеристик обуславливается параметром h22, выходной проводимостью, хотя тут возможен и вклад тепловой компоненты. А при управлении напряжением будет дополнительно сказываться изменение Uбэ (минус 2 mV/град.) от мгновенной тепературы перехода. Посмотрим.