Моторное судно (электроника)
Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В электронике , ЗАПАСНЫЕ представляет собой тип низкочастотного паразитной колебаний (нежелательного циклического изменения выходного напряжения) , что иногда происходит в аудио- и радиоаппаратуры и часто проявляется как звук , похожий на холостом ходу моторной лодки двигатель, «пут-пут-пут ", при выводе звука через динамики или наушники. [1] [2] [3] [4] Это проблема, с которой сталкиваются, в частности, в радиоприемопередатчиках и старых ламповых аудиосистемах , гитарных усилителях , системах громкоговорящей связи, и вызвана каким-то типом нежелательной обратной связи.в цепи. Усиливающие устройства в аудио- и радиооборудовании уязвимы для множества проблем с обратной связью, которые могут вызывать характерный шум на выходе. Термин ЗАПАСНЫЕ применяются к колебаниям, частота которых ниже диапазона слуха, от 1 до 10 герц , [3] , так что индивидуальные колебания слышны в виде импульсов. Иногда колебания можно увидеть даже визуально, когда диффузоры низкочастотных динамиков в динамиках медленно входят и выходят. [2]

Помимо раздражающего звука, катание на моторной лодке может вызвать ограничение формы выходного аудиосигнала и, как следствие, искажение выходного сигнала.

Вхождение

Хотя низкочастотные паразитные колебания в звуковом оборудовании могут быть вызваны целым рядом причин, существует несколько типов оборудования, в которых они часто наблюдаются:

  • Старые усилители звука с емкостной (RC) или индуктивной (трансформаторной) связью между каскадами. [5] [6] [7] [8] Эта конструкция в основном используется в ламповом (клапанном) оборудовании. [8] Моторные лодки были проблемой на протяжении всей эры ламповой электроники [5], но стали редкостью, поскольку в 1970-х годах ламповые редукторы были заменены современными твердотельными конструкциями с прямым соединением . [8] Недавнее возрождение популярности традиционного лампового аудиооборудования в гитарных усилителях.и домашние аудиосистемы привели к повторному появлению проблем с моторными лодками. Проблема иногда возникает в более старом оборудовании из-за испарения электролита из старых «мокрых» электролитических конденсаторов, используемых в цепях питания устаревшего оборудования, или в оборудовании любого возраста, где каскад усилителя чувствителен к обратной связи через шины питания. , и это можно исправить заменой / обновлением конденсаторов.
  • Как в старых, так и в новых конструкциях, даже в основном в схемах операционных усилителей с прямой связью , обратная связь через шины источника питания может генерировать ультразвуковые колебания, которые различаются по амплитуде на низкой частоте ( скрип ) из-за проседания напряжения источника питания при нарастании колебаний ( длительная постоянная времени, поступающая от емкостного конденсатора источника питания ) таким образом, что низкие частоты слышны, а основные частоты высоких частот - нет. Такие проблемы бывает сложно диагностировать. [9] [10]
  • Аудиооборудование, связанное с радиопередатчиками , в частности приемопередатчики в двухсторонних радиостанциях , таких как Citizens band , FRS , которые имеют автоматическую регулировку усиления (AGC) или шумоподавитель . Неисправности в схемах АРУ или шумоподавления, которые имеют длительную постоянную времени , могут вызвать низкочастотные колебания. Другой возможной причиной, иногда в сочетании с первой, является утечка сильного радиочастотного (RF) сигнала от передатчика в звуковые секции приемника, что может вызвать гашущие колебания. Это RFI проблема, вызванная недостаточным экранированием или фильтрацией для защиты от радиочастотного излучения.

Теория

Как и все электронные колебания , моторная лодка возникает, когда часть выходной энергии от усилительного устройства, такого как транзистор или электронная лампа, возвращается во входную цепь устройства (или, возможно, на более раннюю стадию схемы усилителя) с правильной фазой. за положительный отзыв . Это указывает на наличие нежелательного пути обратной связи через схему от выхода до входа усилительного каскада. Технические условия для колебаний, задаваемые критерием устойчивости Баркгаузена , заключаются в том, что общий коэффициент усиления вокруг контура обратной связи(состоящий из усилительного устройства и тракта обратной связи) на частоте колебаний должна быть единица (0 дБ), а фазовый сдвиг должен быть кратным 360 ° (2π радиан ). Поскольку большинство усилительных устройств, транзисторов и ламп являются инвертирующими, с выходным сигналом на 180 °, противоположным по фазе входному, путь обратной связи должен вносить вклад на другие 180 ° сдвига.

Многие типы паразитных колебаний вызываются небольшими межэлектродными емкостями ( паразитными емкостями ) или взаимной индуктивностью между соседними проводами или электронными компонентами на печатной плате, которые создают непреднамеренный путь обратной связи. Однако они обычно вызывают высокочастотные колебания на верхнем конце полосы пропускания оборудования или над полосой пропускания . Это связано с тем, что фазовый сдвиг малых реактивных сопротивлений в цепи обратной связи, увеличивающийся с увеличением частоты, становится значительным только на высоких частотах. Низкочастотные колебания, такие как моторная лодка, указывают на то, что какое-то устройство или цепь с большой постоянной времениучаствует, например, конденсаторы межкаскадной связи [6] или трансформаторы, или конденсаторы фильтра и обмотка питающего трансформатора. [6]

В вакуумных трубчатых схемах, распространенная причина является обратной связи через пластинчатое питание цепь. [2] [6] [4] Источник питания подает постоянный ток на цепь пластины каждой лампы, поэтому проводка источника питания (силовые шины) может быть непреднамеренным каналом обратной связи между каскадами. Повышение импеданса из конденсаторов фильтра при низких частотах может означать , что низкие колебания частоты в ток , протекающий выходных каскадов может вызвать колебания напряжения в напряжение источника питания , которые питаются обратно на более ранних стадиях, [2] [6] [4] делает система субаудиогенератор. Это вызвано недостаточной фильтрацией или развязкой источника питания. ВЭлектролитические конденсаторы, используемые в оборудовании 1960-х годов, содержали жидкий электролит, который высыхал за десятилетия, уменьшая емкость и увеличивая ток утечки, и это часто является причиной.

Одно из предлагаемых решений - это «работа с конденсаторами», замена всех старых электролитических конденсаторов. [4] [11] Более радикальное, но комплексное решение - добавить современные стабилизаторы напряжения IC или заменить весь блок питания на современный регулируемый. [4]

В радиооборудовании

В оборудовании, включающем радиопередатчики , движение на моторной лодке может быть вызвано радиочастотными помехами (RFI), когда сильный радиосигнал от передатчика попадает в звуковые или приемные цепи. Аудиосхемы приемника с автоматической регулировкой усиления (АРУ) имеют длительную постоянную петлю обратной связи, которая регулирует усиление звукового каскада для компенсации различий в уровне звука, вызванных такими причинами, как разные говорящие голоса. Схемы шумоподавления , используемые в двусторонних радиостанциях для подавления шума, также имеют петлю обратной связи, которая отключает звук при обнаружении высокочастотного шума.

Если неслышимый радиочастотный (RF) сигнал передатчика случайно попадает в тракт аудиосигнала приемника, он может запустить АРУ или схему шумоподавления для уменьшения усиления. Затем, после времени задержки, установленного постоянной времени схемы, схема снова увеличивает усиление до тех пор, пока амплитуда радиосигнала не вызовет еще одно уменьшение усиления. Этот повторяющийся цикл воспринимается как движение на моторной лодке.

Примером может служить радио Citizen с частотой 27 МГц в автомобиле, подключенное к автомобильному источнику постоянного тока 12 В. Если развязывающие конденсаторы, которые обходят радиопомехи от проводов питания, отсутствуют или недостаточны, или длинные провода питания принимают чрезмерное радиочастотное излучение от антенны, то сигнал радиочастотного передатчика может попасть в приемные цепи радиостанции через питающие провода. Затем это вызывает движение моторной лодки.

использованная литература

  1. ^ Амос, SW; Роджер Амос (2002). Словарь Newnes по электронике, 4-е изд . Newnes. п. 205. ISBN 0080524052.
  2. ^ a b c d Ван дер Вин, Менно (1999). Современные клапанные усилители высокого класса: на основе тороидальных выходных трансформаторов . Elektor International Media. п. 15. ISBN 0905705637.
  3. ^ a b Дэйли, Дентон Дж. (2013). Электроника для гитаристов, 2-е изд . Springer. п. 163. ISBN. 1461440874.
  4. ^ а б в г д Джонс, Морган (2011). Клапанные усилители, 4-е изд . Эльзевир. п. 467. ISBN. 0080966403.
  5. ^ a b Проблема была обычным явлением на заре радио: Westcott, OD (август 1927 г.). « » ЗАПАСНЫЕ «- Что это такое, и почему» (PDF) . Радио Новости . Experimenter Publishing Co .: 149 . Проверено 7 июля 2013 года .
  6. ^ a b c d e Бук, Зе (март 1927 г.). "Моторные лодки излечены" (PDF) . Радиотехника . Нью-Йорк: Radio Engineering Publishing Co. 7 (3): 614–615 . Проверено 9 января 2015 года .
  7. ^ Дункан, Бен (1996). Усилители мощности звука с высокими характеристиками . Newnes. С.  191 . ISBN 0080508049. моторная лодка.
  8. ^ a b c Селф, Дуглас (2012). Справочник по проектированию звуковых усилителей мощности, 4-е изд . CRC Press. п. 7.42. ISBN 1136123733.
  9. ^ Помощь в поиске и устранении неисправностей старого передатчика
  10. ^ Вопросы о моторных лодках EL34 PP
  11. Перейти ↑ Keen, RG (1997). «Катер» . Страница отладки лампового усилителя . Веб-страница GEO, ориентированная на гитарные эффекты . Проверено 3 июля 2013 года . Внешняя ссылка в |work=( помощь )
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Motorboating_(electronics)&oldid=944755034 "
Contribute a better translation