Простой Clip-детектор для усилителя

Ограничение сигнала усилителем (клиппинг) – это такая ситуация, когда от усилителя пытаются получить напряжение на нагрузке больше, чем тот может обеспечить.

В нормальном рабочем диапазоне входных напряжений, зависимость выходного напряжения от входного практически линейная (на самом деле не совсем, и эта небольшая нелинейность порождает искажения, которые призван оценить коэффициент гармоник Кг, или THD по-иноземному, и это отклонение от прямой составляет 0,001…0,1%), и форма выходного сигнала совпадает с формой входного – усилитель сигнал просто усиливает не искажая, то есть работает правильно.

При работе усилителя иногда возникают такие моменты, когда от него пытаются получить выходное напряжение больше, чем он способен отдать (это случается на большой громкости и зависит как от самого усилителя, так и от его блока питания). Естественно, что отдать больше, чем он может, усилитель не способен, поэтому, дойдя до максимума, его выходное напряжение просто перестает увеличиваться, несмотря на то, что входное напряжение продолжает расти. Это явление называется ограничением сигнала (cliping по иноземному) и очень вредно, так как является искажением (форма выходного сигнала уже не повторяет форму входного). При большой величине искажений (сильном клиппинге) искажения очень заметны на слух — сделайте звук погромче, так, чтобы «хрипело» — это и будет проявление ограничения в одном из узлов системы (не обязательно в усилителе).

Небольшой клиппинг, затрагивающий только верхушки импульсов, практически не заметен на слух. Такие суперкратковременные искажения не воспринимаются сознанием. Но наше подсознание — тот таинственный механизм, который отвечает за слуховое восприятие — вот оно как раз эти искажения воспринимает. И чувствует в них неестественность и фальшь. Поэтому на слух такие искажения воспринимаются как отсутствие легкости звучания, прозрачности, воздушности… Ухудшается глубина сцены, появляется тяжеловесность звука, и т.п. Конечно, усилитель на микросхеме не обладает настолько высоким качеством, чтобы хорошо передавать такие нюансы и без клиппинга, но согласитесь, что при работе с искажениями в любом случае звук станет хуже, чем без них.

Как узнать, есть в данный момент в усилителе клиппинг, или нет? Если он сильный, то это очень хорошо будет заметно на слух. А если он легкий?

Для этого можно собрать несложную схему:

Схема рассчитана на два канала. Зеленые светодиоды указивают на наличие питания, а красные — перегруз.

Печатная плата:

Источник: payalo.net


2 Комментария “Простой Clip-детектор для усилителя

Ответить