В данной статье речь пойдёт о варианте реализации клип-индикатора или клип-лимитера в усилителе класса D, построенного на базе микросхемы IRS2092. Но это решение может быть применено и ко многим другим усилителям D класса.
Принцип работы
В момент "клипа" на шинах питания усилителей D-класса а также в нагрузке образуются ВЧ-помехи. Эти помехи служат сигналом для детектора.
(Сразу уточню, что в случае применения в качестве нагрузки безиндуктивного резистора вместо реального динамика либо акустической системы, лимитер работать не будет.)
Схема детектора взята из мануала к усилителю Iraudamp 9s. Там она служит для защиты усилителя от клипирования сигнала. При регистрации клипирования усилитель отключается. Вот его схема:
Но также на базе этого детектора довольно легко можно организовать клип-индикатор или даже лимитер. Схема лимитера вот:
Схема усилителя стандартная, из даташита (чёрным цветом), а то, что дорисовано красной ручкой, — это, собственно, сам лимитер. Схема достаточно проста: детектор на базе транзистора MMBT5551, резистора R1 и диода VD1 отслеживает ВЧ-помехи/выбросы, возникающие при клипировании сигнала. В момент регистрации клипа через транзистор и диод VD2 начинает протекать ток, заряжая конденсатор С1 и вызывая свечение светодиода. Цепочка из диода VD2 и конденсатора C1 необходима для накапливания заряда и обеспечения некоторой продолжительности свечения диода оптопары LCR0202 после окончания регистрации клипа.
Такое решение необходимо, поскольку данная схема детектора отслеживает только одну полуволну выходного сигнала. Для успешного ограничения обеих полуволн нужно обеспечить свечение диода оптопары на время прохождения второй полуволны, которую детектор отследить не может. Также следует учитывать, что ёмкость конденсатора С1 вызывает задержку включения лимитера (на время заряда). Поэтому его ёмкость должна быть подобрана так, чтобы задержка лимитера была минимальна, а ёмкости хватало на время ограничения сигнала на низких частотах. Экспериментально подобрана ёмкость 0,47 мкФ как наиболее оптимальная.
Свечение светодиода оптопары LCR0202 вызывает изменение сопротивления её опторезистора, тем самым изменяется общий коэффициент усиления усилителя, что, в свою очередь, ведёт к снижению выходного сигнала и препятствует появлению жёсткого клипа. Резистором R4 ограничивается максимальное снижение коэффициента усиления, и нежелательно, чтобы его номинал был слишком низким, так как в UсD-усилителях обратная связь, как и многое другое, влияет на итоговую "несущую частоту". При уменьшении номинала R3 в два раза серьёзного изменения несущей частоты не наблюдается (по крайней мере, в тех усилителях, которые я тестировал), поэтому усреднённо можно рекомендовать его номинал равным половине номинала резистора обратной связи. (В моём случае при питании ±55 В резистор обратной связи R3 - 120 кОм, а резистор R4 56 кОм).
В случае реализации только клип-индикатора схема становится ещё проще: вместо светодиода оптопары устанавливается индикаторный светодиод, а резистор R4, конденсатор С1 и VD2 исключаются из схемы; вместо VD2 устанавливается перемычка. Также при питании усилителя свыше 30 В в плече номинал резистора R1 стоит увеличить в несколько раз для избежания превышения тока на светодиоде при жёстком клипе.
И следует ещё добавить, хотя это вроде очевидно, но всё же: шунтирующих диодов после дросселя, как в Iraudamp7s, быть не должно, иначе схема работать не будет. (Смысла от этих диодов немного, в версии 9 (а она новее версии 7) таких диодов нет изначально, а те небольшие выбросы которые диоды должны убирать, и служат сигналом для детектора)
Работа такого клип-индикатора продемонстрирована тут: https://dzen.ru/video/watch/696f87440d15fd48dfeafbe6
Ссылка на коротенькое видео работы клип-лимитера тут: https://dzen.ru/video/watch/696f76b03d68b13fe6510902
Моя группа в ВК (с вопросами лучше туда) тут:
ютуб тут: www.youtube.com/@KaleichM
P.S.
Данная статья, как и все предыдущие, в большей степени является концепцией, кратким объяснением основных принципов работы, а не пошаговым руководством к действию. Так что все эксперименты — только на свой страх и риск. Если что, я не при делах.
И ещё, если у меня менее 10 подписчиков и есть возможность и желание — подпишитесь на Дзен. Для меня наличие подписчиков принципиальной роли не играет, но, как я понял по условиям Дзена, чтобы мои статьи находились в поиске Яндекса, надо набрать 10 подписчиков. Иначе при запросе ничего не находится. А как их набрать, если публикации сложно найти, даже зная точное название, Дзен чет не уточняет. ))
Всем кто дочитал, спасибо! )