浅谈“茹贝尔网络”

[复制链接] 查看: 59553|回复: 105

1

主题

0

好友

2753

积分

罗宾汉 当前离线

德律风根

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
34793
帖子
3483
精华
0
经验
2753 点
金钱
2899 ¥
注册时间
2008-1-27
发表于 2009-1-26 01:17 | 显示全部楼层
原帖由 狂躁的刺猬 于 2009-1-26 01:11 发表

“茹贝尔电路”的作用是将喇叭(准确的说,是低音喇叭)的感抗抵消,使喇叭在相当宽的频带里呈现近似纯阻,这个电路,应该接在分频器后,直接并在低频喇叭上,而非功放的输出,接在那儿的RC网络,不应称作“茹 ...

同意

1

主题

0

好友

2753

积分

罗宾汉 当前离线

德律风根

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
34793
帖子
3483
精华
0
经验
2753 点
金钱
2899 ¥
注册时间
2008-1-27
发表于 2009-1-26 01:21 | 显示全部楼层
原帖由 龙虎豹 于 2009-1-25 00:46 发表
663117

你的电路是使用在没有分频器的全频喇叭上才叫茹贝尔网络。
在一般的共放里叫做消震电路。。没有了消震电路就会产生瞬态响应失真。。
有的人说有和没有都没有区别。是他们听不出来。。一般的歌曲和音乐是听不出生瞬态响应失真的。
飞利莆有个测试碟的第24音乐就是测试生瞬态响应失真的。

10

主题

0

好友

770

积分

职业侠客 当前离线

Rank: 5Rank: 5

UID
15267
帖子
716
精华
0
经验
770 点
金钱
700 ¥
注册时间
2006-11-27
发表于 2009-1-26 01:44 | 显示全部楼层
来点E文的参考一下:
Zobel networks

      All power amplifiers except for the most rudimentary kinds include a Zobel
network in their arrangements for stability. This simple but somewhat enig-
matic network comprises a resistor and capacitor in series from the ampli-
fier output rail to ground. It is always fitted on the inside (i.e., upstream)
of the output inductor, though a few designs have a second Zobel net-
work after the output inductor; the thinking behind this latter approach is
obscure. The resistor approximates to the expected load impedance, and is
usually between 4.7 and 10Ω. The capacitor is almost invariably 100 nF,
and these convenient values and their constancy in the face of changing
amplifier design might lead one to suppose that they are not critical; in fact
experiment suggests that the real reason is that the traditional values are
just about right.
     The function of the Zobel network (sometimes also called a Boucherot cell)
is rarely discussed, but is usually said to prevent too inductive a reactance
being presented to the amplifier output by a loudspeaker voice-coil, the
implication being that this could cause HF instability. It is intuitively easy to
see why a capacitative load on an amplifier with a finite output resistance
could cause HF instability by introducing extra lagging phase-shift into
the global NFB loop, but it is less clear why an inductive load should be
a problem; if a capacitive load reduces stability margins, then it seems
reasonable that an inductive one would increase them.
At this point I felt some experiments were called for, and so I removed the
standard 10Ω/0.1μF Zobel from a Blameless Class-B amplifier with CFP

output and the usual NFB factor of 32 dB at 20 kHz. With an 8Ω resistive
load the THD performance and stability were unchanged. However, when
a 0.47mH inductor was added in series, to roughly simulate a single-unit
loudspeaker, there was evidence of local VHF instability in the output
stage; there was certainly no Nyquist instability of the global NFB loop.
I also attempted to reduce the loading placed on the output by the Zobel
network. However, increasing the series resistance to 22Ω still gave some
evidence of stability problems, and I was forced to the depressing conclu-
sion that the standard values are just about right. In fact, with the standard
10Ω/0.1μF network the extra loading placed on the amplifier at HF is not
great; for a 1 V output at 10 kHz the Zobel network draws 6.3 mA, rising
to 12.4mA at 20 kHz, compared with 125mA drawn at all frequencies by
an 8Ω resistor. These currents can be simply scaled up for realistic output
levels, and this allows the Zobel resistor power rating to be determined.
Thus an amplifier capable of 20 V rms output must have a Zobel resistor
capable of sustaining 248mA rms at 20 kHz, dissipating 0.62 W; a 1W
component could be chosen.
       In fact, the greatest stress is placed on the Zobel resistor by HF instability, as
amplifier oscillation is often in the range 50–500 kHz. It should therefore be
chosen to withstand this for at least a short time, as otherwise faultfinding
becomes rather fraught; ratings in the range 3 to 5W are usual.
To conclude this section, there seems no doubt that a Zobel network is
required with any load that is even mildly inductive. The resistor can be
of an ordinary wire-wound type, rated to 5W or more; this should prevent
its burn-out under HF instability. A wire-wound resistor may reduce the
effectiveness of the Zobel at VHF, but seems to work well in practice; the
Zobel still gives effective stabilisation with inductive loads.

10

主题

0

好友

770

积分

职业侠客 当前离线

Rank: 5Rank: 5

UID
15267
帖子
716
精华
0
经验
770 点
金钱
700 ¥
注册时间
2006-11-27
发表于 2009-1-26 01:54 | 显示全部楼层
再送一个茹贝尔网络E文的的设计资料:
Zobel Network Design.pdf (129.54 KB, 下载次数: 1007)

0

主题

0

好友

394

积分

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
19453
帖子
349
精华
0
经验
394 点
金钱
338 ¥
注册时间
2007-3-1
发表于 2009-1-26 02:28 | 显示全部楼层
哦。看不懂。那位高手翻译一下。顺祝各位烧友新年快乐

0

主题

0

好友

-83

积分

纠纷待定组 当前离线

UID
42740
帖子
774
精华
0
经验
-83 点
金钱
565 ¥
注册时间
2008-5-9
发表于 2009-1-26 18:23 | 显示全部楼层
学习当中

21

主题

3

好友

1257

积分
     

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
10091
帖子
1570
精华
0
经验
1257 点
金钱
1029 ¥
注册时间
2006-6-13
发表于 2009-1-26 20:31 | 显示全部楼层
好文........
头像被屏蔽

19

主题

2

好友

359

积分

禁止发言 当前离线

UID
40214
帖子
924
精华
0
经验
359 点
金钱
359 ¥
注册时间
2008-4-13
发表于 2009-1-26 21:27 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

0

主题

0

好友

94

积分

论坛游民 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
71377
帖子
92
精华
0
经验
94 点
金钱
94 ¥
注册时间
2008-12-28
发表于 2009-1-26 21:43 | 显示全部楼层
值得学习的好文。。。。。。。

5

主题

0

好友

5672

积分

罗宾汉 当前离线

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
26078
帖子
5585
精华
2
经验
5672 点
金钱
5633 ¥
注册时间
2007-8-18
发表于 2009-1-26 22:40 | 显示全部楼层

转一点资料

訂閱免費印刷版  適合列印版本
  將本文寄給朋友  

  

Data Acquisition from MCC
Low cost, robust USB and Ethernet. DAQ, PCI, ISA, PCMCIA, and GPIB

www.measurementcomputing.com


Data Acquisition Systems
Multi-Channel Data Acquisition. Systems from 2 to 32 Channels.

www.astro-med.com


Ads by Google

  


利用Zobel Network強化音訊功率放大器穩定性

( 01 Nov 2008 )
Walter S. Gontowski Jr, STMicroelectronics


揚聲器的阻抗很複雜,而音訊放大器更適合驅動純阻性的負載。為補償這種情況,揚聲器並聯一個Zobel網路。Zobel網路也叫Boucherot單元,它基本上是一個串聯的電阻-電容(R-C)網路,與音訊揚聲器並聯,以儘量減少音圈電感L(e)的作用。這種網路能在工作頻率範圍內使揚聲器負載對放大器的輸出更加阻性,從而增加了音訊放大器的穩定係數。在一個放大器驅動多個揚聲器的場合,當使用交叉網路時,Zobel 保持負載的阻性阻抗,使交叉網路的設計更簡單。

在使用>100W的積體電路(IC)音訊放大器時,如果元件值選擇不當,就可能發生災難性的損失。本文講述了實現最佳結果的方法。

設計者通常會使用經驗法則法,即電阻值在2.7Ω和10Ω之間,具體要看揚聲器的直流阻抗,而電容總是不變的100nF。這對離散放大器一般沒有問題,但在不瞭解揚聲器參數情況下選定的元件值會帶來嚴重的後果。

分析
圖1是一個揚聲器驅動器的基本電聲電路模型。驅動模型的電路值來自製造商的資料手冊,或獲自網路分析儀。

定義:


我們從一個流行的音響系統中挑選了一顆揚聲器,以此展示Zobel網路值的計算。下列Thiele-Small參數來自製造商的資料手冊。


於是就得到下面的音圈驅動(VCD)阻抗與頻率關係圖(圖2)。

在諧振點,Lces和Cmes開路,因此,諧振峰值阻抗Zres就是Revc與Res的串聯結果,或Zres =8Ω+27Ω=35Ω。

VCD基本上是一個RL電路,因此阻抗與頻率直接成正比。我們將說明為什麼這個升高的電感會對IC音訊放大器有害。

圖3表示用一台網路分析儀對VCD複雜阻抗的測量值。獲得的資料與下面計算獲得值非常接近。

如果製造商不提供揚聲器的資料手冊,但有可用的網路分析儀,圖1中元件的值仍可以從圖3的圖形中獲得。

Revc 在低頻率時(如10Hz)是8Ω。

在諧振時,阻抗Zres是35Ω。

Res的值很簡單:
(2)
Res =(Zres–Revc) =35Ω-8Ω=27Ω.

現在我們可以計算“Rl”,它是對數平均值:
CZ的值由下式給出
Zobel網路的阻抗可以計算,結果顯示在圖5中。

圖6是用網路分析儀對Zobel/VCD阻抗的測量結果。它與計算的值有很強的相關性。我們看到,VCD 升高的電感幾乎得到了完全補償。

經驗法則的結果

為了證明在選擇Zobel網路元件時瞭解揚聲器VCD參數的重要性,我們用“經驗法則”元件選擇法作了相同的分析。對於本例,RZ將保持為8Ω,而對CZ.則採用“標準的”0.1µF值。

從式(9),我們得到圖7中的圖。

使用這些值的VCD測量圖有相同的結果。顯然,由於L和C的組合,在不知道VCD參數情況下使用標準的“經驗法則”值會使電感看來更糟。當然,這不利於首先採用Zobel網路。

IC與寄生
積體電路具有與“普通”電晶體和電阻相關聯的寄生成份,因為晶片採用單片結構。例如,所有PN結都有依賴於電壓的電容,與耗盡區有關。

圖8是一個積體電路的剖面圖,它表示出兩個外延阱區。左邊的一個包括一個N+擴散區,它與阱區作適當的接觸,用作偏置;還有一個P型基極擴散區,用作一個電阻。第二個外延阱區是一個NPN電晶體,它在這個理想電路中的作用是輸出級的低階(吸入電流)功率電晶體。該電晶體的集電極連接到揚聲器的驅動腳。

圖8亦描述出一個附加的功能,可以在任何輸入輸出腳被拉至低於地電平時突然出現。

紅色顯示部分是一個由Q1和Q2組成的潛在寄生SCR。Q1的集電極由左側的外延阱區組成,基極是基材的一部分,而射極是功率NPN管的外延阱區。Q2的集電極是基材的一部分,因此連接到Q1的基極。Q2基極由左側外延阱區組成,因此天生就連接到Q1的集電極。最後,Q2的射極由電阻P型擴散區組成。

如果本音訊放大器IC被一個足夠的波幅拉至低於地電位,使Q1的基射結正偏,則Q1開始導通。其集電極電流使基極電流透過Q2,Q2將開始導通。由於Q2的集電極電流流入Q1的基極,將產生一個恢復動作。兩隻電晶體就像一支SCR一樣同時鎖定為ON。在本例中,SCR的“陽極”連接到+V,一旦SCR導通,SCR 就嘗試立即將電源短路。通常情況下電源不會有問題,結果是IC被徹底摧毀。

即使在某些情況下,寄生的電流增益非常低,或外延阱區/基材的整體電阻可能足夠低,能阻止SCR的導通,但SCR的可能性依然存在。因此,多數資料手冊都將-0.3V設定為最大允許負電壓(在“最大絕對額定值”部分)。

電感效應
為了瞭解音訊放大器IC上Zobel網路值錯誤選擇的效果,可以將一個標準的音訊放大器連接到一個用於描繪功能的揚聲器上,首先對Zobel網路使用計算的元件值,如圖5所示。將一個脈衝訊號注入輸入端,增加訊號的波幅,直到輸出處於順應區(軌至軌)。

圖9描述了在已擴展垂直軸上波形的低階部分,其中,由於低階輸出電晶體的飽和,輸出電壓處於地電位上1V。

然後我們將Zobel網路元件改為“經驗法則”值。在相同輸入訊號波幅下,得到圖10中顯示的波形。圖中可見,電感使輸出端的電壓過沖達到-1V電平。

圖11表示負電壓對IC的作用。上方波形(C2)為輸出電壓,而下方波形(C2)為進入電源腳的電流。當輸出電壓低於地電位時,電源電流會上沖到破壞性的11A。這種情況下,閂鎖機制不開啟,但假定有正確的結構和過程參數,則四層閂鎖就可能開啟,摧毀元件。

瞭解音訊揚聲器的參數可確保穩定性
完全瞭解音訊揚聲器的參數以及正確選擇Zobel網路,可以保證對音圈驅動器電感效應的補償,確保放大器的穩定,以及消除毀滅性的負電壓。



















Click here for the illustrations:

0

主题

1

好友

396

积分

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
76694
帖子
538
精华
0
经验
396 点
金钱
396 ¥
注册时间
2009-1-24
发表于 2009-1-27 13:09 | 显示全部楼层
Nelson Pass 的功放多数没有茹贝尔网络。

0

主题

1

好友

396

积分

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
76694
帖子
538
精华
0
经验
396 点
金钱
396 ¥
注册时间
2009-1-24
发表于 2009-1-27 13:10 | 显示全部楼层
Nelson Pass 的功放多数没有茹贝尔网络。

5

主题

3

好友

3867

积分

贵宾 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
32026
帖子
4996
精华
0
经验
3867 点
金钱
3775 ¥
注册时间
2007-12-11
发表于 2009-1-27 13:12 | 显示全部楼层
C要用那么大????

39

主题

1

好友

2259

积分

罗宾汉 当前离线

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
8230
帖子
3270
精华
0
经验
2259 点
金钱
2036 ¥
注册时间
2006-3-25
发表于 2009-1-29 00:12 | 显示全部楼层
再来学习一下咯

282

主题

57

好友

1088

积分

侠之大者 当前离线

咿呀嘿........

Rank: 6Rank: 6

UID
47720
帖子
6397
精华
0
经验
1088 点
金钱
1053 ¥
注册时间
2008-7-12
发表于 2009-1-29 15:47 | 显示全部楼层
学习了

22

主题

0

好友

432

积分

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
77090
帖子
1647
精华
0
经验
432 点
金钱
529 ¥
注册时间
2009-1-27
发表于 2009-1-29 22:19 | 显示全部楼层
沙发也没了,
板凳也抢跑了,
地板都让人占了,
有人爬在水泥地上做笔记..
老子我睡在地板上听课,,,,,

263

主题

0

好友

2561

积分

罗宾汉 当前离线

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
9265
帖子
2562
精华
0
经验
2561 点
金钱
2078 ¥
注册时间
2006-5-9
发表于 2009-1-29 22:54 | 显示全部楼层
我的电路不用

0

主题

0

好友

249

积分

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
62782
帖子
255
精华
0
经验
249 点
金钱
249 ¥
注册时间
2008-11-11
发表于 2009-2-6 21:03 | 显示全部楼层
我的功放有那个0.1UF+ 10欧的电路,今天才知道它的作用和名称,不过有时那个10欧的电阻有热量,不只是什么原因,谁知道讲一讲。


用了两天时间,彻底搞定,再也热不起来了,哈哈。
头像被屏蔽

3

主题

0

好友

570

积分

禁止发言 当前离线

UID
51853
帖子
671
精华
0
经验
570 点
金钱
564 ¥
注册时间
2008-8-24
发表于 2009-2-7 11:17 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

0

主题

0

好友

1904

积分

侠之大者 当前离线

精妙绝伦博古通今.嘻嘻

Rank: 6Rank: 6

UID
43393
帖子
2390
精华
0
经验
1904 点
金钱
1904 ¥
注册时间
2008-5-17
发表于 2009-2-7 11:18 | 显示全部楼层
原帖由 ubs555 于 2009-2-7 11:17 发表
佐贝尔网络

      所有功率放大器除了最基本的种类包括佐贝尔
网络在其安排的稳定。这个简单的,但有些enig -
马蒂奇网络由一个电阻器和电容器串联的扩增
菲耶尔输出轨至地面。它总是装在里面(即 ...

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|手机版| ( 鄂ICP备2025138941号-3 ICP证:鄂B2-20130019 公安局网监备:420100007348 邮箱:1343292467@qq.com )

GMT+8, 2025-11-9 01:48 , Processed in 0.144656 second(s), 7 queries , Gzip On, Redis On.

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2012 Comsenz Inc.

返回顶部