Mga klase ng audio amplifier

Tiyak na marami ang nakarinig na ang mga modernong amplifier ay maaaring kabilang sa iba't ibang klase. Gayunpaman, ang mga taong malayo sa mga acoustic system at teknikal na mga tampok ng sound equipment ay halos hindi maisip kung ano ang nakatago sa likod ng mga pagtatalaga ng titik.

Sa aming pagsusuri, magsasalita kami nang mas detalyado tungkol sa kung ano ang mga klase ng mga amplifier, kung ano ang mga ito, at kung paano pumili ng pinakamainam na modelo.

Ang klase ng amplifier ay ang halaga ng output signal kung saan ito ay hinihimok ng sinusoidal input signal sa functional circuit sa isang operating cycle at nagbabago bilang resulta ng impluwensyang ito. Ang pag-uuri ng mga amplifier sa mga klase ay nakasalalay sa mga linearity na parameter ng mode na ginamit upang palakasin ang mga papasok na signal mula sa mga kategorya na may mas mataas na katumpakan na may bahagyang pinababang kahusayan sa ganap na hindi linear. Sa kasong ito, ang katumpakan ng sound reproduction ng signal ay hindi napakahusay, ngunit ang kahusayan ay medyo mataas. Ang lahat ng iba pang klase ng mga amplifier ay ilang uri ng mga intermediate na modelo sa pagitan ng dalawang grupong ito.

Ang lahat ng mga klase ng mga amplifier ay maaaring kondisyon na nahahati sa dalawang subgroup. Kasama sa una ang mga klasikal na kinokontrol na modelo ng mga klase A, B, pati na rin ang AB at C. Ang kanilang kategorya ay tinutukoy ng parameter ng kanilang conductivity sa isang tiyak na seksyon ng output signal. Kaya, ang pagpapatakbo ng built-in na transistor sa output ay matatagpuan sa gitna sa pagitan ng "off" at "on".

Kasama sa pangalawang kategorya ng mga aparato ang mas modernong mga modelo, na itinuturing na tinatawag na mga switching class - ito ang mga modelong D, E, F, pati na rin ang G, S, H at T.

Ang mga amplifier na ito ay gumagamit ng pulse-width modulation pati na rin ang digital circuitry upang patuloy na i-convert ang signal sa pagitan ng ganap na naka-off at ganap na naka-on. Bilang kinahinatnan, mayroong isang malakas na paglabas sa rehiyon ng saturation.

Pag-uusapan natin ang tungkol sa iba't ibang klase ng mga amplifier nang mas detalyado.

Ang mga modelo ng Class A ay pinakamalawak na ginagamit dahil sa kanilang pagiging simple ng disenyo. Ito ay dahil sa ilang mga parameter ng pagbaluktot ng input signal at, nang naaayon, ang mataas na kalidad ng tunog kumpara sa lahat ng iba pang mga kategorya ng mga amplifier. Ang mga modelo sa kategoryang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na linearity kumpara sa iba.

Karaniwan, ang mga amplifier ng class A ay gumagamit ng isang bersyon ng mga transistor sa kanilang trabaho. Ito ay konektado sa pangunahing pagsasaayos ng emitter para sa dalawang halves ng signal upang ang germanium transistor ay palaging dadaan dito kahit na walang phase signal. Nangangahulugan ito na sa output, ang yugto ay hindi ganap na makapasa sa cutoff ng signal at rehiyon ng saturation. Mayroon itong sariling offset point sa humigit-kumulang sa gitna ng load line. Ang istraktura na ito ay humahantong sa katotohanan na ang transistor ay hindi aktibo - ito ay itinuturing na isa sa mga pangunahing kawalan nito.

Dahil ang mga class A na device ay single-ended at gumagana sa linear zone ng lahat ng tinukoy na curve, isang output device ang dumadaan sa buong 360 degrees, kung saan ang kategorya A na device ay ganap na tumutugma sa kasalukuyang pinagmulan.

Dahil ang mga amplifier sa kategoryang ito ay gumagana, tulad ng nasabi na namin, sa ultra-linear na rehiyon, ang DC bias ay dapat na itakda nang tama. - titiyakin nito ang wastong operasyon at magbibigay ng sound stream na may lakas na 24 watts. Gayunpaman, dahil sa ang katunayan na ang output device ay palaging nasa off state, patuloy itong nagsasagawa ng kasalukuyang, at ito ay lumilikha ng mga kondisyon para sa patuloy na pagkawala ng kapangyarihan sa buong istraktura. Ang tampok na ito ay humahantong sa pagpapakawala ng isang malaking halaga ng init, habang ang kanilang kahusayan ay medyo mababa - mas mababa sa 40%, na ginagawang hindi praktikal pagdating sa ilang uri ng makapangyarihang acoustic system. Bukod sa, dahil sa tumaas na walang-load na kasalukuyang ng pag-install, ang power supply ay dapat magkaroon ng naaangkop na mga sukat at ma-filter hangga't maaari, kung hindi, ang tunog ng amplifier at third-party na hum ay hindi maiiwasan. Ang mga pagkukulang na ito ang nagbunsod sa mga tagagawa na magpatuloy sa paggawa sa mga amplifier sa isang mas mahusay na kategorya.

Ang mga amplifier ng Class B ay idinisenyo ng mga tagagawa upang matugunan ang mababang kahusayan at mga problema sa sobrang init na nauugnay sa nakaraang kategorya. Sa kanilang trabaho, ang mga modelo ng kategorya B ay gumagamit ng isang pares ng mga karagdagang transistor, kadalasang bipolar. Ang kanilang pagkakaiba ay para sa parehong halves ng signal, ang output front ay binuo ayon sa isang push-pull circuitry, kaya ang bawat transistor device ay nagbibigay ng amplification ng kalahati lamang ng output signal.

Walang pangunahing kasalukuyang bias ng antas ng DC sa mga amplifier ng klase na ito, dahil ang tahimik na kasalukuyang nito ay zero, samakatuwid ang mga parameter ng kapangyarihan ng DC ay kadalasang maliit. Alinsunod dito, ang kahusayan nito ay mas mataas kaysa sa mga aparatong A. Kasabay nito kapag ang signal ay positibo, ang positive-biased transistor ang nagtutulak nito, habang ang negatibo ay nananatiling naka-off. Gayundin, sa sandaling ang input signal ay nagiging negatibo, ang positibo ay naka-off, at ang negatibong biased transistor, sa kabaligtaran, ay isinaaktibo at nagbibigay ng negatibong kalahati ng signal. Bilang resulta, ang transistor, sa panahon ng operasyon nito, ay gumugugol ng 1/2 cycle lamang sa positibo o negatibong kalahating siklo ng papasok na signal.

Ang push-pull na disenyo na ito ay humigit-kumulang 45-60% na mas mahusay kaysa sa Class A amplifier. Ang mga problema sa mga modelo ng ganitong uri ay nagbibigay sila ng makabuluhang pagbaluktot sa oras ng pagpasa ng audio signal dahil sa "patay na zone" ng mga transistor sa koridor ng mga boltahe ng input na may mga halaga mula -0.7 V hanggang +0.7 V .

Tulad ng alam ng lahat mula sa kurso ng pisika, ang base emitter ay dapat magbigay ng boltahe na humigit-kumulang 0.7 V upang ang bipolar transistor ay makapagsimula ng buong mga kable. Hangga't ang boltahe na ito ay hindi lalampas sa markang ito, ang output transistor ay hindi lilipat sa posisyong naka-on. Nangangahulugan ito na ang kalahati ng signal na pumapasok sa 0.7 V corridor ay magsisimulang kopyahin nang hindi tumpak. Dahil dito, ginagawa nitong halos hindi angkop ang mga Category B device para gamitin sa mga precision na acoustic installation.

Para sa upang malampasan ang mga pagbaluktot na ito, nilikha ang tinatawag na class AB compromise device.

Ang modelong ito ay isang uri ng tandem na disenyo ng kategorya A at kategorya B. Ngayon, ang mga uri ng AB amplifier ay itinuturing na isa sa mga pinakakaraniwang pagpipilian sa disenyo. Sa prinsipyo ng kanilang operasyon, ang mga ito ay medyo katulad ng mga produkto ng kategorya B, na may tanging pagbubukod na ang parehong mga transistor device ay maaaring magsagawa ng signal nang sabay-sabay malapit sa intersection point ng oscillograms. Ito ay ganap na nag-aalis ng lahat ng mga problema sa pagbaluktot ng signal ng nakaraang amplifier ng Group B.Ang pagkakaiba ay ang isang pares ng transistors ay may medyo mababang bias na boltahe, karaniwang 5 hanggang 10% ng tahimik na kasalukuyang. Sa kasong ito, ang conducting device ay nananatiling mas mahaba kaysa sa oras ng isang kalahating cycle, ngunit sa parehong oras ito ay mas mababa kaysa sa buong cycle ng input signal.

Ito ay ligtas na sabihin iyon ang uri ng AB na aparato ay itinuturing na isang mahusay na kompromiso sa pagitan ng Class A at Class B na mga modelo sa mga tuntunin ng kahusayan at linearity.at, habang ang kahusayan ng conversion ng audio signal ay humigit-kumulang 50%.

Ang disenyo ng mga yunit ng C-class ay may pinakamataas na kahusayan, ngunit sa parehong oras sa halip mahinang linearity kumpara sa lahat ng iba pang mga kategorya. Ang C-class amplifier ay medyo kapansin-pansing bias, kaya ang input current ay napupunta sa zero at nananatili sa antas na ito para sa higit sa 1/2 cycle ng papasok na signal. Sa oras na ito, ang transistor ay nasa standby mode upang i-off ito.

Ginagawang imposible ng mga tampok na disenyo na ito na gumamit ng mga amplifier sa mga loudspeaker system. Bilang isang patakaran, natagpuan ng mga modelong ito ang kanilang lugar ng paggamit sa mga generator ng mataas na dalas, pati na rin sa ilang mga bersyon ng mga amplifier ng radio-frequency, kung saan ang mga kasalukuyang pulso na ibinubuga sa output ay na-convert sa mga sinusoidal wave ng isang ibinigay na dalas.

Ang amplifier ng kategorya D ay tumutukoy sa dalawang-channel na non-linear na mga modelo ng pulso, tinatawag din silang PWM amplifier.

Sa karamihan ng mga audio system, ang mga yugto ng output ay gumagana sa alinman sa klase A o AB. Sa pinagsama-samang mga amplifier ng pangkat D, ang power dissipation ng mga input ng linya ay makabuluhan kahit na sa kaso ng kanilang maximum na kumpleto, halos perpektong pagpapatupad. Nagbibigay ito sa mga modelo ng D-class ng isang makabuluhang kalamangan sa karamihan ng mga lugar ng aplikasyon dahil sa minimal na pagbuo ng init, pinababang timbang at mga sukat ng aparato at, nang naaayon, pinababang halaga ng mga produkto, habang ang buhay ng baterya sa mga naturang modelo ay tumaas kumpara sa mga modelo ng iba pang mga disenyo.

Class F amplifier. Ang mga modelong ito ay nagbibigay ng mas mataas na kahusayan, ang kanilang kahusayan ay halos 90%.

Class G amplifier. Ang amplifier na ito ay, sa katunayan, isang advanced na high-linearity na disenyo ng AB class TDA base unit. Ang mga modelo sa kategoryang ito ay maaaring awtomatikong lumipat sa pagitan ng iba't ibang linya ng kuryente kung sakaling magbago ang mga parameter ng papasok na signal. Ang ganitong paglipat ay makabuluhang binabawasan ang pagkonsumo ng kuryente at, nang naaayon, binabawasan ang pagkonsumo ng kuryente na dulot ng pagkawala ng init.

Class I amplifier. Ang ganitong mga modelo ay may ilang hanay ng mga karagdagang output device. Bago i-on, matatagpuan ang mga ito sa configuration ng push-pull. Pinapalitan ng unang device ang positibong bahagi ng signal, at ang pangalawa ay responsable para sa paglipat ng negatibong bahagi, katulad ng mga amplifier ng Kategorya B. Kung walang audio signal sa input, o kung ang signal ay umabot sa zero crossing point, ang ang mekanismo ng paglipat ay naka-on at naka-off kasabay ng pangunahing cycle.

Class S amplifier. Ang klase ng mga amplifier na ito ay inuri bilang isang non-linear switching mechanism. Sa mga tuntunin ng kanilang mekanismo ng operasyon, ang mga ito ay medyo katulad ng mga amplifier ng kategorya D. Ang ganitong amplifier ay nagko-convert ng mga analog input signal sa mga digital, na nagpapalaki ng mga ito nang maraming beses. Kaya, upang mapataas ang lakas ng output, kadalasan ang digital signal ng switching device ay ganap na naka-on o ganap na naka-off, kaya ang kahusayan ng mga naturang device ay maaaring maging 100%.

Class T amplifier. Ang isa pang pagpipilian para sa isang digital amplifier. Ngayon, ang mga naturang modelo ay nakakakuha ng higit at higit na katanyagan dahil sa pagkakaroon ng mga microcircuits na nagpapahintulot sa digital na pagproseso ng papasok na signal, pati na rin ang mga built-in na multi-channel na 3D sound amplifier. Ang epektong ito ay ibinibigay ng isang disenyo na nagbibigay-daan sa mga analog signal na ma-convert sa mas mataas na digital-type na PWM na tunog. Pinagsasama ng disenyo ng mga Class C device ang mga katangian ng isang mababang signal ng pagbaluktot na katulad ng kategorya ng AV, habang pinapanatili ang kahusayan sa antas ng mga modelo ng Class D.

Upang magsimula, pag-isipan natin kung paano gumagana ang amplifier sa prinsipyo. Tiyak na magugulat ka, ngunit sa katunayan ang amplifier ng pabrika ay hindi nagpapalaki ng anuman. Sa katunayan, ang mekanismo ng operasyon nito ay kahawig ng pagpapatakbo ng pinakasimpleng kreyn: pinipihit mo ang hawakan at ang tubig mula sa suplay ng tubig ay magsisimulang bumuhos, mas malakas o mahina, at kung pinipihit mo ito, ang daloy ay haharang. Sa mga amplifier, ang lahat ng mga proseso ay nangyayari sa parehong paraan. Mula sa malakas na power supply module, ang kasalukuyang dumadaloy sa speaker na nakakonekta sa device. Sa kasong ito, ang pag-andar ng gripo ay kinuha ng mga transistor - sa output, ang antas ng kanilang pagsasara at pagbubukas ay kinokontrol ng signal na pumasa sa amplifier. Mula sa kung paano eksaktong gumagana ang kreyn na ito, iyon ay, kung paano gumagana ang mga output transistors, at ang klase ng mga amplifier ay tinutukoy.

Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga aparatong AB, kung gayon ang mga transistor sa kanila ay maaaring magkaroon ng hindi kasiya-siyang pag-aari ng pagbubukas at pagsasara nang hindi katimbang sa mga signal na dumarating sa kanila. Kaya, ang kanilang trabaho ay hindi nagbabago. Pagbabalik sa pagkakatulad sa gripo - maaari mong iikot ang hawakan ng gripo, ngunit ang tubig ay dadaloy nang mahina sa una, at pagkatapos ay biglang tataas ang daloy.

Dahil dito Ang mga transistor ng kategoryang AB ay kailangang panatilihin sa isang bahagyang bukas na estado kahit na walang signal. Ito ay kinakailangan upang sila ay magsimulang magtrabaho kaagad, at hindi maghintay hanggang ang signal ay umabot sa isang tiyak na antas - tanging sa kasong ito ang amplifier ay makakagawa ng tunog na may kaunting pagbaluktot. Sa pagsasagawa, nangangahulugan ito na ang ilan sa mga kapaki-pakinabang na enerhiya ay nasasayang. Isipin mo na lang na binuksan mo ang lahat ng gripo ng tubig sa apartment, at ang isang maliit na patak ng tubig ay patuloy na dadaloy mula sa kanila. Bilang isang resulta, ang kahusayan ng naturang mga modelo ay hindi lalampas sa 50-70%, ito ay ang mababang kahusayan na ang pangunahing kawalan ng mga amplifier ng klase ng AV.

Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga aparatong D-class, kung gayon ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay ganap na pareho: mayroon silang sariling mga output transistors na maaaring i-on at i-off. Kaya, ang pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga speaker na konektado sa kanila ay kinokontrol, ngunit kinokontrol na ng signal ang kanilang pagbubukas, na sa pamamagitan ng pagsasaayos nito ay napakalayo mula sa papasok.

Ito ay kung paano pinapakain ang signal sa mga output transistors ng mga Class D na device. Sa kasong ito, ganap na naiiba ang kanilang gagana: alinman sa malapit nang buo, o bukas nang walang anumang mga intermediate na halaga. Nangangahulugan ito na ang kahusayan ng naturang mga modelo ay maaaring malapit sa 100%.

Siyempre, masyadong maaga upang magpadala ng mga naturang signal sa mga audio system, dapat muna itong bumalik sa karaniwang pagsasaayos. Magagawa ito sa pamamagitan ng isang output inductor, pati na rin ang isang kapasitor - pagkatapos ng pagproseso ng mga ito, ang isang amplified signal ay nabuo sa output, na sa hugis nito ay ganap na inuulit ang input signal. Siya ang ipinadala sa mga nagsasalita.

Ang pangunahing bentahe ng mga aparatong D-class ay ang pagtaas ng kahusayan. at, nang naaayon, mas banayad na pagkonsumo ng enerhiya

Sa loob ng mahabang panahon ay pinaniwalaan iyon para sa pagkonekta ng mga de-kalidad na speaker system, ang AB amplifier ang magiging pinakamainam na solusyon... Ang mga modelo ng kategorya D ay nagbigay ng conversion ng papasok na signal sa isang pulsed signal na may pinababang dalas, bilang isang resulta, ito ay nagbigay ng magandang tunog lamang sa subwoofer mode.Ngayon, ang teknolohiya ay gumawa ng isang malaking hakbang pasulong, at ngayon ay mayroon nang mga high-speed transistor na maaaring magbukas at magsara din halos kaagad, mayroong napakaraming D-class na broadband device sa mga tindahan.

Ang mga modelong ito ay inilaan para sa paggamit hindi lamang sa mga subwoofer, kundi pati na rin sa mga modernong speaker system ng lahat ng uri. Para sa mga opsyon kung saan hindi kinakailangan ang mataas na kapangyarihan, makatuwirang bumili ng medyo compact na amplifier.

Kaya, kung mayroon kang sapat na espasyo upang ikonekta ang speaker, maaari kang pumili ng isang modelo ng klase ng AV. Sa loob ng ilang dekada ng pag-iral, ang circuitry ng mga modelong ito ay mahusay na binuo, nagbibigay sila ng isang medyo magandang kalidad ng tunog, at sa kaganapan ng isang pagkasira, madali mong ayusin ang mga ito sa pinakamalapit na sentro ng serbisyo.

Kung limitado ang lugar para sa pag-install ng tunog, dapat mong tingnang mabuti ang mga modelo ng wideband ng pangkat D. Sa parehong mga parameter ng kapangyarihan tulad ng mga produktong AV-class, ang mga ito ay mas maliit at mas magaan, bukod pa rito, mas mababa ang pag-init nila, at pinapayagan pa rin ng ilang mga modelo na mai-install ang mga ito nang lihim na may kaunting pagkagambala.

Para sa pagkonekta ng mga subwoofer, ang D-class ay nagtatakda ng pinakamataas na kalamangan, dahil ang bloke ng tono ng bass ay ang pinaka-ubos ng enerhiya na saklaw ng dalas - sa kasong ito, ang kahusayan ng produkto ay may pangunahing kahalagahan, at dito ay walang mga kakumpitensya sa mga produktong D-class.

Sa video na ito, mas malinaw mong makikilala ang iyong sarili sa mga klase ng sound amplifier.