Garso Stiprintuvų Klasės: Klasifikacija - D, A, B, C, AB Ir Kt. Itin Linijinis Ir Skaitmeninis. Kuri Klasė Geresnė?

2024 Autorius: Beatrice Philips | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 05:49

Tikrai daugelis yra girdėję, kad šiuolaikiniai stiprintuvai gali priklausyti skirtingoms klasėms. Tačiau žmonės, kuriems toli gražu nėra akustinių sistemų ir techninių garso aparatūros savybių, vargu ar įsivaizduoja, kas slepiasi po raidžių žymėjimais.

Savo apžvalgoje mes išsamiau kalbėsime apie tai, kokios yra stiprintuvų klasės, kokios jos yra ir kaip pasirinkti optimalų modelį.

klasifikacija

Stiprintuvo klasė yra išėjimo signalo vertė, kuria jis yra varomas sinusinio įvesties signalo funkcinėje grandinėje per vieną darbo ciklą ir pasikeičia dėl šios įtakos. Stiprintuvų klasifikavimas į klases priklauso nuo režimo, naudojamo gaunamiems signalams iš kategorijų sustiprinti padidintu tikslumu su gana sumažėjusiu efektyvumu iki visiškai nelinijinio, tiesiškumo parametrų . Šiuo atveju signalo garso atkūrimo tikslumas nėra toks didelis, tačiau efektyvumas yra gana didelis. Visos kitos stiprintuvų klasės yra tarpiniai modeliai tarp šių dviejų grupių.

Pirma grupė

Visas stiprintuvų klases galima sąlygiškai suskirstyti į du pogrupius. Pirmasis apima klasikinius kontroliuojamus A, B, taip pat AB ir C klasių modelius . Jų kategoriją lemia jų laidumo parametras tam tikroje išėjimo signalo dalyje. Taigi, įmontuoto tranzistoriaus veikimas išvestyje yra viduryje tarp „išjungtas“ir „įjungtas“.

Antra grupė

Antroji prietaisų kategorija apima modernesnius modelius, kurie laikomi vadinamosiomis perjungimo klasėmis - tai D, E, F modeliai, taip pat G, S, H ir T.

Šie stiprintuvai naudoja impulsų pločio moduliaciją ir skaitmenines grandines, kad signalas būtų nuolat konvertuojamas tarp visiškai išjungto ir visiškai įjungto . Dėl to prisotinimo regione yra galingas išėjimas.

Populiarių klasių aprašymas

Apie skirtingas stiprintuvų klases kalbėsime išsamiau.

BET

A klasės modeliai yra plačiausiai naudojami dėl jų paprastumo. Taip yra dėl kelių įvesties signalo iškraipymo parametrų ir atitinkamai aukštos garso kokybės, palyginti su visų kitų stiprintuvų kategorijomis. Šios kategorijos modeliai pasižymi dideliu tiesiškumu, palyginti su kitais.

Paprastai A klasės stiprintuvai savo darbe naudoja vieną tranzistorių versiją . Jis prijungtas prie pagrindinės dviejų signalo pusių skleidėjo konfigūracijos, todėl germanio tranzistorius visada praeis pro jį, net jei nėra fazinio signalo. Tai reiškia, kad išvestyje etapas visiškai nepereis į signalo išjungimo ir prisotinimo sritį. Jis turi savo poslinkio tašką maždaug apkrovos linijos centre. Ši struktūra lemia tai, kad tranzistorius paprasčiausiai neįsijungia - tai laikoma vienu pagrindinių jos trūkumų.

Kad prietaisas būtų priskirtas šiai klasei, nulinė tuščiosios eigos srovė išėjimo pakopoje turi būti lygi arba net viršyti apkrovos srovės ribą, kad būtų užtikrintas maksimalus išėjimo signalas.

Kadangi A klasės prietaisai yra vienpusiai ir veikia linijinėje visų nurodytų kreivių zonoje, vienas išvesties įrenginys praeina per visus 360 laipsnių, tokiu atveju A kategorijos įrenginys visiškai atitinka dabartinį šaltinį.

Kadangi šios kategorijos stiprintuvai veikia, kaip jau minėjome, ypač tiesinėje srityje, DC šališkumas turi būti nustatytas teisingai .- tai užtikrins tinkamą veikimą ir suteiks 24 vatų galios garso srautą. Tačiau dėl to, kad išvesties įrenginys visada yra išjungtas, jis nuolat praleidžia srovę, ir tai sukuria sąlygas nuolat prarasti galią visoje konstrukcijoje. Dėl šios savybės išsiskiria daug šilumos, o jų efektyvumas yra gana mažas - mažiau nei 40%, todėl jie yra nepraktiški, kai kalbama apie tam tikras galingas akustines sistemas. Be to, dėl padidėjusios įrenginio tuščiosios eigos srovės maitinimo šaltinis turi būti atitinkamų matmenų ir kuo labiau filtruojamas, kitaip negalima išvengti stiprintuvo garso ir trečiųjų šalių dūzgimo . Būtent šie trūkumai paskatino gamintojus toliau dirbti su efektyvesnės kategorijos stiprintuvais.

IN

Gamintojai sukūrė B klasės stiprintuvus, kad išspręstų mažo efektyvumo ir perkaitimo problemas, susijusias su ankstesne kategorija. Savo darbe B kategorijos modeliai naudoja porą papildomų tranzistorių, dažniausiai bipolinių . Jų skirtumas yra tas, kad abiejose signalo pusėse išvesties priekis yra pastatytas pagal stūmimo ir traukimo schemą, todėl kiekvienas tranzistoriaus įtaisas užtikrina tik pusės išėjimo signalo stiprinimą.

Šios klasės stiprintuvuose nėra pagrindinės nuolatinės srovės pakreipimo srovės, nes jos ramybės srovė yra lygi nuliui, todėl nuolatinės srovės galios parametrai paprastai yra maži. Atitinkamai, jo efektyvumas yra daug didesnis nei prietaisų A. Tuo pačiu metu kai signalas yra teigiamas, teigiamas šališkas tranzistorius jį varo, o neigiamas lieka išjungtas . Panašiai tuo metu, kai įvesties signalas tampa neigiamas, teigiamas išjungiamas, o neigiamai pakreiptas tranzistorius, priešingai, yra įjungiamas ir suteikia neigiamą signalo pusę. Dėl to tranzistorius savo veikimo metu praleidžia 1/2 ciklo tik teigiamame arba neigiamame įeinančio signalo cikle.

Atitinkamai, bet kuris šios kategorijos tranzistorius gali praeiti tik per dalį išvesties signalo, tuo pačiu metu aiškiai kintant.

Ši „push-pull“konstrukcija yra apie 45–60% efektyvesnė nei A klasės stiprintuvai. Šio tipo modelių problemos yra tai, kad garso signalo praleidimo metu jie sukelia didelius iškraipymus dėl tranzistorių „negyvosios zonos“įėjimo įtampos koridoriuje, kurio vertės yra nuo -0,7 V iki +0,7 V.

Kaip visi žino iš fizikos kurso, bazinis spinduolis turi duoti apie 0,7 V įtampą, kad bipolinis tranzistorius pradėtų visiškai prijungti laidus. Kol ši įtampa neviršija šios žymos, išėjimo tranzistorius nejuda į įjungtą padėtį. Tai reiškia, kad pusė signalo, einančio į 0,7 V koridorių, bus pradėtas atkurti netiksliai. Todėl B kategorijos prietaisai praktiškai netinkami naudoti tiksliose akustinėse instaliacijose.

Už tai šiems iškraipymams įveikti buvo sukurti vadinamieji AB klasės kompromisiniai įrenginiai.

AB

Šis modelis yra tam tikras A ir B kategorijų tandeminis dizainas. Šiandien AB tipo stiprintuvai laikomi vienu iš labiausiai paplitusių dizaino variantų. Pagal savo veikimo principą jie yra šiek tiek panašūs į B kategorijos gaminius, išskyrus vienintelę išimtį - abu tranzistoriniai įtaisai vienu metu gali perduoti signalą šalia oscilogramų susikirtimo taško . Tai visiškai pašalina visas ankstesnio B grupės stiprintuvo signalo iškraipymo problemas. Skirtumas tas, kad tranzistorių pora turi gana mažą šališkąją įtampą, paprastai nuo 5 iki 10% ramybės srovės. Šiuo atveju laidus įtaisas lieka įjungtas ilgiau nei vieno pusperiodžio laikas, tačiau tuo pačiu metu jis yra daug mažesnis nei visas įvesties signalo ciklas.

Galima drąsiai teigti AB tipo prietaisas laikomas puikiu kompromisu tarp A ir B klasės modelių efektyvumo ir tiesiškumo požiūriu .ir, nors garso signalo konvertavimo efektyvumas yra maždaug 50%.

SU

C klasės agregatų konstrukcija yra maksimaliai efektyvi, tačiau tuo pat metu gana prasta, palyginti su visomis kitomis kategorijomis. C klasės stiprintuvas yra gana pastebimai šališkas, todėl įėjimo srovė nukrenta iki nulio ir lieka ten daugiau nei 1/2 gaunamo signalo ciklo . Šiuo metu tranzistorius yra budėjimo režime, kad jį išjungtų.

Ši tranzistoriaus šališkumo forma užtikrina didžiausią prietaiso efektyvumą, jo efektyvumas yra apie 80%, tačiau tuo pačiu metu išvesties signale atsiranda gana didelių garso iškraipymų.

Dėl šių dizaino ypatybių neįmanoma naudoti stiprintuvų garsiakalbių sistemose . Paprastai šie modeliai atrado savo naudojimo sritį aukšto dažnio generatoriuose, taip pat tam tikrose radijo dažnių stiprintuvų versijose, kai išėjime skleidžiami srovės impulsai paverčiami tam tikro dažnio sinusinėmis bangomis.

D

D kategorijos stiprintuvas reiškia dviejų kanalų nelinijinius impulsinius modelius, jie taip pat vadinami PWM stiprintuvais.

Daugumoje garso sistemų išvesties pakopos veikia arba A, arba AB klasėje . Integruotuose D grupės stiprintuvuose linijinių įėjimų galios išsklaidymas yra reikšmingas net ir tuo atveju, kai jie yra maksimaliai išbaigti, beveik idealūs. Tai suteikia D klasės modeliams daug privalumų daugelyje taikymo sričių dėl minimalaus šilumos susidarymo, mažesnio prietaiso svorio ir matmenų bei atitinkamai mažesnių gaminių kainų, tuo tarpu tokių modelių akumuliatoriaus tarnavimo laikas pailgėja, palyginti su kiti dizainai.

Paprastai tai yra aukštos įtampos modeliai, jie skirti 10 000 vatų plokštei.

Kiti

F klasės stiprintuvas . Šie modeliai užtikrina didesnį efektyvumą, jų efektyvumas yra apie 90%.

G klasės stiprintuvas . Šis stiprintuvas iš tikrųjų yra patobulintas aukšto linijiškumo TDA pagrindinės klasės AB įrenginys. Pasikeitus gaunamo signalo parametrams, šios kategorijos modeliai gali automatiškai persijungti tarp skirtingų elektros linijų. Toks perjungimas žymiai sumažina energijos suvartojimą ir atitinkamai sumažina energijos suvartojimą dėl šilumos nuostolių.

I klasės stiprintuvas . Tokie modeliai turi porą papildomų išvesties įrenginių. Prieš įjungdami, jie yra stūmimo ir traukimo konfigūracijoje. Pirmasis įtaisas perjungia teigiamą signalo dalį, o antrasis yra atsakingas už neigiamos dalies perjungimą, kaip ir B kategorijos stiprintuvai. Jei įvestyje nėra garso signalo arba signalas pasiekia nulinį perėjimo tašką, perjungimo mechanizmas įjungiamas ir išjungiamas tuo pačiu metu kaip ir pagrindinis ciklas.

S klasės stiprintuvas . Ši stiprintuvų klasė klasifikuojama kaip nelinijinis perjungimo mechanizmas. Savo veikimo mechanizmu jie yra šiek tiek panašūs į D kategorijos stiprintuvus. Toks stiprintuvas analoginius įvesties signalus paverčia skaitmeniniais, daug kartų sustiprindamas. Taigi, norint padidinti išėjimo galią, paprastai perjungimo įrenginio skaitmeninis signalas yra arba visiškai įjungtas, arba visiškai išjungtas, todėl tokių įrenginių efektyvumas gali būti 100%.

T klasės stiprintuvas . Kitas skaitmeninio stiprintuvo pasirinkimas. Šiandien tokie modeliai įgauna vis didesnį populiarumą dėl to, kad yra mikroschemų, leidžiančių skaitmeniniu būdu apdoroti gaunamą signalą, taip pat įmontuoti daugiakanaliai 3D garso stiprintuvai. Šį efektą suteikia konstrukcija, leidžianti analoginius signalus paversti aukštesniais skaitmeniniais PWM garsais. C klasės prietaisų konstrukcija sujungia mažo iškraipymo signalo charakteristikas, panašias į AV kategoriją, išlaikant efektyvumą D klasės modelių lygiu.

Kaip nustatyti?

Pirmiausia pakalbėkime apie tai, kaip stiprintuvas veikia iš esmės. Tikrai nustebsite, bet iš tikrųjų gamyklinis stiprintuvas nieko nepastiprina. Iš tiesų, jo veikimo mechanizmas primena paprasčiausio krano veikimą: pasukdami rankeną, vanduo iš vandens tiekimo pradeda pilti stipresnis ar silpnesnis, o jei jį pasuksite, srautas bus užblokuotas. Stiprintuvuose visi procesai vyksta vienodai. Iš galingo maitinimo modulio srovė teka per garsiakalbį, prijungtą prie įrenginio. Šiuo atveju čiaupo funkciją perima tranzistoriai - išėjime jų uždarymo ir atidarymo laipsnis valdomas signalu, kuris pereina prie stiprintuvo. Iš to, kaip tiksliai veikia šis kranas, tai yra, kaip veikia išėjimo tranzistoriai ir stiprintuvų klasė.

Jei mes kalbame apie AB įrenginius, tada juose esantys tranzistoriai gali turėti nemalonią savybę - neproporcingai atidaryti ir uždaryti į juos atvykstančius signalus. Taigi jų darbas nesikeičia. Grįžtant prie analogijos su maišytuvu - galite pasukti maišytuvo rankeną, tačiau vanduo iš pradžių tekės silpnai, o tada staiga srautas staiga padidės.

Dėl šios priežasties AB kategorijos tranzistoriai turi būti atidaryti, net jei nėra signalo . Tai būtina, kad jie iškart pradėtų veikti, o ne lauktų, kol signalas pasieks tam tikrą lygį - tik tokiu atveju stiprintuvas galės atkurti garsą su minimaliais iškraipymais. Praktiškai tai reiškia, kad dalis naudingos energijos yra iššvaistoma. Įsivaizduokite, kad užsukite visus buto vandens čiaupus ir iš jų nuolat tekės nedidelis vandens srovelė. Dėl to tokių modelių efektyvumas neviršija 50-70%, būtent mažas efektyvumas yra pagrindinis AV klasės stiprintuvų trūkumas.

Jei mes kalbame apie D klasės įrenginius, tada jų veikimo principas yra visiškai tas pats: jie turi savo išvesties tranzistorius, kuriuos galima įjungti ir išjungti. Taigi, srovės praėjimas per prie jų prijungtus garsiakalbius yra reguliuojamas, tačiau signalas jau valdo jų atidarymą, kuris pagal savo konfigūraciją yra labai toli nuo gaunamo.

Taip signalas tiekiamas į D klasės įrenginių išėjimo tranzistorius. Tokiu atveju jie veiks visiškai kitaip: arba visiškai uždaryti, arba atidaryti be tarpinių verčių. Tai reiškia, kad tokių modelių efektyvumas gali būti artimas 100%.

Žinoma, dar per anksti siųsti tokius signalus į garso sistemas, pirmiausia ji turėtų grįžti prie standartinės konfigūracijos. Tai galima padaryti naudojant išėjimo droselį, taip pat kondensatorių - juos apdorojus, išėjime susidaro sustiprintas signalas, kuris visiškai pakartoja įvesties signalą savo forma. Būtent jis perduodamas kalbėtojams.

Pagrindinis D klasės prietaisų privalumas yra padidėjęs efektyvumas . ir atitinkamai, švelnesnis energijos vartojimas

Ilgą laiką buvo tikima, kad norint prijungti aukštos kokybės garsiakalbių sistemas, AB stiprintuvai bus optimalus sprendimas … D kategorijos modeliai įeinantį signalą pavertė impulsiniu signalu mažesniu dažniu, todėl jis davė gerą garsą tik žemų dažnių garsiakalbio režimu. Šiais laikais technologijos žengė didelį žingsnį į priekį, o šiandien jau yra greitųjų tranzistorių, kurie gali atsidaryti ir uždaryti beveik akimirksniu, parduotuvėse yra gana daug D klasės plačiajuosčio ryšio įrenginių.

Šie modeliai skirti naudoti ne tik su žemų dažnių garsiakalbiais, bet ir su visų tipų šiuolaikinėmis garsiakalbių sistemomis. Tiems variantams, kai nereikia didelės galios, tikslinga įsigyti gana kompaktišką stiprintuvą.

Taigi, jei turite pakankamai vietos garsiakalbiui prijungti, tuomet galite pasirinkti AV klasės modelį. Kelis dešimtmečius egzistavusi šių modelių schema buvo gerai išvystyta, jie suteikia gana gerą garso kokybę, o sugedimo atveju galite juos lengvai pataisyti artimiausiame aptarnavimo centre.

Jei garso įrengimo vieta yra ribota, turėtumėte atidžiau pažvelgti į D grupės plačiajuosčio ryšio modelius . Turėdami tuos pačius galios parametrus, kaip ir AV klasės gaminiai, jie yra daug mažesni ir lengvesni, be to, jie mažiau įkaista, o kai kurie modeliai netgi leidžia juos sumontuoti slapta, mažiausiai trukdant.

Žemųjų dažnių garsiakalbių prijungimui D klasė nustato maksimalų pranašumą , kadangi boso tonų blokas yra daugiausiai energijos sunaudojantis dažnių diapazonas-šiuo atveju produkto efektyvumas yra esminis dalykas, ir šiuo atveju D klasės gaminiams tiesiog nėra konkurentų.

Šiame vaizdo įraše galite aiškiau susipažinti su garso stiprintuvų klasėmis.