Klasser Av Lydforsterkere: Klassifisering - D, A, B, C, AB Og Andre. Ultra-lineær Og Digital. Hvilken Klasse Er Bedre?

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 05:53

Sikkert mange har hørt at moderne forsterkere kan tilhøre forskjellige klasser. Imidlertid kan folk som er langt fra akustiske systemer og tekniske egenskaper ved lydutstyr, neppe forestille seg hva som skjuler seg bak bokstavbetegnelsene.

I vår anmeldelse vil vi snakke mer detaljert om hva klassene av forsterkere er, hva de er, og hvordan du velger den optimale modellen.

Klassifisering

Klassen til forsterkeren er verdien av utgangssignalet der det drives av det sinusformede inngangssignalet i funksjonskretsen i løpet av en driftssyklus og endres som følge av denne påvirkningen. Klassifiseringen av forsterkere i klasser avhenger av linearitetsparametrene til modusen som brukes for å forsterke de innkommende signalene fra kategorier med økt nøyaktighet med ganske redusert effektivitet til helt ikke-lineær . I dette tilfellet er nøyaktigheten av lydgjengivelse av signalet ikke så stor, men effektiviteten er ganske høy. Alle andre klasser av forsterkere er en slags mellomliggende modeller mellom disse to gruppene.

Første gruppe

Alle klasser av forsterkere kan betinget deles inn i to undergrupper. Den første inkluderer de klassiske kontrollerte modellene i klasse A, B, samt AB og C . Kategorien deres bestemmes av parameteren for deres konduktivitet i en bestemt del av utgangssignalet. Dermed er driften av den innebygde transistoren ved utgangen lokalisert i midten mellom "av" og "på".

Andre gruppe

Den andre kategorien enheter inkluderer mer moderne modeller, som regnes som de såkalte bytteklassene - dette er modellene D, E, F, samt G, S, H og T.

Disse forsterkerne bruker pulsbreddemodulasjon så vel som digitale kretser for å kontinuerlig konvertere signalet mellom helt av og helt på . Som en konsekvens er det en kraftig utgang i metningsområdet.

Beskrivelse av populære klasser

Vi vil snakke mer om forskjellige klasser av forsterkere.

MEN

Klasse A -modeller er mest brukt på grunn av deres enkle design. Dette skyldes flere parametere for forvrengning av inngangssignalet og følgelig den høye lydkvaliteten i sammenligning med alle andre kategorier av forsterkere. Modeller i denne kategorien er preget av høy linearitet sammenlignet med andre.

Vanligvis bruker klasse A -forsterkere en enkelt versjon av transistorer i arbeidet sitt . Den er koblet til den grunnleggende emitterkonfigurasjonen for de to halvdelene av signalet, slik at germaniumtransistoren alltid vil passere gjennom det selv om det ikke er noe fasesignal. Dette betyr at ved utgangen vil ikke scenen passere helt inn i signalavbrudds- og metningsområdet. Den har sitt eget forskyvningspunkt omtrent i midten av lastelinjen. Denne strukturen fører til at transistoren rett og slett ikke aktiveres - dette regnes som en av de grunnleggende ulempene.

For at en enhet skal kunne klassifiseres som tilhørende denne klassen, må null belastningsstrøm i utgangstrinnet være lik eller til og med overskride laststrømgrensen for å sikre maksimal utgangssignal.

Siden klasse A-enheter er en-endet og opererer i den lineære sonen til alle spesifiserte kurver, passerer en utgangsenhet hele 360 grader, i så fall tilsvarer kategori A-enheten fullt ut den nåværende kilden.

Siden forsterkere i denne kategorien fungerer, som vi allerede har sagt, i den ultralinære regionen, må DC-forspenningen være riktig innstilt .- Dette vil sikre riktig drift og gi en lydstrøm med en effekt på 24 watt. På grunn av det faktum at utgangsenheten alltid er i av -tilstand, leder den kontinuerlig strøm, og dette skaper betingelser for et konstant tap av kraft i hele strukturen. Denne funksjonen fører til frigjøring av en stor mengde varme, mens effektiviteten er ganske lav - mindre enn 40%, noe som gjør dem upraktiske når det gjelder noen slags kraftige akustiske systemer. I tillegg, på grunn av den økte tomgangsstrømmen til installasjonen, må strømforsyningen ha de riktige dimensjonene og filtreres så mye som mulig, ellers kan ikke lyden fra forsterkeren og tredjeparts nynning unngås . Det var disse manglene som førte til at produsentene fortsatte å jobbe med forsterkere i en mer effektiv kategori.

I

Klasse B -forsterkere er designet av produsenter for å løse problemene med lav effektivitet og overoppheting knyttet til den forrige kategorien. I sitt arbeid bruker kategori B -modeller et par ekstra transistorer, vanligvis bipolare . Forskjellen er at for begge halvdeler av signalet er utgangsfronten bygget i henhold til en push-pull-krets, så hver transistorenhet gir forsterkning av bare halvparten av utgangssignalet.

Det er ingen grunnleggende DC -forspenningsstrøm i forsterkere i denne klassen, siden hvilestrømmen er null, derfor er likestrømsparametere vanligvis små. Følgelig er effektiviteten mye høyere enn enhetene A. Samtidig når signalet er positivt, driver den positivt partiske transistoren det, mens det negative forblir av . På samme måte når inngangssignalet blir negativt, slås det positive av, og den negativt forspente transistoren tvert imot aktiveres og gir den negative halvdelen av signalet. Som et resultat bruker transistoren, under driften, 1/2 syklus bare i den positive eller negative halvsyklusen til det innkommende signalet.

Følgelig kan enhver transistoranordning i denne kategorien bare passere gjennom en del av utgangssignalet, mens den er i en klar veksling.

Denne push-pull-designen er omtrent 45-60% mer effektiv enn klasse A-forsterkere. Problemene med modeller av denne typen er at de gir betydelige forvrengninger på tidspunktet for lydsignalets gang på grunn av "dødsonen" til transistorer i korridoren av inngangsspenninger med verdier fra -0,7 V til +0,7 V.

Som alle kjenner fra fysikkkurset, må basemitteren gi en spenning på omtrent 0,7 V for at den bipolare transistoren skal starte fulle ledninger. Så lenge denne spenningen ikke overskrider dette merket, vil utgangstransistoren ikke bevege seg til på -posisjonen. Dette betyr at halvparten av signalet som går til 0,7 V korridoren vil begynne å bli gjengitt unøyaktig. Følgelig gjør dette kategori B -enheter praktisk talt uegnet for bruk i presisjonsakustiske installasjoner.

For det For å overvinne disse forvrengningene ble det opprettet såkalte klasse AB-kompromisser.

AB

Denne modellen er en slags tandemdesign i kategori A og kategori B. I dag regnes type AB -forsterkere som et av de vanligste designalternativene. Etter prinsippet om driften ligner de litt på kategori B -produkter, med det eneste unntaket at begge transistorinnretninger kan lede et signal samtidig nær skjæringspunktet til oscillogrammene . Dette eliminerer alle signalforvrengningsproblemene til forrige gruppe B -forsterker. Forskjellen er at et par transistorer har en ganske lav forspenning, vanligvis 5 til 10% av hvilestrømmen. I dette tilfellet forblir den ledende enheten lengre enn tiden for en halv syklus, men samtidig er den mye mindre enn hele syklusen til inngangssignalet.

Det er trygt å si det type AB -enheten anses å være et utmerket kompromiss mellom klasse A- og klasse B -modeller når det gjelder effektivitet og linearitet .og, mens konverteringseffektiviteten til lydsignalet er omtrent 50%.

MED

Utformingen av enhetene i C-klassen har maksimal effektivitet, men samtidig ganske dårlig linearitet sammenlignet med alle andre kategorier. Forsterkeren i C-klassen er ganske merkbart partisk, så inngangsstrømmen går til null og forblir der i mer enn 1/2 syklus av det innkommende signalet . På dette tidspunktet er transistoren i standby -modus for å slå den av.

Denne formen for skjevhet av transistoren gir enhetens største effektivitet, dens effektivitet er omtrent 80%, men samtidig introduserer den ganske betydelige lydforvrengninger i utgangssignalet.

Disse designfunksjonene gjør det umulig å bruke forsterkere i høyttalersystemer . Som regel har disse modellene funnet sitt bruksområde i høyfrekvente generatorer, så vel som i visse versjoner av radiofrekvensforsterkere, hvor strømpulser som sendes ut ved utgangen konverteres til sinusformede bølger med en gitt frekvens.

D

Forsterkeren i kategori D refererer til to-kanals ikke-lineære pulsmodeller, de kalles også PWM-forsterkere.

I de aller fleste lydsystemer opererer utgangstrinnene i enten klasse A eller AB . I integrerte forsterkere i gruppe D er strømspredningen til linjeinngangene betydelig, selv når det gjelder maksimal fullstendig, nesten ideell implementering. Dette gir modeller i D-klasse en betydelig fordel på de fleste bruksområder på grunn av minimal varmegenerering, redusert vekt og dimensjoner på enheten og følgelig reduserte produktkostnader, mens batterilevetiden i slike modeller økes i sammenligning med modeller av andre design.

Som regel er dette høyspenningsmodeller, de er designet for et brett på 10 000 watt.

Annen

Forsterker i klasse F . Disse modellene gir økt effektivitet, deres effektivitet er omtrent 90%.

Klasse G forsterker . Denne forsterkeren er faktisk en forbedret høylinjæritetsdesign av grunnklasse AB-enheten på TDA. Modeller i denne kategorien kan automatisk bytte mellom forskjellige kraftlinjer i tilfelle endringer i parametrene for det innkommende signalet. Slik bytte reduserer strømforbruket betydelig og reduserer dermed strømforbruket forårsaket av varmetap.

Klasse I forsterker . Slike modeller har et par sett med ekstra utgangsenheter. Før de slås på, er de plassert i en push-pull-konfigurasjon. Den første enheten bytter den positive delen av signalet, og den andre er ansvarlig for å bytte den negative delen, som forsterkere i kategori B. I fravær av et lydsignal ved inngangen eller hvis signalet når nullovergangspunktet, vil brytermekanismen slås på og av samtidig med hovedsyklusen.

Klasse S forsterker . Denne klassen av forsterkere er klassifisert som en ikke-lineær koblingsmekanisme. Når det gjelder deres virkemekanisme, ligner de noe på forsterkere i kategori D. En slik forsterker konverterer analoge inngangssignaler til digitale, og forsterker dem mange ganger. For å øke utgangseffekten er vanligvis det digitale signalet til koblingsenheten enten helt på eller helt av, slik at effektiviteten til slike enheter kan være 100%.

Forsterker i klasse T . Et annet alternativ for en digital forsterker. I dag får slike modeller mer og mer popularitet på grunn av tilstedeværelsen av mikrokretser som tillater digital behandling av det innkommende signalet, samt innebygde flerkanals 3D-lydforsterkere. Denne effekten er gitt av et design som gjør at analoge signaler kan konverteres til høyere digitale PWM -lyder. Utformingen av klasse C -enhetene kombinerer egenskapene til et signal med lav forvrengning som ligner på AV -kategorien, samtidig som effektiviteten opprettholdes på nivå med klasse D -modellene.

Hvordan bestemme?

Til å begynne med, la oss dvele ved hvordan forsterkeren fungerer i prinsippet. Sikkert vil du bli overrasket, men faktisk forsterker ikke fabrikkforsterkeren noe. Faktisk, mekanismen for driften ligner driften av den enkleste kranen: du vrir på håndtaket og vannet fra vannforsyningen begynner å strømme, sterkere eller svakere, og hvis du vrir det, blir strømmen blokkert. I forsterkere skjer alle prosesser på samme måte. Fra den kraftige strømforsyningsmodulen strømmer strøm gjennom høyttaleren som er koblet til enheten. I dette tilfellet blir kranens funksjon overtatt av transistorer - ved utgangen styres graden av lukking og åpning av signalet som går til forsterkeren. Fra hvordan akkurat denne kranen fungerer, det vil si hvordan utgangstransistorene fungerer, og klassen av forsterkere bestemmes.

Hvis vi snakker om AB -enheter, kan transistorer i dem ha den ubehagelige egenskapen å åpne og lukke uforholdsmessig mye til signalene som kommer til dem. Dermed blir arbeidet deres uendret. Tilbake til analogien med kranen - du kan snu håndtaket på kranen, men vannet flyter svakt først, og plutselig vil strømmen plutselig øke.

Av denne grunn kategori AB -transistorer må holdes åpne selv om det ikke er noe signal . Dette er nødvendig for at de skal begynne å fungere umiddelbart, og ikke vente til signalet når et visst nivå - bare i dette tilfellet vil forsterkeren kunne reprodusere lyd med minimal forvrengning. I praksis betyr dette at noe av den nyttige energien er bortkastet. Tenk deg at du skrur på alle vannkranene i leiligheten, og en liten drypp vann vil kontinuerlig strømme ut av dem. Som et resultat overstiger effektiviteten til slike modeller ikke 50-70%, det er den lave effektiviteten som er den største ulempen med AV-klasse forsterkere.

Hvis vi snakker om enheter i D-klasse, er prinsippet for driften absolutt det samme: de har sine egne utgangstransistorer som kan slås på og av. Dermed reguleres passasjen av strøm gjennom høyttalerne som er koblet til dem, men signalet styrer allerede åpningen deres, som med sin konfigurasjon er veldig langt fra den innkommende.

Slik mates signalet til utgangstransistorene til klasse D -enheter. I dette tilfellet vil de fungere helt annerledes: enten helt lukket eller åpent uten mellomliggende verdier. Dette betyr at effektiviteten til slike modeller kan være nær 100%.

Selvfølgelig er det for tidlig å sende slike signaler til lydsystemer, først skal det gå tilbake til standardkonfigurasjonen. Dette kan gjøres ved hjelp av en utgangsdrossel, så vel som en kondensator - etter behandling av dem dannes et forsterket signal ved utgangen, som fullstendig gjentar inngangssignalet i sin form. Det er han som blir overført til høyttalerne.

Den største fordelen med D-klasse-enhetene er økt effektivitet . og dermed et mer forsiktig energiforbruk

Lenge trodde man det for tilkobling av høykvalitets høyttalersystemer, vil AB-forsterkere være den optimale løsningen … Modeller i kategori D ga konvertering av det innkommende signalet til et pulssignal med redusert frekvens, som et resultat ga det god lyd bare i subwoofer -modus. I dag har teknologien tatt et stort skritt fremover, og i dag er det allerede høyhastighetstransistorer som kan åpne og også lukke nesten umiddelbart, det er ganske mange bredbåndsenheter i D-klasse i butikkene.

Disse modellene er beregnet for bruk ikke bare med subwoofere, men også med moderne høyttalersystemer av alle typer. For de alternativene der det ikke kreves høy effekt, er det fornuftig å kjøpe en ganske kompakt forsterker.

Så hvis du har nok plass til å koble høyttaleren, kan du godt velge en AV-modell. I flere tiår med eksistens har kretsene til disse modellene blitt godt utviklet, de gir en ganske god lydkvalitet, og i tilfelle et sammenbrudd kan du enkelt reparere dem på nærmeste servicesenter.

Hvis området for lydinstallasjon er begrenset, bør du se nærmere på bredbåndsmodellene i gruppe D . Med de samme effektparametrene som produktene i AV-klassen, er de mye mindre og lettere, dessuten varmer de opp mindre, og noen modeller tillater dem til og med å installeres i hemmelighet med minst forstyrrelser.

For tilkobling av subwoofere setter D-klassen maksimal fordel , siden basstoneblokken er det mest energikrevende frekvensområdet-i dette tilfellet er produktets effektivitet av grunnleggende betydning, og i dette er det rett og slett ingen konkurrenter til D-klasse-produktene.

I denne videoen kan du tydeligere gjøre deg kjent med klasser av lydforsterkere.