Аудио күчөткүч – киргизүү сигналынын версиясын чыгарган жана күчөткөн схеманы сүрөттөө үчүн колдонулган жалпы термин. Бирок бардык конвертер технологиялары конфигурацияларына жана иштөө режимдерине жараша классификациялангандай эмес.
Электроникада кичинекей күчөткүчтөр көбүнчө колдонулат, анткени алар музыка ойноткуч сыяктуу сенсор сыяктуу салыштырмалуу кичине кириш сигналын реле, лампа же үн катуулаткычты башкаруу үчүн бир топ чоңураак чыгуу сигналына күчөтө алышат., ж.б.
Электрондук микросхемалардын күчөткүчтөр катары классификацияланган көптөгөн формалары бар, алар оперативдүү жана кичине сигнал өзгөрткүчтөрүнөн баштап чоң импульсту жана кубаттуулукту өзгөрткүчтөргө чейин. Түзмөктүн классификациясы чоң же кичине сигналдын өлчөмүнө, анын физикалык конфигурациясына жана кириш агымынын иштетилишине, башкача айтканда, киргизүү деңгээли менен жүктө агып жаткан токтун ортосундагы байланышка жараша болот.
Түзмөктүн анатомиясы
Аудио жыштык күчөткүчтөрүн жөнөкөй кутуча катары көрүүгө болотже эки кирүүчү жана эки чыгуучу терминалы бар биполярдык, FET же операциялык сенсор сыяктуу түзүлүштү камтыган блок (жер жалпы болуп саналат). Мындан тышкары, чыгаруу сигналы түзмөктө конвертациялангандыктан алда канча чоңураак.
Идеалдуу сигнал күчөткүч үч негизги касиетке ээ болот:
- Кирүүчү импеданс, же (R IN).
- Чыгуу каршылыгы, же (R OUT).
- Унутуу же (A).
Күчөтүү схемасы канчалык татаал болбосун, бул үч касиеттин байланышын көрсөтүү үчүн жалпы блок моделин колдонсо болот.
Жалпы түшүнүктөр
Жогорку сапаттагы аудио күчөткүчтөрдүн иштеши ар кандай болушу мүмкүн. Ар бир түрү санариптик же аналогдук өзгөртүүгө ээ. Коддор аларды бөлүүгө коюлган.
Киргизүү жана чыгаруу сигналдарынын ортосундагы чоңойгон айырма конверсия деп аталат. Пайда – бул күчөткүч кириш сигналын канчалык “өзгөртөөрүн” өлчөө. Мисалы, 1 вольттун кириш деңгээли жана 50 вольттун чыгыш деңгээли бар болсо, анда конверсия 50 болот. Башкача айтканда, кириш сигналы 50 жолу иштелип чыккан. Аудио жыштыгын күчөткүч муну жасайт.
Конверсияны эсептөө – бул жөн гана чыгаруунун киришке бөлүнгөн катышы. Бул системада анын катышы катары бирдиктер жок, бирок электроникада көбүнчө пайда алуу үчүн A символу колдонулат. Андан кийин конверсия жөн эле "чыгарма киргизүүгө бөлүнгөн" катары эсептелет.
Энергияны өзгөрткүчтөр
Лупа кичинекейСигнал күчөткүч, адатта, "чыңалуу" күчөткүч деп аталат, анткени ал кичинекей киргизүүнү бир топ чоң чыгуу чыңалууга айландырууга умтулат. Кээде кыймылдаткычты же катуу сүйлөткүчтү башкаруу үчүн түзмөк схемасы талап кылынат жана жогорку которуштуруу агымдары катышкан колдонмолордун бул түрлөрү үчүн кубаттуулукту өзгөрткүчтөр керектелет.
Аты айтып тургандай, кубат күчөткүчтүн (ошондой эле чоң сигнал күчөткүч катары белгилүү) негизги милдети жүктү энергия менен камсыз кылуу болуп саналат. Бул чыгыш кубаттуулугу кириш сигнал деңгээлинен жогору болгон жүккө колдонулган чыңалуу менен токтун продуктусу. Башкача айтканда, конвертер динамиктин күчүн жогорулатат, ошондуктан блоктук схеманын бул түрү динамиктерди айдоо үчүн аудио конвертерлердин тышкы этаптарында колдонулат.
Иштөө принциби
Аудио күчөткүч кубат булагынан алынган туруктуу токту жүккө берилген AC чыңалуу сигналына айландыруу принцибинде иштейт. Конверсия жогорку болгону менен, туруктуу ток менен камсыздоодон AC чыңалуунун чыгыш сигналына чейинки эффективдүүлүгү негизинен төмөн.
Идеалдуу блок түзмөккө 100% эффективдүүлүктү берет же жок дегенде КУАТ КИРИШИ кубат ЧЫГУУсуна барабар болот.
Класс бөлүнүшү
Эгер колдонуучулар аудио күч күчөткүчтөрдүн спецификациясын карап чыгышса, алар адатта тамга же тамга менен белгиленген жабдуулардын класстарын байкашкан болушу мүмкүн.эки. Бүгүнкү күндө керектөөчү үй аудиосунда колдонулган блоктордун эң кеңири таралган түрлөрү A, A/B, D, G жана H маанилери.
Бул класстар жөнөкөй классификация системалары эмес, күчөткүч топологиясынын сүрөттөлүшү, башкача айтканда, алардын негизги деңгээлде кандай иштеши. Күчөткүчтүн ар бир түрүнүн өзүнүн күчтүү жана алсыз жактары болгону менен, алардын иштеши (жана акыркы мүнөздөмөлөр кантип өлчөнөт) ошол бойдон калат.
Алдын ала блок жөнөткөн толкун формасын тоскоолдуксуз же жок дегенде мүмкүн болушунча аз бурмалоосуз айландыруу.
А классы
Төмөндө сүрөттөлүүчү аудио күч күчөткүчтөрдүн башка класстарына салыштырмалуу, А классынын моделдери салыштырмалуу жөнөкөй түзмөктөр. Иштөөнүн аныктоочу принциби бардык өзгөрткүчтүн чыгыш блоктору 360 градустук сигналдын толук циклинен өтүшү керек.
Class A да бир учтуу жана түртүү күчөткүчтөрүнө бөлүнөт. Түртүү/тартуу жогорудагы негизги түшүндүрмөдөн жуптар менен чыгаруу түзүлүштөрүн колдонуу менен айырмаланат. Эки түзмөк тең толук 360 градус циклде иштеп жатканда, бир түзмөк циклдин оң бөлүгүндө жүктүн көбүн көтөрөт, ал эми экинчиси терс циклдин көбүрөөк бөлүгүн көтөрөт.
Бул схеманын негизги артыкчылыгы бир жактуу конструкцияларга салыштырмалуу бурмалоону азайтат, анткени ал тургай буйрутмалардын өзгөрүүсү да жок кылынат. Кошумчалай кетсек, А классындагы түртүүчү конструкциялар ызы-чууга сезгич эмес.
А классындагы аткарууга байланыштуу оң сапаттардан улам, ал көптөгөн акустикалык колдонмолордо үн сапатынын алтын стандарты болуп эсептелет. Бирок, бул конструкциялардын бир маанилүү кемчилиги бар - эффективдүү.
А классындагы транзистордук аудио күчөткүчтөр үчүн бардык чыгаруу түзмөктөрү ар дайым күйүп турушу үчүн талап. Бул иш-аракет энергиянын олуттуу жоготууга алып келет, ал акырында жылуулукка айланат. Муну А классынын конструкциялары салыштырмалуу жогорку деңгээлдеги тынч токтун талап кылынышы менен ого бетер курчутат, бул күчөткүч нөлдүк чыгарууну чыгарып жатканда чыгаруучу түзүлүштөр аркылуу агып жаткан токтун көлөмү. Чыныгы дүйнөлүк натыйжалуулук көрсөткүчтөрү 15-35% болушу мүмкүн, бир орундуу сандарды жогорку динамикалык булак материалы менен колдонсо болот.
Б классы
А классындагы аудио күчөткүчтөгү бардык чыгаруу механизмдери иштөөгө 100% убакыт талап кылынса, В классындагы блоктор каалаган убакта чыгаруучу түзүлүштөрдүн жарымы гана өткөрүүчү түртүү-тартуу схемасын колдонушат.
Бир жарымы толкун формасынын +180 градус бөлүгүн, экинчи жарымы -180 градус бөлүгүн камтыйт. Натыйжада, В классындагы күчөткүчтөр А классындагы кесиптештерине караганда кыйла эффективдүү, теориялык максимум 78,5%. Салыштырмалуу жогорку эффективдүүлүктү эске алуу менен, В классы кээ бир профессионалдуу PA өзгөрткүчтөрүндө, ошондой эле кээ бир үй түтүк күчөткүчтөрүндө колдонулган. Аларга карабастаначык күч, үй үчүн класс B блок алуу мүмкүнчүлүгү иш жүзүндө нөлгө барабар. Аудио күчөткүчтү текшерүү мунун себебин көрсөттү, ал кайчылаш бурмалоо деп аталат.
Толкун формасынын оң жана терс бөлүктөрүн иштеткен түзмөктөрдүн ортосунда өткөрүп берүүнүн кечигүү маселеси олуттуу деп эсептелет. Бул бурмалоо жетиштүү санда угулат экени айтпаса да түшүнүктүү жана В классынын айрым конструкциялары бул жагынан башкаларга караганда жакшыраак болсо да, В классы таза үн ышкыбоздору тарабынан анча таанылган эмес.
Class A/B
Труба аудио күчөткүчтү көптөгөн концерттик жерлерден тапса болот. Ал жогорку өндүрүмдүүлүккө ээ жана ысып кетпейт. Мындан тышкары, моделдер көптөгөн санарип блокторуна караганда алда канча арзан. Бирок четтөөлөр да бар. Мындай модуль бардык аудио форматтары менен иштебеши мүмкүн. Ошондуктан, жабдууларды жалпы сигналды иштетүү комплексинин бир бөлүгү катары колдонуу жакшы.
Class A/B бирдикти түзүү үчүн ар бир түзмөк түрүнүн эң жакшысын бириктирет. Артыкчылыктардын мындай айкалышы менен A/B классындагы күчөткүчтөр керектөө рыногунда басымдуулук кылат.
Чечим чындыгында түшүнүк жагынан абдан жөнөкөй. В классында чыгаруу баскычынын ар бир жарымы 180 градус өткөрүүчү түртүүчү аппаратты колдонсо, A/B классындагы механизмдер аны ~181-200 градуска чейин жогорулатат. Ошентип, барциклде "жыртуунун" болушу алда канча азыраак, демек, кроссовер бурмалоо маанилүү эмес чекитке чейин төмөндөйт.
Valve аудио күч күчөткүчтөрү бул тоскоолдукту тезирээк жутуп алат. Бул касиеттин аркасында үн аппараттан бир топ таза чыгат. Бул мүнөздөмөлөрдүн моделдери көбүнчө акустикалык жана электр гитаралардын үнүн өзгөртүү үчүн колдонулат.
А/В классы өз убадасын аткарып, ~50-70% реалдуу дүйнөлүк көрсөткүчтө таза А классынын конструкцияларынан оңой эле ашып түшөрүн айтуу жетиштүү. Чыныгы деңгээлдер, албетте, күчөткүч канчалык деңгээлде офсеттелгенине, ошондой эле программалык материалга жана башка факторлорго көз каранды. Белгилей кетчү нерсе, кээ бир A/B классындагы конструкциялар бир нече ватт кубаттуулукка чейин таза А класс режиминде иштөө аркылуу кроссовердик бурмалоону жок кылуу аракетинде бир кадам алдыга барат. Бул төмөнкү деңгээлдеги эффективдүүлүктү камсыз кылат, бирок чоң көлөмдө кубаттуулук колдонулганда күчөткүч мешке айланып кетпеши үчүн кепилдик берет.
G жана H класстары
Эффективдүүлүктү жакшыртуу үчүн иштелип чыккан дагы бир жуп дизайн. Техникалык көз караштан алганда, G классындагы да, H классындагы күчөткүчтөр да расмий түрдө таанылган эмес. Анын ордуна, алар A/B классындагы темадагы вариациялар, тиешелүүлүгүнө жараша автобустун чыңалуусун алмаштыруу жана автобус модуляциясы. Кандай болгон күндө да, суроо-талаптын аз шарттарында система A/B классындагы окшош күчөткүчкө караганда бир аз автобус чыңалуусун колдонот, бул олуттуу түрдөэлектр энергиясын керектөөнү азайтат. Жогорку кубаттуулук шарттары пайда болгондо, система чоң амплитудалык өткөөл процесстерди башкаруу үчүн шинанын чыңалуусун динамикалык түрдө жогорулатат (б.а. жогорку чыңалуу шинасына которулат).
Кемчиликтер да бар. Алардын ичинен башкысы - кымбатчылык. Түпнуска тармактын коммутациялык схемалары чыгуу агымдарын башкаруу үчүн биполярдык транзисторлорду колдонушкан, бул татаалдыкты жана чыгымды кошкон. Бул түрдөгү жогорку сапаттагы түтүк аудио жыштык күчөткүчтөрү кеңири таралган, бирок баасы 50 миң рублдан башталат. Блок сахнада иштөө же студияда жаздыруу үчүн профессионалдуу ыкма болуп эсептелет. Транзисторлор менен көйгөйлөр бар. Узакка созулган жүктө, алардын айрымдары иштебей калышы мүмкүн.
Бүгүнкү күндө жол көрсөткүчтөрдү тандоо же өзгөртүү үчүн жогорку учурдагы MOSFETтерди колдонуу менен баа көбүнчө кандайдыр бир деңгээлде төмөндөйт. MOSFETs колдонуу натыйжалуулугун жогорулатуу жана жылуулукту азайтат гана эмес, ошондой эле азыраак бөлүктөрүн талап кылат (адатта бир жипке бир аппарат). Автобустарды которуштуруунун, модуляциянын өзүнөн тышкары, G классындагы кээ бир күчөткүчтөр A/B классындагы типтүү дизайнга караганда көбүрөөк чыгаруу түзүлүштөрүн колдонорун белгилей кетүү керек.
Төмөнкү чыңалуудагы шиналар менен кубатталган типтүү A/B режиминде бир түгөй түзмөк иштейт. Ошол эле учурда, экинчиси кырдаалга жараша гана иштетилген чыңалуу күчөткүч катары иштөө үчүн күтүүдө. G жана H класстары гана жогорку жүктөмгө туруштук берет,кубаттуу күчөткүчтөр менен байланышкан, мында жогорулаган эффективдүүлүк өз натыйжасын берет. Компакт дизайндарда A/B тобуна караганда G/H топологиялары да колдонулушу мүмкүн, анткени аз кубат режимине өтүү мүмкүнчүлүгү алар бир аз кичирээк радиатор менен кутулууга мүмкүнчүлүк берет.
Д классы
Түзмөктүн бул түрү өзүңүздүн модулдук системаңызды түзүүгө мүмкүндүк берет. Жабдуулардын жардамы менен бардык чыккан агымдын жогорку сапатта иштетилиши ишке ашат. Аудио жыштыктын күч күчөткүчтөрүн долбоорлоо жумуш же көңүл ачуу үчүн өзүңүздүн мультимедиялык системаңызды түзүүгө мүмкүндүк берет. Бирок, бул жерде кээ бир нюанстар бар. Көбүнчө жаңылыштык менен санариптик күчөтүү деп аталат, D классындагы конвертерлер бирдиктин натыйжалуулугунун кепилдиги болуп саналат жана анык тестирлөөдө 90%дан ашкан утуштарга жетишет.
Адегенде "санариптик күчөтүү" туура эмес болсо, эмне үчүн бул D классы экенин карап чыгуу керек. Бул алфавиттин кийинки тамгасы эле, аудио системаларда С классы колдонулган. Андан да маанилүүсү, 90% + натыйжалуулугун кантип жетишүүгө болот. Мурда айтылган күчөткүч класстардын бардыгы конвертер күтүү режиминде болгондо да дайыма активдүү болгон бир же бир нече чыгаруучу түзүлүшкө ээ болсо да, D классындагы агрегаттар аларды тез өчүрүп-күйгүзүшөт. Бул абдан ыңгайлуу жана модулду керектүү учурда гана колдонууга мүмкүндүк берет.
Мисалы, Т классындагы аудио күчөткүчтөрдү эсептөөTripathтын D классын ишке ашыруу, негизги түзүлүштөн айырмаланып, 50 МГц тартибиндеги которуштуруу жыштыгын колдонот. Чыгаруу түзүлүштөрү, адатта, импульстун кеңдигин модуляциялоо менен башкарылат. Бул ойнотуу үчүн аналогдук сигналды берүүчү модулятор тарабынан түрдүү кеңдиктеги квадрат толкундар пайда болгондо. Мындай жол менен чыгаруу түзүлүштөрүн катуу көзөмөлдөө менен, 100% натыйжалуулук теориялык жактан мүмкүн болот (бирок реалдуу дүйнөдө жетишүү мүмкүн эмес).
D классындагы аудио күчөткүчтөр дүйнөсүнө кирип, сиз аналогдук жана санариптик башкарылуучу модулдар жөнүндө да сөз таба аласыз. Бул башкаруу блокторунда аналогдук киргизүү сигналы жана аналогдук башкаруу системасы бар, адатта кандайдыр бир деңгээлде пикир катасын оңдоо. Башка жагынан алганда, санариптик конверсиялык D класстагы күчөткүчтөр санариптик башкарууну колдонушат, ал ката көзөмөлү жок электр баскычын которот. Бул чечим, ошондой эле көптөгөн сатып алуучулардын пикири боюнча, жактырууну табат. Бирок, бул жерде баа сегменти алда канча жогору.
Аудио күчөткүчтүн изилдөөсү көрсөткөндөй, аналогдук башкарган D классы санариптик аналогго караганда иштөө артыкчылыгына ээ, анткени ал адатта төмөнкү чыгуу импедансын (каршылык) жана жакшыртылган бурмалоо профилин сунуштайт. Бул максималдуу жүктөөдө системанын баштапкы маанилерин жогорулатат.
Аудио жыштык күчөткүчтөрдүн параметрлери негизги моделдерге караганда бир топ жогору. Мындай эсептөөлөр студияда музыканы түзүү үчүн гана талап кылынат деп түшүнүү керек. Бул жөнөкөй сатып алуучулар үчүнмүнөздөмөлөрдү өткөрүп жиберүүгө болот.
Көбүнчө L-схемасы (индуктор жана конденсатор) күчөткүч менен катуу сүйлөткүчтөрдүн ортосуна орнотулган, D классынын иштөөсүнө байланышкан ызы-чууларды азайтат. Фильтр чоң мааниге ээ. Начар дизайн натыйжалуулугун, ишенимдүүлүгүн жана үн сапатын бузушу мүмкүн. Мындан тышкары, чыгуу чыпкасы кийин пикир анын артыкчылыктары бар. Бул этапта пикирди колдонбогон конструкциялар өз жообун белгилүү бир импеданска тууралай алганы менен, мындай күчөткүчтөр татаал жүккө ээ болгондо (б.а. резистор эмес, үн күчөткүч), жыштык реакциясы динамиктеги жүккө жараша бир топ өзгөрүшү мүмкүн. Пикир татаал жүктөргө бир калыпта жооп берүү менен бул көйгөйдү турукташтырат.
Акыры, D классындагы аудио күчөткүчтөрдүн татаалдыгынын артыкчылыктары бар. Натыйжалуулук жана натыйжада, аз салмак. Салыштырмалуу аз энергия жылуулукка сарпталгандыктан, алда канча аз энергия талап кылынат. Ошентип, көптөгөн D класстагы күчөткүчтөр которуштуруу режиминдеги электр булактары (SMPS) менен бирге колдонулат. Чыгуу стадиясындай эле, кубаттуулуктун өзүн чыңалууну жөнгө салуу үчүн тез күйгүзүп жана өчүрүп койсо болот, натыйжада эффективдүүлүктү андан ары жогорулатууга жана салттуу аналогдук/сызыктуу кубат булактарына караганда салмакты азайтуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болот.
Жалпысынан алганда, D классындагы күчтүү күчөткүчтөр да бир нече килограмм салмакта болот. Салттуу сызыктуу берүүлөргө салыштырмалуу SMPS энергия булактарынын кемчилигибиринчисинде адатта көп орун жок.
Тесттер жана SMPS модулдарына салыштырмалуу сызыктуу кубат булактары бар D классындагы аудио күчөткүчтөрдүн көптөгөн сыноолору бул чындыгында ушундай экенин көрсөттү. Эки күчөткүч номиналдык кубаттуулукту иштетип жатканда, бирок сызыктуу кубат менен камсыздоосу бар бирөө жогорку динамикалык кубаттуулукту чыгара алат. Бирок, SMPS үлгүлөрү көнүмүш болуп баратат жана сиз дүкөндөрдө окшош формаларды колдонгон кийинки муундун D классынын жакшыраак бирдиктерин көрө аласыз.
AB жана D класстарынын эффективдүүлүгүн салыштыруу
А/В классындагы транзисторлуу аудио кубаттуулугун күчөткүчтүн эффективдүүлүгү максималдуу чыгуучу кубаттуулукка жакындаган сайын жогоруласа да, D классынын конструкциялары көпчүлүк иштөө диапазондорунда жогорку натыйжалуулукту сактайт. Натыйжада, натыйжалуулук жана үн сапаты барган сайын акыркы блокко ыктап жатат.
Бир өзгөрткүчтү колдонуңуз
Туура ишке ашырылганда, В классынан тышкаркы жогорудагы блоктордун кайсынысы болбосун жогорку тактыктагы күчөткүчтүн негизин түзө алат. Мүмкүн болгон майнаптуу тузактардан тышкары (бул класска тиешелүү эмес, негизинен дизайн чечими), блоктун түрүн тандоо негизинен чыгым менен натыйжалуулуктун маселеси болуп саналат.
Бүгүнкү рынокто жөнөкөй A/B классындагы аудио күчөткүч үстөмдүк кылууда жана бул жөндүү. Бул абдан жакшы иштейт, салыштырмалуу арзан жана аныннатыйжалуулугу аз кубаттуулуктагы колдонмолор үчүн жетиштүү (>200W). Албетте, конвертер өндүрүүчүлөр, мисалы, 1000W Emotiva XPR-1 моноблок менен конвертти түртүүгө аракет кылып жатканда, алар жабдууларды тез жылытууга жөндөмдүү системалар катары күчөткүчтөрүн кайталабоо үчүн G/H жана D класстарынын конструкцияларына кайрылышат. Ошол эле учурда, базардын башка тарабында, таза үн үмүтү менен аппараттын эффективдүүлүгүнүн жоктугун кечире турган А классындагы күйөрмандар бар.
Натыйжа
Анткени, конвертер класстары анчалык деле маанилүү эмес. Албетте, чыныгы айырмачылыктар бар, айрыкча, нарк, күчөткүчтүн эффективдүүлүгү жана демек, салмагы. Албетте, 500 Вт класстагы шаймандар, албетте, колдонуучунун күчтүү муздатуу системасы болбосо, жаман идея. Башка жагынан алганда, класстар ортосундагы айырмачылыктар үн сапатын аныктабайт. Акыр-аягы, бул өз долбоорлорун иштеп чыгуу жана ишке ашыруу үчүн келет. Өлтүргүчтөр аудио тутумдун бир бөлүгү болгон бир гана түзмөк экенин түшүнүү маанилүү.
