Засилувач - концепти на звук или прецизно засилувач под микроскоп - Б; W група
Транзистор или цевка, Класа А, Б или А/Б и што е со Класа Д: кога станува збор за концепти на засилувачи, постојат преференции, погледи, незнаење и понекогаш војна на ровови само околу концептот на спасение. Почетната позиција, профилот на барање за засилувач всушност би бил јасен: токму тоа што влегува напред треба да излезе одзади, едноставно со повеќе енергија зад себе - едноставно засилување на сигналот. Секој принцип на засилување има предности и слабости. Кој е најдобриот избор во соодветниот аудио синџир зависи од техничките варијабли на животната средина и на крајот, исто така, од претпочитањето на слушањето. Корисно е да ги разгледаме подетално поединечните концепти на колото. Вака елегантно ги заобиколувате митовите и донесувате одржливи одлуки за купување.
Класи на засилувачи
Прво до класификацијата на засилувачите. Ова е како нумерирање на различните концепти и има врска со редоследот по кој се појавуваат технологиите на одделните кола. Класификацијата не е изведена од концептот на колото на засилувачот. Ова е особено очигледно кај засилувачите од Класа Д. Поради "D", овие неправилно се нарекуваат дигитални засилувачи. Функционалниот принцип е, сепак, аналоген и се заснова на модулација со ширина на пулсот. Други класи што обично се користат во hi-fi секторот се Класа А и Класа Б или комбинација на двете Класа А/Б.
Барања за добар засилувач
Добриот засилувач за hi-fi има задача да го засили влезниот сигнал што е можно линеарно до опсегот на звучен фреквенција со висок однос на надворешниот напон, без изобличување и голема брзина, т.е. стрмност на работ или стабилност на импулсот. Ова исто така треба да се направи со највисок можен степен на ефикасност, така што што е можно помалку енергија да се претвори во топлина и да се изгуби. Тоа е теоријата. Во пракса, постојат пречки што треба да се надминат за да се приближат што е можно поблиску до овој теоретски поглед и со тоа до идеалниот, совршен засилувач.
Електричните компоненти како цевки и транзистори имаат нелинеарни карактеристики на работење. Со цел да се избегне нарушување на засилениот сигнал, тој идеално треба да биде што е можно линеарен, вклучително и во текот на целата реакција на фреквенцијата на аудио спектарот.
Засилувач од класа А.
Ова е најстариот вид засилувач и веќе се користел во ерата на цевките. Работната точка на засилувачот лежи во средината на правилниот дел на карактеристичната крива со цел да се задржи изобличувањето што е можно пониско. Бидејќи работната точка е во средината на карактеристиката, засилувачот е секогаш модулиран, што значи дека секогаш тече многу висока струја. Затоа, овие засилувачи не се многу енергетски ефикасни и имаат слаба ефикасност. Засилувач од 200 вати достигнува максимална ефикасност помала од 50% при полн излез и при 10 вати ова е дури намалено на само 2,5%. Ова значи дека овој тип на засилувач претвора повеќе енергија во топлина отколку во музика, особено кога е во мирување кога не се засилува ниту еден сигнал.
Слика 1: еве еден пример на моќен моно-засилувач на моќност од 160 вати од класа А од 1990-тите години од Крел (KMA-160). Наметнатите перки за ладење откриваат дека тука има многу топлина да се распрсне.
Слика 2: Карактеристична крива со работна точка и принцип на кола на засилувач од класа А. Оперативната точка - т.е. нултата линија - е во линеарниот дел на карактеристиката.
Слика 3: Сигнал за чист излез на засилувач од класа А.
Од друга страна, изобличувањата се многу мали, а стабилноста на импулсот е исто така многу добра. Со цел да се гарантира отпорност на импулс и висока излезна моќност, овие засилувачи бараат многу големи и моќни трансформатори и соодветни електролитски кондензатори во единиците за напојување. Топлинските мијалници на кои се поставени транзисторите за напојување со цел да се распушти произведената топлина, исто така се многу обемни. Ова доведува до многу големи и тешки уреди. Постојат многу ентузијасти за овој дизајн на колото во аудиофилската заедница.
Во ерата на стремеж кон енергетска ефикасност, засилувачите од класа А се во лошо светло поради големата дисипација на моќноста. Затоа, засилувачите на чиста класа А не се наоѓаат често. И ако е така, тогаш често како засилувач на цевки со мала излезна моќност (од 7 до 30 вати), поретко со излези до 200 вати.
Засилувач од класа Б.
Засилувач од класа Б работи како таканаречен засилувач на повлекување. Ова значи дека едниот транзистор го засилува позитивниот, а другиот негативниот полу-циклус на корисниот сигнал. Работните точки (нулта линија) на овие транзистори се наоѓаат во нелинеарниот дел од карактеристичната крива и полу-брановите треба повторно да се соберат на излезот на засилувачот, што доведува до т.н. нарушувања на трансферот. Поради структурата на колото, засилувачот е поефикасен со ефикасност од приближно 80% на целосно ниво и приближно 17% на 10 вати. Но, изобличувањето мора да се намали со негативни повратни информации за да се добие силно употреблив засилувач.
Сл. 4: Крива со работната точка на засилувачот од Класа Б, многу добро можете да видите како е работната точка во нелинеарниот дел од кривата. Ова потоа доведува до нарушувања на преносот што се видливи на следната слика.
Сл. 5: Искривен излезен сигнал на засилувач од класа Б.
Засилувач од класа А/Б
Ова коло ги комбинира двата концепта на засилувач претставени погоре. Коло од класа А се користи во низок опсег на моќност и засилувачот работи во режим на класа Б во поголем опсег. Ова резултира со минимално изобличување, особено во малиот опсег на сигнали, и, благодарение на непреченото преминување од A во B и негативните повратни информации, изобличувањето на трансферот со повисоко ниво на контрола, што е помалку од 0,03%, што одговара на многу добра вредност. Ова е купено по цена од малку помала добивка заради негативните повратни информации, што сепак се компензира со понатамошна фаза на засилувач.
Концептот Класа А/Б е најчестиот распоред на колото во аналогните засилувачи HiFi денес. Овие неспорни и секаде присутни работни коњи доминираат на пазарот - барем за високо-квалитетни апликации за hi-fi!
Сл. 6: Пример за засилувач на напојување од класа AB, CA-M400 од Classé
Сл. 7: Двете работни точки А и Б се прикажани на оваа карактеристична крива, заедно со принципот на колото. Правилно поставување на мирни струи така што транзициите стануваат течни и соодветните негативни повратни информации, изобличувањата може да се одржат многу мали.
Засилувач од класа Д.
Засилувачите од класа Д работат на сосема поинаков принцип. Засилувачите од класа Д често се нарекуваат дигитални засилувачи, што е неточно бидејќи „Д“ не се залага за дигитални. Започнавте со класификацијата во А и се покажа дека засилувачите на ширината на пулсот тогаш добија буква Д. Како што веќе рековме, овие засилувачи работат на принципот на модулација на ширина на пулсот. Ова во основа е аналоген начин на работа кој работи како што следува.
Влезниот сигнал се напојува во таканаречен компаратор на кој се применува генератор со сигнал во форма на пила. Ова има фреквенција многу пати поголема од влезниот сигнал, обично помеѓу 100kHz и 1MHz. Фреквенцијата и амплитудата се одржуваат постојани. Двата сигнали сега се споредуваат едни со други во компараторот. Излезот е вклучен или исклучен во зависност од тоа кој сигнал има повисоко ниво. На излезот има сигнал со квадратни бранови со постојана амплитуда, но со правоаголници со различна ширина. Овој метод се нарекува модулација на ширина на пулсот, бидејќи импулсите (правоаголници) имаат различни ширини (ширини). Информацијата - фреквенцијата и амплитудата - на корисниот сигнал сега е содржана во овие импулси со различна должина.
Слика 8: На секоја допирна точка помеѓу корисниот сигнал и триаголниот сигнал, се генерира вредност во компараторот, што резултира со различни ширини на сигналот со квадратни бранови (долу црвено).
Овој сигнал со квадратни бранови сега ја контролира следната фаза на засилувач со наизменично целосно отворање или затворање на транзистор за позитивниот и негативниот дел од сигналот на квадратниот бран. Бидејќи транзисторите се или целосно затворени или целосно отворени, оваа технологија на кола е толку ефикасна што може да се постигне ефикасност од 90 до 95% во целиот опсег на напојување. Во претходно дискутираните концепти од класа А и АБ, транзисторите на засилувачот се секогаш некако отворени, така што струјата секогаш тече и се троши енергија.
Слика 9, блок дијаграм на засилувач од класа Д. Аудио сигналот се претвора во сигнал за ширина на пулсот во компараторот со триаголен сигнал. Ова ги содржи сите корисни информации и потоа го контролира делот за засилувач само онолку колку што е потребно. На излезот, компонентите со висока фреквенција се филтрираат со LC филтер со низок премин, оставајќи го засилениот аудио сигнал.
Негативни својства на едноставни кола од класа Д.
Засилувачите од класа Д можат да се градат ефтино и компактно. Затоа, тие се широко користени во ефтина до ефтина аудио опрема. Завршените модули од класа Д може да се нарачаат ефтино од производителите на компоненти и да се вградат во вашите сопствени уреди. Овие модули, кои првенствено се исечени за цена и компактност, немилосрдно ги откриваат тонските слабости на едноставните и просечни D концепти. Лошата Д слика во аудиофилската заедница не е случајна, бидејќи таквите модули ги користат и подобри hi-fi брендови.
Но, постои и друг начин - иновативни, модерни концепти од класа Д.
Сл. 10: Внатрешен поглед на Classé Sigma MONO, големиот тороиден трансформатор и електролитските кондензатори, познати од големите засилувачи на моќност, недостасуваат овде, но засилувачот на напојувањето сè уште има извонредна излезна моќност од 350 вати. Покрај технологијата Класа Д, се користи и напојување за вклучување. Друг развој на Classé. Истата приказна се однесува на напојувањата во режим на вклучен режим како и на Класа Д: ефтин, компактен во комбинација со висока ефикасност. Изградени ефтино, овие предности се купуваат со нечисто и без проблем напојување. Напојувањата за напојување во режим на вклучен класа се детално дизајнирани, работат со Фактор на корекција на струјата (проток на струја во корелација со напонот) и гарантираат напон од пулс и чисто напојување до делот за засилувач на напојувањето. Јасен индикатор за перформанси: 350 вати RMS на 8 оми и двојно зголемување на моќноста на 4 оми (700 вати - RMS = построг метод за мерење отколку со вообичаеното мерење на врвната вредност, што резултира во вредности повисоки за фактор 1,41).
Слика 11: Современите концепти од класа Д дефинитивно можат да постигнат квалитет на засилувачот на моќност од класа А и сепак да бидат многу енергетски ефикасни.