Kelas Penguat Bunyi: Klasifikasi - D, A, B, C, AB Dan Lain-lain. Ultra-linear Dan Digital. Kelas Mana Yang Lebih Baik?

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 05:52

Tentunya banyak yang mendengar bahawa penguat moden boleh tergolong dalam kelas yang berbeza. Walau bagaimanapun, orang yang jauh dari sistem akustik dan ciri teknikal peralatan bunyi hampir tidak dapat membayangkan apa yang tersembunyi di sebalik sebutan huruf.

Dalam tinjauan kami, kami akan bercakap dengan lebih terperinci mengenai kelas penguat, apakah itu, dan bagaimana memilih model yang optimum.

Pengelasan

Kelas penguat adalah nilai isyarat output di mana ia didorong oleh isyarat input sinusoidal dalam litar fungsional selama satu kitaran operasi dan berubah akibat pengaruh ini. Klasifikasi penguat ke dalam kelas bergantung pada parameter linearitas mod yang digunakan untuk menguatkan isyarat masuk dari kategori dengan peningkatan ketepatan dengan kecekapan yang agak berkurang hingga benar-benar tidak linear . Dalam kes ini, ketepatan pengeluaran semula isyarat tidak begitu hebat, tetapi kecekapannya cukup tinggi. Semua kelas penguat lain adalah sejenis model perantaraan antara kedua kumpulan ini.

Kumpulan pertama

Semua kelas penguat boleh dibahagikan secara bersyarat kepada dua subkumpulan. Yang pertama merangkumi model terkawal kelas A, B, serta AB dan C . Kategori mereka ditentukan oleh parameter kekonduksian mereka di bahagian tertentu dari isyarat output. Oleh itu, operasi transistor terbina dalam output terletak di tengah antara "mati" dan "hidup".

Kumpulan kedua

Kategori peranti kedua merangkumi model yang lebih moden, yang dianggap sebagai kelas pensuisan - ini adalah model D, E, F, serta G, S, H dan T.

Penguat ini menggunakan modulasi lebar denyut serta litar digital untuk terus menukar isyarat antara mati sepenuhnya dan aktif sepenuhnya . Akibatnya, terdapat jalan keluar yang kuat di kawasan tepu.

Penerangan mengenai kelas popular

Kami akan membincangkan pelbagai kelas penguat dengan lebih terperinci.

TETAPI

Model Kelas A paling banyak digunakan kerana kesederhanaan reka bentuknya. Ini disebabkan oleh beberapa parameter distorsi isyarat input dan, oleh itu, kualiti bunyi yang tinggi dibandingkan dengan semua kategori penguat lain. Model dalam kategori ini dicirikan oleh garis linier yang tinggi berbanding yang lain.

Biasanya, penguat kelas A menggunakan versi transistor tunggal dalam karya mereka . Ia disambungkan ke konfigurasi pemancar asas untuk dua bahagian isyarat sehingga transistor germanium akan terus menerus melaluinya walaupun tidak ada isyarat fasa. Ini bermaksud bahawa pada output, tahap tidak akan sepenuhnya masuk ke kawasan pemotongan dan pemenuhan isyarat. Ia mempunyai titik ofset sendiri kira-kira di tengah garis beban. Struktur ini membawa kepada fakta bahawa transistor tidak aktif - ini dianggap sebagai salah satu kelemahan asasnya.

Agar peranti diklasifikasikan sebagai milik kelas ini, arus tanpa beban sifar pada tahap output mesti sama atau bahkan melebihi had arus beban untuk memastikan isyarat output maksimum.

Oleh kerana peranti kelas A satu hujung dan beroperasi di zon linier semua lengkung yang ditentukan, satu peranti output melewati 360 darjah penuh, dalam hal ini peranti kategori A sepenuhnya sesuai dengan sumber semasa.

Oleh kerana penguat dalam kategori ini berfungsi, seperti yang telah kita katakan, di wilayah ultra-linear, bias DC mesti ditetapkan dengan betul .- ini akan memastikan operasi yang betul dan memberikan aliran suara dengan kekuatan 24 watt. Walau bagaimanapun, kerana peranti output selalu dalam keadaan mati, ia terus mengalirkan arus, dan ini mewujudkan keadaan untuk kehilangan kuasa berterusan di seluruh struktur. Ciri ini membawa kepada pembebasan sejumlah besar haba, sementara kecekapannya agak rendah - kurang dari 40%, yang menjadikannya tidak praktikal ketika datang ke beberapa jenis sistem akustik yang kuat. Selain itu, kerana arus pemasangan tanpa beban yang meningkat, bekalan kuasa mesti mempunyai dimensi yang sesuai dan disaring sebanyak mungkin, jika tidak, suara penguat dan hum pihak ketiga tidak dapat dihindari . Kekurangan inilah yang menyebabkan pengeluar terus mengerjakan penguat dalam kategori yang lebih cekap.

DALAM

Penguat Kelas B telah dirancang oleh pengeluar untuk mengatasi masalah kecekapan rendah dan terlalu panas yang berkaitan dengan kategori sebelumnya. Dalam karya mereka, model kategori B menggunakan sepasang transistor tambahan, biasanya bipolar . Perbezaan mereka adalah bahawa untuk kedua-dua bahagian isyarat, depan output dibina mengikut litar tolakan-tarik, sehingga setiap peranti transistor memberikan penguatan hanya separuh dari isyarat output.

Tidak ada arus bias tahap DC asas dalam penguat kelas ini, kerana arus sunyi adalah sifar, oleh itu parameter daya DC biasanya kecil. Oleh itu, kecekapannya jauh lebih tinggi daripada peranti A. Pada masa yang sama apabila isyarat positif, transistor bias positif mendorongnya, sementara negatif tetap mati . Begitu juga, pada saat isyarat input menjadi negatif, positif dimatikan, dan transistor bias negatif, sebaliknya, diaktifkan dan memberikan separuh negatif isyarat. Akibatnya, transistor, semasa beroperasi, menghabiskan 1/2 pusingan hanya pada separuh kitaran positif atau negatif dari isyarat masuk.

Oleh itu, mana-mana peranti transistor dalam kategori ini hanya dapat melewati sebahagian daripada isyarat output, sementara dalam penggantian yang jelas.

Reka bentuk push-pull ini sekitar 45-60% lebih cekap daripada penguat Kelas A. Masalah dengan model jenis ini adalah bahawa mereka memberikan penyimpangan yang ketara pada masa berlakunya isyarat audio kerana "zon mati" transistor di koridor voltan input dengan nilai dari -0.7 V hingga +0.7 V.

Seperti yang semua orang tahu dari kursus fizik, pemancar asas mesti memberikan voltan sekitar 0.7 V agar transistor bipolar dapat memulakan pendawaian penuh. Selagi voltan ini tidak melebihi tanda ini, transistor output tidak akan bergerak ke kedudukan hidup. Ini bermaksud bahawa separuh daripada isyarat yang menuju ke koridor 0.7 V akan mula dihasilkan semula dengan tidak tepat. Oleh itu, ini menjadikan peranti Kategori B hampir tidak sesuai untuk digunakan dalam pemasangan akustik ketepatan.

Untuk itu Untuk mengatasi gangguan ini, alat kompromi kelas AB yang disebut telah dibuat.

AB

Model ini adalah sejenis reka bentuk tandem kategori A dan kategori B. Hari ini, penguat jenis AB dianggap sebagai salah satu pilihan reka bentuk yang paling biasa. Berdasarkan prinsip operasi mereka, mereka agak seperti produk kategori B, dengan satu-satunya pengecualian bahawa kedua-dua peranti transistor dapat melakukan isyarat pada masa yang sama berhampiran titik persimpangan osilogram . Ini sepenuhnya menghilangkan semua masalah gangguan isyarat penguat Kumpulan B sebelumnya. Perbezaannya ialah sepasang transistor mempunyai voltan bias yang agak rendah, biasanya 5 hingga 10% arus sunyi. Dalam kes ini, alat pengalir tetap hidup lebih lama daripada waktu satu setengah kitaran, tetapi pada masa yang sama jauh lebih rendah daripada kitaran penuh isyarat input.

Adalah selamat untuk mengatakan bahawa peranti jenis AB dianggap sebagai kompromi yang sangat baik antara model Kelas A dan Kelas B dari segi kecekapan dan linear .dan, sementara kecekapan penukaran isyarat audio adalah sekitar 50%.

DENGAN

Reka bentuk unit kelas C mempunyai kecekapan maksimum, tetapi pada masa yang sama linieritasnya agak buruk berbanding dengan semua kategori lain. Penguat kelas C agak berat sebelah, jadi arus input menjadi sifar dan tetap di sana selama lebih dari 1/2 kitaran isyarat masuk . Pada masa ini, transistor berada dalam mod siap sedia untuk mematikannya.

Bentuk transas bias ini memberikan kecekapan terbesar pada peranti, kecekapannya sekitar 80%, tetapi pada masa yang sama ia memperkenalkan penyimpangan bunyi yang agak ketara dalam isyarat output.

Ciri reka bentuk ini menjadikan penggunaan penguat tidak mustahil dilakukan dalam sistem pembesar suara . Sebagai peraturan, model-model ini telah menemukan kawasan penggunaannya dalam generator frekuensi tinggi, dan juga dalam versi tertentu penguat frekuensi radio, di mana denyut arus yang dikeluarkan pada output diubah menjadi gelombang sinusoidal pada frekuensi tertentu.

D

Penguat kategori D merujuk kepada model denyut bukan linear dua saluran, mereka juga dipanggil penguat PWM.

Dalam kebanyakan sistem audio, tahap output beroperasi di kelas A atau AB . Dalam penguat bersepadu kumpulan D, pelesapan daya input talian adalah penting walaupun dalam pelaksanaan maksimum, hampir ideal mereka. Ini memberi model kelas D kelebihan yang signifikan di kebanyakan bidang aplikasi kerana penghasilan haba minimum, penurunan berat badan dan dimensi peranti dan, dengan itu, pengurangan kos produk, sementara jangka hayat bateri dalam model tersebut meningkat dibandingkan dengan model reka bentuk lain.

Sebagai peraturan, ini adalah model voltan tinggi, mereka direka untuk papan 10,000 watt.

Yang lain

Penguat kelas F . Model-model ini memberikan peningkatan kecekapan, kecekapannya sekitar 90%.

Penguat kelas G . Penguat ini, sebenarnya, adalah reka bentuk linieritas tinggi peranti AB kelas asas yang lebih baik pada TDA. Model dalam kategori ini secara automatik dapat beralih antara saluran kuasa yang berlainan sekiranya berlaku perubahan pada parameter isyarat yang masuk. Peralihan sedemikian mengurangkan penggunaan kuasa dengan ketara dan, dengan itu, mengurangkan penggunaan kuasa yang disebabkan oleh kehilangan haba.

Penguat kelas I . Model sedemikian mempunyai beberapa set peranti output tambahan. Sebelum menghidupkan, mereka berada dalam konfigurasi push-pull. Peranti pertama menukar bahagian positif isyarat, dan yang kedua bertanggungjawab untuk menukar bahagian negatif, seperti penguat kategori B. Sekiranya tiada isyarat audio pada input atau jika isyarat mencapai titik persilangan sifar, mekanisme beralih menghidupkan dan mematikan pada masa yang sama dengan kitaran utama.

Penguat kelas S . Kelas penguat ini dikelaskan sebagai mekanisme pensuisan tak linear. Dari segi mekanisme pengoperasiannya, alat ini serupa dengan penguat kategori D. Penguat semacam itu menukar isyarat input analog menjadi isyarat digital, menguatkannya berkali-kali. Oleh itu, untuk meningkatkan daya output, biasanya isyarat digital dari alat pensuisan dihidupkan atau dimatikan sepenuhnya, jadi kecekapan peranti tersebut dapat 100%.

Penguat kelas T . Pilihan lain untuk penguat digital. Hari ini, model seperti itu semakin popular kerana kehadiran litar mikro yang membolehkan pemprosesan digital isyarat masuk, dan juga penguat suara 3D berbilang saluran. Kesan ini disediakan oleh reka bentuk yang membolehkan isyarat analog ditukar menjadi bunyi PWM digital yang lebih tinggi. Reka bentuk peranti Kelas C menggabungkan ciri-ciri isyarat distorsi rendah yang serupa dengan kategori AV, sambil mengekalkan kecekapan pada tahap model Kelas D.

Bagaimana menentukan?

Sebagai permulaan, mari kita memikirkan bagaimana penguat berfungsi pada prinsipnya. Pasti anda akan terkejut, tetapi sebenarnya penguat kilang tidak menguatkan apa-apa. Sebenarnya, mekanisme operasinya menyerupai operasi kren termudah: anda memutar pegangan dan air dari bekalan air mula mengalir, lebih kuat atau lemah, dan jika anda memutarnya, alirannya akan tersekat. Dalam penguat, semua proses berlaku dengan cara yang sama. Dari modul bekalan kuasa yang kuat, arus mengalir melalui pembesar suara yang disambungkan ke peranti. Dalam kes ini, fungsi paip diambil alih oleh transistor - pada output, tahap penutupan dan pembukaannya dikendalikan oleh isyarat yang melintas ke penguat. Dari bagaimana sebenarnya fungsi kren ini, iaitu bagaimana transistor output berfungsi, dan kelas penguat ditentukan.

Sekiranya kita bercakap mengenai peranti AB, maka transistor di dalamnya boleh memiliki harta yang tidak menyenangkan untuk membuka dan menutup secara tidak proporsional terhadap isyarat yang sampai ke arahnya. Oleh itu, kerja mereka menjadi tidak berubah. Kembali ke analogi dengan keran - anda boleh memutar pemegang keran, tetapi air akan mengalir lemah pada mulanya, dan kemudian tiba-tiba alirannya tiba-tiba meningkat.

Atas sebab ini Transistor kategori AB mesti dibuka walaupun tidak ada isyarat . Ini perlu supaya mereka mula berfungsi dengan segera, dan tidak menunggu sehingga isyarat mencapai tahap tertentu - hanya dalam hal ini penguat akan dapat menghasilkan semula suara dengan sedikit distorsi. Dalam praktiknya, ini bermakna sebahagian tenaga berguna terbuang. Bayangkan sahaja bahawa anda menghidupkan semua paip air di apartmen, dan sedikit air mengalir keluar dari situ. Akibatnya, kecekapan model sedemikian tidak melebihi 50-70%, kecekapan rendah itulah kelemahan utama penguat kelas AV.

Sekiranya kita bercakap mengenai peranti kelas D, maka prinsip operasi mereka sama: mereka mempunyai transistor keluaran mereka sendiri yang boleh menghidupkan dan mematikan. Oleh itu, aliran arus melalui pembesar suara yang dihubungkan dengan mereka diatur, tetapi isyarat sudah dapat mengawal pembukaannya, yang mengikut konfigurasinya sangat jauh dari yang masuk.

Ini adalah bagaimana isyarat diberikan kepada transistor output peranti Kelas D. Dalam kes ini, mereka akan berfungsi sama sekali berbeza: sama ada ditutup sepenuhnya, atau terbuka tanpa nilai pertengahan. Ini bermaksud bahawa kecekapan model seperti itu hampir 100%.

Sudah tentu, terlalu awal untuk menghantar isyarat seperti itu ke sistem audio, pertama harus kembali ke konfigurasi standard. Ini dapat dilakukan dengan cara tersekat output, dan juga kapasitor - setelah memprosesnya, isyarat yang diperkuat terbentuk pada output, yang sepenuhnya mengulangi isyarat input dalam bentuknya. Dialah yang dihantar ke pembesar suara.

Kelebihan utama peranti kelas D adalah peningkatan kecekapan . dan, dengan itu, penggunaan tenaga yang lebih lembut

Untuk masa yang lama dipercayai bahawa untuk menghubungkan sistem pembesar suara berkualiti tinggi, penguat AB akan menjadi penyelesaian yang optimum … Model kategori D memberikan penukaran isyarat masuk ke isyarat berdenyut dengan frekuensi berkurang, akibatnya, ia memberikan suara yang baik hanya dalam mod subwoofer. Pada masa kini, teknologi telah melangkah maju, dan hari ini sudah ada transistor berkelajuan tinggi yang dapat dibuka dan juga ditutup hampir seketika, terdapat banyak peranti jalur lebar kelas-D di kedai.

Model-model ini bertujuan untuk digunakan bukan hanya dengan subwoofer, tetapi juga dengan sistem pembesar suara moden dari semua jenis. Untuk pilihan yang tidak memerlukan kuasa tinggi, masuk akal untuk membeli penguat yang cukup padat.

Oleh itu, jika anda mempunyai cukup ruang untuk menyambungkan pembesar suara, maka anda mungkin memilih model kelas AV. Selama beberapa dekad keberadaannya, rangkaian model ini telah dikembangkan dengan baik, ia memberikan kualiti bunyi yang cukup baik, dan sekiranya berlaku kerosakan, anda dapat memperbaikinya dengan mudah di pusat servis terdekat.

Sekiranya kawasan pemasangan bunyi terhad, maka anda harus melihat lebih dekat model kumpulan lebar kumpulan D . Dengan parameter kuasa yang sama dengan produk kelas AV, ia jauh lebih kecil dan lebih ringan, lebih-lebih lagi, mereka semakin panas, dan beberapa model bahkan membolehkannya dipasang secara diam-diam dengan gangguan yang paling sedikit.

Untuk menghubungkan subwoofer, kelas D menetapkan kelebihan maksimum , kerana blok nada bass adalah julat frekuensi yang paling banyak memakan tenaga - dalam kes ini, kecekapan produk sangat penting, dan dalam hal ini tidak ada pesaing untuk produk kelas-D.

Dalam video ini, anda dapat membiasakan diri dengan kelas penguat suara dengan lebih jelas.