Klasser Af Lydforstærkere: Klassificering - D, A, B, C, AB M.fl. Ultra-lineær Og Digital. Hvilken Klasse Er Bedre?

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 05:31

Mange har sikkert hørt, at moderne forstærkere kan tilhøre forskellige klasser. Mennesker, der er langt fra akustiske systemer og tekniske egenskaber ved lydudstyr, kan dog næsten ikke forestille sig, hvad der gemmer sig bag bogstavbetegnelserne.

I vores anmeldelse vil vi tale mere detaljeret om, hvad klasserne af forstærkere er, hvad de er, og hvordan man vælger den optimale model.

Klassifikation

Forstærkerens klasse er værdien af det udgangssignal, ved hvilket det drives af det sinusformede indgangssignal i det funktionelle kredsløb i løbet af en driftscyklus og ændres som følge af denne indflydelse. Klassificeringen af forstærkere i klasser afhænger af linearitetsparametrene for den tilstand, der bruges til at forstærke de indgående signaler fra kategorier med øget nøjagtighed med temmelig reduceret effektivitet til fuldstændig ikke-lineær . I dette tilfælde er nøjagtigheden af lydgengivelse af signalet ikke så stor, men effektiviteten er ret høj. Alle andre klasser af forstærkere er en slags mellemliggende modeller mellem disse to grupper.

Første gruppe

Alle klasser af forstærkere kan betinget opdeles i to undergrupper. Den første omfatter de klassiske kontrollerede modeller af klasse A, B, samt AB og C . Deres kategori bestemmes af parameteren for deres ledningsevne i et bestemt afsnit af udgangssignalet. Således er driften af den indbyggede transistor ved udgangen placeret i midten mellem "off" og "on".

Anden gruppe

Den anden kategori af enheder omfatter mere moderne modeller, der betragtes som de såkaldte switch -klasser - det er modeller D, E, F samt G, S, H og T.

Disse forstærkere anvender pulsbreddemodulation såvel som digitale kredsløb til kontinuerligt at konvertere signalet mellem helt slukket og helt tændt . Som en konsekvens er der en kraftig udgang i mætningsområdet.

Beskrivelse af populære klasser

Vi vil tale mere om forskellige klasser af forstærkere.

MEN

Klasse A -modeller bruges mest på grund af deres enkle design. Dette skyldes flere parametre for forvrængning af indgangssignalet og følgelig den høje lydkvalitet i sammenligning med alle andre kategorier af forstærkere. Modeller i denne kategori er kendetegnet ved høj linearitet i forhold til andre.

Typisk bruger klasse A -forstærkere en enkelt version af transistorer i deres arbejde . Den er forbundet til den grundlæggende emitterkonfiguration for signalets to halvdele, så germaniumtransistoren uvægerligt vil passere igennem det, selvom der ikke er noget fasesignal. Dette betyder, at scenen ved udgangen ikke helt vil passere ind i signalafbrydelses- og mætningsområdet. Det har sit eget forskydningspunkt omtrent i midten af lastlinjen. Denne struktur fører til det faktum, at transistoren simpelthen ikke aktiveres - dette betragtes som en af dets grundlæggende ulemper.

For at en enhed kan klassificeres som tilhørende denne klasse, skal nul-belastningsstrømmen i udgangstrinnet være lig med eller endda overskride grænse for belastningsstrøm for at sikre det maksimale udgangssignal.

Da klasse A-enheder er single-ended og fungerer i den lineære zone for alle specificerede kurver, passerer en output-enhed gennem hele 360 grader, i hvilket tilfælde kategori A-enheden fuldstændigt svarer til den aktuelle kilde.

Da forstærkere i denne kategori fungerer, som vi allerede har sagt, i den ultralinære region, skal DC-bias indstilles korrekt .- dette vil sikre korrekt drift og give en lydstrøm med en effekt på 24 watt. På grund af det faktum, at outputenheden altid er i slukket tilstand, leder den kontinuerligt strøm, og dette skaber betingelser for et konstant tab af strøm i hele strukturen. Denne funktion fører til frigivelse af en stor mængde varme, mens deres effektivitet er temmelig lav - mindre end 40%, hvilket gør dem upraktiske, når det kommer til en slags kraftfulde akustiske systemer. Udover, På grund af installationens øgede belastningsstrøm skal strømforsyningen have de passende dimensioner og filtreres så meget som muligt, ellers kan lyden fra forstærkeren og tredjeparts brummen ikke undgås . Det var disse mangler, der fik producenterne til at fortsætte med at arbejde med forstærkere i en mere effektiv kategori.

I

Klasse B -forstærkere er designet af producenterne til at løse de lave effektivitets- og overophedningsproblemer, der er forbundet med den forrige kategori. I deres arbejde bruger kategori B -modeller et par ekstra transistorer, normalt bipolare . Deres forskel er, at for begge halvdele af signalet er outputfronten opbygget i henhold til et push-pull-kredsløb, så hver transistorindretning giver forstærkning af kun halvdelen af output-signalet.

Der er ingen grundlæggende DC -forspændingsstrøm i forstærkere i denne klasse, da dens hvilestrøm er nul, derfor er DC -effektparametre normalt små. Derfor er dens effektivitet meget højere end apparaternes A. På samme tid når signalet er positivt, driver den positivt forudindtagede transistor det, mens det negative forbliver slukket . På samme måde, når indgangssignalet bliver negativt, slukkes det positive, og den negativt forudindtagede transistor tværtimod aktiveres og giver den negative halvdel af signalet. Som følge heraf tilbringer transistoren under dens drift kun 1/2 cyklus i den positive eller negative halvcyklus af det indgående signal.

Følgelig kan enhver transistorindretning i denne kategori kun passere gennem en del af udgangssignalet, mens den er i en klar veksling.

Dette push-pull-design er omkring 45-60% mere effektivt end klasse A-forstærkere. Problemerne med modeller af denne type er, at de giver betydelige forvrængninger på tidspunktet for lydsignalets passage på grund af "dødzone" af transistorer i korridoren af indgangsspændinger med værdier fra -0,7 V til +0,7 V.

Som alle ved fra fysikkurset, skal basemitteren give en spænding på cirka 0,7 V, for at den bipolare transistor kan starte fuld ledning. Så længe denne spænding ikke overstiger dette mærke, vil udgangstransistoren ikke bevæge sig til tændt position. Det betyder, at halvdelen af signalet, der går til 0,7 V korridoren, begynder at blive gengivet unøjagtigt. Derfor gør dette kategori B -apparater praktisk talt uegnede til brug i præcisionsakustiske installationer.

For det for at overvinde disse forvridninger blev der skabt såkaldte klasse AB-kompromis-enheder.

AB

Denne model er en slags tandem -design af kategori A og kategori B. I dag betragtes type AB -forstærkere som en af de mest almindelige designmuligheder. Efter princippet om deres drift ligner de lidt kategori B -produkter, med den eneste undtagelse, at begge transistorindretninger kan lede et signal på samme tid i nærheden af skæringspunktet for oscillogrammerne . Dette eliminerer fuldstændigt alle signalforvrængningsproblemer i den tidligere gruppe B -forstærker. Forskellen er, at et par transistorer har en forholdsvis lav bias -spænding, typisk 5 til 10% af hvilestrømmen. I dette tilfælde forbliver den ledende indretning længere end tiden for en halvcyklus, men samtidig er den meget mindre end hele cyklussen for indgangssignalet.

Det er sikkert at sige det type AB -enheden anses for at være et glimrende kompromis mellem klasse A- og klasse B -modeller med hensyn til effektivitet og linearitet .og, mens konverteringseffektiviteten af lydsignalet er cirka 50%.

MED

Designet af C-klasse-enhederne har maksimal effektivitet, men samtidig ret dårlig linearitet i forhold til alle andre kategorier. C-klasse forstærkeren er ganske mærkbart forudindtaget, så inputstrømmen går til nul og bliver der i mere end 1/2 cyklus af det indgående signal . På dette tidspunkt er transistoren i standbytilstand for at slukke den.

Denne form for bias af transistoren giver enhedens største effektivitet, dens effektivitet er omkring 80%, men på samme tid introducerer den temmelig betydelige lydforvrængninger i udgangssignalet.

Disse designfunktioner gør det umuligt at bruge forstærkere i højttalersystemer . Disse modeller har som regel fundet deres anvendelsesområde i højfrekvente generatorer såvel som i visse versioner af radiofrekvensforstærkere, hvor strømimpulser, der udsendes ved udgangen, omdannes til sinusformede bølger af en given frekvens.

D

Forstærkeren i kategori D refererer til to-kanals ikke-lineære pulsmodeller, de kaldes også PWM-forstærkere.

I langt de fleste lydsystemer fungerer outputfaserne i enten klasse A eller AB . I integrerede forstærkere i gruppe D er effektafbrydelsen af linjeindgangene betydelig, selv i tilfælde af deres maksimale komplette, næsten ideelle implementering. Dette giver modeller i D-klasse en betydelig fordel på de fleste anvendelsesområder på grund af minimal varmegenerering, reduceret vægt og dimensioner af enheden og følgelig reducerede produktomkostninger, mens batterilevetiden i sådanne modeller øges i sammenligning med modeller af andre designs.

Som regel er det højspændingsmodeller, de er designet til et bord på 10.000 watt.

Andet

Klasse F forstærker . Disse modeller giver øget effektivitet, deres effektivitet er omkring 90%.

Klasse G forstærker . Denne forstærker er faktisk et forbedret højlinearitetsdesign af grundklasse AB-enheden på TDA. Modeller i denne kategori kan automatisk skifte mellem forskellige strømledninger i tilfælde af ændring af parametrene for det indgående signal. En sådan omskiftning reducerer strømforbruget betydeligt og reducerer dermed strømforbruget forårsaget af varmetab.

Klasse I forstærker . Sådanne modeller har et par sæt ekstra outputenheder. Inden de tændes, er de placeret i en push-pull-konfiguration. Den første enhed skifter den positive del af signalet, og den anden er ansvarlig for at skifte den negative del, ligesom forstærkere i kategori B. I fravær af et lydsignal ved indgangen, eller hvis signalet når nulpunktet, krydser koblingsmekanisme tænder og slukker samtidig med hovedcyklussen.

Klasse S forstærker . Denne klasse af forstærkere er klassificeret som en ikke-lineær koblingsmekanisme. Med hensyn til deres driftsmekanisme ligner de noget som forstærkere i kategori D. En sådan forstærker konverterer analoge indgangssignaler til digitale signaler og forstærker dem mange gange. For at øge udgangseffekten er skifteindretningens digitale signal normalt enten helt tændt eller helt slukket, så effektiviteten af sådanne enheder kan være 100%.

Klasse T forstærker . En anden mulighed for en digital forstærker. I dag vinder sådanne modeller mere og mere popularitet på grund af tilstedeværelsen af mikrokredsløb, der tillader digital behandling af det indgående signal samt indbyggede multi-channel 3D lydforstærkere. Denne effekt leveres af et design, der gør det muligt at konvertere analoge signaler til højere digitale PWM -lyde. Designet af klasse C -enheder kombinerer egenskaberne ved et signal med lav forvrængning svarende til AV -kategorien, samtidig med at effektiviteten bevares på niveau med klasse D -modellerne.

Hvordan afgøres det?

Lad os til at begynde med dvæle ved, hvordan forstærkeren fungerer i princippet. Sikkert vil du blive overrasket, men faktisk forstærker fabriksforstærkeren ikke noget. Faktisk, mekanismen for dens drift ligner betjeningen af den enkleste kran: du vrider håndtaget, og vandet fra vandforsyningen begynder at hælde, stærkere eller svagere, og hvis du vrider det, blokeres strømmen. I forstærkere sker alle processer på samme måde. Fra det kraftfulde strømforsyningsmodul strømmer strøm gennem højttaleren, der er sluttet til enheden. I dette tilfælde overtages hanens funktion af transistorer - ved udgangen styres graden af deres lukning og åbning af det signal, der passerer til forstærkeren. Ud fra hvordan denne kran fungerer, det vil sige, hvordan outputtransistorer fungerer, og klassen af forstærkere bestemmes.

Hvis vi taler om AB -enheder, kan transistorer i dem have den ubehagelige egenskab at åbne og lukke uforholdsmæssigt meget til de signaler, der kommer til dem. Således bliver deres arbejde uændret. Tilbage til analogien med vandhanen - du kan dreje armaturets håndtag, men vandet flyder først svagt, og så pludselig vil strømmen pludselig stige.

Af denne grund kategori AB transistorer skal holdes åbne, selvom der ikke er noget signal . Dette er nødvendigt, så de begynder at arbejde med det samme og ikke venter, indtil signalet når et bestemt niveau - kun i dette tilfælde vil forstærkeren kunne gengive lyd med minimal forvrængning. I praksis betyder det, at noget af den nyttige energi går til spilde. Forestil dig bare, at du åbner alle vandhanerne i lejligheden, og der vil løbende strømme et lille vandfald ud af dem. Som følge heraf overstiger effektiviteten af sådanne modeller ikke 50-70%, det er den lave effektivitet, der er den største ulempe ved AV-klasse forstærkere.

Hvis vi taler om D-klasse-enheder, er princippet for deres drift absolut det samme: de har deres egne output transistorer, der kan tænde og slukke. Således reguleres passagen af strøm gennem de tilsluttede højttalere, men signalet styrer allerede deres åbning, som ved sin konfiguration er meget langt fra den indkommende.

Sådan føres signalet til udgangstransistorer på klasse D -enheder. I dette tilfælde fungerer de helt anderledes: enten helt lukkede eller åbne uden mellemværdier. Det betyder, at effektiviteten af sådanne modeller kan være tæt på 100%.

Selvfølgelig er det for tidligt at sende sådanne signaler til lydsystemer, først skal det vende tilbage til standardkonfigurationen. Dette kan gøres ved hjælp af en udgangsdrossel samt en kondensator - efter behandling af dem dannes et forstærket signal ved udgangen, som fuldstændigt gentager indgangssignalet i sin form. Det er ham, der overføres til højttalerne.

Den største fordel ved D-klasse-enhederne er den øgede effektivitet . og dermed mere skånsomt energiforbrug

I lang tid troede man det til tilslutning af højkvalitets højttalersystemer vil AB-forstærkere være den optimale løsning … Modeller i kategori D gav konvertering af det indgående signal til et pulseret signal med en reduceret frekvens, hvilket resulterede i, at det kun gav god lyd i subwoofer -tilstand. I dag har teknologien taget et stort skridt fremad, og i dag er der allerede højhastighedstransistorer, der kan åbne og også lukke næsten øjeblikkeligt, der er ganske mange bredbåndsenheder i D-klasse i butikkerne.

Disse modeller er beregnet til brug ikke kun med subwoofere, men også med moderne højttalersystemer af alle typer. For de muligheder, hvor der ikke kræves høj effekt, er det fornuftigt at købe en ret kompakt forstærker.

Så hvis du har nok plads til at tilslutte højttaleren, kan du godt vælge en AV-klasse model. I flere årtiers eksistens har kredsløbet for disse modeller været veludviklet, de giver en rimelig god lydkvalitet, og i tilfælde af sammenbrud kan du nemt reparere dem på det nærmeste servicecenter.

Hvis området til lydinstallation er begrænset, bør du se nærmere på bredbåndsmodellerne i gruppe D . Med de samme effektparametre som AV-klasse-produkterne er de meget mindre og lettere, desuden varmes de mindre op, og nogle modeller tillader dem endda at blive installeret i hemmelighed med mindst mulig interferens.

Ved tilslutning af subwoofere sætter D-klassen den maksimale fordel , da bastoneblokken er det mest energiforbrugende frekvensområde-i dette tilfælde er produktets effektivitet af grundlæggende betydning, og i dette er der simpelthen ingen konkurrenter til produkterne i D-klasse.

I denne video kan du tydeligere sætte dig ind i klasser af lydforstærkere.