Klasse Van Klankversterkers: Klassifikasie - D, A, B, C, AB En Ander. Ultra-lineêr En Digitaal. Watter Klas Is Beter?

2024 Outeur: Beatrice Philips | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 05:22

Baie het sekerlik gehoor dat moderne versterkers tot verskillende klasse kan behoort. Mense wat ver van akoestiese stelsels en tegniese kenmerke van klanktoerusting is, kan egter beswaarlik dink wat agter die letterbenamings skuil.

In ons oorsig sal ons in meer besonderhede praat oor wat die klasse versterkers is, wat hulle is en hoe om die optimale model te kies.

Klassifikasie

Die klas van die versterker is die waarde van die uitsetsein waarop dit deur die sinusvormige insetsein in die funksionele stroombaan gedurende een werksiklus aangedryf word en verander as gevolg van hierdie invloed. Die indeling van versterkers in klasse hang af van die lineariteitsparameters van die modus wat gebruik word om die inkomende seine uit kategorieë met groter akkuraatheid te versterk, met 'n redelik verminderde doeltreffendheid tot heeltemal nie-lineêr . In hierdie geval is die akkuraatheid van die klankweergawe van die sein nie so groot nie, maar die doeltreffendheid is redelik hoog. Alle ander klasse versterkers is 'n soort tussenmodelle tussen hierdie twee groepe.

Eerste groep

Alle klasse versterkers kan voorwaardelik in twee subgroepe verdeel word. Die eerste bevat die klassieke beheerde modelle van klasse A, B, sowel as AB en C . Hul kategorie word bepaal deur die parameter van hul geleidingsvermoë in 'n sekere gedeelte van die uitsetsignaal. Die werking van die ingeboude transistor by die uitgang is dus in die middel tussen "af" en "aan" geleë.

Tweede groep

Die tweede kategorie toestelle bevat meer moderne modelle, wat as die sogenaamde skakelklasse beskou word - dit is modelle D, E, F, sowel as G, S, H en T.

Hierdie versterkers gebruik polswydte modulasie sowel as digitale stroombane om die sein voortdurend om te skakel tussen heeltemal af en volledig aan . As gevolg hiervan is daar 'n kragtige uitgang in die versadigingsgebied.

Beskrywing van gewilde klasse

Ons sal in meer detail oor verskillende klasse versterkers praat.

MAAR

Klas A -modelle word die meeste gebruik vanweë hul eenvoud in ontwerp. Dit is te wyte aan verskeie parameters van die vervorming van die insetsein en gevolglik die hoë klankgehalte in vergelyking met alle ander kategorieë versterkers. Modelle in hierdie kategorie word gekenmerk deur 'n hoë lineariteit in vergelyking met ander.

Klas A -versterkers gebruik gewoonlik 'n enkele weergawe van transistors in hul werk . Dit is gekoppel aan die basiese emitterkonfigurasie vir die twee helftes van die sein, sodat die germanium -transistor altyd daardeur sal gaan, selfs al is daar geen fasesein nie. Dit beteken dat die fase by die uitset nie heeltemal in die seine -afsny- en versadigingsgebied gaan nie. Dit het sy eie offsetpunt, ongeveer in die middel van die laslyn. Hierdie struktuur lei tot die feit dat die transistor eenvoudig nie geaktiveer word nie - dit word beskou as een van sy basiese nadele.

Om 'n toestel as 'n deel van hierdie klas te klassifiseer, moet die nul-laadstroom in die uitsetstadium die limiet van die lasstroom gelykstaande of selfs oorskry om die maksimum uitsetsignaal te verseker.

Aangesien klas A-toestelle enkelkantig is en in die lineêre sone van alle gespesifiseerde krommes werk, loop een uitsetapparaat 360 grade deur, in welke geval die kategorie A-toestel volledig ooreenstem met die huidige bron.

Aangesien versterkers in hierdie kategorie werk, soos ons reeds gesê het, in die ultra-lineêre gebied, moet die DC-vooroordeel korrek ingestel word .- dit verseker 'n behoorlike werking en gee 'n klankstroom met 'n krag van 24 watt. Omdat die uitsetapparaat altyd in 'n af -toestand is, voer dit voortdurend stroom, en dit skep toestande vir 'n konstante kragverlies in die hele struktuur. Hierdie funksie lei tot die vrystelling van 'n groot hoeveelheid hitte, terwyl die doeltreffendheid daarvan redelik laag is - minder as 40%, wat dit onprakties maak as dit kom by 'n soort kragtige akoestiese stelsels. Buitendien, As gevolg van die verhoogde onbelastingsstroom van die installasie, moet die kragtoevoer die toepaslike afmetings hê en soveel as moontlik gefiltreer word, anders kan die geluid van die versterker en die gonsing van derde partye nie vermy word nie . Dit was hierdie tekortkominge wat daartoe gelei het dat vervaardigers aanhou werk aan versterkers in 'n meer doeltreffende kategorie.

IN

Klas B -versterkers is deur vervaardigers ontwerp om die probleme met lae doeltreffendheid en oorverhitting wat met die vorige kategorie verband hou, aan te spreek. In hul werk gebruik kategorie B -modelle 'n paar bykomende transistors, gewoonlik bipolêr . Die verskil is dat die uitsetvoorkant vir beide helftes van die sein gebou is volgens 'n druk-trekkring, sodat elke transistortoestel slegs die helfte van die uitsetsein versterk.

Daar is geen basiese DC -voorspanningsstroom in versterkers van hierdie klas nie, aangesien die rustige stroom nul is, daarom is die DC -kragparameters gewoonlik klein. Gevolglik is die doeltreffendheid daarvan baie hoër as die van toestelle A. Terselfdertyd as die sein positief is, dryf die positief-bevooroordeelde transistor dit, terwyl die negatiewe af bly . Net so, op die oomblik dat die insetsein negatief word, word die positiewe afgeskakel en die negatief bevooroordeelde transistor, inteendeel, geaktiveer en verskaf die negatiewe helfte van die sein. As gevolg hiervan, spandeer die transistor tydens sy werking slegs 1/2 siklus in die positiewe of negatiewe halfsiklus van die inkomende sein.

Gevolglik kan enige transistortoestel in hierdie kategorie slegs deur 'n deel van die uitsetsein gaan, terwyl dit in 'n duidelike afwisseling is.

Hierdie push-pull-ontwerp is ongeveer 45-60% meer doeltreffend as Klas A-versterkers. Die probleme met hierdie tipe modelle is dat dit beduidende verwringings veroorsaak tydens die verloop van die klanksein as gevolg van die "dooie sone" van transistors in die gang van ingangspannings met waardes van -0,7 V tot +0,7 V.

Soos almal uit die fisika -kursus weet, moet die basis -emitter 'n spanning van ongeveer 0,7 V gee sodat die bipolêre transistor met volle bedrading kan begin. Solank hierdie spanning nie hierdie punt oorskry nie, sal die uitset -transistor nie na die aan -posisie beweeg nie. Dit beteken dat die helfte van die sein wat na die 0,7 V -gang gaan, onakkuraat sal begin weergegee word. Dit maak gevolglik kategorie B -toestelle prakties ongeskik vir gebruik in presisie -akoestiese installasies.

Vir dit Om hierdie verdraaiings te oorkom, is sogenaamde klas-AB-kompromietoestelle geskep.

AB

Hierdie model is 'n soort tandemontwerp van kategorie A en kategorie B. Vandag word tipe AB -versterkers beskou as een van die mees algemene ontwerpopsies. Volgens die beginsel van hul werking, is hulle 'n bietjie soos kategorie B -produkte, met die enigste uitsondering dat beide transistortoestelle tegelyk 'n sein naby die snypunt van die ossillogramme kan aflei . Dit elimineer alle seinvervormingsprobleme van die vorige groep B -versterker heeltemal. Die verskil is dat 'n paar transistors 'n redelik lae voorspanning het, tipies 5 tot 10% van die stilstaande stroom. In hierdie geval bly die geleidingsapparaat langer as die tyd van 'n halwe siklus, maar dit is terselfdertyd baie minder as die volle siklus van die insetsein.

Dit is veilig om dit te sê die tipe AB -toestel word beskou as 'n uitstekende kompromie tussen klasse A- en klas B -modelle wat doeltreffendheid en lineariteit betref .en, terwyl die omskakelingsdoeltreffendheid van die klanksein ongeveer 50%is.

MET

Die ontwerp van die C-klas-eenhede het 'n maksimum doeltreffendheid, maar terselfdertyd 'n baie swak lineariteit in vergelyking met alle ander kategorieë. Die versterker van die C-klas is merkbaar bevooroordeeld, dus die insetstroom gaan na nul en bly daar vir meer as 'n 1/2 siklus van die inkomende sein . Op die oomblik is die transistor in 'n bystandmodus om dit uit te skakel.

Hierdie vorm van vooroordeel van die transistor bied die grootste doeltreffendheid van die toestel, die doeltreffendheid daarvan is ongeveer 80%, maar dit bring terselfdertyd 'n aansienlike klankversteuring in die uitsetsignaal in.

Hierdie ontwerpkenmerke maak dit onmoontlik om versterkers in luidsprekerstelsels te gebruik . As 'n reël het hierdie modelle hul gebruiksgebied gevind in hoëfrekwensie-kragopwekkers, sowel as in sekere weergawes van radiofrekwensieversterkers, waar stroompulse wat by die uitset vrygestel word, omskakel word in sinusvormige golwe van 'n gegewe frekwensie.

D

Die versterker van kategorie D verwys na tweekanaals nie-lineêre polsmodelle, dit word ook PWM-versterkers genoem.

In die oorgrote meerderheid klankstelsels werk die uitsetfases in klas A of AB . In geïntegreerde versterkers van groep D is die kragverlies van die lyninsette aansienlik, selfs in die geval van hul maksimum volledige, byna ideale implementering. Dit gee modelle van die D-klas 'n beduidende voordeel op die meeste toepassingsgebiede as gevolg van minimale hitteopwekking, verminderde gewig en afmetings van die toestel en gevolglik verminderde produkkoste, terwyl die batterylewe in sulke modelle vergroot word in vergelyking met modelle van ander ontwerpe.

As 'n reël is dit hoogspanningsmodelle; dit is ontwerp vir 'n bord van 10 000 watt.

Ander

Klas F versterker . Hierdie modelle bied verhoogde doeltreffendheid, hul doeltreffendheid is ongeveer 90%.

Klas G versterker . Hierdie versterker is in werklikheid 'n verbeterde hoë-lineariteit-ontwerp van die basiese klas AB-toestel op die TDA. Modelle in hierdie kategorie kan outomaties wissel tussen verskillende kragdrade in die geval van 'n verandering in die parameters van die inkomende sein. Sodanige omskakeling verminder die kragverbruik aansienlik en verminder gevolglik die kragverbruik wat deur hitteverlies veroorsaak word.

Klas I versterker . Sulke modelle het 'n paar stelle ekstra uitvoertoestelle. Voordat hulle aangeskakel word, is hulle in 'n push-pull-konfigurasie geleë. Die eerste toestel skakel die positiewe deel van die sein om, en die tweede is verantwoordelik vir die omskakeling van die negatiewe deel, soos versterkers van kategorie B. By gebrek aan 'n klanksein by die ingang of as die sein die nulpunt bereik, is die Die skakelmeganisme word op dieselfde tyd as die hoofsiklus aan en afgeskakel.

Klas S versterker . Hierdie klas versterkers word geklassifiseer as 'n nie-lineêre skakelmeganisme. Wat hul werkingsmeganisme betref, is hulle ietwat soortgelyk aan versterkers van kategorie D. So 'n versterker skakel analoog insetseine om in digitale, wat dit baie keer versterk. Om die uitsetvermoë te verhoog, is die digitale sein van die skakelaar dus gewoonlik heeltemal aan of uit, sodat die doeltreffendheid van sulke toestelle 100%kan wees.

Klas T versterker . Nog 'n opsie vir 'n digitale versterker. Vandag word sulke modelle meer en meer gewild as gevolg van die teenwoordigheid van mikrobane wat digitale inwerkingstelling van die inkomende sein moontlik maak, sowel as ingeboude multi-kanaal 3D-klankversterkers. Hierdie effek word verskaf deur 'n ontwerp waarmee analoog seine in hoër digitale PWM -klanke omskep kan word. Die ontwerp van die Klas C -toestelle kombineer die eienskappe van 'n lae vervormingssein soortgelyk aan die AV -kategorie, terwyl die doeltreffendheid op die vlak van die Klas D -modelle gehandhaaf word.

Hoe om te bepaal?

Om mee te begin, laat ons stilstaan by hoe die versterker in beginsel werk. U sal beslis verbaas wees, maar in werklikheid versterk die fabrieksversterker niks. In werklikheid, die werking daarvan lyk soos die werking van die eenvoudigste kraan: jy draai die handvatsel en die water uit die watertoevoer begin sterker of swakker stroom, en as jy dit draai, sal die vloei geblokkeer word. By versterkers vind alle prosesse op dieselfde manier plaas. Vanuit die kragtige voedingsmodule vloei stroom deur die luidspreker wat aan die toestel gekoppel is. In hierdie geval word die funksie van die kraan oorgeneem deur transistors - by die uitset word die mate van sluiting en opening daarvan beheer deur die sein wat na die versterker gaan. Uit hoe presies hierdie kraan funksioneer, dit wil sê hoe die uitset -transistors werk en die klas versterkers bepaal word.

As ons van AB -toestelle praat, kan transistors daarin die onaangename eienskap hê om buite verhouding met die seine wat daarheen kom, oop en toe te maak. Hulle werk word dus onveranderd. As ons terugkeer na die analogie met die kraan - u kan die handvatsel van die kraan draai, maar die water vloei eers swak, en dan sal die vloei skielik toeneem.

Vir hierdie rede kategorie AB -transistors moet oop gehou word, selfs al is daar geen sein nie . Dit is nodig sodat hulle onmiddellik kan begin werk en nie wag totdat die sein 'n sekere vlak bereik nie - slegs in hierdie geval kan die versterker klank met minimale vervorming weergee. In die praktyk beteken dit dat sommige van die nuttige energie vermors word. Verbeel jou net dat jy al die waterkrane in die woonstel oopmaak, en daar sal voortdurend 'n klein bietjie water uit hulle vloei. Gevolglik oorskry die doeltreffendheid van sulke modelle nie 50-70%nie; dit is die lae doeltreffendheid wat die grootste nadeel van die AV-klasversterkers is.

As ons praat oor toestelle van die D-klas, dan is die beginsel van hul werking absoluut dieselfde: hulle het hul eie uitset transistors wat aan en af kan skakel. Die stroom deur die luidsprekers wat daaraan gekoppel is, word dus gereguleer, maar die sein beheer reeds hul opening, wat deur sy opset baie ver van die inkomende is.

Dit is hoe die sein na die uitgangstransistors van Klas D -toestelle gevoer word. In hierdie geval sal hulle heeltemal anders funksioneer: óf volledig, óf oop sonder intermediêre waardes. Dit beteken dat die doeltreffendheid van sulke modelle naby aan 100%kan wees.

Dit is natuurlik te vroeg om sulke seine na klankstelsels te stuur, eers moet dit terugkeer na die standaardkonfigurasie. Dit kan gedoen word deur middel van 'n uitsetstik, sowel as 'n kapasitor - na die verwerking word 'n versterkte sein gevorm by die uitgang, wat die ingangsein in sy vorm heeltemal herhaal. Dit is hy wat na die sprekers oorgedra word.

Die grootste voordeel van die D-klas toestelle is die verhoogde doeltreffendheid . en gevolglik 'n sagter energieverbruik

Vir 'n lang tyd is geglo dat Die AB-versterkers is die optimale oplossing vir die aansluiting van luidsprekerstelsels van hoë gehalte … Modelle van kategorie D het die omskakeling van die inkomende sein na 'n gepulseerde sein met 'n verminderde frekwensie gegee, gevolglik het dit slegs goeie geluide in die subwoofer -modus gegee. Tans het tegnologie 'n groot stap vorentoe geneem, en vandag is daar reeds hoëspoed-transistors wat byna onmiddellik kan oopmaak en sluit, en daar is baie D-klas breëband-toestelle in winkels.

Hierdie modelle is bedoel om nie net met subwoofers te gebruik nie, maar ook met moderne luidsprekerstelsels van alle soorte. Vir die opsies waar hoë krag nie nodig is nie, is dit sinvol om 'n redelik kompakte versterker aan te skaf.

As u dus genoeg ruimte het om die luidspreker aan te sluit, kan u 'n AV-klasmodel kies. Die stroombane van hierdie modelle is al dekades lank goed ontwikkel, hulle gee 'n redelike goeie klankgehalte, en as u ineenstort, kan u dit maklik by die naaste dienssentrum herstel.

As die gebied vir klankinstallasie beperk is, moet u die breedbandmodelle van groep D van nader bekyk . Met dieselfde kragparameters as die produkte in die AV-klas, is hulle baie kleiner en ligter, en hulle word ook minder warm, en sommige modelle laat hulle selfs in die geheim met die minste steuring installeer.

Vir die aansluiting van subwoofers stel die D-klas die maksimum voordeel Aangesien die bas toonblok die mees energieverbruikende frekwensiegebied is-in hierdie geval is die doeltreffendheid van die produk van fundamentele belang, en daar is eenvoudig geen mededingers vir die D-klas produkte nie.

In hierdie video kan u duideliker kennis maak met die klasse klankversterkers.