какой лучше для дома и автомобиля

Современные звуковые усилители относят к нескольким классам. Если у человека нет опыта в настройке аудиоаппаратуры и работе с акустикой, обозначения классов ни о чем не скажут. А между тем, эти буквенные маркировки скрывают в себе конкретные характеристики и показатели, влияющие на качество работы звукового оборудования. Ниже будет подробнее рассказано о том, что такое классы усилителей звука, а также о методах подбора аппаратуры для конкретных задач.

Что такое класс усилителя

Класс усилителя – уровень выходного сигнала, формирующийся из входного сигнала в процессе работы акустической установки. В одном цикле этот сигнал меняется в некотором диапазоне.

Преобразователи частоты разделяются на категории в зависимости от показателей линейности той технологии, которая используется для усиления. Встречаются модели с нужной точностью воспроизведения начального сигнала НЧ и УНЧ, а также нелинейные схемы. Во втором случае звуковой сигнал воспроизводится с меньшей точностью, однако КПД оказывается выше.

Классификация усилителей

Классификация усилителей звука по классам предусматривает разделение на две группы. В первую группу входят устройства A, B, AB и C. Обладают сходными показателями проводимости. Транзистор устанавливается в положении между включением и выключением.

ТОП лучших усилителей по качеству звука

Вторая группа включает в себя устройства с маркировками D, E, F, G, S, H и T. Эти приборы также называются переключающимися. Для работы тут используется принцип импульсной модуляции, а также современные цифровые методики для непрерывного прохода сигнала между положениями выключено и включено. В результате получают нужный выходной сигнал в диапазоне насыщения.

Ниже представлена таблица сравнения характеристик усилителей первой группы, включающей в себя модели A, B, AB и C. Они чаще берутся для рассмотрения, тогда как усилители второй группы представляют собой различные вариации со средними показателями для использования в конкретных условиях.

Характеристики	А	В	АВ	С
Теоретический КПД	50%	78%	Зависит от выбранного режима	100%
Реальный КПД	15-30%	50-60%	40-50%	80-100%
Нелинейные искажения	малые	высокие	средние	высокие
Потребляемая мощность	постоянная	зависит от выходных параметров	зависит от выходных параметров	зависит от выходных параметров
Термическая стабильность	низкая	высокая	средняя	высокая

В чем отличие между классами усилителей

Для полного понимания классификации усилителей рекомендуется подробно изучить каждую категорию, рассмотрев особенности функционирования приборов, а также специфику применения в тех или иных случаях.

Класс А

Усилители категории А считаются распространенными и доступными для использования. Просты по конструкции, характеризуются линейностью, а также средними показателями искажения. Эти особенности помогают добиться нужного качества звучания при организации акустики.

Чаще в конструкции используется один вид транзисторов. Его подсоединяют так, чтобы ток на колонки шел даже тогда, когда основной входной сигнал не идет.

Отнести прибор к группе A можно в том случае, если ток нуля во время холостого хода будет идентичен току нагрузки во время работы.

Усилители категории A функционируют в ультралинейной частотной области, а значит, смещение требует правильной установки. Только так гарантируется работа с достижением необходимого звукового потока.

усилитель А класса

Так как оборудование на выходе отключено, оно проводит ток и вызывает мощностные потери. Выделяется тепло, а КПД снижается до 40%. Так что аппараты представляются непрактичными при организации высокомощных установок.

Чтобы оборудование могло правильно работать, блоку питания придаются необходимые габариты, а входной сигнал фильтруется перед подачей на усилитель. Иначе повышается вероятность появления постороннего гула во время работы.

Класс В

Для повышения КПД и уменьшения нагрева конструкции было решено разработать усилители группы B. Приборы оснащаются двумя дополнительными транзисторами, каждый из которых усиливает только половину сигнала. Специфика конструкции обуславливает осуществление 50% цикла в положительном или отрицательном периоде.

Тока смещения тут не будет, потому что ток покоя прибора нулевой. Это привело к тому, что мощность аппаратуры невысока. КПД же выше, чем у аппаратов категории А.

Оборудование вдвое эффективнее приборов группы А. Но есть и минус, который представлен искажениями во время работы.

Искажения обусловлены наличием некоторого коридора в транзисторах. Часть сигнала в этом коридоре будет видоизменяться, что вносит корректировки в выходной сигнал.

Класс АВ

Объединив свойства приборов категорий А и B инженерам удалось получить функциональный аппарат, объединяющий положительные качества этих приборов. По конструкции больше похожи на усилители группы В. Главное отличие в том, что транзисторы одновременно проводят сигнал в непосредственной близости с точками пересечения осциллограмм. Смещающее напряжение тут составит 5-10% соответствующих показателей тока покоя.

Описанный подход помогает устранить проблемы больших искажений сигнала, характерных для устройств категории В.

Оборудование AB представляется компромиссом между минимальными искажениями и КПД. Эффективность преобразования составляет 50%.

Класс С

Установки класса C характеризуются эффективностью, но при этом нелинейны. Входной ток равен нулю и сохраняется на данной отметке половину времени цикла обработки сигнала. Транзистор в этот момент переключен в ожидание.

Подобный подход гарантирует КПД около 80%, однако во время использования прибора в сигнал вносятся изменения. Из-за этого усилители редко используют в акустике. Гораздо чаще встречаются в различных генераторах, радиоприборах, а также других преобразователях сигнала.

Класс D

Усилители класса D принято относить к группе нелинейных импульсных приборов, которые также называются ШИМ-усилителями.

Интегральные схемы отличаются мощным рассеиванием даже при идеальной реализации. Подход дает некоторые преимущества приборам за счет малого теплового выделения, легкости и компактных размеров. Приборы обходятся дешевле, а время самостоятельной работы больше.

Для правильного функционирования приборов потребуется высоковольтная плата в 10000 ватт.

Другие классы

Отдельно принято рассматривать другие классы работы усилителей, применяемые для решения специфических задач:

• Класс F. Прогрессивные модели, КПД которых достигает 90%.
• Класс G. Усовершенствованная высоколинейная вариация прибора AB. Автоматически переключаются по линиям питания, оценивая необходимые параметры входного сигнала. Такой подход сокращает энергопотребление, а также уменьшает потери энергии на нагрев.
• Класс I. Расположение в двухтактной конфигурации непосредственно перед включением помогает быстро переключать механизм даже при отсутствии нужного напряжения на входном разъеме.
• Класс S. Усилители нелинейного типа, по принципу работы больше напоминающие аппараты класса D. С помощью оборудования преобразовывается входной аналоговый сигнал в цифровой с нужным усилением. Повышается мощность на выходе, а КПД достигает 100%.
• Класс T. Цифровые усилители, включающие специальные микросхемы для обработки и повышения частот входящих сигналов. Специально предусмотренные многоканальные компоненты 3D звучания гарантируют эффективность оборудования при создании полноценного домашнего кинотеатра или центра для прослушивания музыки.

Какой класс усилителей звука лучше

В зависимости от сферы использования и особенностей окружающих условий подходящими вариантами становятся усилители всех групп. Отдельно стоит рассматривать оборудование для дома и авто.

Для дома

Подбирая усилитель для домашней акустики, лучше вперед рассмотреть устройства категорий АВ и D с маркировками «sound». Первый тип представляет собой аналоговый прибор, который гарантирующий качественное звучание со средними искажениями.

Устройства категории D – цифровые модели, которые способны обладать любыми характеристиками в зависимости от установленных на схеме компонентов.

Для автомобиля

На автомобилях используют классы автоусилителей А, В, АВ и D. Модели разновидности А на практике встречаются редко из-за дороговизны и низкого КПД.

Стереоусилитили класса В характеризуются большим КПД, но проигрывают в плане искажений звучания. В автоакустике также применяются редко.

Распространенными среди автолюбителей считаются устройства категории АВ. Характеризуются средним качеством звучания, нужными показателями мощности, чистым звуком и повышенным КПД. Подходит для сабвуферов мощностью от 500 до 600 Вт.

Оборудование категории D используют для обработки цифровых сигналов. Приборы компактны, а также характеризуются повышенными показателями мощности. КПД на уровне 90-98% сводит к минимуму вероятность перегрева прибора, а значит, тут не требуется специальный радиатор охлаждения. Среди автомобилистов такие модели не распространены по причине дороговизны.

Как определить класс усилителя звука

Рассматривая усилитель, важно понимать принцип работы и особенности функционирования на всех мощностях. Сам по себе этот механизм ничего не усиливает, работая по принципу крана.

От источника питания ток проходит сквозь динамик. Транзисторы в усилители выполняют функцию крана, закрывая или открывая поток электричества. Специальный сигнал управляет степенью закрытия устройства. Специфика действия транзисторов влияет на категорию оборудования.

На моделях группы АВ транзисторы открываются и закрываются непропорционально поступающим на выход сигналам. При этом параметры будут неизменными. По аналогии с водопроводным краном, вода сначала будет течь медленно, а затем неожиданно превратиться в сильный поток. Такая особенность оборудования требует удерживать транзисторы в полуоткрытом состоянии даже тогда, когда сигнал отсутствует. За счет этого добиваются моментального включения в работу без необходимости ожидания до выхода на мощность.

Усилители D работают сходным образом. Тут также используются выходные транзисторы, способные открываться и закрываться в процессе работы. При этом регулируется прохождение тока к колонкам. Управление транзисторами берет на себя специальный сигнал, отличающийся от входного. Транзисторы могут закрываться или открываться. Никаких промежуточных положений не предусмотрено. За счет такого подхода удается добиться нужного КПД.

При помощи выходного дросселя полученный сигнал может снова получить нужную конфигурацию. Также для этого используется конденсатор, формирующий усиленный выходной сигнал в форме входного.

Устройства D легко определить по повышенному КПД, а также экономному расходу электроэнергии. Они используются для организации акустических установок. А относительно небольшие размеры помогут в том случае, если организовать хороший звук нужно в условиях ограниченного пространства.

Если площади много, подходящим вариантом становится аппарат АВ, который способен выдавать неплохие показатели КПД за счет быстродействующих транзисторов.

При использовании сабвуферов большее преимущество оказывается у аппаратов класса D. Сабвуферы требуют энергетических затрат, а значит показатель КПД оказывается принципиальным.

Рынок предлагает пользователям множество усилителей. Можно без проблем купить необходимую аппаратуру в Москве или другом городе. Главное – учесть класс прибора и правильно подобрать характеристики для конкретной акустической системы.

Усилители звука | Виды усилителей, их особенности, описание

ТИПЫ УСИЛИТЕЛЕЙ

Усилители мощности звуковой частоты бывают разными в зависимости от используемых элементов для достижения необходимого результата.

• Ламповые
• Транзисторные
• На интегральных схемах
• Гибридные
• Двухканальные/Стерео
• Многоканальные

Давайте рассмотрим каждый из них и разберем их особенности.

Двухканальные либо Стерео усилители HI END класса

 

Преимущественно усилители рассчитаны на использование в звуковоспроизводящих стереосистемах, проще говоря, имеют два канала. Но многие среди таких стерео усилителей могут применяться как одноканальные за счет мостового режима подключения к нагрузке. Это дает практически удваивание выходной мощности усилителя. Одноканальные, или говоря иначе моноусилители, могут служить в качестве составляющих высококачественных стереосистем. Также для звучания отдельных сигналов моноусилители применяются и в многоканальных системах.

Еще важнее не только площадь, но и… архитектура. Ведь часть исторических сцен, театров или концертных площадок, создавались без современных знаний по акустике. Попытка вызвучить зал простой стереосистемой приведет к отражению от стен, потолка и многоярусных перекрытий и многократному наложению звука. При этом появляются пространства с неравномерностями звука, да еще и находящимися в зависимости от частот. И с подобными задачами можно справиться используя современные стерео системы.

Ламповые усилители

 

С целью улучшения качества воспроизводимого звучания усилители мощности прошли довольно длительный эволюционный путь. До последней четверти XX-го века бал правили ламповые, использующие в качестве усилительных элементов электровакуумные электронные лампы. Создавались усилители огромной мощности, в несколько десятков тысяч ватт. Выделялись они своим изрядным весом и размерами, выделением большого количества тепла и обладали низким КПД. Не смотря на это, в конце прошлого века, наступил «ламповый ренессанс» и среди поклонников звука сложилось мнение что лишь ламповый усилитель может передать настоящий чистый звук. До сих пор они продолжают выпускаться малыми сериями, и не взирая на чрезвычайно высокую цену, пользуются интересом у настоящих аудиофилов.

Многоканальные усилители

 

Для воспроизведения объемного звука высокого качества используются технологии многоканального звучания. С их помощью решаются как вопросы звучания домашних кинотеатров, так восприятия в многоканальном варианте и музыкальных записей. Дело в том, что звуковые картины различных сцен для выступлений складываются из тончайших деталей. И при создании подобных звуковых систем, передающих расположение источников звучания, возникают проблемы отличия воспринимаемых слушателем от реально локализованных инструментов во время записи.

Еще возникает вопрос расширения стереобазы. Если в случае с домашними кинотеатрами в месте отдыха и располагается центр зоны прослушивания, то с увеличением площади прослушивания и удалением слушателя от центра стереобазы нарастают искажения. При озвучке огромных площадей, вплоть до стадионов, важность точной многоканальной усилительной техники сложно переоценить.

Например, в указанном выше случае, используют деление всего сигнала на частотные полосы кроссоверами. Каждый полученный диапазон частот усиливается и воспроизводится раздельно. В дальнейшем устанавливается множество узкополосных акустических систем, которые воспроизводят с повышенным звуковым давлением соответствующие частотные диапазоны и создают ровное звуковое поле, существенно уменьшают искажения по фазе и отражения.

Огромнейшее внимание уделяется подборке и расположению акустических систем. Ведь ничтожная ошибка монтажа в направлении их работы «множит на ноль» все возможности даже качественной многоканальной системы. Обычно все элементы звукового массива снабжены собственными цифровыми усилителями, в которые порой встроены звуковые процессоры, вносящие в звукоряд требуемые временные или частотные предварительные искажения. И каждый усилитель настраивается для достижения лучшего звукового поля применимо к типам динамиков и характеристикам корпуса.

В случае единого управления звучанием нескольких отдельных зон в большом помещении (например в случае с развлекательными комплексами) тоже могут применяться многоканальные системы, обеспечивающие воспроизведение разных музыкальных программ в разных участках и залах комплекса без помех и перекрытий.

Горизонты усложнения усилительных комплексов продолжают удаляться за край по мере приближения к решению проблем. Тут во главу угла встает соотношение цена/качество. На базе блочного варианта Модели 6 Hi End стереоусилителя PAS-240 российская компания Profil Audio предлагает возможность сборки многоканальных комплексов.

Транзисторные усилители

 

На смену «теплым ламповым» пришли усилители с конструкцией оконечного каскада основанной на биполярных или же полевых транзисторах. Отличались они простотой и довольно весомой выходной мощностью. Но не так давно стали вытеснятся интегральными конструкциями, даже в мощных решениях, когда уменьшение габаритов усилителей не является решающим фактором.

 

На интегральных схемах

 

Но востребованность малых размеров усилителей, с наименьшим количеством структурных элементов, привела к широкому распространению решений на интегральных микросхемах. Такие схемы могут содержать на одном кристалле как предварительные, так и оконечные усилители. И они могут быть основаны на разных схемах и различаются в классах работ.

 

Гибридные усилители

 

В итоге «все смешалось» и пришло время гибридных усилителей. В них части каскадов собираются и на электронных лампах, и на основе полупроводниковых элементов. Порой гибридными считают усилители, которые наряду с транзисторами и лампами собраны и на интегральных микросхемах.

Как выбрать усилитель авто звука для динамиков и сабвуфера

В серьезных авто звуковых инсталляциях встречается отдельный внешний усилитель. Разберемся какие бывают автомобильные усилители мощности, в чем их преимущество и избавимся от некоторых заблуждений.

На магнитоле можно увидеть цифры «4 х 50W» — это максимальная мощность, которую они выдают в пике сигнала (на протяжении короткого времени). При этом нелинейные искажения достигают 10% – это уже не музыка. Динамики с легкостью отыграют два десятка ватт, отдаваемых встроенным усилителем магнитолы. Но именно 10–20 Вт, а не 50! В этих пределах колеблется номинальная мощность головных устройств. Это мощность, при которой музыка не хрипит и пищит.

Виды усилителей сабвуфера и колонок

Двухканальные

Используют для качественного и мощного звучания пары динамиков или одного сабвуфера. Почему одного? Сабвуфер должен воспроизводить низкие частоты (ниже 60–100 Гц), а они не локализуются. Поэтому можно обойтись одним сабвуфером, подключенным одновременно к двум каналам в моно режиме (мостовое подключение). При мостовом подключении мощность, выдаваемая усилителем, будет намного выше.

Для примера. Если двухканальный сабвуфер имеет номинальную мощность 2х60 Вт, то при подключении в мостовом режиме — способен выдавать 1х200 Вт. Чтобы «саб» играл только низкие частоты, используют встроенный в усилитель фильтр низких частот. Без него музыка превратится в «бубнеж» из багажника. С остальной акустикой поступают наоборот – убирают низкие.

Существуют ли одноканальные усилители? Это штучный продукт и широкого распространения не получил из-за специфики. Встречаются в профессиональных аудио системах, когда важна максимальная мощность сабвуфера, а не его звучание.

Четырехканальные

Популярность они заслужили благодаря универсальности. Самая распространенная схема подключения – два канала на переднюю акустику и два канала на сабвуфер. Так одновременно подключаем акустику и сабвуфер, а если его нет — подключаем задние динамики. Еще есть «поканальное» подключение – одна пара выходов идет к «пищалкам», вторая – на динамики. Бывают

трехканальные устройства. Третий канал используют для подключения сабвуфера. Встретить в продаже невозможно, т.к. их вытеснили четырехканальные «усилки» из-за своей универсальности. То же самое касается шестиканальных устройств.

Пятиканальные

По сути это четырехканальники с дополнительным каналом сабвуфера. Если с «басовым» каналом все понятно, то оставшиеся четыре можно использовать для системы с фронтальной и тыловой акустикой или «поканалки».Купить усилитель звука – полдела, вторая половина – его установка. Корпус и проводка должны быть надежно зафиксированы. Не забудьте про естественную вентиляцию – все «усилки» греются. И последнее: если одно устройство бортовая система авто переживет без потерь, то в случае с несколькими мощными — возможны сложности.

Какие бывают усилители? | АудиоВидеоМир

Этот вопрос задаёт себе каждый аудиофил-новичок, только-только узнающий вкус настоящего звука. Ведь поначалу всё, что знает пользователь об усилителях, это то, что они существуют 🙂 Для первопроходца в аудиомире все изделия в этом сегменте, как китайцы для славянина — «на одно лицо». Однако они отличаются, как вечернее платье — от делового костюма, как портмоне от чемодана, как… Сравнения можно было бы приводить до бесконечности, но, наверняка, суть вы уже уловили. 🙂 Итак, к делу: чем же именно отличаются друг от друга усилители звука?

Категория первая: ламповое обаяние

Эти усилители вы узнаете по их особому чарующему звучанию. Это — вечная классика. Звук, выдаваемый такими устройствами, словно бы обнимает вас, возвращая к искренним и чистым эмоциям детства. Здесь нет никаких аудиоискажений или искусственных примесей. Этот звук перенесёт слушателя в эпоху немого кино, настоящих чувств, изысканного стиля. И именно ламповые усилители обеспечит нужное настроение для романтического вечера или встречи старых друзей.

Технический нюанс

Разумеется, у этого волшебного лампового обаяния есть вполне реальное техническое обоснование. Всё дело в основном компоненте, трансформирующем звук. Это — специальные вакуумные электролампы (а точнее, радиолампы).

 

Ламповый усилитель Vincent TAC- 88

 

Именно благодаря использованию этого элемента обеспечиваются фирменные свойства ламповых усилителей: впечатляющий диапазон усиления и отличная линейность. Ну а они, в свою очередь, гарантируют то самое бархатное звучание, которым так славятся ламповики.

Так что, если от звука вы ждёте эмоционального наполнения, — добро пожаловать в ламповый раздел усилительной библиотеки.

Категория вторая: нейтральная мощь как она есть

Не менее объёмна и ниша усилителей мощности, где основным элементом конструкции выступает транзистор. У звука, усиленного с помощью этого аудиоприбора, нет такой тембральной окраски, как у ламповых устройств. Однако многие аудиофилы видят в этом только плюс, ведь только при нейтральном усилении возможно прослушивание трека в его оригинальном звучании.

 

Усилитель мощности Yamaha MX-A5000

 

Родной роковый драйв, своя, истинная лёгкость при прослушивании регги-композиций, стройные гармонии классики — сполна насладиться всеми этими аудиооттенками можно, лишь при очищенном от лишних примесей звучании, которым могут похвастать именно транзисторные усилители.

Технический нюанс

Как уже было сказано выше, основой конструкции таких усилителей мощности является транзисторный компонент. Транзисторы в данном случае используются в качестве усилительной части. Именно благодаря этой особенности они воспроизводят звук с характерной лишь для них детальностью и мощным басом.

 

Усилитель для наушников TEAC HA-P50

 

Приобретение такого аппарата станет лучшим выбором для любителя клубной, электронной и рок-музыки. Также, на базе транзистора построено большинство усилителей для наушников.

Категория третья: тандемные лошадки

Помимо описанных выше, существуют усилители, изготовленные в виде тандемных изделий. Одним прибором, как правило, выступает предварительный усилитель. Второй же частью таких аппаратов являются усилители мощности. Они заключены в специальный корпус, а предназначены для выполнения двух основных задач: принимать аудиосигнал от предварительного усилителя и перераспределять его дальше, к подключённым спикерам.

Технический нюанс

Интересно, что такие приборы бывают как ламповыми, так и транзисторными. Другой особенностью этих усилителей является то, что никаких регуляторов конструкция данных аппаратов не предполагает, в том числе и тех, что позволяют менять громкость. Всё управление «завязано» на втором устройстве в таких парах: на предусилителе. Такой тандем станет помощником в озвучивании довольно большого помещения. Также это выбор профессионалов, приобретающих оборудование для собственной аудиостудии.

Категория четвёртая: мощь + калибровка

Удобство пользования продуктами, сочетающими в себе несколько функций, человечество давно оценило по достоинству. Получаешь несколько приборов, а платишь — как за один. Такая экономия есть и в аудиоиндустрии.

 

Стерео усилитель Yamaha A-S1100

 

Возможность купить усилитель звука и сэкономить  аудиофилам предоставляют стереоусилители. Это аппараты, под одним корпусом которых помещается и предварительный усилитель, и усилитель мощности.

Технический нюанс

Преимущество этого усилителя не только в экономии финансов (причём ещё и за счёт того, что соединительных компонентов нужно вдвое меньше), но и в экономии пространства. Согласитесь: найти место для одного устройства значительно проще, чем для пары. Так что, любители выгодных покупок, предпочитающие компактные устройства, — срочно зайдите в отдел стереоприборов.

Что ж, резюмируя вышесказанное, можно с уверенностью утверждать, что многоцветье, а также «многокласье» и «многоформье» усилительной продукции на современном аудиорынке позволяет практически каждому пользователю сделать выбор с учётом своих индивидуальных особенностей и предпочтений.

Лучшие усилители звука, топ-10 рейтинг хороших усилителей звука

На рынке современных акустических систем уже давно подавляющую нишу занимают так называемые активные колонки. Они оснащены встроенным усилителем, который располагается внутри их корпуса. Пользоваться подобной продукцией довольно просто – их достаточно подключить к источнику звука (с учетом имеющихся технологий совершенно не обязательно использовать для этого кабель, вполне допустимо применить один из форматов беспроводной связи) и к источнику питания. Тем не менее, пассивные колонки все еще широко распространены. Их используют, как правило, в профессиональной среде, а также в системах Hi-Fi и Hi-End.

Акустические системы высокого качества зачастую не оснащены встроенным усилителем, поэтому его приходится приобретать отдельно. О том, как это правильно сделать мы вам расскажем в сегодняшнем рейтинге лучших усилителей звука года. Кроме того, здесь будет представлен широкий модельный ряд подобных конструкций, чтобы читатели смогли выбрать для себя подходящий аппарат, который будет приемлемым не только по своему качеству, но и по стоимости.

Как грамотно выбрать усилитель звука?

Следует сразу оговориться, что это задача не из легких, поэтому к ней следует подходить максимально ответственно и вдумчиво. Если приобрести неподходящую к конкретным колонкам продукцию, то это может вызвать их перегрузку и выход из строя. Бывают ситуации и не с таким плачевным исходом – просто акустическая система не сможет в полной мере раскрыть свой потенциал, обеспечив слушателя качественным звучанием. Обязательно нужно учитывать мощность самих колонок и усилителя. При этом разграничивают понятия номинальной и пиковой мощности – в первом случае звук будет воспроизводиться без искажений, при втором типе нагрузок колонки способно проработать очень короткое время.

Усилители могут быть ламповыми или же воспроизводить звук при помощи интегральных микросхем. Первая разновидность позволяет обеспечить минимальное количество шумов и искажений даже в случае кратковременных перегрузок. Подобные устройства подойдут для любителей музыки с устаревших носителей, например, виниловых пластинок, аудиокассет. Усилители на интегральных микросхемах представляют собой более современную продукцию, характеризующуюся более точным воспроизведением звука. Искажений здесь несколько больше, однако при прослушивании современных музыкальных жанров, например, клубной, электронной музыки или же хип-хопа, это не столь заметно.

При выборе также учитывают немаловажный параметр – сопротивление усилителя. Подобный показатель должен быть хоть немного ниже по сравнению с колонками. На исправность аппаратуры это нисколько не влияет, однако при неверном соотношении параметров реальная выходная мощность получится примерно в два-три раза меньше по сравнению с действительными возможностями акустики. Стоит отметить, что в продаже встречаются усилители, которые могут оснащаться селектором импенданса либо несколькими каналами с изменяемой мощностью. Подобная продукция принадлежит к универсальному классу, так как она способна совмещаться абсолютно с любой акустической продукцией.

Когда мы выбирали устройства для включения в рейтинг лучших усилителей звука, то опирались, главным образом, на все обозначенные параметры. Мы постарались включить в обзор побольше универсальных изделий, чтобы каждый любитель качественного звучания мог подобрать для себя оптимальный вариант. Однако учитывались и другие факторы – соотношение цены и качества аппаратуры, а еще отзывы пользователей.

Многоканальные устройства

4. Onkyo TX-RZ730

Данные ресивер прекрасно совмещается с различными конфигурациями аудиосистем. Продукция производится с использованием новейшей технологии динамического усиления, за счет которой в режиме реального времени происходит независимая корректировка сигнала, поступающего из каждого канала. Это положительно сказывается на общем качестве звучания, выводя его на совершенно новый уровень. При необходимости усилитель можно синхронизировать с различными устройствами, например, смартфонами, компьютерами, ноутбуками, телевизорами с возможностями Smart TV – делается это за счет каналов Bluetooth или Wi-Fi a/c. Помимо этого, в ресивере располагается адаптер Chromecast, за счет которого удастся работать с различными сервисами трансляций, производимых в режиме онлайн – Deezer, Spotify и многими другими. При желании аппарат может использоваться в полноценном мультимедийном комплексе Multiroom, который воспроизводит различный контент в разных помещениях.

Когда усилитель сопряжен с телевизором, то в ход идет и довольно мощный графический процессор, позволяющий сделать картинку более четкой, а цвет еще глубже. Видео незначительного разрешения аппарат масштабирует и сглаживает, поэтому даже достаточно старые фильмы будут смотреться на экране большого телевизора вполне приемлемо. Система AccuEQ в автоматическом режиме производит оценку акустической обстановки в помещении и подстраивает под нее параметры своего сигнала, не допуская возникновения стоячих волн и отраженных колебаний.

Преимущества:

• Прекрасное качество звучания;
• Есть несколько беспроводных модулей;
• Возможность поддерживать все существующие кодеки;
• Гибкость настройки звучания;
• При желании можно скачать на смартфон приложение для управления аппаратом.

Недостатки:

• Очень дорого стоит.

Onkyo TX-RZ730

3. Denon AVR-X1500H

Современная продукция от известной японской марки, модели которой каждый год успешно проходят специализированные тесты множества изданий, освещающих события в высокотехнологичной индустрии. Данная модель просто на голову выше всех своих конкурентов в ценовой категории. Одним из главных конструктивных отличий этого устройства является то, что транзисторы тут находятся на охлаждающем их радиаторе и в шахматном порядке, благодаря подобному решению тепло отводится максимально эффективно. Под ними располагается медная подложка, а весь блок усилителей поделен на правую и левую секции. Это все сделано для того, чтобы качество звучания стало как можно лучше. Для минимизирования вибраций, которые значительно влияют на звук, в усилителе используются двойные штампованные поддоны и полное тройное шасси. В зависимости от выходной мощности трансформатор также может быть разный – он довольно крупный, оснащен экраном из углеродистой стали, которая хорошо проводит тепло и обеспечивает хорошую проводимость.

Данная модель ориентирована, главным образом, на работу с современными объектно-ориентированными форматами, однако и музыку в стиле ретро она будет проигрывать довольно качественно. При подключении к телевизору способна выдать максимально четкий и глубокий звук, отличающийся также динамичностью, но при этом он не будет резать слух. Никаких искажений и стоячих волн при воспроизведении не образуется. При желании можно подключить второй сабвуфер. В итоге, обеспечивается прекрасное звучание вне зависимости от площади и типа помещения.

Преимущества:

• Большое количество разъемов для подключения внешнего оборудования;
• Акцент сделан на современные форматы и воспроизведение фильмов;
• Интуитивно понятное меню управления;
• Вся конструкция продумана так, чтобы обеспечить качественное проигрывание звука.

Недостатки:

• Дисплей очень простой;
• Модель получилась достаточно тяжелой.

Denon AVR-X1500H

2. Marantz SR5013

Устройство способно взаимодействовать практически со всеми известными форматами, работающими с трехмерным объектно-ориентированным звучанием типа Dolby Atmos или DTS:X. Кроме того, данный усилитель может поддерживать формат DTS Virtual:X – он способен превратить стандартную систему, работающую на двух каналах в полноценную акустику, оборудованную виртуальными иммерсивным звуком объемного типа. Такой ресивер работает с Ultra HD, а также имеет в своем программном обеспечении апскейлер – он способен повысить разрешение любого формата до 4К. У модели имеются HDAM модули, которые применяют обратную связь по силе тока. За счет подобной технологии можно добиться качественного усиления – это выражается в чистой динамике звука в случае использования максимально широкого диапазона частот.

Максимальная мощность каждого из каналов достигает 100 Вт при 8 Ом. Данный усилитель может справиться даже с 4-омной нагрузкой, здесь предусмотрен эко-режим, позволяющий в значительной степени сэкономить электроэнергию. У изделия есть сразу два Wi-Fi модуля, которые работают в разных диапазонах, формат Bluetooth, оно может поддерживать технологию HEOS, помогающую синхронизировать продукцию с гаджетами, работающими на операционной системе iOS. Для комфортного управления усилителем используется приложение Marantz AVR Remote либо пульт, идущий в комплекте.

Преимущества:

• Превосходное качество звука вне зависимости от используемого источника;
• Ресивер способен превратить даже низкокачественную картинку в формат 4К;
• Возможность откалибровать звук по восьми точкам в течение нескольких минут;
• Предусмотрен динамический эквалайзер с тонкими настройками.

Недостатки:

• Не слишком хорошо продумана эргономика пульта управления;
• В инструкции отсутствует русский язык.

Marantz SR5013

1. Yamaha RX-V485

Работает с применением уникальной технологии Cinema DSP 3D. Она разработана при помощи оригинальной комбинации вычисленных данных звукового пола, сигнал которого обрабатывается при помощи цифровых возможностей аппарата. Инженеры предприятия собрали сведения, касающиеся звуковых полей наиболее известных концертных залов и музыкальных клубов во всем мире. После анализа полученных данных удалость разработать оригинальную систему микширования. Когда вся эта информация была оцифрована и включена в особые интегральные схемы, усилитель получил эффективное воспроизведение акустического пространства даже большого помещения в условиях работы с домашней аппаратурой. За счет подобного подхода зритель обеспечивается высоким реализмом фильмов, который практически ничем не будет отличаться от кинотеатра.

Есть также интеллектуальный анализ акустики комнаты, где установлен такой усилитель. Выбор различных звуковых параметров производится в автоматическом режиме. Для уменьшения искажений звука этот усилитель оборудован дискретными усилителями мощности. Громкость контролируется интеллектуальной системой, минимизирующей количество шумов вне зависимости от типа аудиосигнала.

Преимущества:

• Довольно широкая функциональность аппарата;
• Можно управлять через приложение;
• Непосредственная интеграция с многочисленными сервисами потокового аудио.

Недостатки:

• При включении и выключении раздаются механические щелчки;
• Стоимость не самая приемлемая.

Yamaha RX-V485

Интегральные аппараты

3. Cambridge Audio AXA35

Британская компания, занимающаяся производством данного звуковоспроизводящего оборудования, уже давно известна любителям качественной музыки своими не слишком дорогими и грамотно спроектированными изделиями. Данный интегральный усилитель характеризуется повышенной выходной мощностью, также здесь предусмотрен фонокорректор для головок вида ММ. Есть также выход для наушников, информационный жидкокристаллический дисплей – на него выводятся режимы работы и хронометраж проигрываемого трека. Физические клавиши управления воспроизведением находятся непосредственно на корпусе ресивера, они прорезиненные, не слишком тугие, нажимаются с характерным щелчком. В левой части находится инфракрасный датчик дистанционного управления аппаратом. Прибор способен работать с любыми форматами звука, имеется режим воспроизведения треков без пауз между ними.

Цифровой поток преобразуется в аналоговый сигнал за счет двухканального микрочипа WM8524, при помощи которого можно работать со звуком не слишком высокого качества – 24 бит / 192 кГц. Тут также применяется двухполюсный фильтр, который сводит практически к нулю помехи, возникающие на высоких частотах. Имеются все необходимые разъемы для подключения внешнего оборудования. Корпус производится из нержавеющей стали, практически не вибрирует даже при воспроизведении очень низких частот.

Преимущества:

• Превосходный звук вне зависимости от источника;
• Тщательно продуманная эргономика оборудования;
• Для своего типа отличается приемлемой стоимостью.

Недостатки:

• Винтовые зажимы для подключения внешних акустических систем не слишком удобные.

Cambridge Audio AXA35

2. Pioneer A-40 AE

Оптимальный усилитель звука, который подойдет для начинающих меломанов, собравшихся сформировать для себя систему минимального или среднего типа. При помощи такого оборудования можно на выходе получить превосходный звук, но в этом случае не придется интегрировать систему в домашнюю беспроводную сеть по сложной технологии. Внешнее оформление аппарата достаточно строгое – по своему стилю дизайн напоминает усилители, выпускавшиеся еще в далеких 1980-х годах. Это интегральный усилитель традиционного типа, здесь не удастся найти встроенных стримеров или разного рода беспроводных модулей. Конструкция рассчитана именно для работы в рамках классической стереосистемы. При разработке аппарата инженеры особое внимание уделяли наиболее важным для качества звука аспектам. Тут предусмотрен цифроаналоговый преобразователь, функционирующий на основе микрочипа Wolfson, он способен поддерживать сигналы с разрешением от 24 бит и частотой 192 кГц.

Все обмотки трансформаторов полностью изолированы друг от друга, за счет чего в значительной степени продлевается срок их службы. Внутреннее пространство прибора организовано так, что параллельных плоскостей практически не встречается – этот момент помогает максимально снизить вероятность возникновения резонанса, избавиться от стоячих волн. На задней панели предусмотрен полный набор аналоговых входов, аналоговый выход, а также вход для подключения винилового проигрывателя с ММ-головкой. Отдельно имеется вход для того, чтобы подавать аналоговый сигнал на усилитель мощности, причем делается это напрямую.

Преимущества:

• Оптимальная оснащенность аппарата;
• Хорошо продуманный форм-фактор и дизайнерское оформление;
• Звучание энергичное, хорошо сбалансированное и масштабное;
• Приемлемая стоимость.

Недостатки:

• Отсутствие беспроводных модулей.

Pioneer A-40 AE

1. Denon PMA-800NE

Здесь нашли выражение не только интегральные, но и цифровые технологии, благодаря чему разработчикам удалось выпустить на современный рынок универсальный центр аудиосистемы. Аппарат помещен в классический фирменный корпус компании, который характеризуется довольно толстой передней панелью, которая изготавливается из облегченного алюминиевого сплава. На нем находятся все органы управления. Смотрится продукция достаточно стильно – вполне соответствует премиальному классу, будет оптимально вписываться в любую AV-систему. Шасси устройства оснащены запатентованной развязкой, позволяющей гасить акустические колебания, также тут предусмотрена опорная стальная плита, толщина которой составляет 1,6 мм. Она надежно предохраняет электронные схемы от разного рода механических воздействий. Усилитель оборудован фирменными двухтактными усилителями, которые могут работать с высоким выходным током с поддержкой расширенного диапазона частот.

Максимальная мощность одного канала достигает 85 Вт, благодаря чему изделие может работать даже с очень сложной акустикой. Для того, чтобы настроить характер звучания, в усилителе есть регуляторы тембра по высоким и низким частотам, еще имеется стереобаланс. В конструкции имеется фонокорректор, за счет него удастся удобно работать с большинством автономных устройств. Для питания цифровых и аналоговых схем применяются вторичные обмотки сетевого трансформатора раздельного типа, а соответствующие платы находятся на значительном удалении друг от друга.

Преимущества:

• Действительно очень высокая мощность аппарата;
• Прекрасное качество звучания вне зависимости от типа акустики;
• Стильный внешний вид;
• Надежная защита от физических и акустических воздействий;
• Во время сильных нагрузок практически не нагревается и не создает фон.

Недостатки:

• Стоит несколько дороже аналогичных устройств.

Denon PMA-800NE

Портативные усилители

3. McIntosh MHA50

Устройство разработано специально для людей, любящих качественных портативный звук. Подобный девайс способен работать с устройствами, работающими на различных платформах – iOS, Android, MacOS, Windows. Оно поддерживает беспроводное подключение к наушникам по протоколу Bluetooth 4.1. За работу с сигналом отвечает 32-битный процессор, который также может взаимодействовать с асинхронной передачей звука через канал USB. В конструкции используется аккумуляторная батарея, емкость которой составляет 3000 мАч. Этого будет достаточно на 6 часов автономной работы, если пользоваться беспроводными каналами, при проводном соединении продукция способна проработать значительно дольше. По своим габаритным размерам аппарат практически ничем не отличается от современных смартфонов. Он немного весит, помещен в алюминиевый корпус, который несколько сужается по направлению к боковым сторонам.

Фронтальная панель производится из закаленного стекла, на ней находится регулятор громкости сенсорного типа. Девайс обладает двумя режимами мощности – высоким и низким, благодаря чему он может взаимодействовать с наушниками, сопротивление которых находится в пределах от 8 до 600 Ом. Помимо наушников, сюда можно подключить и плеер или же любое другое портативное акустическое устройство через разъем 3,5 мм. В комплекте с усилителем идут три кабеля USB для работы с источниками, еще есть удобный кожаный чехол и розетка для заряда аккумуляторной батареи.

Преимущества:

• Способен работать с различными операционными системами;
• Два режима мощности помогают синхронизировать аппарат с любыми видами наушников вне зависимости от их сопротивления;
• Гармонические искажения практически не заметны;
• Компактные габаритные размеры и масса;
• В комплекте идет стильный кожаный чехол и все необходимое для работы с любыми устройствами.

Недостатки:

• Слабоватая емкость аккумулятора, что особенно заметно при работе с автономными источниками звука;
• Стеклянная передняя панель собирает на себе отпечатки пальцев.

McIntosh MHA50

2. Fiio BTR3

Усилитель обладает незначительными габаритными размерами – по своей величине он не превосходит большинства mp3 плееров. При этом он помещен в корпус, выполненный из стекла с металлическими боковыми вставками, хотя в нем установлен аккумулятор приличной емкости, масса прибора не превышает 30 граммов. Задняя панель представляет собой светодиодный индикатор. При включении он мигает синим, обозначая готовность к сопряжению с внешним устройством, если нажать на единственную функциональную кнопку, имеющуюся на корпусе прибора, мигание становится сине-красным – в этом случае девайс будет готов синхронизироваться с источником звука по каналу Bluetooth. Все элементы управления расположились на левой грани – здесь есть микрофон, кнопка включения, а также качелька для регулировки громкости.

Комплектный микрофон отличается приличной чувствительностью, предусмотрена возможность переключать треки непосредственно через этот усилитель в процессе прослушивания музыки. Для изменения громкости не обязательно пользоваться качелькой – можно отрегулировать ее возможностями смартфона или плеера. На корпусе есть два выхода – Type C и стандартные 3,5 мм, причем пользоваться ими можно одновременно, то есть аппарат будет воспроизводить музыку и одновременно с этим заряжаться. Модуль NFC обеспечивает подключение к смартфонам в беспроводном формате.

Преимущества:

• Продукция отличается качественной детализацией звучания;
• Поддерживает все популярные кодеки;
• Можно использовать в качестве внешней звуковой карты;
• Продолжительное время автономной работы;
• Незначительные габаритные размеры.

Недостатки:

• Не слишком удобное местоположение кнопок управления, к тому же идущий в комплекте чехол еще больше усложняет пользование ими.

Fiio BTR3

1. Усилитель для наушников Beyerdynamic Impacto universal

Самая миниатюрная продукция во всем нашем обзоре лучших усилителей звука. Они включают в себя не только усилитель, но и цифро-аналоговый преобразователь. Модель оснащена встроенным двусторонним кабелем, который подключается к наушникам за счет стандартного штекера 3,5 мм. Аппарат способен работать не только со смартфонами, но и с персональными компьютерами, ноутбуками, планшетами и плеерами. С нижней стороны находится вход micro-USB для подключения одного из четырех соответствующих кабелей, поставляющихся в комплекте с изделием. В корпусе имеются органы управления воспроизведением. Кнопка запуска и паузы оборудована светодиодной подсветкой, еще есть кнопка переключения между треками, а также имеется индикатор, обозначающий, что в настоящее время воспроизводится Hi-Res-контент, обладающий частотой дискретизации 48 кГц или выше.

При помощи данного аппарата удастся получить мини-систему для воспроизведения звука наиболее высокого качества, причем слушать музыку можно будет даже на улице. Усилитель отлично сочетается с любыми видами наушников. Конструкция оснащена литиево-ионной батареей.

Преимущества:

• Универсальная продукция, способная работать с различными гаджетами;
• Обеспечивает высокое качество звучания;
• Отличается весьма стильным внешним видом и компактными размерами.

Недостатки:

• Высокая стоимость.

Усилитель для наушников Beyerdynamic Impacto universal

В заключении полезное видео

Наш обзор лучших усилителей звука подошел к завершению. Как видите, мы постарались представить в нем разноплановую продукцию, чтобы каждый наш читатель мог подобрать под свои потребности оптимальную модель. Если же у вас остались еще вопросы по поводу характеристик понравившегося девайса – задавайте их нам в комментариях. Мы оперативно отреагируем на ваше сообщение и предоставим всю необходимую дополнительную информацию.

Самодельный усилитель звука 2 х 100 Вт (м/с TDA7498): ОБЗОР, СБОРКА и ТЕСТ

Watch this video on YouTube

Классы усилителей звука: классификация — D, A, B, C, AB и другие. Ультралинейные и цифровые. Какой класс лучше?

Наверняка многие слышали о том, что современные усилители могут относиться к разным классам. Однако люди, далекие от акустических систем и технических особенностей звуковой аппаратуры, вряд ли представляют, что скрывается за буквенными обозначениями.

В нашем обзоре мы подробнее расскажем о том, что такое классы усилителей, какими они бывают, и как подобрать оптимальную модель.

Классификация

Класс усилителя — это величина выходящего сигнала, при которой он в функциональной схеме на протяжении одного рабочего цикла приводится в действие синусоидальным входящим сигналом и в результате этого воздействия изменяется. Классификация усилителей по классам зависит от параметров линейности режима, используемого для усиления поступающих сигналов от категорий с повышенной точностью при довольно сниженной эффективности до абсолютно нелинейных.

В этом случае точность звуковоспроизведения сигнала не столь велика, зато КПД довольно высок. Все остальные классы усилителей являются некими промежуточными моделями между этими двумя группами.

Первая группа

Все классы усилителей условно можно разделить на две подгруппы. К первой относятся классические управляемые модели классов A, B, а также AB и C. Их категория обусловлена параметром их проводимости на определенном участке выходного сигнала. Таким образом, работа встроенного транзистора на выходе располагается посредине между «выкл» и «вкл».

Вторая группа

Ко второй категории устройств относят более современные модели, которые считаются так называемыми переключающимися классами — это модели D, E, F, а также G, S, H и T.

Эти усилители применяют в работе широтно-импульсную модуляцию, а также цифровые схемы для беспрерывного переведения сигнала между «полностью выкл» и «полностью вкл». Как следствие, происходит мощный выход в районе насыщения.

Описание популярных классов

О разных классах усилителей мы поговорим более подробно.

А

Модели класса А получили наибольшее распространение благодаря простоте их конструкции. Это объясняется несколькими параметрами искажения входящего сигнала и, соответственно, высоким качеством звучания в сравнении со всеми остальными категориями усилительных установок. Модели, относящиеся к этой категории, характеризуются высокой линейностью по сравнению с прочими.

Обычно усилители класса А в своей работе используют единый вариант транзисторов. Его подключают к базовой конфигурации эмиттера для двух половин сигнала так, что германиевый транзистор неизменно идет сквозь него даже в том случае, если фазовый сигнал отсутствует. Это значит, что на выходе каскад не станет в полной мере проходить в область отсечки сигнала и насыщения. Он имеет собственную точку смещения примерно в центральной части линии нагрузки. Такое строение приводит к тому, что транзистор попросту не активируется — именно это считается одним из его базовых недостатков.

Чтобы устройство можно было классифицировать, как относящееся к этому классу, нулевой ток на холостом ходу в выходном каскаде должен равняться предельному току нагрузки либо даже превышать его — это позволяет обеспечить максимальный выходящий сигнал.

Поскольку устройства класса А относятся к однотактным и функционируют в линейной зоне всех заданных кривых, одно выходное устройство проходит через полные 360 градусов, в этом случае устройство категории А в полной мере соответствует источнику тока.

Поскольку усилители этой категории работают, как мы уже говорили, в ультралинейной области, то смещение постоянного тока должно быть установлено корректно — это позволит обеспечивать исправную работу и дает звуковой поток мощностью 24 Вт. Однако в связи с тем, что выходное устройство все время находится в отключенном состоянии, оно беспрерывно проводит ток, и это создает условия для постоянной потери мощности во всей конструкции. Такая особенность приводит к выделению большого объема тепла, при этом их КПД довольно низок — не превышает 40%, что делает их непрактичными, если речь идёт о каких-то мощных акустических системах. Помимо того, из-за повышенного тока холостого хода установки, блок питания должен иметь соответствующие габариты и быть максимально отфильтрован, в противном случае не избежать звучания усилителя и стороннего гула. Именно эти недостатки привели к тому, что производители вынуждены были продолжить работу над созданием усилителей более эффективной категории.

В

Усилители класса B были созданы производителями для решения проблем, связанных с низким КПД и повышенным уровнем перегрева, которые свойственны установкам предыдущей категории. В своей работе модели категории В применяют пару дополнительных транзисторов, как правило, биполярных. Их отличие в том, что для обеих половин сигнала выходной фронт построен по двухтактной схемотехнике, таким образом каждое транзисторное устройство дает усиление лишь наполовину выходного сигнала.

Базовый ток смещения уровня постоянного тока в усилителях этого класса отсутствует, поскольку ток его покоя равняется нулю, поэтому мощностные параметры постоянного тока обычно малы. Соответственно, и КПД его гораздо выше, нежели у устройств А. При этом когда сигнал принимает положительное значение, транзистор с положительным смещением ведет его, а отрицательный остаётся в выключенном состоянии. Аналогично в момент, когда входящий сигнал принимает отрицательное значение, положительный отключается, а отрицательно смещённый транзистор, наоборот, активируется и обеспечивает проведение отрицательной половины сигнала. В результате транзистор во время своей работы проводит 1/2 цикла только в положительном либо в отрицательном полупериоде поступающего сигнала.

Соответственно, всякое транзисторное устройство этой категории может проходить только через часть выходного сигнала, при этом в четком чередовании.

Такая двухтактная конструкция примерно на 45-60% эффективнее, нежели усилители класса А. Тем не менее проблемы с моделями этого типа заключаются в том, что они дают существенные искажения в момент прохождения аудиосигнала из-за «мертвой зоны» транзисторов в коридоре входных напряжений со значениями от -0,7 В до +0,7 В.

Как все знают из курса физики, базовый эмиттер должен давать напряжение около 0,7 В для того, чтобы биполярный транзистор начал полноценную проводку. Пока это напряжение не превысит эту отметку, выходной транзистор не сместится до положения включения. Это значит, что половина сигнала, которая пойдёт в коридор 0,7 В, начнет воспроизводиться неточно. Соответственно, это делает устройства категории B практически непригодными для применения в прецизионных акустических установках.

Для того чтобы преодолеть эти искажения и были созданы так называемые компромиссные устройства класса AB.

АВ

Эта модель представляет собой некий тандем конструкции категории А и категории B. В наше время усилители типа AB считаются одними из самых распространенных вариантов конструкций. По принципу своей работы они немного напоминают изделия категории В, с тем только исключением, что оба транзисторных устройства могут в одно и то же время проводить сигнал возле точки пересечения осциллограмм. Это в полной мере устраняет все проблемы искажения сигнала предыдущего усилителя группы В. Разница состоит в том, что пара транзисторов имеет довольно малое напряжение смещения, как правило, оно составляет от 5 до 10% от параметров тока покоя. В этом случае проводящее устройство остаётся включённым дольше, чем время одного полупериода, но в то же время – это гораздо меньше, нежели полный цикл входного сигнала.

Можно с полной уверенностью сказать, что устройство типа AB считается отличным компромиссом между моделями класса А и моделями класса В с позиции КПД и линейности, в то время как эффективность трансформации звукового сигнала составляет приблизительно 50%.

С

Конструкция установок, относящихся к классу C, обладает максимальной эффективностью, но при этом довольно плохой линейностью в сравнении со всеми остальными категориями. Усилитель C-класса довольно заметно смещен, поэтому входной ток принимает нулевое значение и держится на этой отметке на протяжении более 1/2 цикла поступающего сигнала. В это время транзистор пребывает в режиме ожидания его выключения.

Подобная форма смещения транзистора обеспечивает наибольшую эффективность устройства, его КПД составляет порядка 80%, но при этом она вносит довольно значительные звуковые искажения в исходящий сигнал.

Такие конструкционные особенности делают невозможным применение усилителей в акустических системах. Как правило, эти модели нашли свою сферу использования в высокочастотных генераторах, а также отдельных вариантах радиочастотных усилителей, где импульсы тока, издаваемые на выходе, преобразуются в синусоидальные волны заданной частоты.

D

Усилитель категории D относится к двухканальным нелинейным импульсным моделям, их еще называют ШИМ-усилители.

В подавляющем большинстве аудиосистем выходные каскады функционируют в классах А либо АВ. В интегральных усилителях группы D мощность рассеивания линейных входов значительна даже в случае их максимально полной, практически идеальной реализации. Это дает моделям D-класса существенное преимущество в большинстве сфер применения вследствие минимального тепловыделения, снижения веса и габаритов устройства и, соответственно, пониженной стоимости изделий, притом что время автономной работы в таких моделях увеличено в сравнении с моделями других конструкций.

Как правило, это высоковольтные модели, они рассчитаны на плату в 10000 ватт.

Другие

Усилитель класса F. Эти модели обеспечивают повышенную эффективность, их КПД составляет порядка 90%.

Усилитель класса G. Этот усилитель, по сути, представляет собой усовершенствованную высоколинейную конструкцию базового устройства класса AB на ТДА. Модели, относящиеся к данной категории, могут выполнять автоматическое переключение между разными линиями питания в случае изменения параметров поступающего сигнала. Подобное переключение многократно уменьшает энергопотребление и, соответственно, уменьшает расход мощности, которые вызываются утратой тепла.

Усилитель класса I. Такие модели имеют пару комплектов дополнительных выходных приспособлений. Перед включением они располагаются в двухтактной конфигурации. Первое устройство выполняет переключение положительной части сигнала, а второе — отвечает за переключение отрицательной, подобно усилителям категории B. При отсутствии сигнала аудио на входе или в случае, если сигнал достигает нулевой точки пересечения, переключающий механизм включается и выключается в одно время с основным циклом.

Усилитель класса S. Данный класс усилителей относят к категории нелинейного механизма переключения. По механизму своей работы они в чем-то похожи на усилители категории D. Такой усилитель производит преобразование аналоговых входящих сигналов в цифровые, многократно усиливая их. Таким образом, чтобы повысить мощность на выходе, обычно цифровой сигнал переключающего устройства либо полностью включен, либо полностью выключен, поэтому КПД таких устройств может составлять 100%.

Усилитель класса T. Ещё один вариант цифрового усилителя. Сегодня такие модели набирают всё большую популярность из-за присутствия микросхем, позволяющих выполнять цифровую обработку поступающего сигнала, а также встроенных многоканальных усилителей 3D-звучания. Такой эффект обеспечивается конструкцией, позволяющей преобразовывать аналоговые сигналы в звуки повышенной ШИМ цифрового типа. Конструкция устройств класса C объединяет параметры сигнала с пониженной степенью искажений, подобного АВ категории, в то время как сохраняют КПД на уровне моделей класса D.

Как определить?

Для начала остановимся на том, как в принципе функционирует усилитель. Наверняка вы будете удивлены, но по факту заводской усилитель ничего не усиливает. По сути, механизм его работы напоминает работу самого простого крана: вы крутите ручку и вода из водопровода начинает литься, сильнее или слабее, а если ее закрутить — то поток будет перекрыт. В усилителях все процессы происходят таким же образом. От мощного модуля питания ток проходит сквозь подключенный к устройству динамик. В данном случае функцию крана берут на себя транзисторы — на выходе степенью их закрытия и открытия управляет сигнал, который проходит на усилитель. От того, как именно этот кран функционирует, то есть как действуют выходные транзисторы, и определяется класс усилителей.

Если мы говорим об устройствах АВ, то в них транзисторы могут иметь неприятное свойство открываться и закрываться непропорционально поступающим на них сигналам. Таким образом, их работа становится неизменной. Возвращаясь к аналогии с краном — вы можете поворачивать ручку краника, но вода сперва будет течь слабо, а затем вдруг поток внезапно усилится.

По этой причине транзисторы категории АВ приходится удерживать в приоткрытом состоянии даже в том случае, если сигнал отсутствует. Это необходимо для того, чтобы они начали работать сразу же, а не выжидали, пока сигнал дойдет до определённого уровня – только в этом случае усилитель сможет воспроизводить звук с минимальными искажениями. На практике это означает, что некоторая часть полезной энергии расходуется вхолостую. Только представьте, что вы откроете все водопроводные краны в квартире, и из них беспрерывно будет вытекать небольшая струйка воды. Как следствие, эффективность таких моделей не превышает 50-70%, именно низкий КПД и является главным минусом усилителей АВ класса.

Если говорить об устройствах D-класса, то принцип работы у них абсолютно такой же: они имеют свои выходные транзисторы, способные закрываться и открываться. Тем самым регулируется прохождение тока сквозь подведенные к ним динамики, вот только управляет их открытием уже сигнал, по своей конфигурации весьма далекий от входящего.

Именно так подается сигнал на выходные транзисторы устройств D-класса. В данном случае функционировать они станут совсем иначе: либо в полном объеме закрываться, либо открываться без каких-либо промежуточных значений. Это означает, что КПД таких моделей может быть приближен к 100%.

Конечно, передавать подобные сигналы на аудиосистемы рано, сперва ему следует вернуть стандартную конфигурацию. Это можно сделать посредством выходного дросселя, а также конденсатора — после их обработки на выходе формируется усиленный сигнал, который по своей форме полностью повторяет входящий. Именно он и передается на динамики.

Основное преимущество устройств D-класса – это повышенный КПД и, соответственно, более щадящее расходование энергии

Долгое время было принято считать, что для подключения качественных акустических установок оптимальным решением станут усилители АВ. Модели категории D давали преобразование поступающего сигнала в импульсный с пониженной частотой, в итоге он давал хорошее звучание только в сабвуферном режиме. В наши дни технологии сделали большой шаг вперед, и сегодня появились уже быстродействующие транзисторы, которые могут открываться, а также и закрываться почти моментально, в магазинах представлено довольно много широкополосных устройств D-класса.

Эти модели предназначены на применение не только с сабвуферами, но также и с современными акустическими системами любых типов. Для тех вариантов, когда высокой мощности не требуется, имеет смысл приобрести довольно компактный усилитель.

Таким образом, если для подключения АС у вас достаточно площади, то вы вполне можете подобрать модель АВ-класса. За несколько десятилетий существования схемотехника этих моделей хорошо отработана, они дают довольно хорошее качество звучания, а в случае их поломки вы можете без проблем отремонтировать их в ближайшем сервисном центре.

Если участок для звуковой инсталляции ограничен, то стоит присмотреться к широкополосным моделям группы D. При тех же мощностных параметрах, что и изделия АВ-класса, они гораздо меньше и легче, притом меньше греются, и некоторые модели позволяют даже устанавливать их скрытно с наименьшими вмешательствами.

Для подключения сабвуферов максимальное преимущество у установок D-класса, так как темброблок басов представляет собой наиболее энергозатратный частотный диапазон — в данном случае КПД изделия имеют принципиальное значение, а в этом конкурентов изделиям D класса попросту нет.

В данном видео вы сможете нагляднее ознакомиться с классами усилителей звука.

Классы усилителей мощности — invask.ru

Классы усилителей мощности

В зависимости от режима работы выходного каскада различают несколько классов усилителей мощности. 

 

Класс A

 

Класс A — линейный, усиление происходит на линейном участке ВАХ (вольт-амперной характеристики), отсутствие переходных искажений, но низкий КПД (10-20%), т.е. данный класс неэкономичный в смысле расходования энергии и нагрева.

 

Класс В

Класс В — лампы или транзисторы работают в ключевом режиме, т.е. усиливают только свою полуволну сигнала в линейном режиме. Это как бы 2 отдельных класса А (для каждой полуволны свой). Высокая экономичность, но возрастают переходные искажения за счёт неидеальности «стыковки» верхней и нижней полуволн сигнала.

 

Класс С

Этот класс усиления применяется только в ВЧ технике, т.к. для звуковой техники он малопригоден из-за больших переходных искажений сигнала. Рабочая точка выходного каскада смещена далеко за пределы области отсечки так, что транзистор открывается только при максимумах входного сигнала. В ВЧ схемах правильная форма сигнала восстанавливается на нагрузке — резонансном контуре. Эффективность данного усилителя очень высока.

 

Класс AB

Класс AB — компромиссный: за счёт начального смещения уменьшаются переходные искажения сигнала («стыковка» ближе к идеальной), но теряется экономичность и возникает опасность сквозного тока, потому что транзистор (лампа) противоположного плеча полностью не закрывается.

 

Класс D

 класс D — это особый класс усилителей мощности на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Выходные элементы работают полностью в ключевом режиме. Сигнал, полученный с помощью ШИМ, выделяется специальным фильтром нижних частот. Достоинства — очень высокая экономичность, недостатки – высокочастотные  импульсные помехи, которые необходимо подавлять.

 

Класс Е

Класс Е — если усилители класса D работают на основе ШИМ, то класс E — в ключевом режиме. В основном используется опять же в ВЧ аппаратуре.

 

Класс G

Класс G — более эффективная версия режима AB. Используется источник питания с разными напряжениями. Активный элемент подключается к источнику питания соответствующей величины, в зависимости от амплитуды сигнала. Таким образом, уменьшается напряжение на транзисторах, что приводит к снижению рассеиваемой мощности.

 

Класс Н

Класс Н — похож на класс G, за исключением способа реализации высоковольтной ступени источника питания. Напряжение питания отслеживает напряжение сигнала, оставляя на транзисторе небольшое напряжение, необходимое для работы. Для модуляции напряжения питания используется что-то вроде ключевого усилителя класса D.

 

Класс T

Класс T — похож на класс D, но с использованием цифровой коррекции сигнала. 

  

Классы усилителей и классификация усилителей

Не все усилители одинаковы, и существует четкое различие между конфигурацией и работой их выходных каскадов. Основными рабочими характеристиками идеального усилителя являются линейность, коэффициент усиления сигнала, КПД и выходная мощность, но в реальных усилителях всегда существует компромисс между этими различными характеристиками.

Обычно усилители большого сигнала или мощности используются в выходных каскадах систем звуковых усилителей для управления нагрузкой громкоговорителей.Типичный громкоговоритель имеет импеданс от 4 до 8 Ом, поэтому усилитель мощности должен обеспечивать высокие пиковые токи, необходимые для управления громкоговорителем с низким импедансом.

Один из методов, используемых для различения электрических характеристик разных типов усилителей, — это «класс», и, как таковые, усилители классифицируются в соответствии с их схемной конфигурацией и методом работы. Тогда Классы усилителей — это термин, используемый для различения разных типов усилителей.

Классы усилителя представляют величину выходного сигнала, который изменяется в схеме усилителя в течение одного рабочего цикла при возбуждении синусоидальным входным сигналом. Классификация усилителей варьируется от полностью линейной работы (для использования в усилении сигнала высокой точности) с очень низкой эффективностью до полностью нелинейной (где точное воспроизведение сигнала не так важно) работы, но с гораздо более высокой эффективностью, в то время как другие компромисс между ними.

Классы усилителей в основном делятся на две основные группы. Первые представляют собой усилители угла проводимости с классическим управлением, образующие более распространенные классы усилителей A, B, AB и C, которые определяются длиной их состояния проводимости на некоторой части формы выходного сигнала, так что работа транзистора выходного каскада лежит в где-то между «полностью ВКЛЮЧЕНО» и «полностью ВЫКЛЮЧЕНО».

Второй набор усилителей — это новые так называемые «переключающие» классы усилителей D, E, F, G, S, T и т. Д., В которых используются цифровые схемы и широтно-импульсная модуляция (PWM) для постоянного переключения сигнала между «полностью». -ON »и« полностью выключен », что приводит к резкому переходу выходного сигнала в области насыщения и отсечки транзисторов.

Наиболее часто конструируемые классы усилителей — это те, которые используются в качестве усилителей звука, в основном классы A, B, AB и C, и для простоты, именно эти типы усилителей классов мы рассмотрим здесь более подробно.

Усилитель класса A

Усилители класса A являются наиболее распространенным типом топологии усилителей, поскольку в конструкции усилителя используется только один переключающий транзистор (биполярный, полевой транзистор, IGBT и т. Д.). Этот единственный выходной транзистор смещен вокруг точки Q в середине своей линии нагрузки и поэтому никогда не попадает в области отсечки или насыщения, что позволяет ему проводить ток на всех 360 градусах входного цикла.Тогда выходной транзистор топологии класса A никогда не выключается, что является одним из его основных недостатков.

Усилители

класса «A» считаются лучшими в конструкции усилителей главным образом благодаря их превосходной линейности, высокому усилению и низким уровням искажений сигнала при правильной конструкции. Хотя усилители класса A редко используются в приложениях с усилителями высокой мощности из-за соображений теплового источника питания, они, вероятно, имеют лучшее звучание из всех упомянутых здесь классов и как таковые используются в конструкциях высококачественных аудиоусилителей.

Усилитель класса A

Для достижения высокой линейности и усиления выходной каскад усилителя класса A все время смещен в положение «включено» (проводит). Тогда для того, чтобы усилитель был классифицирован как «Класс A», ток холостого хода нулевого сигнала в выходном каскаде должен быть равен или превышать максимальный ток нагрузки (обычно громкоговорителя), необходимый для получения максимального выходного сигнала.

Поскольку усилитель класса A работает на линейной части своих характеристических кривых, одно выходное устройство проводит все 360 градусов формы выходного сигнала.Тогда усилитель класса А эквивалентен источнику тока.

Поскольку усилитель класса A работает в линейной области, напряжение смещения базы (или затвора) транзистора должно быть выбрано должным образом, чтобы гарантировать правильную работу и низкие искажения. Однако, поскольку выходное устройство постоянно находится в состоянии «ВКЛ», оно постоянно пропускает ток, что означает постоянную потерю мощности в усилителе.

Из-за этой непрерывной потери мощности усилители класса A выделяют огромное количество тепла, добавляя к их очень низкому КПД около 30%, что делает их непрактичными для усилителей большой мощности.Кроме того, из-за высокого холостого тока усилителя источник питания должен иметь соответствующие размеры и быть хорошо отфильтрован, чтобы избежать любого гула и шума усилителя. Поэтому из-за низкого КПД и проблем с перегревом усилителей класса A были разработаны более эффективные классы усилителей.

Усилитель класса B

Усилители класса B были изобретены как решение проблем эффективности и нагрева, связанных с предыдущим усилителем класса A. В базовом усилителе класса B используются два дополнительных транзистора, либо биполярные, либо полевые транзисторы для каждой половины формы волны с его выходным каскадом, сконфигурированным по схеме «двухтактный», так что каждое транзисторное устройство усиливает только половину выходного сигнала.

В усилителе класса B отсутствует постоянный ток смещения базы, так как его ток покоя равен нулю, поэтому мощность постоянного тока мала и, следовательно, его эффективность намного выше, чем у усилителя класса A. Однако цена, уплаченная за повышение эффективности, заключается в линейности переключающего устройства.

Усилитель класса B

Когда входной сигнал становится положительным, транзистор с положительным смещением ведет себя, в то время как отрицательный транзистор выключен.Аналогично, когда входной сигнал становится отрицательным, положительный транзистор переключается в положение «ВЫКЛ», в то время как транзистор с отрицательным смещением включается и проводит отрицательную часть сигнала. Таким образом, транзистор проводит только половину времени, будь то положительный или отрицательный полупериод входного сигнала.

Тогда мы можем видеть, что каждое транзисторное устройство усилителя класса B проводит только половину или 180 градусов формы выходного сигнала в строгом временном чередовании, но, поскольку выходной каскад имеет устройства для обеих половин формы сигнала, две половины объединены. вместе для получения полной линейной формы выходного сигнала.

Эта двухтактная конструкция усилителя, очевидно, более эффективна, чем класс A, примерно на 50%, но проблема с конструкцией усилителя класса B заключается в том, что она может создавать искажения в точке перехода через нуль формы волны из-за обесточивания транзисторов. диапазон входных базовых напряжений от -0,7В до +0,7.

Мы помним из руководства по транзисторам, что требуется напряжение база-эмиттер около 0,7 В, чтобы заставить биполярный транзистор начать проводить. Тогда в усилителе класса B выходной транзистор не «смещается» в рабочее состояние «включено» до тех пор, пока это напряжение не будет превышено.

Это означает, что часть формы волны, которая попадает в это окно 0,7 В, не будет воспроизводиться точно, что делает усилитель класса B непригодным для применения в прецизионных усилителях звука.

Для преодоления этого искажения перехода через нуль (также известного как искажение кроссовера) были разработаны усилители класса AB.

Усилитель класса AB

Как следует из названия, усилитель Class AB представляет собой комбинацию усилителей типа «Class A» и «Class B», которые мы рассмотрели выше.Классификация усилителей AB в настоящее время является одним из наиболее часто используемых типов конструкции усилителей мощности звука. Усилитель класса AB является разновидностью усилителя класса B, как описано выше, за исключением того, что обоим устройствам разрешено проводить одновременно вокруг точки кроссовера формы волны, что устраняет проблемы искажения кроссовера предыдущего усилителя класса B.

Два транзистора имеют очень маленькое напряжение смещения, обычно от 5 до 10% от тока покоя, чтобы смещать транзисторы чуть выше точки отсечки.Тогда проводящее устройство, будь то биполярный или полевой транзистор, будет находиться в состоянии «ВКЛ» более чем на половину цикла, но намного меньше, чем на один полный цикл входного сигнала. Следовательно, в конструкции усилителя класса AB каждый из двухтактных транзисторов имеет проводимость чуть больше, чем полупериод проводимости в классе B, но намного меньше, чем полный цикл проводимости класса A.

Другими словами, угол проводимости усилителя класса AB находится где-то между 180 ^o и 360 ^o в зависимости от выбранной точки смещения, как показано.

Усилитель класса AB

Преимущество этого небольшого напряжения смещения, обеспечиваемого последовательными диодами или резисторами, состоит в том, что перекрестные искажения, создаваемые характеристиками усилителя класса B, преодолеваются без неэффективности конструкции усилителя класса A. Таким образом, усилитель класса AB является хорошим компромиссом между классом A и классом B с точки зрения эффективности и линейности, с эффективностью преобразования, достигающей от 50% до 60%.

Усилитель класса C

Усилитель класса C имеет самый высокий КПД, но самую низкую линейность среди упомянутых здесь классов усилителей.Предыдущие классы A, B и AB считаются линейными усилителями, поскольку амплитуда и фаза выходных сигналов линейно связаны с амплитудой и фазой входных сигналов.

Однако усилитель класса C сильно смещен, так что выходной ток равен нулю более чем на половину цикла входного синусоидального сигнала, когда транзистор находится на холостом ходу в точке отсечки. Другими словами, угол проводимости транзистора значительно меньше 180 градусов и обычно составляет около 90 градусов.

Хотя эта форма смещения транзистора дает значительно улучшенную эффективность усилителя примерно на 80%, она вносит очень сильные искажения в выходной сигнал. Поэтому усилители класса C не подходят для использования в качестве усилителей звука.

Усилитель класса C

Из-за сильного искажения звука усилители класса C обычно используются в высокочастотных синусоидальных генераторах и некоторых типах радиочастотных усилителей, где импульсы тока, генерируемые на выходе усилителя, могут быть преобразованы в полные синусоидальные волны определенной частоты с помощью использование LC-резонансных контуров в его коллекторном контуре.

Сводка классов усилителей

Затем мы увидели, что рабочая точка постоянного тока покоя (точка Q) усилителя определяет классификацию усилителя. Если установить положение точки Q на полпути на линии нагрузки характеристической кривой усилителя, усилитель будет работать как усилитель класса А. При перемещении точки Q ниже по линии нагрузки усилитель превращается в усилитель класса AB, B или C.

Тогда класс работы усилителя относительно его рабочей точки постоянного тока может быть задан как:

Классы усилителя и КПД

Помимо звуковых усилителей, существует ряд высокоэффективных усилителей классов , относящихся к конструкциям переключающих усилителей, в которых используются различные методы переключения для снижения потерь мощности и повышения эффективности.Некоторые конструкции классов усилителей, перечисленные ниже, используют резонаторы RLC или несколько напряжений источника питания для уменьшения потерь мощности или представляют собой усилители типа DSP (цифровая обработка сигналов), которые используют методы переключения с широтно-импульсной модуляцией (PWM).

Другие распространенные классы усилителей

• Усилитель класса D — аудиоусилитель класса D представляет собой усилитель с нелинейной коммутацией или ШИМ-усилитель. Усилители класса D теоретически могут достигать 100% эффективности, поскольку в течение цикла нет периода, когда формы сигналов напряжения и тока перекрывались, поскольку ток протекает только через транзистор, который включен.

• Усилитель

  класса F — усилители класса F повышают как эффективность, так и выходную мощность за счет использования гармонических резонаторов в выходной цепи для преобразования формы выходного сигнала в прямоугольную форму. Усилители класса F могут иметь высокий КПД более 90% при использовании бесконечной настройки гармоник.

• Усилитель

  класса G — класс G предлагает усовершенствования базовой конструкции усилителя класса AB. Класс G использует несколько шин питания с различным напряжением и автоматически переключается между этими шинами питания при изменении входного сигнала.Это постоянное переключение снижает среднее энергопотребление и, следовательно, потери мощности из-за потерь тепла.

• Усилитель

  класса I — усилитель класса I имеет два набора дополнительных выходных переключающих устройств, расположенных в параллельной двухтактной конфигурации, причем оба набора переключающих устройств выбирают одну и ту же форму входного сигнала. Одно устройство переключает положительную половину сигнала, а другое переключает отрицательную половину аналогично усилителю класса B. При отсутствии входного сигнала или когда сигнал достигает точки пересечения нуля, переключающие устройства одновременно включаются и выключаются с рабочим циклом 50% PWM, отменяя любые высокочастотные сигналы.

  Для получения положительной половины выходного сигнала выходной сигнал положительного переключающего устройства увеличивается в рабочем цикле, а отрицательный переключающий модуль уменьшается на то же значение и наоборот. Говорят, что два коммутирующих сигнальных тока чередуются на выходе, в результате чего усилитель класса I получил название «усилитель с чередованием ШИМ», работающий на частотах переключения выше 250 кГц.

• Усилитель

  класса S — усилитель мощности класса S представляет собой нелинейный переключаемый усилитель, аналогичный по работе усилителю класса D.Усилитель класса S преобразует аналоговые входные сигналы в цифровые прямоугольные импульсы с помощью дельта-сигма-модулятора и усиливает их, чтобы увеличить выходную мощность, прежде чем окончательно демодулировать полосовым фильтром. Поскольку цифровой сигнал этого переключающего усилителя всегда либо полностью «ВКЛ», либо «ВЫКЛ» (теоретически нулевое рассеивание мощности), возможен КПД, достигающий 100%.

• Усилитель

  класса T — усилитель класса T — это еще один тип конструкции цифрового переключающего усилителя.Усилители класса T становятся все более популярными в наши дни в качестве конструкции аудиоусилителя из-за существования микросхем цифровой обработки сигналов (DSP) и многоканальных усилителей объемного звука, поскольку они преобразуют аналоговые сигналы в сигналы с цифровой широтно-импульсной модуляцией (PWM) для усиление, повышающее эффективность усилителей. Конструкции усилителей класса T сочетают в себе низкий уровень сигнала искажения усилителя класса AB и энергоэффективность усилителя класса D.

Мы рассмотрели несколько классификаций усилителей, от линейных усилителей мощности до усилителей с нелинейной коммутацией, и увидели, как классы усилителей различаются по линии нагрузки усилителей.Усилители классов AB, B и C могут быть определены с точки зрения угла проводимости θ следующим образом:

Класс усилителя по углу проводимости

Класс усилителя	Описание	Угол проводимости
Класс-A	Полный цикл 360 o Проводимости	θ = 2π
Класс-B	Половина цикла 180 o Проводимости	θ = π
Класс AB	Немного больше 180 o проводимости	π <θ <2π
Класс-C	Чуть меньше 180 o теплопроводности	θ <π
Класс-D по T	Нелинейное переключение ВКЛ-ВЫКЛ	θ = 0

Объяснение всех созданий и усилителей Морозовой

Усилители Морозовой — легендарные артефакты, созданные в результате захвата трех мифических животных.Вот объяснения мощных усилителей Shadow и Bone.

Предупреждение: СПОЙЛЕРЫ для первого сезона сериала Netflix Shadow and Bone и будущих книг.

В Netflix Shadow and Bone мифические существа Морозовой и их усилители являются важной частью сюжета; здесь они объясняются.В сериале недавно обнаруженная Призывательница Солнца Алина Старкова находится под давлением, чтобы использовать и контролировать свои уникальные способности, чтобы разрушить Сумрачную Лагу. Фолд — это море чернильной тьмы, наполненное монстрами, которое разделяет королевство Равка надвое и отрезало столицу и большую часть страны от портов, доставляющих грузы и припасы на запад. В результате Равка медленно умирает.

Какой бы могущественной ни была Алина, но она еще недостаточно сильна, чтобы полностью уничтожить Фолд в одиночку.Ей нужна вся возможная помощь, чтобы увеличить свои силы. С этой целью генерал Кириган, также известный как Дарклинг, отправляет своих людей на поиски трех особых усилителей, аксессуаров, созданных из костей, зубов, перьев и когтей особых животных, которые увеличивают силу Гриши. Гриша выбирает усилитель, но усилитель также выбирает Гришу; только Гриша, убивающий животное, может использовать его силу. Даже нормальные усилители встречаются относительно редко, и они есть только у очень умелого Гриши.

Связанные: Тень и Кость: Объяснение магии Гриши и усилителей

Однако три усилителя, которые ищет Дарклинг, настолько легендарны, что считаются не более чем мифом.Они были созданы много веков назад Ильей Морозовым, одним из первых гришей и одним из самых могущественных, когда-либо ходивших по Земле. Как Фабрикатор огромного мастерства, он также заслужил титул Кузнеца по костям благодаря тому, что взял свои собственные кости пальцев и использовал их для создания трех мистических животных, усилителей, которые, как говорят, наделяют Гриши невероятной силой. Никто никогда не видел этих существ, но это не мешает Дарклингу охотиться на них. Сами по себе каждый из усилителей Морозовой уже был бы самым мощным усилителем из когда-либо известных.Вместе все трое сделают Гришу практически непобедимым.

Первое существо — Олень, огромный белый олень, по слухам, обитающий в лесах северной Равки.Рога Оленя можно превратить в Воротник Морозовой. И в книгах, и в сериале и Алина, и Олень издают высокий перезвон, который слышит только Мал; так он может почувствовать, когда Олень близок. В книгах обрезаются части рога, и фабрикатор Давид Костык связывает их концы вокруг своей шеи. В шоу это более ужасно, когда он частично погружает рога в ее плоть и кости.

Второе существо Морозовой — Морской кнут, сверкающая чешуя которого может быть преобразована в усилитель «Оковы Морозного кнута».Морской кнут носит собственное имя Русали, легендарного зверя в сказках Равкана. Одни говорят, что это ледяной дракон, другие — морское существо. В некоторых сказках он был принцем-драконом, проклятым охранять коварный участок Истинного моря, известный как Костяной путь. В других случаях он похищал красивых женщин и утаскивал их под воду, где они могли утонуть. В книгах Алина и Мал с помощью нескольких других находят Русали в ледяных, холодных водах у побережья Фьерды.

Третье и последнее существо — Жар-птица, которую многие считают символом Равки.Говорят, что мифическое существо представляет собой огромную птицу с огненными крыльями, слезы которой могут лечить раны, а крик которой может убаюкивать целые армии. В книгах Алина и ее союзники действительно находят Жар-птицу к югу от деревни, где родились Алина и Мал, вплоть до Шу Хань. Однако, хотя Firebird существует, Алина и Мал оба понимают, что настоящий усилитель Firebird — это сам Мал. Каждая книга серии следует за каждым усилителем как за его МакГаффином. Если шоу будет следовать той же схеме, Shadow and Bone сезон 2 будет посвящен Русали, Морскому хлысту.

Далее: Почему Shadow & Bone от Netflix могут стать следующей Игрой престолов

Что, если бы шоураннер полюбил Дэйва Баутиста, чтобы озвучить Дракса

Об авторе Алиша Граузо (Опубликовано 156 статей)

Алиша Граузо — редактор функций в Screen Rant, а также главный редактор Atom Insider с Atom Tickets.Ранее она была главным редактором и главным редактором Movie Pilot. Ее работы или опыт можно найти в Forbes, CNN, CBS, Variety, CNBC, Marvel, Business Insider, Birth.Movies.Death, Film School Rejects и других. Она также является соруководителем California Freelance Writers United, массовой организации, выступающей за более разумное законодательство и дальновидное трудовое законодательство для внештатных писателей в Калифорнии и по всей стране. Алиша имеет степень магистра английского языка в Университете Далласа и провела несколько лет, прежде чем приступить к развлекательной журналистике в качестве адъюнкт-профессора, что пригодилось в ее монтажных ролях.В детстве ее нос всегда был в книге или глаза были приклеены к экрану, поэтому она неизбежно попала в два разных мира, в которых все рассказывают истории. Когда она не работает, вы можете найти ее в Твиттере, щебечущую о фильмах и ТВ, книгах, политике, СДВГ, истории и делящейся фотографиями своих кошек @alishagrauso. Или вы можете связаться с ней напрямую по адресу alishag (at) screenrant (dot) com.

Ещё от Alisha Grauso

Что такое усилители в тенях и костях?

Созданный Эриком Хейссерером («Птичий ящик»), Netflix «Shadow and Bone» представляет собой полезный пороховой фантастический приключенческий сериал с захватывающим миростроительством и разнообразным составом главных героев.И, как и в большинстве успешных фэнтезийных сказок, в нем есть исчерпывающая магическая система. Основанное на трилогии «Гриша» и дуологии «Шесть ворон» израильско-американского писателя Ли Бардуго, в шоу изображены одаренные личности, известные как гриши, которые могут манипулировать элементами, материей и эмоциями, овладев малой наукой. Во время просмотра сериала вы наверняка сталкивались с понятием «усилители», которые, по мнению разных персонажей, могут увеличивать мощность Гриши. Если вам интересно узнать больше о происхождении и возможном использовании усилителей, мы поможем вам.СПОЙЛЕРЫ ВПЕРЕДИ.

Что такое усилители?

Усилители — это сущности и объекты, которые могут значительно усилить способности Гриши. Усиливающие объекты сделаны из могущественных животных, а иногда даже из животного, которое само является усилителем. В книгах некоторые из любимых Дарклингом (Бен Барнс) Гриши носят усилитель. Например, у Ивана (Саймона Сирса) есть когти медведя Шерборна, что делает его еще более сильным Heartrender, чем он уже есть.

Илья Морозов, также известный как Кузнец, был одним из первых гришей в мире.Он знал, что гриши всегда будут преследовать. Итак, используя мерзость или магию, что запрещено даже среди гришей, он создал из своих костей существ в качестве усилителей. Силы этих существ доступны только Грише. Считается, что если Гриша убьет одно из этих существ и смешает его часть с их кожей, их силы увеличатся в геометрической прогрессии.

Эта вера побуждает Дарклинга убить оленя, который был одним из созданий Морозовой.Полагая, что с его помощью он может контролировать силу Алины (Джесси Мей Ли), он заставляет Дэвида (Люк Паскуалино) сделать ему ошейник из рогов. Чего он не понимает, так это того, что власть должна быть отдана добровольно, чтобы она использовалась в полной мере. В ночь убийства олень выбрал Алину. Когда Алина понимает это, она, наконец, может вырваться из-под контроля Дарклинга.

Где другие создания Морозовой?

Согласно книгам, есть еще два существа Морозовой.Подобно оленю, они стали частью знаний Равканов. Морской кнут или Русали — это морской змей, который бродит по водам вокруг Костяной дороги. Легенды предполагают, что когда-то это был принц-дракон, которого превратили в существо против его собственной воли. В детских рассказах он похищает ничего не подозревающих женщин и забирает их в свой дом на дне океана. Позже Алина носит усилитель из весов Русалье. Третьим существом издавна считается Жар-птица, имеющая огромное значение в имперской иконографии Равканов.

Однако в конечном итоге выяснилось, что Мал (Калахан Скогман) — третий усилитель Морозовой. У Морозовой было двое детей, Багра (Зои Ванамакер) и младшая дочь. После того, как Багра убила свою сестру, Морозова вернула ее к жизни с помощью мерзоста, фактически сделав из нее усилитель. У этой дочери были собственные дети, и сила оставалась скрытой в ее линии до Мала. Это делает Мал родственником Багры и Дарклинга, которые также являются живыми усилителями.Попытки Дарклинга подражать своему деду и создавать собственные усилители привели к созданию Фолда.

Подробнее: что такое малая наука в тенях и костях? Что такое Мерзост?

Схемы, работа и их применение

Усилитель — одно из наиболее часто используемых электронных устройств в мире. Это базовый строительный блок огромного количества цепей, который бывает разных форм. Усилители можно определить просто как электронное устройство, увеличивающее мощность сигнала.Другими словами, он увеличивает амплитуду сигнала и делает его сильнее, чем данный вход.

Хотя в теории это звучит просто, в реальном мире усилители имеют множество параметров и условий. Усиление никогда не бывает идеально эффективным, всегда есть потери, искажения и шум.

Таким образом, создается целый набор усилителей, которые лучше всего работают в разных ситуациях. Не все усилители обеспечивают оптимальный выходной сигнал во всех ситуациях, и всегда необходимо учитывать факторы стоимости.Итак, вот все типы усилителей и все, что вам нужно о них знать!

Важные характеристики усилителя

Качество усилителя измеряется рядом спецификаций, называемых показателями качества. Это следующие:

• • Полоса пропускания: Диапазон частот, в котором может работать усилитель.
  • Шум: Количество нежелательной дополнительной информации, включенной в вывод.
  • Skew Rate: Максимальная скорость изменения вывода.
  • Усиление: Пожалуй, самое важное, соотношение между величинами входных и выходных сигналов.

• Стабильность: Способность обеспечивать постоянный и надежный выход.
• Линейность : Степень пропорциональности между входными и выходными сигналами.
• КПД: Еще одна очень важная характеристика — это соотношение выходной мощности и потребляемой мощности.
• Выходной динамический диапазон: Соотношение между наибольшим и наименьшим полезным выходным уровнем.

Типы усилителей

Хотя усилители иногда классифицируются по входным и выходным параметрам (мы еще вернемся к этому), существует 4 основных типа:

• Усилитель тока: Как следует из названия, усилитель, увеличивающий заданный входной ток. Он характеризуется низким входным сопротивлением и высоким выходным сопротивлением.
• Усилитель напряжения: Усилитель, который усиливает заданное напряжение для увеличения выходного напряжения.Он характеризуется высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением.
• Transconductance Amplifier: Усилитель, который изменяет выходной ток в соответствии с изменением входного напряжения.
• Усилитель сопротивления: Усилитель, который изменяет выходное напряжение в соответствии с изменением входного тока. Он также известен как преобразователь тока в напряжение.

Помимо основных типов, существует несколько других типов усилителей, классифицируемых по принципу действия, применению или характеристикам.Вот некоторые из них:

• Усилители мощности: Хотя технически это не тип, усилитель мощности — это общий термин, который относится к количеству мощности, обеспечиваемой схемой источника питания, или количеству мощности, подаваемой на нагрузку. Обычно он используется в последних выходных каскадах схемы. Примеры включают: усилители мощности звука, контроллеры серводвигателей, двухтактные усилители и усилители мощности ВЧ. Опять же, мы немного рассмотрим классификации усилителей мощности, поскольку они очень важны.
• Операционные усилители (операционные усилители): Другой очень важный тип, операционный усилитель — это интегральная схема, которая действует как усилитель напряжения и имеет дифференциальный вход. У него есть положительный и отрицательный вход, но один выход с очень высоким усилением. Первоначально операционные усилители создавались с использованием ламп.
• Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше об операционных усилителях MCQ
• Клапанные (или) вакуумные ламповые усилители: Усилитель, который использует вакуумные лампы для обеспечения повышенной мощности или выходного напряжения, известен как ламповый (или) вакуумный усилитель мощности.Как упоминалось выше, операционные усилители изначально были вентильного типа, но были заменены интегральными схемами, когда они стали дешевле, по крайней мере, в небольших приложениях. В приложениях с высокой мощностью они все еще используются из-за их экономической эффективности и качества продукции. Они используются в радарах, военных, мощных радиоприемниках и передатчиках УВЧ.
• Транзисторные усилители: Транзисторный усилитель — это хорошо известный тип усилителя, особенно для студентов-инженеров. Это многоконфигурационный усилитель с высокой выходной мощностью, в котором в качестве рабочей базы используются транзисторы.К ним относятся транзисторы с биполярным переходом (BJT) и металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы (MOSFET).
• Klystron: Специальный тип вакуумной лампы с линейным лучом, используемый в качестве усилителя на высоких радиочастотах. Он очень точен и используется в крупномасштабных операциях, обычно в составе СВЧ-усилителей.
• Инструментальные усилители: Специально разработанные усилители для усиления звука, голоса или музыки. Используется в основном в музыкальных инструментах.
• Распределенные усилители: Усилители, которые используют линии передачи для временного разделения входа и усиления каждого сегмента по отдельности, называются распределенными усилителями. Их обычно можно найти в осциллографах.

Это всего лишь несколько типов усилителей, которые используются сейчас, и совершенно очевидно, что каждый из них имеет более или менее свою область специализации. В мире существует огромное количество приложений, и почти для всех есть усилители.

Типы усилителей мощности

Сейчас самые известные типы усилителей — это не усилители, описанные выше, а типы усилителей мощности. Часто путают с единственной категорией усилителей, они на самом деле являются типами усилителей мощности и классифицируются на основе пропорции входного цикла, в течение которого усилитель выдает выходной сигнал. Пропорция активного входного цикла также известна как угол проводимости. Например, угол проводимости 360 градусов означает, что устройство всегда включено, угол проводимости 180 градусов означает, что устройство включено только половину каждого цикла.Теперь различные типы усилителей мощности описаны ниже:

Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать больше о транзисторных аудио усилителях мощности MCQs

Усилитель мощности класса A

Усилитель, который проводит полный цикл или имеет угол проводимости 360 градусов известен как усилитель мощности класса А. Это самый простой и наиболее распространенный тип усилителя мощности из-за низкого уровня искажений сигнала. Однако у него есть немало недостатков, и он, как правило, не используется в приложениях с высокой мощностью.Вот некоторые из его характеристик:

• Низкие уровни искажения сигнала
• Простая конструкция
• Устройство всегда проводит ток из-за смещения усилительного элемента
• Отсутствие времени включения или проблем с накоплением заряда
• Довольно стабильно
• Наивысшая линейность
• Низкая КПД из-за постоянного включения около 25-50%
• Высокая тепловая мощность во время работы

Усилитель мощности класса B

Усилители мощности класса B, в отличие от класса A, работают только половину каждого входного цикла , что означает, что они имеют угол проводимости 180 градусов.Проще говоря, эти усилители усиливают только половину входного цикла. На бумаге это, наверное, звучит бесполезно, но на самом деле все совсем иначе. Усилитель класса B состоит из положительного и отрицательного транзистора, которые работают поочередно, усиливая положительный и отрицательный цикл соответственно, которые в конце объединяются для формирования полного выходного цикла. Это более эффективный дизайн, у него есть свои преимущества и недостатки по сравнению с усилителем мощности класса А. Он характеризуется:

• Использует 2 дополнительных транзистора, по одному для положительного и отрицательного цикла
• Намного более высокий КПД, около 75-78.5%
• Меньшая тепловая мощность
• Стабильный и надежный
• Требуется не менее 0,7 В для начала проводимости, что означает, что все, что под ним, не регистрируется, поэтому не может использоваться для точных приложений
• Объединяет 2 полупериода для образования одного полного cycle

Усилитель мощности класса AB

Усилитель мощности класса AB, как следует из названия, представляет собой смесь усилителей мощности класса A и класса B. Как и в усилителе класса B, в нем также используются 2 проводящих элемента (транзистора), но они оба работают одновременно.Это устраняет «мертвую зону» от -0,7 В до + 0,7 В, наблюдаемую в усилителе мощности класса B. Но в этом случае, хотя каждый транзистор проводит больше половины цикла, они проводят меньше полного цикла полностью. Таким образом, угол проводимости составляет примерно 180 и 360 градусов, в некоторых случаях обычно обозначаемый как 270 градусов. Вот его характеристики:

• Использует 2 транзистора, которые работают вместе
• Каждый транзистор активен немного меньше, чем полный цикл, но больше полупериода
• Сочетает характеристики класса A и класса B
• Нет кроссоверных искажений
• Достаточно эффективный, на уровне около 50-60%
• Наиболее распространенная конструкция аудиоусилителей

Усилитель мощности класса C

Усилитель мощности класса C — своего рода странность по сравнению с другими тремя типами, перечисленными выше.Он наиболее эффективен, но имеет самый низкий рабочий цикл и линейность. Поскольку он сильно смещен, он остается включенным менее половины входного цикла и, таким образом, имеет угол проводимости где-то около 90 градусов. Это приводит к высокой эффективности, упомянутой выше, но также вызывает сильные искажения в выходном сигнале, поэтому усилители класса C обычно не используются в качестве усилителей звука. Они используются в определенных радиочастотных приложениях, где эффективность является ключевым фактором. Его наиболее важные характеристики:

• Наименьшая линейность среди усилителей мощности
• Очень высокий КПД около 80-90%
• Высокие выходные искажения
• Два рабочих режима, настроенный и ненастроенный
• Низкое рассеяние мощности

Класс D Мощность Усилитель

И, наконец, у нас есть усилители мощности класса D, которые иногда не входят в число четырех упомянутых выше.Это нелинейный переключающий усилитель, в котором два транзистора работают как переключатели, а не как устройства с линейным усилением. Он преобразует аналоговый сигнал в цифровой с помощью широтно-импульсной модуляции, модуляции плотности импульса или чего-то подобного перед усилением. Конечным результатом является циклический выход с высокой эффективностью и усилением без излишних искажений. Хотя изначально они использовались для управления двигателями, теперь они также используются в качестве усилителей мощности звука. Вопреки широко распространенному мнению, буква «D» в названии не означает цифровой, потому что преобразованный сигнал является аналоговым с широтно-импульсной модуляцией, а не цифровым с широтно-импульсной модуляцией.Он характеризуется:

• Высокая эффективность, теоретически может составлять 100%
• Низкое рассеивание мощности
• Низкое энергопотребление
• Более сложный, чем другие типы усилителей мощности
• Точный и точный выходной сигнал

И это все об усилителях ! Мы надеемся, что типы усилителей, а также типы усилителей мощности теперь стали более ясными, и если у вас есть какие-либо вопросы по поводу информации, не стесняйтесь комментировать ниже!

Фотографии предоставлены: Электронные учебные пособия.ws, Extron

Что такое усилитель мощности? Типы, классы и приложения

В этом руководстве мы узнаем об интересной теме в области электроники: усилителе мощности. Они используются в аудиоприложениях, радиосвязи, медицинском оборудовании (МРТ) и многом другом. Итак, мы узнаем, что такое усилитель мощности, каковы различные типы усилителей мощности, классы усилителей мощности, а также несколько приложений.

Введение

Усилитель — это электронное устройство, используемое для увеличения величины напряжения / тока / мощности входного сигнала.Он принимает слабый электрический сигнал / форму волны и воспроизводит аналогичную более сильную форму волны на выходе с помощью внешнего источника питания.

В зависимости от изменений, вносимых во входной сигнал, усилители подразделяются на усилители тока, напряжения и мощности. В этой статье мы подробно узнаем об усилителях мощности. Для получения дополнительной информации о различных типах усилителей: Различные типы и применения усилителей

Что такое усилитель мощности?

Усилитель мощности — это электронный усилитель, предназначенный для увеличения мощности заданного входного сигнала.Мощность входного сигнала увеличивается до уровня, достаточного для управления нагрузкой таких устройств вывода, как динамики, наушники, радиопередатчики и т. Д. В отличие от усилителей напряжения / тока, усилитель мощности предназначен для непосредственного управления нагрузкой и используется в качестве конечного блока. в цепи усилителя.

Входной сигнал усилителя мощности должен быть выше определенного порога. Таким образом, вместо того, чтобы напрямую передавать необработанный звуковой / радиочастотный сигнал на усилитель мощности, он сначала предварительно усиливается с помощью усилителей тока / напряжения и после внесения необходимых изменений отправляется в качестве входного сигнала в усилитель мощности.Вы можете увидеть блок-схему аудиоусилителя и использование усилителя мощности ниже.

В этом случае микрофон используется в качестве источника входного сигнала. Величины сигнала с микрофона недостаточно для усилителя мощности. Итак, сначала он предварительно усиливается, где его напряжение и ток немного увеличиваются. Затем сигнал проходит через схему регулировки тембра и громкости, которая вносит эстетические коррективы в форму звуковой волны. Наконец, сигнал проходит через усилитель мощности, а выходной сигнал усилителя мощности подается на динамик.

Типы усилителей мощности

В зависимости от типа подключенного устройства вывода усилители мощности делятся на следующие три типа:

• Усилители мощности звука
• Усилители мощности ВЧ
• Усилители мощности постоянного тока

Мощность звука Усилители

Усилители мощности этого типа используются для увеличения мощности более слабого звукового сигнала. Усилители, используемые в схемах управления громкоговорителями телевизоров, мобильных телефонов и т. Д.подпадают под эту категорию.

Выходная мощность усилителя мощности звука колеблется от нескольких милливатт (как в усилителях для наушников) до тысяч ватт (как усилители мощности в системах Hi-Fi / домашних кинотеатрах).

Радиочастотные усилители мощности

Беспроводная передача требует, чтобы модулированные волны передавались по воздуху на большие расстояния. Сигналы передаются с помощью антенн, а дальность передачи зависит от величины мощности сигналов, подаваемых на антенну.

Для беспроводной передачи, такой как FM-радиовещание, антенны требуют входных сигналов мощностью в тысячи киловатт. Здесь усилители мощности радиочастоты используются для увеличения мощности модулированных волн до уровня, достаточно высокого для достижения необходимого расстояния передачи.

Усилители мощности постоянного тока

Усилители мощности постоянного тока используются для усиления мощности сигналов ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Они используются в электронных системах управления, которым требуются мощные сигналы для управления двигателями или исполнительными механизмами.Они принимают входные данные от систем микроконтроллера, увеличивают его мощность и подают усиленный сигнал на двигатели постоянного тока или приводы.

Классы усилителей мощности

Существует несколько способов проектирования схемы усилителя мощности. Рабочие и выходные характеристики каждой конфигурации схемы отличаются друг от друга.

Чтобы различать характеристики и поведение различных схем усилителя мощности, используются классы усилителей мощности, в которых буквенные символы назначаются для обозначения метода работы.

Их можно разделить на две категории. Усилители мощности, предназначенные для усиления аналоговых сигналов, относятся к категории A, B, AB или C. Усилители мощности, предназначенные для усиления цифровых сигналов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), относятся к категориям D, E, F и т.д. Итак, давайте рассмотрим их подробнее.

Усилитель мощности класса A

Аналоговые сигналы состоят из положительных максимумов и отрицательных минимумов.В этом классе усилителей вся форма входного сигнала используется в процессе усиления.

Один транзистор используется для усиления как положительной, так и отрицательной половины сигнала. Это упрощает их конструкцию и делает усилители класса А наиболее часто используемым типом усилителей мощности. Хотя этот класс усилителей мощности заменен более совершенными конструкциями, они по-прежнему популярны среди любителей.

В этом классе усилителей активный элемент (электронный компонент, используемый для усиления, в данном случае транзистор) используется все время, даже если нет входного сигнала.Это выделяет много тепла и снижает эффективность усилителей класса A до 25% в случае нормальной конфигурации и до 50% в случае конфигурации с трансформаторной связью.

Угол проводимости (часть формы волны, используемая для усиления, отличная от 360 °) для усилителей класса A составляет 360 °. Таким образом, уровни искажения сигнала очень низкие, что позволяет лучше работать на высоких частотах.

Усилитель мощности класса B

Усилители мощности класса B предназначены для уменьшения проблем с КПД и нагрева, присутствующих в усилителях класса A.Вместо одного транзистора для усиления всей формы сигнала в этом классе усилителей используются два дополнительных транзистора.

Один транзистор усиливает положительную половину сигнала, а другой — отрицательную половину сигнала. Таким образом, каждое активное устройство проводит половину (180 °) формы волны, а два из них, в сочетании, усиливают весь сигнал.

Эффективность усилителей класса B значительно улучшена по сравнению с усилителями класса A из-за конструкции с двумя транзисторами.Они могут достичь теоретической эффективности около 75%. Усилители мощности этого класса используются в устройствах с батарейным питанием, таких как FM-радиоприемники и транзисторные радиоприемники.

Из-за наложения двух половин формы волны существует небольшое искажение в области кроссовера. Чтобы уменьшить это искажение сигнала, разработаны усилители класса AB.

Усилитель мощности класса AB

Усилители класса AB представляют собой комбинацию усилителей класса A и класса B. Усилители этого класса предназначены для уменьшения проблемы меньшей эффективности усилителей класса A и искажения сигнала в области кроссовера в усилителях класса B.

Он поддерживает высокую частотную характеристику, как в усилителях класса A, и хорошую эффективность, как в усилителях класса B. Комбинация диодов и резисторов используется для обеспечения небольшого напряжения смещения, что снижает искажение формы волны вблизи области кроссовера. Из-за этого происходит небольшое падение КПД (60%).

Усилитель мощности класса C

Конструкция усилителей мощности класса C обеспечивает более высокий КПД, но снижает угол линейности / проводимости, который составляет менее 90 °.Другими словами, он жертвует качеством усиления ради увеличения эффективности.

Меньший угол проводимости означает большее искажение, поэтому усилители этого класса не подходят для усиления звука. Они используются в генераторах высокой частоты и усилении радиочастотных сигналов.

Усилители класса C обычно содержат настроенную нагрузку, которая фильтрует и усиливает входные сигналы определенной частоты, а формы сигналов других частот подавляются.

В усилителе мощности этого типа активный элемент проводит ток, только когда входное напряжение превышает определенный порог, что снижает рассеиваемую мощность и увеличивает эффективность.

Другие классы усилителей мощности

Усилители мощности классов D, E, F, G и т. Д. Используются для усиления цифровых сигналов с ШИМ-модуляцией. Они подпадают под категорию импульсных усилителей мощности и включают или постоянно выключают выход без каких-либо других уровней между ними.

Благодаря этой простоте усилители мощности, относящиеся к вышеупомянутым классам, могут достигать теоретического КПД до (90-100)%.

Приложения

Ниже приведены применения усилителей мощности в различных секторах:

• Бытовая электроника: Усилители мощности звука используются практически во всех бытовых электронных устройствах, начиная от микроволновых печей, драйверов наушников, телевизоров, мобильных телефонов и домашних кинотеатров. системы к театральным и концертным системам армирования.
• Industrial: Усилители мощности импульсного типа используются для управления большинством промышленных приводных систем, таких как сервоприводы и двигатели постоянного тока.
• Беспроводная связь: Усилители большой мощности важны при передаче сигналов сотовой связи или FM-вещания пользователям. Более высокие уровни мощности стали возможными благодаря усилителям мощности, которые увеличивают скорость передачи данных и удобство использования. Они также используются в оборудовании спутниковой связи.

Заключение

Краткое введение в концепцию усилителей мощности.Вы узнали, что такое усилитель мощности и его потребности, различные типы и классы усилителей мощности, а также несколько приложений.

Какие бывают классы аудиоусилителей?

первоначально опубликовано: 20 апреля 2014 г.

Если вы когда-нибудь заглядывали в спецификации усилителя, то, возможно, заметили класс усилителя. Обычно обозначаемые одной или двумя буквами, наиболее распространенные классы усилителей, используемых в настоящее время в домашнем аудио, — это классы A, A / B, D, G и H.Эти классы не являются простыми системами оценки, а являются описанием топологии усилителя, то есть того, как они функционируют на базовом уровне. В то время как каждый класс усилителей имеет свой собственный набор сильных и слабых сторон, их работа (и то, как оценивается конечная производительность) остается прежней: усилить форму волны, отправляемую на него предусилителем, без внесения искажений или, по крайней мере, с минимальными искажениями. . Так что же означает наш алфавитный набор классов усилителей? Продолжайте читать, чтобы узнать, но сначала посмотрите наше недавно добавленное видео-обсуждение на YouTube!

Классы усилителей Обсуждение на YouTube

Мы собираемся обсудить, как усилители проводят через сигналы, поэтому ниже показана базовая диаграмма синусоидального сигнала.

Sinewave — полная длина волны представляет 360 градусов

Класс A

По сравнению с другими классами усилителей, которые мы рассмотрим, усилители класса A являются относительно простыми устройствами. Определяющий принцип работы класса A заключается в том, что все выходные устройства усилителя должны проводить полный цикл сигнала в 360 градусов. Класс A также можно разделить на усилители с несимметричным выходом и двухтактные усилители. Двухтактное отклонение от основного объяснения выше за счет использования выходных устройств попарно.В то время как оба устройства проводят полный цикл в 360 градусов, одно устройство будет брать на себя большую часть нагрузки во время положительной части цикла, в то время как другое обрабатывает большую часть отрицательного цикла; Основным преимуществом такой схемы является уменьшение искажений по сравнению с несимметричными схемами, поскольку гармоники четного порядка подавляются. Кроме того, конструкции класса А «толкают / вытягивают» менее восприимчивы к гудению; односторонние конструкции, как правило, требуют особого внимания к источнику питания, чтобы смягчить эту проблему.

Простая диаграмма класса A (слева; любезно предоставлено sound.westhost.com) и мощный усилитель класса A Pass Labs XS150 (справа).

Из-за положительных характеристик, связанных с работой класса A, он считается золотым стандартом качества звука во многих кругах аудиофилов. Однако у этих конструкций есть один важный недостаток: эффективность. Требование к конструкциям класса А иметь все выходные устройства всегда проводящими приводит к значительным потерям энергии, которая в конечном итоге преобразуется в тепло.Это еще больше усугубляется тем фактом, что конструкции класса A требуют относительно высоких уровней тока покоя, который представляет собой величину тока, протекающего через выходные устройства, когда усилитель производит нулевой выходной сигнал. В реальном мире показатели эффективности могут составлять порядка 15-35% с вероятностью падения до однозначных цифр при использовании высокодинамичного исходного материала.

класс B

В то время как все выходные устройства в усилителе класса A проводят 100% времени, в усилителях класса B используется двухтактная компоновка таким образом, что только половина выходных устройств проводит ток в любой момент времени: одна половина покрывает Часть сигнала на 180 градусов, а другая — на 180 градусов.Как следствие, усилители класса B значительно более эффективны, чем их аналоги класса A, с теоретическим максимумом 78,5%. Учитывая относительно высокую эффективность, класс B использовался в некоторых профессиональных усилителях звука, а также в некоторых домашних ламповых усилителях.

Несмотря на их очевидную силу, велика вероятность, что вы не увидите слишком много чистых усилителей класса B, плавающих вокруг. Причина этого известна как искажение кроссовера.

Переходное искажение, влияющее на простую синусоидальную волну; изображение любезно предоставлено звуком.westhost.com.

Как видно на изображении выше, кроссоверное искажение представляет собой проблему / задержку при передаче обслуживания между устройствами, обрабатывающими положительную и отрицательную части формы волны. Излишне говорить, что такие искажения в достаточной степени слышны, и хотя некоторые конструкции класса B были лучше других в этом отношении, класс B не получил особой любви со стороны аудиофилов.

Класс A / B

Class A / B, как можно догадаться, сочетает в себе лучшее из класса A и класса B, чтобы создать усилитель без недостатков ни того, ни другого.Благодаря такому сочетанию сильных сторон усилители класса A / B в значительной степени доминируют на потребительском рынке. Так как же им это удалось? Решение на самом деле довольно простое по своей концепции: там, где в классе B используется двухтактная схема, при которой каждая половина выходного каскада имеет проводимость на 180 градусов, усилители класса A / B увеличивают это до ~ 181-200 градусов. Таким образом, вероятность возникновения «разрыва» в цикле значительно снижается, и, следовательно, кроссоверное искажение снижается до точки, где оно не имеет никакого значения.

Так что насчет этого небольшого вопроса эффективности? Достаточно сказать, что класс A / B выполняет свои обещания, легко превосходя по эффективности чистые конструкции класса A со скоростью порядка ~ 50-70%, достигаемой в реальном мире. Фактические уровни, конечно, зависят от смещения усилителя и программного материала среди других факторов. Также стоит отметить, что некоторые конструкции класса A / B делают шаг вперед в своем стремлении избавиться от кроссоверных искажений, работая в чистом режиме класса A с мощностью до нескольких ватт.Это действительно снижает эффективность при работе на низких уровнях, но все же гарантирует, что усилитель не превратится в печь при выдаче большого количества энергии.

Пример схемы класса A / B (слева; взято из Википедии) и усилителя Emotiva XPA-1L класса A / B, который работает в режиме чистого класса A до первых 35 Вт (справа).

Класс G и H

Еще одна пара конструкций, разработанных с целью повышения эффективности, технически говоря, усилители класса G и H официально не признаны.Вместо этого они представляют собой вариации на тему класса A / B, в которых используется переключение шины напряжения и модуляция шины соответственно. В любом случае, в условиях низкой нагрузки, система использует более низкое напряжение на шине, чем усилитель класса A / B сравнимо номинальным номиналом, что значительно снижает энергопотребление; при возникновении условий высокой мощности система динамически увеличивает напряжение на шине (т. е. переключается на шину высокого напряжения) для обработки переходных процессов с большой амплитудой.

Сравнение топологий класса B и класса G (слева; изображение получено из звука.westhost.com) и Outlaw Model 2200, компактный, круто работающий усилитель класса G мощностью 200 Вт (справа).

Так в чем же здесь недостаток? Одним словом: стоимость. В оригинальных схемах коммутации шин использовались биполярные транзисторы для управления выходными шинами, что увеличивало сложность и стоимость. В наши дни это часто сокращается до некоторой степени за счет использования сильноточных полевых МОП-транзисторов для выбора / изменения рельсов. Использование полевых МОП-транзисторов не только дополнительно повышает эффективность и снижает нагрев, но и требует меньшего количества деталей (обычно по одному устройству на рельс).Помимо затрат на коммутацию шины / модуляцию шины, также стоит отметить, что в некоторых усилителях класса G используется больше устройств вывода, чем в типичной конструкции класса A / B. Одна пара устройств будет работать в обычном режиме A / B, питаясь от низковольтных шин; Между тем другая пара остается в резерве, чтобы действовать как усилитель напряжения, и активируется только по мере необходимости. В конце концов, из-за этих дополнительных затрат вы обычно увидите только усилители класса G и H, связанные с мощными усилителями, где повышенная эффективность делает это оправданным.Компактные конструкции могут также использовать топологии класса G / H в отличие от класса A / B, учитывая, что возможность переключения в режим низкого энергопотребления означает, что они могут обойтись немного меньшим радиатором.

Класс D

Усилители класса D, часто ошибочно называемые «цифровым усилением», представляют собой зенит эффективности усилителя, причем в реальных условиях достигаются коэффициенты, превышающие 90%. Перво-наперво: почему его относят к классу D, если «цифровое усиление» неправильно? Это была просто следующая буква в алфавите, причем класс C использовался в неаудио приложениях.Что еще более важно, как возможна эффективность более 90%? В то время как все упомянутые выше классы усилителей имеют одно или несколько постоянно активных устройств вывода, даже когда усилитель фактически находится в режиме ожидания, усилители класса D быстро переключают устройства вывода между выключенным и включенным состоянием; Например, конструкции класса T, которые представляют собой реализацию класса D, разработанного Tripath, в отличие от формального класса, используют частоты переключения порядка 50 МГц. Устройства вывода обычно управляются широтно-импульсной модуляцией: прямоугольные волны различной ширины генерируются модулятором, который представляет аналоговый сигнал, который необходимо воспроизвести.При таком жестком управлении выходными устройствами теоретически возможен 100% КПД (хотя, очевидно, недостижимый в реальном мире).

Пример полной мостовой схемы класса D (слева; получено с сайта sound.westhost.com) и усилителя IQ M300 класса D, чудо мощностью 300 Вт (справа).

Углубляясь в мир класса D, вы также найдете упоминания об усилителях с аналоговым и цифровым управлением. Усилители класса D с аналоговым управлением имеют аналоговый входной сигнал и аналоговую систему управления, обычно с некоторой степенью коррекции ошибок обратной связи.С другой стороны, усилители класса D с цифровым управлением используют сгенерированное цифровым образом управление, которое переключает силовой каскад без контроля ошибок (можно показать, что те, у которых есть контроль ошибок, топологически эквивалентны аналоговому управлению класса D с ЦАП впереди. ). В целом, стоит отметить, что класс D с аналоговым управлением имеет тенденцию иметь преимущество в производительности по сравнению с цифровым аналогом, поскольку они, как правило, предлагают более низкий выходной импеданс и улучшенный профиль искажений.

Далее, есть (не очень) мелочь, связанная с выходным фильтром: обычно это L-C цепь (катушка индуктивности и конденсатор), помещенная между усилителем и динамиками, чтобы уменьшить шум, связанный с работой класса D.Фильтр имеет большое значение: некачественный дизайн может поставить под угрозу эффективность, надежность и качество звука. Кроме того, обратная связь после выходного фильтра имеет свои преимущества. Хотя в конструкциях, которые не используют обратную связь на этом этапе, отклик может быть настроен на конкретный импеданс, но когда такие усилители представлены со сложной нагрузкой (т.е. реальный громкоговоритель, а не резистор), частотная характеристика может значительно варьироваться в зависимости от нагрузку на громкоговоритель он видит. Обратная связь стабилизирует эту проблему, обеспечивая плавную реакцию на сложные нагрузки.

В конечном счете, сложность класса D имеет свои плюсы: эффективность и, как хорошее следствие, меньший вес. Поскольку относительно мало энергии расходуется в виде тепла, требуется гораздо меньший отвод тепла. Более того, многие усилители класса D используются в сочетании с импульсными источниками питания (SMPS). Как и выходной каскад, сам источник питания можно быстро включать и выключать для регулирования напряжения, что приводит к дальнейшему повышению эффективности и возможности снижения веса по сравнению с традиционными аналоговыми / линейными источниками питания.Взятые вместе, даже мощные усилители класса D могут весить всего несколько фунтов. Недостатком источников питания SMPS по сравнению с традиционными линейными источниками является то, что первые обычно не имеют большого динамического запаса. Наше ограниченное тестирование усилителей класса D с линейными источниками питания по сравнению с источниками SMPS показало, что это правда, где два сопоставимых по номиналу усилителя мощности оба выдавали номинальную мощность, а один с линейным источником питания мог обеспечивать более высокие динамические уровни мощности. Тем не менее, конструкции SMPS сейчас становятся все более обычным явлением, и вы можете ожидать увидеть более мощные усилители класса D следующего поколения, использующие их.

Насколько эффективен типичный усилитель класса D по сравнению с обычным дизайном класса A / B?

Одним словом: чрезвычайно. В то время как эффективность усилителя класса A / B повышается по мере приближения к максимальной выходной мощности, конструкции класса D поддерживают высокий рейтинг эффективности в большей части своего рабочего диапазона; в результате эффективность в реальном мире еще больше склоняется в их пользу. Изображение любезно предоставлено sound.westhost.com.

Один усилитель, чтобы править всеми?

При правильной реализации любой из вышеперечисленных компонентов, не относящихся к классу B, может стать основой высококачественного усилителя.Вам недостаточно? Затем давайте посмотрим на относительные сильные и слабые стороны каждого дизайна:

Класс усилителя	Типичный КПД	Плюсы	Минусы
А	~ 15-35%	Нет возможности кроссоверного искажения.	Неэффективность = нагрев Конструкции с несимметричным концом, склонные к гудению и более высоким уровням искажений.
Б	~ 70%	Относительно высокий КПД.	Возможность значительного кроссоверного искажения и снижения качества воспроизведения
А / Б	~ 50-70%	Более эффективен, чем класс A. Относительно недорого. Искажение кроссовера может быть спорным.	КПД хороший, но не большой.
G&H	~ 50-70%	Повышенная эффективность по сравнению с классом A / B.	Дороже, чем класс A / B, но более высокие уровни мощности достигаются при меньшем форм-факторе.
D	> 90%	Максимально возможная эффективность Легкий вес.	Широтно-импульсные модуляторы, работающие на относительно низких частотах, могут поставить под угрозу воспроизведение высокочастотного звука. В некоторых конструкциях качество звука различается в зависимости от нагрузки на динамик.

Помимо потенциальных проблем с производительностью (которые в первую очередь являются следствием проектных решений, а не присущи классу), выбор класса усилителя в значительной степени является вопросом стоимости или эффективности.На сегодняшнем рынке доминирует класс A / B, и не зря: они работают очень хорошо, относительно дешевы, а их эффективность вполне достаточна для приложений с низким энергопотреблением (> 200 Вт). Конечно, поскольку производители усилителей пытаются раздвинуть границы подачи мощности с помощью таких усилителей, как 1000-ваттный моноблок Emotiva XPR-1, они обращаются к конструкциям класса G / H и класса D, чтобы их усилители не использовались в качестве обогревателей. Между тем, на другом конце рынка находятся поклонники класса A, которые могут простить неэффективность в надежде на более чистый звук.

Сводка

В конце концов, классы усилителей не обязательно так важны, как некоторые могут приписать. Да, есть важные различия, особенно когда дело касается стоимости, эффективности усилителя и, следовательно, веса. Конечно, усилитель класса A мощностью 500 Вт — плохая идея, если только идея использования вашего усилителя в качестве духовки не нравится вам. С другой стороны, различия между классами сами по себе не определяют качество звука. В конце концов, все сводится к проектированию и внедрению; в Audioholics нам посчастливилось услышать (и измерить) отличные примеры усилителей всех классов.Есть любимый? Обязательно озвучивайте свое мнение на наших форумах.

Verdinut сообщений Сентябрь 19, 2018 21:20

Одним из примеров успешных усилителей классов A / B и A / B / H, использующих SMPS, является серия усилителей DCA, которые QSC Audio производит с 1998 года. Они доказали, что хорошо спроектированный усилитель может использовать импульсный источник питания и работать с ним. работа также, если не лучше, чем обычное линейное питание:

https://www.qsc.com/cinema/products/power-amplifiers/dca-series/

Я использую три DCA 1222 и один DCA 1824 в моем Система HT.

Matthew J Poes сообщений сентябрь 19, 2018 20:28

Не скажу, что у меня есть фаворит, я тоже слышал отличные примеры всех типов. Однако как рецензент и настройщик, постоянно перемещающий усилители, я могу с уверенностью сказать, что мне нравятся усилители класса D с источниками питания SMPS. Просто ими легче управлять.

Я довольно часто делал самодельные усилители, собирая их либо из предварительно подготовленных модулей, комплектов, либо даже из моих собственных разработок. Я построил множество линейных источников питания, включая умножители емкости и источники CLC с катушками индуктивности размером с тороидальный трансформатор 1 кВА.Я измерил их поведение с помощью компьютерного моделирования.

Есть качество SMPS, которое, я думаю, заслуживает упоминания и обсуждения. Им нужно немного любви.

Питание SMPS регулируется по своей природе. Это означает, что напряжение не падает с нагрузкой. Вместо этого он регулирует напряжение, пока оно не достигнет своего предела. Это хорошо для поддержания выходной мощности при различных условиях нагрузки и в высокодинамичных условиях. Это также гарантирует, что искажения усилителя и шум не вырастут внезапно на пределе.Линейные источники питания без регулирования не могут этого сделать и, следовательно, должны быть либо очень большими с огромной емкостью, либо использовать сложный метод CLC, как это сделал я, который действительно дорог и очень тяжел.

Ограничение SMPS состоит в том, что вы не можете рассматривать их максимальный номинальный ток выдачи или номинальную мощность так же, как линейные. Если рассматривать его как усилитель, то линейные софт-клипсы там, где SMPS-клипы жесткие. Когда линейный источник питания приближается к своему пределу, он просто постепенно понижает напряжение по мере увеличения тока (что на самом деле нормально для нагрузок с низким импедансом), пока не достигнет предела.Пульсация также увеличивается, поэтому рекомендуется использовать большую емкость, чтобы этого избежать. SMPS не снижает напряжение, он просто достигает своего предела, и срабатывает ограничитель тока. Это приводит к меньшему запасу мощности. Я построил усилитель мощностью 300 Вт на канал (класс A / B) и включил источник SMPS мощностью 1200 Вт, предназначенный для использования звука. Он не мог даже достичь 300 Вт (среднеквадратичное значение) до срабатывания ограничителя. Тем не менее, тороидального трансформатора 1,2 кВА и емкости 40 000 мкФ было бы достаточно при линейном питании, чтобы превысить этот рейтинг. Вместо этого усилителю требовалось вдвое больше источника питания, чтобы достичь ожидаемой мощности.Другими словами, SMPS не обязательно должен делать усилитель менее динамичным, производителям просто нужно начать использовать гораздо более мощные усилители. Вроде вдвое больше.

Еще одним приятным атрибутом SMPS является то, что их пульсации напряжения находятся на одном уровне с лучшими возможными линейными источниками питания с расширенной фильтрацией. Никакой базовый линейный источник питания RC не может даже сравниться. Хотя многие могут указывать на шум переключения в SMPS, на самом деле в современных, хорошо спроектированных SMPS звукового уровня нет значимого шума переключения на выходе.У них действительно высокое радиочастотное излучение, но оно легко отфильтровывается. В конце концов, я думаю, нам всем нужны SMPS во всех усилителях.

ski2xblack сообщений Декабрь 28, 2017 14:04

JRoss, пост: 1226221, участник: 84460
Привет, Стив, это, наверное, странный вопрос для вас, ребята, потому что это 12 вольт. Усилитель класса A, AB и т. Д. Вы когда-нибудь слышали о классе A / G? Может оно существует? В моей коллекции есть предположения середины и конца 80-х с нанесенной по трафарету схемой A / G.Не могу найти на нем ничего. Так вопрос, может ли это быть? Дай мне знать. Thx

Это может быть истолковано как любимая топология TLS, Quad current dumpers. Усилитель класса A довольно умно сочетался с классом B. Не уверен, был ли он когда-либо реализован в мобильном аудио. Или это могло быть так, как сказал Стив.

Anywho, у меня есть усилители класса a / b и g (h?), А также пара ламп SE, которые не особенно хорошо усиливаются, но они точно обеспечивают шоколадные средние частоты.

Verdinut сообщений Декабрь 28, 2017 12:20

Самые мощные усилители QSC Audio работают в классе AB при более низких уровнях выходного сигнала, а затем переключаются на шину с более высоким напряжением для работы в классе H.

Steve81 сообщений от 28 декабря, 2017 11:31

JRoss, пост: 1226221, участник: 84460
Итак, вопрос, может ли это быть? Дай мне знать. Thx

Может. Лучше всего предположить, что это, вероятно, усилитель A / B, который работает в классе A до определенного уровня, а затем использует дополнительную эффективность переключения шины A / B + (G) для более высоких уровней выходного сигнала.

Усилители

• Раздел 1.0 Основы усилителя.
• • Типовые функции усилителей в электронных системах.
• • Графические изображения усилителей.
• • Применение усилителя и типы сигнала.
• Раздел 1.1 Параметры усилителя.
• Типовые параметры усилителя.
• • Коэффициент усиления, частотная характеристика, полоса пропускания, входное и выходное сопротивление, фазовый сдвиг, обратная связь.
• Раздел 1.2 Смещение класса А.
• • Биполярный транзистор с общим эмиттером и общий источник смещения полевого транзистора.
• • Излучатель, постоянный ток и стабилизация температуры.
• • Предвзятость класса А.
• • Общие входные и выходные характеристики эмиттера.
• Раздел 1.3 Усиление и децибелы.
• • Усиление.
• • Логарифмические весы.
• • Определение напряжения и мощности в дБ.
• • Общие значения в дБ.
• Раздел 1.4 Пропускная способность.
• • Типичные кривые отклика.
• • Факторы, влияющие на пропускную способность.
• Раздел 1.5 Тест по основам усилителя.
• • Проверьте свои знания об усилителях

Введение в усилители

Усилитель используется для увеличения амплитуды формы сигнала без изменения других параметров формы волны, таких как частота или форма волны.Они являются одними из наиболее часто используемых схем в электронике и выполняют множество функций во многих электронных системах.

Рис. 1.0.1 Общий символ усилителя, используемый в схемах системы

Общий символ усилителя показан на Рис. 1.0.1. Этот символ не дает подробных сведений о типе описываемого усилителя, но можно предположить направление потока сигнала (как поток слева направо на диаграмме). Усилители разных типов также часто описываются в системных или структурных схемах по именам.

Усилители в составе больших электронных систем

Например, посмотрите на блок-схему аналогового ТВ-приемника на Рис. 1.0.2 и посмотрите, сколько отдельных каскадов (затененных зеленым), составляющих телевизор, являются усилителями. Также обратите внимание, что названия указывают на тип используемого усилителя. В некоторых случаях показанные блоки являются настоящими усилителями, а в других усилитель имеет дополнительные компоненты для модификации базовой конструкции усилителя для специальных целей. Этот метод использования относительно простых отдельных электронных схем в качестве «строительных блоков» для создания больших сложных схем является общим для всех электронных систем; даже компьютеры и микропроцессоры состоят из миллионов логических вентилей, которые представляют собой просто специализированные типы усилителей.Поэтому распознавание и понимание основных схем, таких как усилители, является важным шагом в изучении электроники.

Рис. 1.0.2 Структурная схема аналогового цветного ТВ-приемника

Один из способов описания усилителя — это тип сигнала, который он предназначен для усиления. Обычно это относится к диапазону частот, с которым будет работать усилитель, или, в некоторых случаях, к функции, которую он выполняет в электронной системе.

А.F. Усилители

Усилители звуковой частоты используются для усиления сигналов в диапазоне человеческого слуха, примерно от 20 Гц до 20 кГц, хотя некоторые усилители звука Hi-Fi расширяют этот диапазон примерно до 100 кГц, в то время как другие усилители звука могут ограничивать верхний предел частоты до 15 кГц или меньше. .

Усилители звукового напряжения используются для усиления сигналов низкого уровня от микрофонов, магнитных лент, дисковых звукоснимателей и т. Д. Благодаря дополнительной схеме они также выполняют такие функции, как коррекция тона, выравнивание уровней сигналов и микширование с разных входов, обычно они имеют высокий коэффициент усиления по напряжению и средний коэффициент усиления. к высокому выходному сопротивлению.

Усилители мощности звука используются для приема усиленного входного сигнала от ряда усилителей напряжения, а затем обеспечивают достаточную мощность для управления громкоговорителями.

И.Ф. Усилители

Усилители промежуточной частоты — это настроенные усилители, используемые в радио, телевидении и радарах. Их цель — обеспечить усиление большей части напряжения радио-, теле- или радиолокационного сигнала до того, как аудио- или видеоинформация, переносимая сигналом, будет отделена (демодулирована) от радиосигнала.Они работают на частоте ниже, чем принимаемый радиосигнал, но выше, чем аудио- или видеосигналы, в конечном итоге производимые системой. Частота, с которой И.Ф. усилители работают, и полоса пропускания усилителя зависит от типа оборудования. Например, в радиоприемниках AM I.F. усилители работают на частоте около 470 кГц, а их полоса пропускания обычно составляет 10 кГц (от 465 кГц до 475 кГц), в то время как ТВ обычно использует полосу пропускания 6 МГц для I.F. сигнал на частоте от 30 до 40 МГц, а в радаре может использоваться ширина полосы 10 МГц.

Рис. 1.0.3 FM-радио с усилителями AF, IF и RF.

Р.Ф. Усилители

Радиочастотные усилители — это настроенные усилители, в которых рабочая частота регулируется настроенной схемой. Эта схема может регулироваться или не регулироваться в зависимости от назначения усилителя. Пропускная способность также зависит от использования и может быть относительно широкой или узкой. Входное сопротивление, как и усиление, обычно низкое. (Некоторые РЧ-усилители имеют небольшое усиление или вообще не имеют его, но в первую очередь являются буфером между приемной антенной и более поздними схемами, чтобы предотвратить любые нежелательные сигналы высокого уровня от схем приемника, достигающие антенны, где они могут быть повторно переданы как помехи).Особенностью ВЧ-усилителей, где они используются на самых ранних этапах приемника, является низкий уровень шума. Важно, чтобы фоновый шум, обычно производимый любым электронным устройством, был минимальным, поскольку усилитель будет обрабатывать сигналы с очень низкой амплитудой от антенны (мкВ или меньше). По этой причине в этих каскадах часто используются малошумящие полевые транзисторы.

Ультразвуковые усилители

Ультразвуковые усилители — это тип аудиоусилителя, работающего на частотах от примерно 20 кГц до примерно 100 кГц; они обычно предназначены для определенных целей, таких как ультразвуковая очистка, определение усталости металла, ультразвуковое сканирование, системы дистанционного управления и т. д.Каждый тип будет работать в довольно узкой полосе частот ультразвукового диапазона.

Широкополосные усилители

Широкополосные усилители должны иметь постоянный коэффициент усиления от постоянного тока до нескольких десятков МГц. Они используются в измерительном оборудовании, таком как осциллографы и т. Д., Где необходимо точно измерять сигналы в широком диапазоне частот. Из-за их чрезвычайно широкой полосы пропускания усиление невелико.

Усилители постоянного тока

Усилители постоянного тока

используются для усиления напряжения постоянного тока (0 Гц) или сигналов очень низкой частоты, где важен уровень сигнала постоянного тока.Они распространены во многих электрических системах управления и измерительных приборах.

Видеоусилители

Видеоусилители — это особый тип широкополосных усилителей, которые также сохраняют уровень постоянного тока сигнала и используются специально для сигналов, которые должны подаваться на ЭЛТ или другое видеооборудование. Видеосигнал несет всю информацию об изображении в телевизионных, видео и радиолокационных системах. Полоса пропускания видеоусилителей зависит от использования. В телевизионных приемниках он простирается от 0 Гц (постоянный ток) до 6 МГц и еще шире в радарах.

Буферные усилители

Буферные усилители — это часто встречающийся специализированный тип усилителей, который можно найти в любой из вышеперечисленных категорий, они размещаются между двумя другими цепями, чтобы предотвратить влияние одной цепи на работу другой. (Они ИЗОЛИРУЮТ цепи друг от друга). Часто буферные усилители имеют коэффициент усиления, равный единице, то есть они фактически не усиливают, так что их выходная амплитуда равна их входу, но буферные усилители имеют очень высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс и поэтому могут использоваться в качестве импеданса. согласующее устройство.Это гарантирует, что сигналы не ослабляются между цепями, как это происходит, когда цепь с высоким выходным сопротивлением подает сигнал непосредственно в другую цепь с низким входным сопротивлением.

Операционные усилители

Операционные усилители (ОУ) были разработаны на основе схем, разработанных для ранних аналоговых компьютеров, где они использовались для математических операций, таких как сложение и вычитание. Сегодня они широко используются в форме интегральных схем, где они доступны в корпусах с одним или несколькими усилителями и часто включаются в сложные интегральные схемы для конкретных приложений.

Конструкция основана на дифференциальном усилителе, который имеет два входа вместо одного и выдает выходной сигнал, пропорциональный разнице между двумя входами. Без отрицательной обратной связи операционные усилители имеют чрезвычайно высокий коэффициент усиления, обычно исчисляемый сотнями тысяч. Применение отрицательной обратной связи увеличивает полосу пропускания операционного усилителя, поэтому они могут работать как широкополосные усилители с полосой пропускания в диапазоне МГц, но снижает их коэффициент усиления. Простая резисторная сеть может применять такую ​​обратную связь извне, а другие внешние сети могут изменять функцию операционных усилителей.

Выходные характеристики усилителей

Усилители используются для увеличения амплитуды напряжения или тока или для увеличения мощности, доступной обычно от сигнала переменного тока. Какой бы ни была задача, есть три категории усилителей, которые зависят от свойств их выхода;

1. Усилители напряжения.

2. Усилители тока.

3. Усилители мощности.

LM324N Четырехъядерный операционный усилитель малой мощности.

Щелкните изображение, чтобы увидеть таблицу ST.

Назначение усилителя напряжения — сделать амплитуду сигнала выходного напряжения больше, чем амплитуду сигнала входного напряжения (хотя амплитуда выходного тока может быть больше или меньше амплитуды входного тока, это изменение менее важно. по назначению усилителя).

Назначение усилителя тока состоит в том, чтобы сделать амплитуду формы волны выходного тока больше, чем амплитуду формы волны входного тока (хотя амплитуда выходного напряжения может быть больше или меньше, чем у входного напряжения, это изменение менее важно.