Классы автомобильных усилителей от A до D

Все усилители мощности выполняют практически ту же функцию и работают по тем же основным принципам, но это не означает, что все классы автомобильного усилителя созданы равными. Некоторые усилители лучше подходят для конкретных целей, чем другие, и самый простой способ определить, какой тип вам нужен, — это посмотреть на класс. Каждый класс упоминается буквой алфавита и четко очерчен, хотя есть также комбинации и гибриды, которые включают характеристики более чем одного класса.

Руководитель класса

На самом базовом уровне есть только два типа усилителей мощности: аналоговые усилители и коммутационные усилители. Эти основные типы далее разбиваются на более чем дюжину буквенных классов. Некоторые из этих классов, такие как T и Z, являются собственными, товарными марками, а другие, такие как A и B, выпускаются различными производителями.

Из всех различных классов усилителей есть только четыре, которые обычно используются в автомобильных аудиосистемах, и один из них представляет собой комбинационный тип. Эти четыре класса усилителей — A, B, AB и D.

Сравнительная таблица классов усилителей

Автомобильные усилители

	Pros	Cons
Класс А	Чистый выход Высокая точность Низкое искажение	Большой размер Создайте много тепла
Класс B	эффективное Меньший размер Создать меньше тепла	Более низкая точность воспроизведения аудиоданных Потенциальное искажение сигнала
Класс A / B	Более эффективен, чем класс A Меньше искажений, чем класс B	Менее эффективен, чем класс B Больше искажений, чем класс A
Класс D	Чрезвычайно эффективный	Искажение на высоких частотах

Автомобильные усилители класса A

По определению усилители класса А являются «всегда включенными». Эти усилители сгруппированы вместе из-за того, что они используют внутренние схемы, которые предназначены для постоянного прохождения тока через выходные транзисторы. Этот базовый дизайн имеет как преимущества, так и недостатки, которые делают усилители класса А хорошо подходящими для некоторых приложений и плохо подходят для других.

Самая большая проблема, когда речь идет о усилителях класса А в автомобильных стереоприложениях, — это размер.

Автомобильные усилители класса B

В отличие от усилителей класса А, переключатели мощности класса B переключаются. Это означает, что они используют внутреннюю схему, которая позволяет им эффективно «отключаться» от выходных транзисторов, когда нет звукового сигнала для усиления. Это приводит к значительному повышению эффективности, что делает усилители класса B хорошо подходящими для автомобильных аудиоприложений, но также имеет пониженную точность воспроизведения звука.

Автомобильные усилители класса AB

Эти усилители фактически являются гибридом традиционных классов усилителей A и B. Хотя транзисторы всегда имеют ток, протекающий через них, они используют схему, которая способна уменьшить количество тока, когда нет сигнала. Это приводит к гораздо более высокой степени эффективности, чем чистые чипы класса А без такого же искажения, как усилитель класса B. Благодаря этим преимуществам усилители мощности класса AB являются наиболее часто используемыми полнодиапазонными усилителями в автомобильных аудиосистемах.

Автомобильные усилители класса D

Усилители класса A, B и AB — все это примеры классов аналогового усилителя, что делает класс D единственным, «переключаемым» классом AMP, обычно используемым в автомобильных аудиосистемах. В отличие от классов A, B и AB, усилители класса D работают путем быстрого включения и выключения тока на свои транзисторы.

Это эффективно создает коммутируемый или импульсный выходной сигнал, который отображается на аналоговый входной сигнал.

Хотя автомобильные усилители класса D чрезвычайно эффективны, метод переключения / пульсации приводит к определенному искажению на более высоких частотах. Это часто удаляется фильтром нижних частот, так как более низкие частоты не страдают от одного и того же искажения. Множество монофонических сабвуферных усилителей класса D, но преимущества по размеру и мощности делают их одними из наиболее популярных классов усилителей для полнодиапазонных громкоговорителей.

Помимо A, B и D

Большинство автомобильных аудиоусилителей — это A / B или D, но также доступны варианты этих двух основных типов.

Эти другие классы усилителей обычно выбирают характеристики от основных типов усилителей, пытаясь повысить производительность, не жертвуя слишком много взамен.

Например, таким же образом, что усилители AB объединяют конструкции A и B, усилители класса BD предназначены для меньшего искажения на высоких частотах, чем усилители класса D, с большей эффективностью, которую вы ожидаете от класса B.

Какой класс усилителя следует выбрать?

С введением bD, GH и других типов усилителей выбор правильного класса может казаться намного более сложным, чем когда-либо раньше. Если вы просто хотите хороший звук, не заходя слишком глубоко, основное эмпирическое правило состоит в том, что усилители A / B лучше всего подходят для полного диапазона и большинства громкоговорителей, в то время как усилители класса D лучше работают на сабвуферах. Вы можете сделать это намного сложнее, чем это, если хотите, но придерживаться этого базового плана поставит вас на правильный путь.

Выбираем автомобильный усилитель – основные критерии и характеристики

Достаточно часто автолюбители сталкиваются с проблемой выбора усилителя мощности в машину. При этом мало кто знает, на что именно обращать внимание при покупке. В данной статье мы рассмотрим основные критерии и характеристики для подбора, поскольку от правильного выбора автоэлектроники зависит качество звучания и класс всей стереосистемы в комплексе. Именно поэтому прежде чем остановиться на выборе усилителя той или иной модели, лучше, как говорят, «семь раз отмерить».

По сути, автомобильный усилитель мощности является одним из главных элементов стереосистемы и используется с целью усиления поступающего от магнитолы сигнала звука к желаемому уровню.

Какие бывают классы и ряды критериев в автомобильных усилителях?

Автомобильные усилители существенно отличаются друг от друга по цене, что определяется в зависимости от количества каналов усилителя, его класса и ряда других критериев (мощность, соотношение сигнал/шум и т.д.).

Рассмотрим более конкретно каждую из категорий.

По количеству каналов усилители разделяются на подвиды от одного до шести каналов.

1. Одноканальный усилитель является моноблоком, наиболее простым видом. Он используется при наличии подключенного сабвуфера и бывает всего двух классов (AB и D). Моноблок класса D может работать как с обмоткой 1 Ом, так и с сабвуферами 2 и 4 Ом, в связи с чем, его использование более предпочтительно, и распространено, чем моноблока класса AB. Использование усилителя с низкой нагрузкой в 1 Ом позволяет получать высокую мощность сигнала при минимальной нагрузке на аккумулятор.
2. Двухканальный усилитель более сложен в конструктиве и рассчитан на подключение двух динамиков или одного пассивного саба. Он способен поддерживать низкую нагрузку (1-2 Ома) и работает только с использованием мостового соединения. Данный вид усилителя поддерживает и дополнительные функции, среди которых наиболее распространенной является возможность плавного усиления уровня низких частот.
3. Достаточно редко на практике встречаются трехканальные усилители. Это объясняется тем, что по своей сути они идентичны с 2-х канальными. Единственное их отличие – возможность работы в режиме tri-mode (одновременное подключение двух стерео и одной моно систем).
4. Четырёхканальный усилитель – наиболее популярный вариант на практике. По конструктивным особенностям представляют собой два встроенных в один корпус двухканальных усилителя, в связи с чем, его возможности идентичны усилителю с двумя каналами. Их главное предназначение – усиление мощности тыловой или фронтальной акустической сцены. Усилитель с 4 каналами рассчитан на небольшую мощность (от 50 до 100 Вт на один канал). Дает возможность подключить 4 динамика или 2 саба (используя 2 канала на один саб и мостовое подключение).
5. Пятиканальные усилители используются для одновременного подключения одного сабвуфера (с помощью моноканала) и 4 динамиков.
6. Шестиканальный усилитель имеет наиболее высокую стоимость, за счет широкого выбора возможных вариантов подключения различных элементов акустики:
   • шесть динамиков;
   • сабвуфер (мостовое соединение) и четыре динамика;
   • три сабвуфера (мостовое соединение) и т.д.

Среди классов усилителей выделяют: А, В, АВ и D классы.

Главный критерий разделения: КПД и искажение звукового сигнала.

1. Класс «А» усилителей — позволяет получить наивысшее качество звучания при минимальном уровне искажения. Используется в дорогих акустических системах элитного класса. Главный недостаток данного класса усилителей — низкий КПД (20-25%), потеря мощности сигнала. На практике встречается довольно редко, что объясняется дороговизной и не идеальными техническими характеристиками.
2. Усилители класса «В» имеют более эффективную мощность, по сравнению с классом «А», но проигрывают в уровне искажений. В связи с плохой «чистотой» воспроизводимого сигнала, данный класс усилителей также не часто используется в автоакустике при построении стереосистемы.
3. «АВ» класс усилителей — наиболее распространен и востребован среди автолюбителей. Он характеризуется средним качеством звучания, достаточной мощностью сигнала, чистым звуком (низкий уровень искажений), а его КПД составляет 45-50%. Для данного класса характерна средняя стоимость и большие размеры усилителя. Идеально подходит для сабвуферов с мощностью от 500 до 600 Вт.
4. Усилители класса «D» используются для обработки цифровых сигналов. Имеют компактные размеры и высокую мощность, но низкое качество звучания в сочетании с невысоким уровнем искажений.
   КПД в классе «D» — наивысший, и составляет 90-98%. В данном типе усилителей не используется радиатор охлаждения, так как они практически не греются. Также, имеют большую стоимость, в связи с чем, не пользуются особой популярностью у автолюбителей и аудиофилов.

Итак, мы разобрались с особенностями усилителей в зависимости от количества используемых каналов и класса.

Рассмотрим другие критерии выбора

Поэтому для получения качественного звука при высоком уровне громкости желательно остановиться на выборе усилителя с запасом мощности до 30% при согласовании с динамиком (читайте тут) или сабвуфером (и тут).

1. Одним из наиболее важных критериев является – мощность усилителя. Выделяют два вида мощности:
   • максимальная (РМРО)или пиковая. Фактически на числовое значение максимальной мощности не стоит обращать внимание, поскольку прямого отношения к качеству звучания данный параметр не имеет, но маркетологи и производители часто акцентируют внимание именно на нем, активно вводя покупателей в заблуждение;
   • номинальная (RMS). Номинальная мощность показывает «реальную картину» характера будущего звучания и позволяет адекватно оценить характеристики усилителя. Проблема в том, что производители прибегают к маленькой хитрости, указывая значение мощности, при напряжении питания на уровне от 13.8 до 14.4 В. На практике напряжение в бортовой сети автомобиля, составляет не более 12-13 В, что до 20% ниже указанной.
2. Следующий критерий выбора, на который следует обратить внимание, — соотношение сигнал/шум (S/N ratio). Данный параметр характеризует насколько уровень воспроизводимого сигнала больше фонового шума, который издает усилитель. Чем выше числовое значение данной характеристики, тем лучше. Для класса «D» оптимальное значение S/N ratio составляет 60-80 Дб. Для класса «АВ» значение должно равняться от 90 до 100 Дб, в идеале — приближаться к 110 Дб.
3. Коэффициент гармонических искажений (КНИ, THD) — еще один критерий выбора автомобильного усилителя. Данный параметр характеризует искажения, которые вносит усилитель в звуковой исходящий сигнал. Качество и чистота звука обратно пропорционально зависят от THD. Для класса «D» предельным значением коэффициента является 1%; для «АВ» — меньше 0.1%.
4. Демпфирующий фактор (damping factor) — коэффициент, определяющий взаимодействие усилителя мощности с колонкой. Поскольку динамик представляет собой устройство, которому присущи колебания, звук получается немного «смазанным». Действие усилителя заключается в ускорении процесса затухания данных колебаний, а демпфирующий фактор указывает, как он справляется с этой задачей. Чем выше значение фактора, тем чище звук на выходе и быстрее погашение инерции импульсов динамиков. Большинство усилителей бюджетного класса, имеют значение коэффициента — 200-300; усилители, которые относятся к средней ценовой категории — коэффициент больше 500; дорогостоящие — больше 1000. При этом у отдельных усилителей класса Hi-end коэффициент может приближаться к значению от 3000 до 4000.
5. Высокоуровневый вход (Hi Level input) — дополнительная опция автомобильного усилителя. Предназначается для подключения к автомагнитолам, которые не имеют линейного выхода. Использование этих входов имеет как достоинства, так и недостатки. Среди недостатков можно выделить добавление уровня искажений, среди преимуществ — возможность использования стандартного акустического кабеля, который значительно дешевле специального, для межблочного соединения.
6. Фильтр низких частот (ФНЧ) — компонент усилителя, который дает возможность пропускать сигнал с частотой, которая ниже частоты среза. Он обязателен для усилителя, к которому подключается саб. Обозначает верхнюю границу частот, воспроизводимых сабвуфером, и отделяет низкие частоты, воспроизводимые сабвуфером, от высоких (средних) частот динамика. Оптимальное значение частоты среза для ФНЧ составляет от 80 до 150Гц.
7. Фильтр высоких частот (ФВЧ) — компонент усилителя, который предназначен для пропуска сигналов с частотой, превышающей частоту среза. Используется при применении динамиков в фронтальном и тыловом оформлении. В стереосистеме, которая оснащена сабом частота среза ФВС составляет 80-150 Гц. В системах без наличия сабвуфера значение частоты среза равняется 50-60 Гц. Используется с целью исключения возможности проигрывания звуков низких частот динамиками, что без наличия ФВЧ может привести к искажению звука и механическому повреждению колонок.
8. Мостовой режим включения (Bridge mode) — дает возможность существенно увеличивать допустимую мощность усилителя, благодаря объединению двух каналов в один. Чаще всего используется во время подключения сабвуфера. При этом в мостовом подключении важно учитывать такой нюанс, как сопротивление нагрузки. Данный параметр при мостовом включении выше, чем в канале, поэтому важно соблюдать соотношение нагрузки усилителя и саба.

Подводя итог, хотим отметить, что внимательно изучив все основные критерии и характеристики усилителей, процесс выбора станет намного проще, и Вы сможете подобрать именно то, что Вам необходимо, не переплатив при этом.

Анатомия различных классов автомобильных усилителей

В прошлом мы рассматривали классы усилителей класса AB и класса D, две самые популярные конфигурации в индустрии мобильной электроники. С учетом сказанного, некоторые другие классы заслуживают некоторого пояснения, поскольку они могут повысить эффективность усилителя без изменения качества звука. В этой статье мы рассмотрим классы AB и D, а затем поговорим о конструкциях G и H. Мы также развеем некоторые мифы о топологии устройства и о том, как работают эти усилители.

Как работает выходной каскад усилителя?

Прежде чем говорить о конфигурациях выходных устройств, нам нужно объяснить, как работает выходной каскад усилителя. Когда ваш установщик подключает динамик к усилителю, он ожидает подачи напряжения, пропорционального входному сигналу. Блок питания усилителя определяет максимальное напряжение, которое может быть подано на динамик, а импеданс динамика определяет, какой ток будет протекать. Нашими ограничениями являются напряжение источника питания и его текущие возможности доставки.

Почти каждый усилитель использует так называемую конфигурацию устройства вывода класса B в автомобильных аудиосистемах. В этой схеме используются два переключающих устройства (транзисторы или МОП-транзисторы) для чередования положительного и отрицательного напряжения питания усилителя. Когда оба выключены, на сигнал не подается напряжение. Когда положительное устройство включено, на динамик подается положительное напряжение, и он перемещается наружу. Когда отрицательное устройство включено, динамик перемещается внутрь. Уровень нашего аудиосигнала определяет, насколько «включено» каждое устройство. Эту конфигурацию часто называют двухтактной схемой. Положительные и отрицательные переключающие устройства в схеме усилителя сообщают нам, что она сконфигурирована в топологии класса B.

Автомобильные аудиоусилители класса AB

Знакомство с тонировкой автомобильных окон…

Включите JavaScript

Знакомство с оттенками и цветами автомобильных окон отрицательные коммутационные устройства плавные и практически без искажений. Большинство усилителей переключаются с одного устройства на другое с минимальным перекрытием, чтобы усилитель мог быть максимально эффективным.

Некоторые высококачественные усилители позволяют обоим устройствам перекрывать свою работу немного больше, чем обычно, чтобы обеспечить еще более плавный переход и меньше перекрестных искажений. Эта конфигурация уменьшает искажения за счет увеличения потребляемого усилителем тока. При правильном выполнении результаты могут быть весьма поразительными. Усилители ARC Audio SE-Series и D’Amore Engineering A-Series — отличные примеры таких конструкций с высоким смещением. Усилители

ARC Audio Signature Edition имеют выходную конфигурацию класса AB с высоким смещением, обеспечивающую потрясающее качество звука.

Чтобы получить более научное представление о конфигурации каскадов A, B и AB, ознакомьтесь с этой статьей BestCarAudio.com. Почти в каждом автомобильном аудио усилителе используется конфигурация выходного устройства класса B с фиксированным напряжением питания. Зеленая кривая представляет собой звуковой сигнал, красная кривая — положительное напряжение шины, а черная кривая — отрицательное напряжение шины.

Усилители класса G и класса H

Несколько компаний, которые действительно понимают, чего настоящие энтузиасты ожидают от высококачественного автомобильного аудиоусилителя, внедрили так называемые конструкции класса G и класса H. В отличие от класса B, G и H вообще не относятся к конфигурации устройства вывода. G и H — это разные методы регулировки выходной мощности источника питания для повышения эффективности усилителя. Таким образом, усилители класса G и класса H являются подмножеством усилителя класса B.

Блок питания может быть сконфигурирован в усилителе класса G для подачи еще двух выходных напряжений. Усилитель обычно работает при напряжении на шине ниже максимального, поэтому выходные устройства выделяют меньше тепла. Когда вы включаете музыку, усилитель динамически переключает выход источника питания в режим высокого напряжения, поэтому выходной сигнал не обрезается. Переключение некоторых усилителей основано на требованиях к среднему уровню мощности, а другие могут меняться в зависимости от непосредственных потребностей аудиосигнала. Выходные устройства усилителя класса G имеют стандартную топологию класса B и при правильном смещении обеспечивают такое же потрясающее качество звука.

В усилителе класса G напряжение питания увеличивается, когда усилителю требуется дополнительная мощность. Усилители

класса H очень похожи на усилители класса G, за исключением того, что напряжение питания отслеживает форму звуковой волны при высоких выходных уровнях. Таким образом, вместо режимов низкого и высокого напряжения напряжение является переменным. Эта конфигурация обеспечивает дальнейшее повышение эффективности усилителя класса G при том же качестве звука, что и B.

В усилителе класса H напряжение питания может отслеживать напряжение аудиосигнала выше определенного уровня для превосходной эффективности. В усилителе по-прежнему используется топология устройства вывода класса B.

Усилители класса D обеспечивают эффективность

Усилитель класса D по-прежнему использует ту же конфигурацию выходного устройства класса B, с отдельными положительными и отрицательными переключающими устройствами. Отличие заключается в том, как устройства управляются. Аналоговая звуковая волна обрабатывается микросхемой контроллера в серию импульсов разной ширины. Импульсы включают или выключают положительные или отрицательные выходные устройства очень быстро. Большая сеть фильтров между устройствами вывода и динамиком сглаживает эти импульсы, воссоздавая исходную форму аналогового сигнала.

Повышение эффективности достигается за счет того, что устройства вывода работают как переключатели, а не как резисторы. При небольшом времени частичного включения или выключения выделяется очень мало тепла.

Современные микросхемы драйверов класса D работают на впечатляюще высоких частотах. Некоторые из них работают на частоте до 600 кГц, поэтому обеспечение хорошего качества звука на высоких частотах является меньшей проблемой, чем для усилителей, разработанных несколько десятилетий назад. Эти же ИС включают в себя функции работы при низком напряжении, чтобы помочь усилителям работать в автомобилях с электрическими системами «стоп-старт». t отключается в автомобилях с системой зажигания «старт-стоп».

Все дело в эффективности усилителя

В наши дни установщикам нужны самые маленькие и самые эффективные усилители, которые они могут найти. Эти критерии делают установки более управляемыми. Для тех, кто искренне увлечен своим прослушиванием, более крупные усилители с выходными каскадами класса AB по-прежнему обеспечивают наилучшие характеристики. Если вы покупаете усилитель для своей автомобильной аудиосистемы, загляните к местному специализированному продавцу мобильных устройств и узнайте, какие классы усилителей они предлагают. В зависимости от вашего автомобиля, потребности в мощности и ожидаемой производительности они помогут вам выбрать решение, которое обеспечит великолепное звучание музыки, которую вы слушаете!

Классы усилителей

---

Усилители — класс эксплуатации

В большинстве мобильных усилителей для управления динамиками используются комплементарные пары транзисторов. В этой конфигурации есть транзистор (или группа транзисторов), который проводит ток от положительного напряжения источника питания для положительной половины звуковой волны, и другой транзистор (или группа транзисторов), который проводит ток от отрицательного напряжения источника питания для отрицательная половина сигнала. Есть некоторые усилители, которые используют один и тот же транзистор (транзисторы) для управления как положительной, так и отрицательной половинами сигнала.

ПРИМЕЧАНИЕ. Усилители
классов A, B и AB работают на своих выходных транзисторах в «линейном» режиме. Усилители класса «D» управляют своими выходами в режиме «переключателя».

---

Режимы работы усилителя

Линейный режим:
Представьте, что вы являетесь выходным устройством (устройствами) усилителя и должны выдерживать 10-фунтовый железный вес (нагрузка на динамик). Самый сложный метод (линейный режим) — держать вес прямо перед собой. Это очень грубо имитирует архитектуру линейного режима. Ваши мышцы начнут болеть через короткий промежуток времени. Думайте об этой боли как о рассеиваемой мощности на выходных транзисторах.

Режим переключения:
В этом примере вы можете поддерживать вес в одном из двух положений. В первом положении вы можете держать утюг прямо над головой, зафиксировав локти, так что вы не прилагаете особых усилий для поддержания веса. Во втором положении вы позволили бы весу свисать сбоку. Это также потребует очень мало усилий от ваших мышц. Если вы держите его прямо над головой половину времени, а другую половину времени рядом с собой, его положение будет «в среднем» таким же, как если бы вы держали его прямо перед собой, как в предыдущем примере. (линейный режим) пример. Это примерно имитирует режим переключения, который мы обсудим позже на этой странице. Вы можете видеть, что с этим методом (режим переключения) также будет небольшая боль (рассеивание мощности), связанная с поддержанием веса.

---

Классы усилителей

КЛАСС ‘A’:
Многие усилители класса A используют одни и те же транзисторы для воспроизведения верхней и нижней половин звуковой волны. В этой конфигурации через выходной транзистор (транзисторы) всегда протекает ток, даже если он не имеет звукового сигнала (выходные транзисторы никогда не «выключаются»). Ток, протекающий через него, является постоянным. Усилитель чистого класса «А» очень неэффективен и обычно сильно нагревается, даже когда нет аудиовыхода. Ток, протекающий через выходной транзистор(ы) (при отсутствии аудиосигнала), может быть таким же, как ток, который будет проходить через нагрузку динамика при ПОЛНОЙ выходной мощности аудио. Многие люди считают, что усилители класса «А» звучат лучше, чем другие конфигурации (и это могло быть правдой в какой-то момент времени), но хорошо спроектированный усилитель не будет иметь никакого «звука», и даже самый критичный «ухо» будет трудно отличить один дизайн от другого.

Примечание:
В некоторых усилителях класса A для выходного каскада используются дополнительные транзисторы (отдельные транзисторы для положительной и отрицательной половин сигнала).

КЛАСС «В»:
В усилителе класса «В» используются два транзистора (или две группы транзисторов). Один транзистор (или группа транзисторов) используется для воспроизведения верхней половины сигнала. Второй транзистор (или группа транзисторов) используется для воспроизведения нижней половины сигнала. В усилителе класса «В» через выходные транзисторы, как правило, не протекает ток холостого хода/смещения при отсутствии звука. В большинстве случаев, если усилитель не имеет потенциометров смещения и это не усилитель класса D, это усилитель класса «В».

КЛАСС «АВ»:
В усилителях класса «АВ» используются две группы транзисторов, как и в усилителях класса «В». Во многих отношениях усилители классов «AB» и «B» очень похожи. Как мы уже говорили ранее, усилитель класса «А» очень неэффективен. Это не хорошо для автомобильного усилителя звука. Некоторые люди считают, что усилитель класса «В» никогда не сможет воспроизвести чистый звук, потому что его выходные транзисторы не включены. Усилитель класса «АВ» обычно считается лучшим компромиссом. Усилитель класса «АВ» — это усилитель класса «В», который имеет небольшая величина тока смещения, протекающего через выходные транзисторы все время. Это устраняет практически все кроссоверные искажения, которые возможны с усилителями класса «В». Ток смещения течет, потому что выходные транзисторы всегда проводят ток (даже без звукового сигнала). Он отличается от усилителя чистого класса «А» величиной протекающего тока. Усилитель чистого класса «А», как правило, имеет огромное количество тока, протекающего через его выходные транзисторы при ОТСУТСТВИИ звукового сигнала. Усилитель чистого класса «В» не имеет тока, протекающего через его выходы без звукового сигнала. Усилитель класса «AB» намного эффективнее, чем усилитель класса «A», но без возможных искажений класса «B». МНОГИЕ автомобильные усилители, которые претендуют на звание усилителей класса «А», на самом деле являются усилителями класса «АВ» с большим смещением. Эти усилители относятся только к классу «А» при очень низком уровне выходной мощности. При более высоких уровнях мощности один из выходных транзисторов отключается, в то время как другой выходной транзистор работает. Я не хочу, чтобы вы думали, будто я говорю вам, что усилителей класса «А» не существует. Есть Несколько высококачественных мобильных усилителей , дизайн которых соответствует классу «А».

КЛАСС ‘D’:
Мы сказали, что усилители класса ‘А’ ОЧЕНЬ неэффективны. Усилители класса «AB» также неэффективны, но более эффективны, чем усилители класса «A». Мобильные усилители класса AB обычно имеют КПД 60% при нагрузке 4 Ом при максимальной мощности (непосредственно перед ограничением). Причина того, что эти конфигурации усилителя неэффективны, заключается в том, что существует разница потенциалов (напряжений) на выходных транзисторах и тока, протекающего через выходные транзисторы. Когда у вас есть напряжение на устройстве и ток, протекающий через устройство, будет рассеиваться мощность в виде тепла. Формула закона Ома P=I*E ясно выражает это. Энергия, необходимая для производства этого тепла, является потраченной впустую мощностью. Когда на устройстве (практически) нет падения напряжения (будь то большой кусок провода или транзистор), через устройство может протекать значительный ток без (практически) рассеиваемой мощности. Это означает, что тепло практически не выделяется (высокий КПД). Верно и обратное. Если у вас есть значительное количество НАПРЯЖЕНИЯ на устройстве (транзистор, провод …), но через устройство не протекает ток, опять же, не будет потерянной мощности. Если вы снова посмотрите на формулу P=I*E, то ясно увидите, что если вы уменьшите либо I, либо E (I — ток, E — напряжение) до значения, близкого к 0, рассеиваемая мощность будет очень низкой.

Хорошо, теперь к делу. Усилитель класса «D», который также может быть известен как импульсный усилитель или цифровой усилитель, использует выходные транзисторы, которые либо полностью включены, либо полностью выключены (они работают в режиме переключения). Это означает, что когда транзисторы находятся в состоянии проводимости (включены), напряжение на транзисторе практически отсутствует, а когда на транзисторе имеется значительное напряжение (выключено), ток через транзистор не течет. Это очень похоже на работу импульсного источника питания, который очень эффективен.

Переключение выходного транзистора:
На приведенной ниже диаграмме показаны 3 формы сигнала. Точка «X» — это точка, где транзистор будет полностью «включен», он будет проводить полное напряжение питания. Это то же самое, что взять кусок провода и подключить напряжение шины к выходу динамика усилителя. Точка «Y» показывает, что транзистор полностью «закрыт», а выходное напряжение фактически равно 0 вольт. Это то же самое, что полностью отключить динамик от усилителя. «Рабочий цикл» сигнала «А» составляет приблизительно 10%. Если вы усредните напряжение по времени, эффективное выходное напряжение будет составлять примерно 10% от напряжения источника питания. Форма сигнала «B» имеет рабочий цикл 50%. Форма волны «C» имеет 90% рабочий цикл.

---

Примечание:
На этой диаграмме (ниже) показан эффективный выходной сигнал постоянного тока соответствующей формы сигнала. Пожалуйста, имейте в виду, что эффективное выходное напряжение представлено таким, каким оно было бы при наличии «нагрузки» на выходных транзисторах усилителя. Если бы не было нагрузки, выходное напряжение оставалось бы на полном напряжении источника питания, потому что ничто не тянуло бы напряжение обратно к эталону (земле).

Среднее напряжение постоянного тока:
. Следует заметить, что чем дольше выходные транзисторы включены, тем выше эффективное выходное напряжение. С чисто математической точки зрения, выход верхней формы сигнала составляет 100 % выходного напряжения источника питания в течение 10 % времени и 0 % (0 вольт) в течение 90% времени. Если предположить, что напряжение на шине усилителя составляет 40 вольт, выходное напряжение составляет 40 вольт в течение 10 % времени и 0 вольт в течение 90 % времени. Это даст вам ((10*40)+(90*0))/100 или 4 вольта среднего выходного напряжения.

---

На приведенной ниже диаграмме форма волны «A» представляет собой широтно-импульсную модуляцию аудиосигнала. Обратите внимание, что он переключается между желтой эталонной линией (земля) и напряжением на шине (белая линия).

---

Форма сигнала «B» показывает, как напряжение увеличивается по мере увеличения ширины (времени включения) импульса. Эта часть сигнала реально не присутствует ни в одной точке усилителя. Он просто включен для ясности. Вы должны заметить, как действующее напряжение увеличивается по мере увеличения ширины импульса.

---

Форма сигнала «C» представляет собой часть выходного синусоидального сигнала после прохождения через фильтр нижних частот. Имейте в виду, что импульсы представляют собой прямоугольную волну высокой частоты, она может достигать 500 000 герц. Фильтр нижних частот, пропускающий сигнал частотой 20 000 герц (самая высокая частота, необходимая для воспроизведения звукового спектра), практически не повлияет на выходной звуковой сигнал и полностью отфильтрует импульсы переключения.

---

На приведенной ниже диаграмме обратите внимание на кружок на синусоиде в нижней части рисунка. Он показывает часть синусоиды, которая воспроизводится в примере.

---

Следующая анимация показывает, как ширина импульса сравнивается с синусоидальным эквивалентом и угловым эквивалентом (обсуждается на странице подключения усилителя). Следует отметить, что горизонтальная шкала прямоугольных импульсов неточна. В действительности может быть 1000-10000 импульсов для одного полного цикла синусоиды (в зависимости от частоты коммутации усилителя и частоты синусоиды). Вы можете видеть, что ширина импульса имеет большую длительность, чтобы создать часть сигнала с более высоким напряжением, и малую длительность, когда напряжение находится в самой низкой точке.

Темно-синие переключающие транзисторы показаны в полупрозрачном усилителе. Они производят прямоугольные импульсы. Затем импульсы отправляются на фильтр нижних частот, который позволяет только демодулированному звуковому сигналу проходить к разъемам динамика усилителя.

—— Критически важный ——

Adobe считает, что Flash-контент на веб-страницах слишком опасен для обычного пользователя Интернета. Практически для всех современных браузеров поддержка Flash была прекращена 1 января 2021 года. Это означает, что эти браузеры не будут отображать какие-либо интерактивные Flash-демонстрации/калькуляторы/графику на этом (или любом другом) сайте.

Самое простое (не самое лучшее) решение на данный момент — загрузить расширение Ruffle для вашего браузера. Он отобразит файлы Flash там, где они были ранее заблокированы. В некоторых браузерах вам придется нажать на большую кнопку «воспроизведение», чтобы сделать апплеты/графику Flash видимыми.

Альтернативой Ruffle для просмотра Flash-контента является использование альтернативного браузера, такого как старая портативная версия Chrome (Chromium), старая версия Safari для Windows или один из нескольких других браузеров. Дополнительную информацию о браузерах с поддержкой Flash можно найти ЗДЕСЬ. Это не так просто, как Ruffle, но любой, даже немного знакомый с панелью управления Windows и установкой программного обеспечения, может использовать Flash так, как это было задумано.