Site Loader

Содержание

Классы усилителей. Устройство и принципы работы | Усилители для колонок | Блог

Усилители принято делить на классы в зависимости от режима работы активных элементов. будь то лампы или транзисторы. Считается, что от класса усилителя зависит качество звука, и в большинстве случаев покупатели ориентрируются больше на этот показатель чем на реальные технические характеристики. Эта заметка немного прольет света на значимость класса при выборе усилителя.

Усилители класса А

Считаются эталоном качества звука, из-за того, что режим работы выбирается на линейном участке, это позволяет достичь высокого качества звучания минимальным схемотехническим решением.

Первый каскад усилителей других классов обязательно работают именно в этом классе, так как искажения и шум первого каскада усиливаются последующими каскадами. Но именно этот режим работы выделяет на транзисторе максимальное количество тепла. Как следствие появляются громоздкие системы охлаждения и большие сложности в создании мощного усилителя, не считая того, что усилителю надо время на прогрев и большого потребления электроэнергии.

Усилители класса B

Рабочая точка последнего каскада выбирается в основании вольтамперной характеристики транзистора, что позволяет снизить нагрев устройства. Недостатком является ступенька, в области тихих сигналов, из-за чего применялся в низкокачественных портативных устройствах и был полностью вытеснен классом D. 

Усилители класса AB

Точка покоя выбирается чуть дальше от нуля, это позволяет достичь некоторого баланса между качеством звука и нагревом. Прочие классы (G или H) так или иначе развивают эту идею. Из-за относительно простой схемотехники, не особо требовательной к качеству компонентов, встречается повсеместно — от недорогих портативных устройств, до концертных усилителей и аудиофильских штучек.

Любимый трюк производителей — завысить точку смещения, чтобы для замера искажений на паспорт усилитель работал в режиме A, а замер мощности, произвести уже в режиме AB. Как результат — красивые цифры и плохой звук.

Усилители класса С, H, G

Рабочая точка в усилителях класса C, по сравнению с классом B, еще больше смещена относительно центра линейного участка ВАХ-транзистора. В звуковых устройствах из-за слишком больших искажений не используются.

В усилителях H-G классов, по сути, представляющих из себя класс AB, используется дополнительный источник напряжения, подключаемый прямо на лету к выходному каскаду. Это позволяет немного повысить КПД.

Усилители класса D

В отличии от других классов, транзистор работает в ключевом режиме — 2 устойчивых состояниях либо открыт, либо закрыт. Иногда применяют положительную обратную связь для ускорения смены состояний — немыслимый трюк для других классов, приводящий к самовозбуждению. 

Так как тепло в основном выделяется при переключении из одного состояния в другое, транзистор очень мало нагревается. Более высоким КПД обладают только режимы E и F, где переключение транзистора происходит в тот момент, когда через него не проходит ток (за счет работы в резонансе с нагрузкой). Но для звуковых усилителей такой режим не подходит из-за слишком больших искажений. Дурную славу эти усилители получили по самым первым дешевым представителям класса.

На самом деле качество усилителя класса D зависит от типа и частоты модуляции. А уже от этого зависит сложность схемотехники, необходимое качество компонентов и, соответственно, цена. Мощные транзисторы, способные работать на большой частоте в ключевом режиме, как и высококачественные аналогово-цифровые преобразователи (ADC) могут стоить весьма внушительно.

Простейшие представители класса D основаны на усилении широтно-импульсной модуляции с частотой ниже 50 кГц. По сути они являются аналоговыми устройствами. 

Такая схема достаточно проста, и делается из дешевых компонентов, но отсутствие обратной связи отрицательно сказывается на восприимчивость к помехам по питанию.

Именно такие усилители и стали причиной мифов о плохом качестве звука всего класса. Первые усилители класса А, работающие на лампах с плохим вакуумом и с железным трансформатором тоже не особо блистали характеристиками, но об этом предпочитают не вспоминать. 

Да, такой усилитель годится только для сабвуферов, но даже в этом применении его главным достоинством является низкий уровень нелинейных искажений.

В отличии от обычных усилителей класса AB, для которых высокий уровень нелинейных искажений уже на половине заявленной мощности и откровенный клипинг на максимальной — практически норма.

Для усилителей класса D низкий уровень искажений сохраняется практически во всем рабочем диапазоне громкости. Для сабвуфера эта разница не столько в качестве звука, сколько в меньшем нагреве катушки.

В моделях, произведенных с упором на качество, используется дельта-сигма-модуляция. Благодаря обратной связи схема делает поправки на ошибки квантования, что в сумме с  нойз-шейпингом или дитерингом выводит шумы в область ультразвука. Работу этих алгоритмов для звука можно наглядно продемонстрировать на изображении:

В области звуковых частот соотношение сигнал/шум после таких преобразований доходит до очень высоких значений, и они не уступают другим классам. Такой усилитель уже можно назвать цифровым (из-за цифровых алгоритмов обработки модулированного сигнала).

Маломощные усилители D-класса получили распространение в мобильной и портативной технике, Bluetooth-колонках. Зачастую представляют из себя одну микросхему, которой даже не требуются дополнительные фильтры на цепях питания — обратная связь компенсирует не только искажения в самой схеме, но и пульсации питания. А за счет с высокой частоты модуляции, индуктивности катушки динамика хватает для фильтрации паразитных высоких частот.

Даже мощным усилителям класса D не надо время на прогрев для достижения паспортных характеристик (для класса А может достигать получаса). Именно благодаря этому профессионалы так полюбили усилители класса D. Такая аппаратура не создает фонового шума, мало греется и готова работать сразу же.

Но и это не все. больше всего этот тип усилителей проявляет себя в работе с цифровым сигналом. Конверторы формата PCM в DSD, встроенные в усилитель, позволяют избегать лишних преобразований из аналога в цифру и обратно. Звук проходит через усилитель в цифровом виде до самого последнего транзистора, которые в Hi-end устройствах могут работать на частотах порядка десятков мегагерц.

Современные устройства пошли еще дальше. В цепь цифрового сигнала добавляют цифровой сигнальный процессор (DSP) для компенсации фазово-частотных искажений, вносимых как динамиком, так и помещением. Искажения замеряются микрофоном, а DSP искажения компенсирует. В итоге такая связка цифрового усилителя и цифровой обработки позволяет добиться максимального качества звука, на которое способен динамик. Именно это и делает усилители класса D любимчиками профессионалов, обращающих внимание в первую очередь на результат.

А для аудиофилов класс D производители тщательно маскируют под названиями других классов, например, Z. Или используют их в качестве источников напряжения для усилителей класса A, AB, хотя при взгляде под другим углом такая схема выглядит как активный фильтр искажений для класса D. А то и вовсе умалчивают о принципах работы усилителя. Как это делает Yamaha:

Но даже беглым взглядом можно сразу заметить характерный для класса D фильтр паразитных частот — катушки индуктивности возле мощных транзисторов редкий гость в усилителях других классов.

Заключение

Любой усилитель, независимо от класса, может быть плохим или хорошим. Конкретное схемотехническое решение влияет на звук больше, чем класс усиления.

Отличительная и неизменная черта классов усилителей — это КПД. И самый большой КПД, порядка 90%, в классе D.

Автозвук: производители объясняют, что такое «класс усилителя»

Что такое «класс усилителя»? На самом деле слово «класс» в данном случае обозначает принцип работы усилителя. 

Класс А 
Этот класс по праву считается безнадёжно устаревшим. В настоящее время его можно встретить, пожалуй, только в домашней аудиотехнике, да и то всё реже. Главное достоинство таких усилителей — минимальные искажения на малых уровнях сигнала, они прекрасно передают мельчайшие нюансы. А вот на высоких уровнях сигнала всё уже далеко не так прекрасно. К тому же КПД таких усилителей редко превышает 30%, основная часть энергии уходит в тепло, из-за чего они очень сильно греются. В автомобильной технике таких усилителей единицы, и в основном это старые модели.

Класс В 
Такие усилители имеют низкий ток покоя (почти не потребляют энергии при отсутствии сигнала). Как следствие, у них более высокий КПД. Но из-за особенностей своей работы имеют и более высокий коэффициент гармонических искажений на малой громкости. Впрочем, на высокой громкости они уже не так заметны. В классе В работают подавляющее большинство недорогих, но мощных автомобильных усилителей, несмотря на то, что на них пишут «Класс АВ».

Класс АВ
«Золотая середина» между классами А и В. Усилители АВ-класса намного эффективнее усилителей А-класса и имеют заметно меньшие искажения, чем усилители B-класса. Оригинальные схемные решения позволили получить в этих моделях очень высокое качество звука при совсем небольшой цене.

Класс D 
Многие называют такие усилители «цифровыми», хотя это неправильно. Буква D действительно пошла от слова Digital, но в данном случае оно переводится как «импульсный». В таких усилителях входной сигнал преобразуется в последовательность импульсов разной длительности: выше амплитуда — импульс длиннее, ниже амплитуда — импульс короче.

Импульсный сигнал усиливается, как и в обычных усилителях, но из-за того, что выходные каскады работают в «ключевом режиме» (включено-выключено, без промежуточных значений), потери получаются минимальными, а КПД очень высоким. Перед подачей на динамик импульсный сигнал проходит через LC-фильтр (катушка индуктивности и конденсатор) и снова приобретает исходную непрерывную (аналоговую) форму.

Существует стереотип, что усилители класса D уступают качеством звучания традиционным усилителям класса АВ. И так действительно было лет десять-пятнадцать тому назад. Но сегодня даже консервативный домашний High End вовсю строится на D-классе. Причина проста — современная элементная база позволяет поднять несущие частоты (частоты следования импульсов) до 400 и даже выше килогерц. Более того, D-класс сейчас даже лучше подходит для систем, ориентированных на аудиоформаты высокого разрешения (Hi-Res Audio).

Информация подготовлена агентством автомобильных новостей «Автолайн»

Классы усилителей мощности | ldsound.ru

Классы электронных усилителей и режимы работы активных усилительных приборов (ламп или транзисторов) традиционно обозначаются буквами латинского алфавита. Буквенные обозначения классов усиления могут дополнительно уточняться суффиксом, указывающим на режим согласования мощного каскада с источником сигнала (AB1, AB2 и т.п.) и с нагрузкой (F1, F2, F3). Устройства, совмещающие свойства двух «однобуквенных» классов, могут выделяться в особые классы, обозначаемые сочетанием двух букв (AB, BD, DE и устаревший BC).

Первая буквенная классификация, действующая по сей день (режимы А, B и С), сформировалась в 1920-е годы и была дополнена режимом, или классом, D в 1955 году. Начавшийся в 1960-е годы выпуск высокочастотных силовых транзисторов сделал возможным построение экономичных транзисторных усилителей радиочастот классов E и F. Последовательное усовершенствование транзисторных усилителей мощности звуковых частот класса B привело к разработке усилителей классов G и H. Единого реестра классов усиления не существует, поэтому в разных областях электроники или на разных рынках одна и та же буква (например, S) может обозначать принципиально разные устройства. Схемы, известные в Европе и Японии как класс G, в США относятся к классу H, и наоборот. Буква, широко используемая в одной области электроники (класс F с его производными F1, F2, F3 и т. д.), в другой области может считаться «свободной». Кроме того, есть «классы усилителей» — торговые марки компаний-производителей и стоящие за ними частные технические решения. Одни из них, например, конструктивно схожие усилители звуковых частот «класса S» и «класса АА», подробно описаны в литературе, другие известны только по рекламе производителей.

 

Традиционная классификация: класс А, B, С и D

 

В 1919 году инженер Bell Labs Джон Моркрофт и его стажёр Харальд Фрис, опубликовали анализ работы вакуумного триода в генераторе несущей частоты радиопередатчика. В этой работы были впервые определены режимы работы лампы без отсечки (режим А), с отсечкой в течение половины периода (режим B) и в течение более чем половины периода (режим С). В 1928 году Норман Маклаклан опубликовал в Wireless World первый подробный анализ двухтактного каскада в режимах А, B и C. В 1931 году американский Институт радиоинженеров (IRE) признал эту классификацию отраслевым стандартом. Режим работы усилителя, промежуточный между режимами А и B, получил название режима AB и широко применялся в ламповой технике, а введённое было понятие режима BC не прижилось. В 1950-е годы классификацию дополнил режим, или класс D — режим, в котором активные элементы каскада работают в ключевом (импульсном) режиме. С переходом промышленности на транзисторы понятия режимов A, AB, B и C были адаптированы к новой элементной базе, но принципиально не изменились.

Одна и та же схема двухтактного усилителя может работать в режимах А, АB, B и C. Режим задаётся выбором напряжения смещения на сетках (Vс):

 

Формулировки стандарта IRE были составлены в терминах выбора управляющих напряжений на сетке лампы, обеспечивающего непрерывное (А) или прерывающееся (B и C) протекание анодного тока. В других отраслях электроники сложились иные, эквивалентные формулировки. Конструкторы радиоприёмных устройств оперировали понятием угла проводимости гармонического сигнала, а конструкторы усилителей низкой частоты и усилителей постоянного тока — выбором рабочей точки на передаточной (анодно-сеточной) или выходной (вольт-амперной) характеристике лампы.

В русской технической литературе понятия режимов и классов A, AB, B и C близки, но не взаимозаменяемы. Понятие режима применяется к отдельно взятому транзистору или лампе усилительного каскада («режимом А называют такой режим работы усилительного элемента…»), понятие класса применяется к усилительному каскаду, или к усилителю в целом. В англоязычной литературе во всех случаях используется единственное понятие class («класс»).

 

Режим усилителей класса А

 

Режим А — такой режим работы усилительного элемента (транзистора или лампы), в котором при любых допустимых мгновенных значениях входного сигнала (напряжения или тока) ток, протекающий через усилительный элемент, не прерывается. Усилительный элемент не входит в режим отсечки, не отключается от нагрузки, поэтому форма тока через нагрузку более или менее точно повторяет входной сигнал. В частном случае усилителя гармонических колебаний режим А — такой режим, в котором ток через усилительный элемент протекает в течение всего периода, то есть угол проводимости равен 360º.

 

Более жёсткие определения оговаривают не только недопустимость отсечки, но и недопустимость насыщения (ограничения максимального тока) усилительного элемента. По определению М.А. Бонч-Бруевича, «режим А характеризуется тем, что при действии сигнала рабочая точка не выходит за пределы практически прямолинейного участка динамической характеристики лампы». При этом нелинейные искажения минимальны, но коэффициент полезного действия (КПД) каскада оказывается низким» из-за необходимости пропускать через усилительный элемент значительный ток покоя. В транзисторной радиотехнике каскад, отвечающий процитированному определению, называют недонапряжённым, а каскад, в котором на пике сигнала наблюдается насыщение или ограничение тока — перенапряжённым («напряжённость» в этом контексте есть относительная мера амплитуды входного сигнала). Режим работы на границе недонапряжённого и перенапряжённого состояний называется критическим.

Ток покоя усилительного элемента в режиме А должен, как минимум, превышать пиковый ток, отдаваемый каскадом в нагрузку. Теоретический КПД такого каскада при неискажённом воспроизведении сигналов максимально допустимой амплитуды равен 50 %; на практике он существенно ниже. В однотактных транзисторных усилителях мощности КПД обычно равен 20%, то есть на 1 Вт максимальной выходной мощности выходные транзисторы должны рассеивать 4 Вт тепла. Из-за сложностей с отведением тепла транзисторные УМЗЧ класса А, в отличие от их ламповых аналогов, распространения не получили. В маломощных широкополосных однотактных каскадах режим А, напротив, является единственно возможным решением. Всем иным режимам (AB, B и С) в однотактном включении свойственны недопустимо высокие нелинейные искажения. В узкополосных радиочастотных усилителях гармоники, порождаемые отсечкой усилительного элемента, могут быть эффективно отфильтрованы, но в широкополосных усилителях (УМЗЧ, видеоусилители, измерительные усилители) и усилителях постоянного тока этой возможности нет.

 

Режимы усилителей класса B и AB

 

В режиме B усилительный элемент способен воспроизводить либо только положительные (лампы, npn-транзисторы), либо только отрицательные (pnp-транзисторы) входные сигналы. При усилении гармонических сигналов угол проводимости равен 180° или незначительно превосходит эту величину. Режим AB является промежуточным между режимами A и B. Ток покоя усилителя в режиме AB существенно больше, чем в режиме B, но существенно меньше, чем ток, необходимый для режима А. При усилении гармонических сигналов усилительный элемент проводит ток в течение боольшей части периода: одна полуволна входного сигнала (положительная или отрицательная) воспроизводится без искажений, вторая сильно искажается. Угол проводимости такого каскада существенно больше 180°, но меньше 360°.

 

Предельный КПД идеального каскада в режиме B на синусоидальном сигнале равен 78,5%, реального транзисторного каскада — примерно 72%. Эти показатели достигаются только тогда, когда выходная мощность P равна максимально возможной мощности для данного сопротивления нагрузки Pмакс(Rн). С уменьшением выходной мощности КПД падает, а абсолютные потери энергии в усилителе возрастают. При выходной мощности, равной 1/3 Pмакс(Rн), потери реального транзисторного каскада достигают абсолютного максимума в 46% от Pмакс(Rн), а КПД каскада уменьшается до 40%. С дальнейшим уменьшением выходной мощности абсолютные потери энергии уменьшаются, но КПД продолжает снижаться.

Чтобы воспроизвести одну полуволну входного сигнала без искажений в области перехода через ноль, усилитель должен оставаться линейным при нулевом напряжении на входе — поэтому в усилительных элементах в режиме B, всегда устанавливается небольшой, но не нулевой ток покоя. В ламповых усилителях мощности в режиме B ток покоя составляет 5-15% от максимального выходного тока, в транзисторных усилителях — 10-100 мА на каждый транзистор. Все эти усилители двухтактные: одно плечо усилителя воспроизводит положительную полуволну, другое — отрицательную. На выходе обе полуволны складываются, формируя минимально искажённую усиленную копию входного сигнала. При малых мгновенных значениях выходного напряжения (в транзисторных усилителях — несколько сотен мВ) такой каскад работает в режиме A, при боольших напряжениях одно из плеч закрывается и каскад переключается в режим B.

В современной литературе нет единого мнения о классификации таких двухтактных транзисторных каскадов. По мнению Джона Линдси Худа и Боба Корделла, их следует рассматривать как режим AB. По мнению Г С. Цыкина, Дугласа Селфа и А.А. Данилова это режим B. С их точки зрения, полноценный режим AB начинается при существенно боольших токах покоя (и сопровождается неприемлемо большим уровнем переходных искажений).

 

Режим усилителей класса C

 

В режиме C, также как и в режиме B, усилительный элемент воспроизводит только положительные, либо только отрицательные входные сигналы. Однако рабочая точка усилительного элемента выбрана так, что при нулевом напряжении на входе (или при нулевом управляющем токе) усилительный элемент заперт. Ток через усилительный элемент возникает только после перехода управляющего сигнала через ноль; если этот сигнал гармонический, то усилитель воспроизводит одну искажённую полуволну (угол проводимости меньше 180°). В недонапряжённом режиме C амплитуда входного сигнала невелика, поэтому усилитель способен воспроизвести вершину этой полуволны. В перенапряжённом режиме C амплитуда входного сигнала столь велика, что усилитель искажает (срезает) и вершину полуволны: такой каскад преобразует синусоидальный входной сигнал в импульсы тока трапециевидной формы. Предельный теоретический КПД недонапряжённого усилителя в режиме C, так же как и в режиме B, равен 78,5%, а перенапряжённого — 100%. Из-за высоких нелинейных искажений усилители в режиме С, даже двухтактные, непригодны для воспроизведения широкополосных сигналов (звука, видеосигналов, постоянного тока). В резонансных усилителях радиопередатчиков они, напротив, широко применяются благодаря их высокому КПД.

 

В англоязычной литературе и недонапряжённый, и перенапряжённый режимы относят к «классическому», или «настоящему», режиму С (англ. classic Class C, true Class C). Современные усилители мощности радиочастот обычно работают в ином, «смешанном» режиме С (англ. mixed-mode Class C), который иногда выделяется в особый «режим СD». В течение одного периода транзистор такого усилителя последовательно проходит через четыре фазы — отсечки, нарастания коллекторного тока, насыщения и снижения тока, причём длительность активных фаз (нарастания и снижения тока) сопоставима с длительностью фаз отсечки и насыщения.

 

Режим усилителей класса D

 

Идея усилителя с импульсным управлением выходными лампами была предложена Д. В. Агеевым (СССР, 1951) и Алеком Ривзом (Великобритания). В 1955 году Роже Шарбонье (Франция) впервые назвал такие устройства усилителями класса D, а уже через год это название вошло в радиолюбительскую практику. В 1964 году в Великобритании выпустили первые транзисторные УМЗЧ класса D, не имевшие коммерческого успеха, в 1974 и 1978 столь же безуспешные попытки предприняли Infinity и Sony. Массовый выпуск усилителей этого класса стал возможен только после отладки производства силовых МДП-транзисторов, состоявшейся в первой половине 80-х годов.

 

Структурная схема усилителя класса D без петли обратной связи

 

В режиме C форма тока выходных транзисторов может принимать вид почти прямоугольных импульсов. В режиме D такая форма тока заложена по определению: транзистор либо заперт, либо полностью открыт. Сопротивление открытого канала современных силовых МДП-транзисторов измеряется десятками и единицами мОм, поэтому в первом приближении можно считать, что в режиме D транзистор работает без потерь мощности. КПД реальных усилителей класса D равен примерно 90%, в наиболее экономичных образцах 95%, при этом он мало зависит от выходной мощности. Лишь при малых, 1 Вт и менее, выходных мощностях усилитель класса D проигрывает в энергопотреблении усилителю класса B.

Несмотря на созвучие с английским digital («цифровой»), усилители класса D не являются, в общем случае, цифровыми устройствами. Простейшая и наиболее распространённая схема усилителя класса D с синхронной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) — это полностью аналоговая схема. В её основе — задающий генератор сигнала треугольной формы, частота которого обычно равна 500 кГц, быстродействующий компаратор, и формирователь импульсов, открывающих выходные транзисторы. Если мгновенное значение входного напряжения превышает напряжение на выходе генератора, компаратор подаёт сигнал на открытие транзисторов верхнего плеча, если нет — то на открытие транзисторов нижнего плеча. Формирователь импульсов усиливает эти сигналы, попеременно открывая транзисторы верхнего и нижнего плеча, а включенный между ними и нагрузкой LC-фильтр сглаживает отдаваемый в нагрузку ток. На выходе усилителя — усиленная и демодулированная, очищенная от высокочастотных помех копия входного напряжения.

Схема с аналоговой ШИМ устойчива при любых значениях выходного напряжения, но не позволяет добиться высокого качества воспроизведения звука, даже если охватить её обратной связью. Нелинейные искажения класса D имеют несколько причин: нелинейность генератора сигнала треугольной формы, нелинейность катушек индуктивности выходного фильтра, нелинейность из-за мёртвого времени между включениями верхнего и нижнего плеча усилителя. В отличие от традиционных усилителей, в той или иной мере подавляющих нестабильность питающих напряжений, в усилителях класса D низкочастотные помехи беспрепятственно проходят с питающих шин на выход усилителя. Эти помехи, шумы и дрейф не только накладываются на усиленный сигнал, но и модулируют его по амплитуде. Чтобы снизить эти искажения, конструкторы перешли от синхронной ШИМ к асинхронной модуляции с переменной частотой следования импульсов и к сигма-дельта-модуляции (способ модуляции, обеспечивающий оцифровку сигнала с заданными характеристиками в рабочей полосе частот). Неизбежным следствием этого стал рост частоты переключения выходных транзисторов до десятков МГц и снижение КПД из-за роста потерь при переключении. Для того чтобы снизить эти потери, конструкторы применили простейшие цифровые схемы, уменьшавшие частоту переключения (например, преобразовывавшие последовательность управляющих импульсов 01010101…, соответствующую нулевому входному напряжению, в 0011…, 00001111… и так далее). Естественным развитием этого подхода стал полный отказ от аналоговой модуляции и переход к чисто цифровой обработке входных сигналов, а побочным следствием — разрастание номенклатуры однобуквенных «классов усиления».

В 1998 году основанная Адья Трипати компания Tripath выпустила полностью цифровой интегральный УМЗЧ класса D с заявленными показателями качества, приближавшимися к показателям «обычных» усилителей высокой верности. Новые микросхемы пошли в продажу под вывеской «класса Т» и получили в целом положительные отзывы прессы и радиолюбителей. Усилитель Tripath TA2020 вошёл в список «25 микросхем, которые потрясли мир» журнала IEEE Spectrum, а сама компания прекратила существование в 2007 году, не выдержав конкуренции с крупными производителями. За «классом T» последовали «класс J» компании Crown International, «класс TD» компании Lab.gruppen, «класс Z» компании Zetex и радиочастотный «класс M» компании PWRF. Обозреватель журнала EDN Пол Рейко заметил, что «cочинение новых ”классов усилителей” — не более чем маркетинговая уловка, которая приносит компании больше вреда, чем пользы … хотите новый класс усиления — купите Allen-Bradley (производитель ракеты Tomahawk) и изобретите заново класс AB».

 

Эволюция усилителей звуковой частоты: классы G, H, …

 

Класс G c переключением

 

Следящий класс G и класс Н

 

Гибридный класс D («класс TD»)

 

Гибридный класс D

 

Максимальная мощность усилителя звуковой частоты, определяемая в том числе напряжением его питания, бывает востребована относительно редко. Боольшую часть времени усилитель воспроизводит сигналы относительно небольшой амплитуды. В усилителях классов B или AB это сопровождается высокими абсолютными потерями энергии при малом КПД (10—40%). Чтобы уменьшить потери и повысить КПД, следует снизить напряжение питания — но усилитель с низким напряжением питания окажется неспособным воспроизводить редкие пиковые фрагменты входного сигнала. Решение этой дилеммы предложил в 1964 году инженер НАСА Мануэль Крамер. По идее Крамера, усилитель класса B или AB следовало питать от источника напряжения с двумя или тремя комплектами шин питания. При воспроизведении сигналов малой амплитуды выходной каскад подключен к шинам с низким напряжением питания, а с ростом уровня сигнала он переключается на питание от шин с высоким напряжением.

Серийный выпуск таких УМЗЧ начала в 1977 году компания Hitachi. Новинка получила маркетинговый ярлык «класса G», который прижился в японской и британской литературе и стал признанным дополнением традиционной классификации усилителей. Японские усилители класса G спросом не пользовались, а аналогичная конструкция Боба Карвера, выпущенная в 1981 году, прижилась на американском рынке профессионального оборудования. Придуманное Карвером название «класс H» закрепилось в американской литературе, и некогда универсальная классификация распалась на региональные ниши — «американскую» и «англо-японскую». С течением времени американские авторы вернулись к «англо-японским» обозначением — именно их используют, например, Деннис Бонн (2012) и Боб Корделл (2011). Современное понятие «класса G» объединяет два подхода к переключению шин питания — ступенчатое и плавное переключение, и два подхода к схемотехнике выходного каскада — последовательное включение («внутренний» каскад собственно УМЗЧ вложен во «внешний» каскад управления шинами питания) и параллельное (два выходных каскада, «низковольтный» и «высоковольтный», подключены к нагрузке в параллель).

Следующим этапом развития экономичных усилителей стал «европейский» класс H — усилители с плавно изменяющимся напряжением источника питания. При малых уровнях выходного сигнала усилитель подключен к «обычным» шинам с низким напряжением питания. При росте выходного напряжения напряжение на верхней (для положительной полуволны) или нижней (для отрицательной полуволны) шине питания увеличивается, поддерживая минимально необходимое падение напряжения на активном транзисторе. В простейшем варианте класса H используется конденсатор вольтодобавки, заряжаемый от основной шины источника питания. В более сложном варианте, применяемом в микросхемах автомобильных УМЗЧ, применяется встроенный преобразователь напряжения, накачивающий конденсаторы вольтодобавки до требуемых значений. За классом Н последовали разнообразные схемы гибридов усилителей классов B и D. В этих конструкциях «грязный» усилитель класса D формирует напряжение на шинах питания «чистого» усилителя в классе B или AB (реже — класса H), подключенного к нагрузке. Варианты таких усилителей получили названия «гибридного класса D», «класса TD» или «следящего класса D», «класса A/H», «класса К» (от Корея) и т.п. «Класс BD», напротив, не является гибридным — это всего лишь ранний вариант класса D с синхронной ШИМ.

 

Эволюция радиочастотных усилителей: классы E, F, …

 

Схемотехника радиочастотных усилителей развивается в двух основных направлениях: повышение рабочей (несущей) частоты сигнала и повышение коэффициента полезного действия в уже освоенных частотных диапазонах. В 1985 году транзисторные усилители, работающие на относительно низких частотах, достигли КПД в 95-98%, а уже на частоте в 30 МГц КПД снижался до 80%. К 2000 году то же значение КПД в 80% стало нормой для диапазона 900 МГц. На этих частотах задержка переключения транзистора становится сопоставимой с периодом несущей частоты, и грань между ключевыми режимами и режимами управляемого источника тока стирается. При этом не существует ни единой теории, описывающей процессы в сверхвысокочастотных мощных каскадах, ни единого метода анализа и оптимизации таких каскадов — даже давно известного каскада в смешанном режиме С.

В 1975 году попытку такого анализа провели отец и сын Натан и Алан Сокал. Взяв за основу хорошо известный ключевой каскад, они поставили задачу минимизации потерь во время переключения транзистора из закрытого состояния в открытое и обратно. Сокал сформулировали принцип работы экономичного усилителя мощности, названного ими «классом E». При выключении транзистора ток через него должен уменьшится до нуля до того, как начнёт нарастать коллекторное напряжение, а при включении — напряжение на коллекторе должно упасть до нуля до того, как начнёт нарастать ток. Сочетание высокого напряжения и большого тока недопустимы. Таким образом, утверждал Натан Сокал, возможно снизить потери с 35% до 15% потребляемой мощности даже на частотах, на которых задержка включения транзистора составляет 30% периода несущей частоты.

Альтернативный подход к снижению потерь — спектральное (гармоническое) разделение токов и напряжений в выходном каскаде. Нагрузка такого усилителя состоит из нескольких резонансных контуров, настроенных на пропускание чётных гармоник несущей частоты и на подавление нечётных гармоник. В идеале форма тока такого каскада содержит, помимо несущей частоты, только её чётные гармоники, а форма напряжения на коллекторе или стоке мощного транзистора — только нечётные. В реальных усилителях используется два или три контура, поэтому формы токов и напряжений существенно отличаются от идеальных. Усилители такого рода обычно выделяются в особый класс F, но в литературе также встречаются термины «экономичный класс С», «оптимальный класс С», «мультирезонансный класс С», HRA (англ. harmonic reactance amlifier), HCA (англ. harmonic control amplifier) и даже «класс Е» (в смысле, отличном от класса Е по Сокалу). В зависимости от конфигурации контуров и выбора подавляемых и пропускаемых гармоник внутри класса F выделяют подклассы F1, F2, F3, F-1 («обратный», или «инверсный», F) и т.п.

Еще одна статья по классам усиления

Усилители класса АВ

   Режим работы усилителей класса АВ занимает промежуточное положение между режимами А и В. Напряжение смещения на управляющем электроде транзистора выбирают меньше, чем в усилителе класса В, но больше, чем в усилителе класса А. В результате усиление слабых сигналов в этом режиме происходит в классе А, а сильных — в классе В. Нелинейные искажения в усилителе режима АВ немного выше искажений в режиме А, а к.п.д. значительно больше, особенно при больших амплитудах усиливаемого сигнала. Режим АВ используется обычно в двухтактных усилителях. В режиме АВ ток покоя выходного каскада усилителя стараются уменьшить лишь до определенного предела, выбирая соответствующее ненулевое напряжение смещения база-эмиттер. Поэтому, расплатой за качественное звучание УНЧ класса АВ является их повышенное энергопотребление в режиме покоя, когда напряжение усиливаемого сигнала на его входе равно нулю.

   Транзистор в режиме АВ открыт один полупериод полностью и часть другого полупериода. Это наиболее известный класс усилителей мощности низкой частоты. Работа выходного каскада в режиме АВ обеспечивает достаточно высокий КПД, минимальные искажения. За эти основные достоинства, данный класс активно стал применяться во многих бытовых и автомобильных аудио системах. Именно в этом режиме работают многие известные схемы усилителей, такие как схема ЛИЧА, ЛАНЗАРА, ХОЛТОНА. Качественный усилитель класса АВ в симметричном исполнении звучит ничем не хуже чистого А класса. Для получения полностью симметричной схемы, часто используют пары транзисторов , с максимально близкими параметрами. Во время самостоятельной сборки усилителей этого класса, тщательно подобрать транзисторы усилителей по току, по напряжению и выходного каскада. Также следует обратить особое внимание на пары дифференциальных каскадов, поскольку звук приобретает «очертание» именно в этом этапе. 

   КПД данного класса позволяет сократить площади используемых теплоотводов, хотя в усилителях повышенной мощности используются достаточно большие радиаторы. Практика доказывает, что наилучшее звучание обеспечивает симметричная схема, с комплементарными парами (если усилитель на транзисторах). Рекомендую использовать транзисторы от известных производителей, например ТОШИБА и т.п.. С таким режимом работы можно построить очень качественные усилители низкой частоты с мощностью в несколько киловатт, в отдельных случаях, когда нужна высокая мощность (для концертной акустики) возможны построения схем до несколько десятков киловатт. Как правило такие мощные схемы используют для стадионов и открытых концертах, одним словом там, где нужен качественный и мощный звук. 
Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

lm386n усилитель класса АВ для низких напряжений питания.

Усилитель на LM386 с гнездом для подключения наушников
На рис. 7 показан усилитель с возможностью подключения головных телефонов. На схеме входное напряжение от источника аудиосигнала подаётся через конденсатор С1, устраняющий постоянную составляющую на регулятор громкости R1.

Рис. 7. Усилитель с гнездом для подключения наушников

Второй конденсатор (С2), включённый между средним выводом R1 и неинвертирующим входом, в принципе не нужен, но такое схемотехническое решение устраняет шорохи при возможном плохом качестве переменного резистора, а также уменьшает смещение половинного напряжения на выходе усилителя.

Гнездо для подключения наушников включено через развязывающий конденсатор С5 таким образом, что при отсутствии штекера наушников подключён динамик ВА1, а при включении штекера – динамик отключается.

Назначение остальных элементов усилителя было рассмотрено выше. Коэффициент усиления по напряжению минимален (Ku=20).

Переговорное устройство на LM386
Взяв за основу усилитель с максимальным коэффициентом усиления (рис. 2), можно получить простое переговорное устройство. Как видно из схемы, представленной на рис. 8, в неё добавлен выключатель питания и переключатель «Приём – передача», обеспечивающий попеременную работу динамических головок ВА1 и ВА2 в качестве микрофона или громкоговорителя.

Рис. 8. Переговорное устройство

Устройство позволяет организовать проводную связь между двумя абонентами. Дальность связи достигает нескольких сотен метров.

Область применения этой конструкции: связь между двумя абонентами, игры и т. п. Усилитель с динамической головкой ВА1 располагается на основном пункте связи, а другая динамическая головка – на удалённом пункте связи. Соединение основного и удалённого пунктов связи выполняют многожильным телефонным двухпроводным кабелем. Конструкция питается от батареи напряжением 9 В типа «Крона».

Генератор синусоидальных сигналов с малыми искажениями на LM386
Этот же усилитель без больших затрат превращается в генератор синусоидальных сигналов с малым коэффициентом гармоник. Схема генератора с мостом Вина показана на рис. 9.


Рис. 9. Генератор синусоидальных сигналов с малыми искажениями

Напомним, что частота генератора определяется выражением:
fo=½Π√(R1R2C1C2)

Чаще всего выбирают R1=R2 и C1=C2, при этом выражение упрощается:
fo=½ΠR1C1

Вторым требованием является то, что коэффициент отрицательной обратной связи усилителя должен быть равен точно 1/3 [6]. При указанных условиях в схеме возникают незатухающие колебания. Если этот коэффициент меньше 1/3, амплитуда колебаний будет быстро увеличиваться со временем, пока выходное напряжение не превратится в меандр.

Если коэффициент отрицательной обратной связи более 1/3, амплитуда колебаний через некоторое время будет стремиться к нулю. Ясно, что установить идеальное значение коэффициента можно, если применить систему автоматической регулировки амплитуды.

Для этого предусмотрена цепь отрицательной обратной связи R3, HL1, которая так воздействует на коэффициент усиления, чтобы амплитуда колебаний стабилизировалась при весьма малых нелинейных искажениях (порядка 0,05%).

Если выходное напряжение генератора по каким-либо причинам увеличивается, увеличится и ток через R3, а также напряжение на нелинейном элементе – лампе накаливания HL1. Нить лампы накаливания разогреется, и её сопротивление увеличится, что приведёт к уменьшению глубины отрицательной обратной связи и уменьшению напряжения на выходе генератора. При уменьшении выходного напряжения генератора процессы происходят в обратном направлении, в результате обеспечивается автоматическая стабилизация коэффициента усиления.

При указанных на принципиальной схеме значениях элементов частота генерируемых колебаний составляет 1 кГц, а амплитуда – около 2 В эфф.

Генератор прямоугольных импульсов на LM386
Схема, показанная на рис. 10, представляет собой генератор сигналов прямоугольной формы.

Рис. 10. Генератор прямоугольных импульсов

Усилитель DA1 играет роль компаратора. Положительная обратная связь реализуется с помощью делителя R1, R2, подключённого к неинвертирующему входу усилителя. Коэффициент обратной связи Kос=R2/(R1+R2). В состав отрицательной обратной связи включена интегрирующая цепь R3, C1.

Период колебаний генератора для симметричных сигналов прямоугольной формы составляет:
T=2R3C1ln[(1+Kос)/(1-Kос)]

При Кос=0,462 формула упрощается:
Т=2R3C1, и частота f=½R3С1

Максимальная частота генерируемых схемой колебаний ограничена скоростью нарастания выходного напряжения усилителя DA1.

Усилитель класса d для сабвуфера: рассмотрим подробно

Усилитель для сабвуфера д класса отличается компактностью

Усилитель для сабвуфера класса d, выпущенный впервые еще в 1958году, заметно вырос по популярности в последние годы. Что он собой представляет, какие преимущества имеет перед другими типами звуковых усилителей, и почему именно класс D сегодня представляет особый интерес для акустики?
Сейчас мы рассмотрим усилитель класса д для сабвуфера и сравним с другими видами.

Коротко об усилителях

Их функция заключается в воспроизведении входящих сигналов элементами исходящей цепи, с необходимой (усиленной) громкостью и мощностью, при этом с минимальным рассеиванием энергии и как можно меньшими искажениями.
Итак:

  • Хороший звукрусилитель должен отличаться высокими характеристиками в широком диапазоне звуковых частот, в области от 20 и до 20000Гц (у узкополосных динамиков, сабвуферов(см.Плоский сабвуфер активный и секреты его выбора) либо высокочастотной головки, диапазон гораздо меньше)
  • Его выходная мощность должна варьироваться в широких пределах — от милливатт в ушных телефонах и до нескольких ватт в телевизорах и персональных компьютерах (ПК), все зависит от назначения и области применения, например, десятки ватт для домашней либо автомобильной стереосистемы
  • И наконец, применяемые в концертных залах и театрах сотни ватт и более
  • Самым простейшим вариантом реализации усилителя звука — применение транзисторов в так называемом «линейном» режиме, это позволяет получать на выходе повышенное напряжение
  • Усиление в таком случае обычно большое (40 дБ как минимум)
  • Часто применяется отрицательная обратная связь, из-за того, она значительно улучшает качество усиления, снижает искажения и подавляет помехи, идущие от источника питания

Классификация

По способам работы с входящим сигналом и принципам построения усиливающих каскадов инструкция разделяет усилители мощности на:

  • Аналоговые, классов А,В,АВ,Н
  • Импульсные и цифровые -класса D

Необходимо сразу отметить, что существует многое множество разных классов, например, C, A+, G, DLD, перечислять можно долго:

  • Некоторые, типа C (имеют угол отсечки меньше 90градусов) и поэтому в усилении звуков не применяются
  • Другие типы оказались либо слишком сложными, либо очень дорогостоящими, либо невероятно громоздкими, поэтому не применяются повсеместно либо были вытеснены наиболее востребованными и перспективными, не дорогими аналогами

Класс А

В приборах класса А не применяется отсечка сигнала на линейных участках вольтамперных характеристик усилительных элементов:

  • Что обеспечивает минимальное количество нелинейных искажений, причем и на малых мощностях и при номинальной мощности
  • Цена за эти плюсы, внушительная потребляемая мощность, большие размеры и соответственно, вес
  • КПД приборов класса А составляет 15-30процентов, а потребляемая ими мощность не зависит от значения выходной мощности
  • А мощность рассеяния максимальная при малых сигналах, излучаемых на выходе

Класс В

Тут усилительные элементы уже работают с отсечкой 90градусов:

  • Чтобы обеспечить такой режим работы, применяется двухтактная схема, это когда каждая часть (такт) схемы усиливает свою часть (половинку) сигнала
  • Основной проблемой звукоусилителей класса В является наличие искажений, возникающих из-за ступенчатого перехода его от одной полуволны сигнала к другой
  • При низком уровне входящего сигнала нелинейные искажения получаются максимальными
  • Достоинством класса В считается высокий КПД, теоретически он может достигать 78процентов
  • Потребляемая мощность пропорциональна выходящей мощности, то есть при отсутствии на входе сигнала мощность потребляемая равна нулю
  • Однако, несмотря на это, найти современных моделей усилителей класс В вам вряд ли удастся

Класс АВ

Класс АВ, как понятно из его названия –попытка объединить все достоинства А и В классов, достичь высокого КПД и наиболее приемлемого уровня для нелинейных искажений:

  • Чтобы избавиться при переключении усиливающих элементов от ступенчатого перехода применяется угол отсечки больше 90градусов, рабочая точка берется в самом начале линейного участка в вольтамперной характеристике сигнала
  • А при отсутствии на входе сигнала не запираются усилительные элементы, тот есть через них протекает «ток покоя», иногда значительный
  • От этого снижается коэффициент полезного действия, возникает незначительная проблема со стабилизацией тока покоя, зато существенно снижаются нелинейные искажения

Класс Н

Этот класс был разработан исключительно для автомобилей, в них имеется ограничение напряжения, которое питает выходные каскады:

  • Стимулами к созданию класса Н стало то, что природный звуковой сигнал носит импульсный характер, а средняя мощность его получается гораздо ниже пиковой (максимума)
  • Фактически в основе его схемы лежит усилитель AB, который включен по мостовой схеме
  • Изюминка изобретения- применение специальной схемы для удвоения напряжения питания
  • Основным элементом схемы удвоения является накопительный конденсатор с большой емкостью, который подзаряжается постоянно от источника питания
  • А на пиках мощности конденсатор этот подключается схемой управления в цепь, последовательно с главным источником питания
  • При этом, напряжение питания выходящего каскада усилителя удваивается на доли секунды, позволяя справиться с передачей пикового сигнала
  • Однако такой накопительный конденсатор должен иметь достаточно емкости, иначе хорошая выходная мощность будет обеспечена только в области средних и высоких частот
  • Подобная идея с коммутированием напряжения питания применяется в других усилителях мощности, не только для автомобилей
  • Звукоусилители с двух либо трехуровневым питанием практически являются импульсными усилителями с аналоговым каналом, который всю лишнюю энергию от импульсов превращает в тепло
  • Усилители, которые построены по такой схеме, сочетают в себе и дискретные методы усиления и аналоговые, и конечно же, занимают промежуточное положение среди аналоговых и импульсных усилителей по своему КПД и тепловыделению
  • В таком усилителе с целью повышения КПД, и снижения тепловыделения применяется дискретное приближение по уровню напряжения питания самого аналогового канала к выходному напряжению
  • Происходит повышение КПД за счет снижения падения напряжения в активном плече, если сравнивать с усилителями, имеющими одноуровневое питание
  • Отличительной особенностью подобных звукоусилителей является то, что коммутация их ключевых элементов осуществляется с частотой сигнала
  • А фильтрация высших гармоник происходит в аналоговой части усилителя путем превращения в тепло энергии гармоник
  • Потери тепла в аналоговой части получаются весьма низкими, их в некоторой мере восполняют потери коммутационные и потери в самом фильтре на высокой тактовой частоте
  • Есть оптимальное число ступенек напряжения питания, когда усложнение схемы оправдано повышением КПД и снижением стоимости мощных транзисторов в аналоговой части
  • КПД в усилителях класса H получается 83процента при коэффициенте искажений 0,1процент

Класс D

Класс D – считается совершенно отдельным, обособленным классом усилителей, доступно изготовление своими руками:

  • Логичнее называть их импульсными, но название «цифровой» уж больно прочно за ними закрепилось

Блок схема усилителя D

  • На схеме, фото вверху, видно преобразований происходит с сигналом, для его усиления и очищения помех
  • В обычных усилителях выходной каскад на транзисторах, которые обеспечивают нужное мгновенное значение выходящего тока
  • В аудиосистемах обычно выходные каскады применяются класса A, B либо AB
  • Если сравнивать с выходным каскадом, который работает в D классе, мощность рассеивания в линейных каскадах большая даже в наиболее идеальной реализации
  • Усилитель d класса для сабвуфера имеет ощутимое преимущество по многим параметрам вследствие небольшого тепловыделения, заметного уменьшения размеров, стоимости и веса изделий, повышения времени работы устройств
  • Поступивший сигнал оцифровывается и попадает в аудио процессор, процессор при помощи широтно-импульсной модуляции управляет полупроводниковыми силовыми ключами
  • Могу заметить, что ШИМ-сигнал получают без аналого-цифрового преобразования, при помощи генератора и компаратора, например, пилообразного сигнала
  • Этот метод в усилитель для сабвуфера d класса тоже широко применяется, однако благодаря широкому развитию цифровой техники он постепенно отходит Аналого-цифровое преобразование звука обеспечивает множество дополнительных возможностей при обработке звука — от возможности регулировки тембра и уровня громкости, до получения дополнительных цифровых эффектов, например, реверберация, шумоподавление, и многих других
  • Сигнал, прошедший через усилитель для сабвуфера класса д, в отличие от других аналоговых усилителей, преобразован в импульсы прямоугольной формы Амплитуда импульсов постоянна, а продолжительность («ширина») изменяется от амплитуды входящего аналогового сигнала
  • Частота дискретизации постоянная и может составлять от десятков и до сотен килогерц, все зависит от того, какие требования к усилителю предъявляются
  • Импульсы, после их формирования усиливаются с помощью оконечных транзисторов, работающих в ключевом режиме
  • Преобразование такого импульсного сигнала снова в аналоговый происходит внутри фильтра низких частот, стоящего на выходе либо в нагрузке

Зависимость КПД усилителей от их выходной мощности

  • В целом, усилитель д класса для сабвуфера работает по принципу импульсного блока питания
  • Отличие на выходе, после широтно-импульсной модуляции, получается переменное напряжение, а в блоке питания – постоянное
  • А по форме оно соответствует входному сигналу
  • Чисто теоретически, КПД при этом должен достигать 100процентов, однако, к большому сожалению, сопротивление транзистора хоть и мизерное, но не нулевое
  • Поэтому в зависимости от их сопротивления нагрузки, КПД этого типа усилителей может доходить до 90-95%
  • Однако при столь хорошей эффективности выходные транзисторы практически не нагреваются, что и позволяет создавать компактные и довольно экономичные эффективные усилители
  • Коэффициент искажений, если грамотно построить выходной фильтр может доходить до 0,01%, это превосходный результат
  • Искажения увеличиваются при возрастании частоты сигнала, а так же при снижении его частоты дискретизации
  • От частоты дискретизации сигнала косвенным образом зависит и выходящая мощность — с возрастанием частоты снижается индуктивность катушек и уменьшаются потери на выходном фильтре
  • Как и аналоговые усилители, импульсные тоже разделяются на своеобразные подклассы BD и AD, причем достоинства и недостатки у них тоже похожие
  • В классе AD при отсутствии входящего сигнала выходной каскад все равно работает, выдавая разно полярные импульсы с одинаковой длительностью
  • С одной стороны это позволяет повысить качество передачи для слабых сигналов, с другой стороны сильно снижает экономичность, плюс порождает технические проблемы
  • Например, приходится вести борьбу со сквозным током, возникающим при одновременном переключении транзисторов выходного блока
  • Чтобы устранить сквозной ток в выходном каскаде применяется мертвое время, промежуток, между закрыванием первого транзистора и открыванием второго
  • На практике находят применение конструкции попроще — усилители BD, в выходном каскаде которых, при отсутствии сигнала генерируются импульсы крайне малой длительности либо вообще пребывает в состоянии покоя
  • У этого типа имеют явный основной недостаток – это прямая зависимость уровня искажений от частоты сигнала и частоты дискретизации
  • А кроме этого, искажения еще возрастают при малых входящих сигналах
  • Звукоусилители класса D, АВ, производятся в интегральном исполнении
  • Применяются они в системах трансляции и оповещения, в которых, не уделяют большого внимания достижению особенного качества звука
  • Вот в профессиональных системах для звуковоспроизведения класса D применяются как усилители для сабвуферов, именно на низких частотах наше ухо практически не чувствительно к искажениям сигнала
  • Раньше от звукоусилителей требовалась надежная работа и неплохое качество звука, а современные модели сегодня дополняются серией сервисных функций, например, компьютерное управление, наличие цифрового входа и программирование встроенного лимитера
  • С ростом удешевления цифровых интерфейсов передающих аудио сигналы можно ожидать и рост количества звукоусилителей управляемых дистанционно, и автоматической диагностикой, это, безусловно, расширяет возможности при создании звукоусиливающих комплексов
  • С учетом стремительного развития цифровой техники и научной базы сложно предположить, к чему приведет дальнейшее развитие звукоусилителей мощности

Как собрать звукоусилитель любого класса ,лучше посмотреть видео.

Григорий с детства обожал машины, а в подростковом возрасте, когда самостоятельно подключил автомагнитолу в отцовской девятке, понял, что машины будут его работой, хобби, призванием. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Аудио усилитель класса d

Когда мы тестируем в нашей акустической лаборатории усилители для автомобильных аудиосистем, то частенько упоминаем в материалах их классы, мол, этот работает в экономичном классе D, а тот чисто для аудиофилов — в классе Real АВ. И тут мне недавно задали вопрос: а что это за классы такие вообще? Ну что ж, разберемся.
Выбирая в магазине подходящий усилитель для аудиосистемы, обратите внимание на то, в каком классе они работают. Класс АВ можно назвать традиционным, в нем работает большинство усилителей. В последнее время все чаще встречаются усилки класса D, которые называют цифровыми, хотя это не совсем правильно, и скоро вы поймете почему. Что предпочесть? Какой лучше? Как обычно, однозначного ответа нет, поскольку у каждого есть свои преимущества и недостатки. Но для начала пару слов о том, что и как там вообще происходит внутри.

КАЧНЕМ ТОКУ
Основные элементы практически любого усилителя — это транзисторы. Не будем вдаваться в суть построения различных схем, тем более, что их на самом деле далеко не одна, а выделим основное — сам принцип работы. Для этого на время представим усилитель в виде, ну, скажем. водопровода. Неожиданно, правда? Тем не менее, аналогия налицо, и вы сейчас в этом убедитесь. Во-первых, в усилителе есть блок питания, преобразующий однополярное напряжение бортовой сети („плюс» и „масса») в двухполярное („плюс»,„масса» и „минус»). Мы уже говорили, зачем он необходим, когда рассматривали, как измеряются мощности усилителей. Так вот, в такой системе двухполярный блок питания будет представлять собой не что иное, как два насоса (насос со стороны „+» будет как бы накачивающим, а насос со стороны „-» как бы откачивающим ток относительно массы). Наша задача — пустить эти потоки через нагрузку усилителя (нагрузка — это как раз подключенный к усилителю динамик). Для этого, понятное дело, нужны краны, которые будут управлять этими потоками.
Вот как раз роль этих кранов и играют транзисторы. Они могут открываться, пропуская через себя большой поток, или закрываться, уменьшая его. „Краны» эти по отношению друг к другу обратные: когда один начнет закрываться, другой будет открываться. Соответственно, поток от „насосов» будет направляться через нагрузку то в одну, то в другую сторону. А управляет всем этим открытием-закрытием как раз входной сигнал.

УСИЛИТЕЛИ КЛАССА А. В, АВ, Н
Но на самом деле просто открывать и закрывать транзистор еще мало, ведь нам нужно, чтобы сигнал усиливался без искажений, то есть, чтобы выходной сигнал по форме в точности повторял входной. Значит нам необходимо, чтобы транзисторы (эти самые краны) открывались и закрывались по строго линейному закону, строго пропорционально входному сигналу.
Но вот незадача, на самом деле транзистор может так работать не во всем своем диапазоне. Например, если входной сигнал слишком маленький, то транзистор на него почти не реагирует, зато при достижении определенного уровня резко открывается. Какая уж тут линейность? А вот дальше этого момента реагирует на изменение управляющего сигнала вполне адекватно, почти что линейно. Значит, для того, чтобы искажений было как можно меньше, транзистор придется все время держать в приоткрытом состоянии. Это называется задать смещение транзистора или выбрать его рабочую точку.
В этом случае говорят, что усилитель работает в классе А. Такой класс усилителей по праву считается аудиофильским, поскольку обеспечивает очень маленькие искажения сигнала. Но самый главный его недостаток — высокий ток покоя. Ток покоя — это ток, который будет течь через транзисторы, даже когда входного сигнала нет (ведь нам же пришлось задать транзисторам некоторое смещение). Из-за этого они довольно сильно нагреваются, и значительная часть энергии от блока питания уходит в тепло, а КПД усилителя составляет в лучшем случае всего лишь около 20-30%.

Но поскольку автомобильные усилители на самом деле делаются не на одном транзисторе, а строятся по так называемым двухтактным схемам, т.е. с 2 транзисторами, то возникает одна заманчивая идея. Что, если не держать их постоянно приоткрытыми? Пусть они оба при отсутствии входного сигнала будут закрытыми? Поскольку транзисторы по отношению друг к другу обратные, то получится, что один из них будет открываться, когда сигнал положительный, а другой — когда сигнал отрицательный. Иными словами, получится, что первый будет усиливать положительную полуволну сигнала, а другой — отрицательную, на нагрузке же эти половинки благополучно сложатся. Когда усилитель работает в таком режиме, то говорят, что это класс В.
Решение, несомненно, хорошее, ведь через транзисторы в такой схеме не течет бесполезный ток, когда сигнала нет, а значит и КПД усилителя получается гораздо выше. Однако все бы замечательно, но дело в том, что какие бы мы хорошие и качественные транзисторы не поставили, у них все равно будет присутствовать нелинейность в самом начале их открытия. А это значит, что в тот момент, когда один транзистор только закрывается, а второй только открывается, неизбежно появится искажение в виде ступеньки.

Когда уровень сигнала высокий, эта ступенька не выглядит очень уж большой, и если особо не придираться, то на нее еще можно и не обращать особого внимания. А вот на небольших уровнях сигнала она будет уже слишком заметна. Поэтому класс В в чистом виде в автомобильных усилителях не используется из-за больших искажений.
Так какой же режим лучше всего выбрать для усилителя? В классе А — маленькие искажения, но и КПД низкий, львиная доля мощности блока питания уйдет в тепло (вот почему усилители, работающие в этом классе, греются как утюги). Класс В обеспечит хороший КПД, но искажения будут такими, что о высоком качестве воспроизведения особо говорить не придется. Компромиссное решение — это смешанный режим, когда транзисторам обеспечивается лишь небольшое смещение, гораздо меньшее, чем в чистом классе А, но уже достаточное для того, чтобы избежать заметной ступеньки в выходном сигнале. При этом так и говорят — усилитель работает в классе АВ.
Выбирая рабочую точку транзисторов (ну или иными словами, выбирая насколько транзисторы будут приоткрыты в режиме покоя, то есть при отсутствии входного сигнала), можно сделать усилитель класса АВ ближе к классу А или к В. Например, в первом случае наиболее заметен тот эффект, что до достижения определенной мощности усилитель работает в классе А, а на высоких уровнях как бы автоматически переходит в класс АВ — решение, довольно часто применяемое в усилителях высокого класса (иногда в описаниях к таким усилителям можно встретить обозначение их класса как Real АВ).
Справедливости ради, нужно отметить, что классы А, В и АВ не единственные. Есть и другие, которые можно назвать производными от них, они представляют собой попытки совместить экономичность АВ-класса с качеством А-класса. Например, класс А+ — симбиоз усилителей В-класса и А-класса (выход первого является средней точкой для второго). Или класс Super A (Non Switching) — в них специальная схема не дает транзисторам полностью запираться(ведь основные искажения, как вы уже знаете, как раз из-за нелинейности в самый начальный момент открытия транзисторов-„кранов»). А усилители класса G вообще представляют собой два каскада усиления, работающих каждый от своего источника питания разного напряжения (на небольшой мощности работает каскад, питающийся от источника с небольшим напряжением, а на пиках к нему подключается второй, питающийся от источника с большим напряжением). Впрочем, все это довольно сложные схемы, которые и в домашней то технике применяются все реже, а уж в автомобильных усилителях это, мягко говоря, и вовсе экзотика.
А вот усилители класса Н можно с уверенностью назвать чисто автомобильными. В этом классе делают усилители, встроенные в головное устройство. Понятное дело, в них нет никаких сложных блоков питания, преобразующих бортовые 12 Вольт в двухполярное питание с большим напряжением (впрочем, встроенный в ГУ усилитель все равно питается отдвухполярного напряжения, просто за среднюю точку для него принимается Uпит/2, то есть, условно говоря, 6 Вольт), поэтому мощность таких усилителей невелика. Класс Н — это попытка в какой-то мере нивелировать основной недостаток маломощных усилителей — зажатость звучания. Так как же он работает?
На самом деле, усилитель класса Н — это практически то же самое, что и обычный усилитель класса АВ. Только в нем есть так называемая схема удвоения напряжения питания, основной элемент которой — конденсатор, накапливающий заряд, когда входной сигнал не очень большой. Ну а поскольку реальный музыкальный сигнал — это вам не синус, на котором по стандарту измеряется мощность, то для него характерны кратковременные пики. Так вот, как раз в моменты таких пиков этот самый конденсатор специальной схемой добавляется последовательно к питающему напряжению, и оно как бы кратковременно удваивается, помогая усилителю воспроизвести эти пики с меньшими искажениями. Это, на самом деле, не особо сказывается на мощности усилителя, измеренной стандартно на синусоидальном сигнале, но на средних и высоких частотах звучание субъективно становится лучше.

КСТАТИ
Класс усилителя в первом приближении можно распознать по характеру зависимости КНИ от мощности. Смотрите, на малых уровнях сигнала класс А обеспечивает самые маленькие искажения. А вот класс В за счет „ступеньки» в сигнале на малых уровнях непременно будет иметь повышенные искажения (так называемая проблема первого Ватта). Класс АВ где-то между ними.

УСИЛИТЕЛИ КЛАССА D
Классы А, В, АВ и прочие их производные — это все традиционные классы аналоговых усилителей, принципы построения у них схожие, разве что режимы работы транзисторов выбираются разные, да добавляются кое-какие примочки. Но есть и усилители, которые строятся изначально несколько иначе. Это импульсные усилители класса D (их, кстати, иногда называют цифровыми, хотя на самом деле технически это не очень корректно, в цифровую форму там ничего не переводится). Давайте в общих чертах разберем, как работает усилитель D-класса.
Первым делом аналоговый входной сигнал (то есть обычный непрерывный сигнал с изменяющейся амплитудой) преобразуется в импульсный (сигнал с постоянной амплитудой, но прерывающийся). Причем длительности следующих друг за другом импульсов и пауз между ними будут разными, но самое главное — они будут в строгой зависимости от входного сигнала. Например, выше амплитуда входного сигнала — импульсы длиннее, ниже амплитуда — импульсы короче. Это называется широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
Теперь полученный импульсный сигнал нужно усилить, и делается это точно так же, как и в обычных усилителях. И тут может возникнуть вопрос: а зачем вообще было преобразовывать сигнал в импульсный, если его все равно приходится усиливать, как и в обычном усилителе? Оказывается, смысл есть. Дело в том, что транзисторы в этом случае будут работать совершенно по-другому — в ключевом режиме. То есть они будут либо полностью открытыми, либо полностью закрытыми, без промежуточных вариантов. А ведь для такой работы, во-первых, нет необходимости подбирать транзисторы с линейной ВАХ и стараться попасть на линейный участок этой характеристики. Во-вторых (а это, собственно, следствие из первого), КПД таких усилителей может запросто вплотную приблизиться к идеалу в 100%. А ведь это показатель, недостижимый для обычных усилителей в принципе. Так что усиливаем импульсный сигнал, и радуемся, как у нас это легко получается.
Однако ж подавать такой усиленный импульсный сигнал на акустические системы, понятное дело, еще рано (как, позвольте спросить, под такой сигнал будет диффузор плясать?). Для этого нужно преобразовать его в обычную, аналоговую форму. Сделать это можно с помощью катушки индуктивности и конденсатора, которые вместе будут представлять собой LC-фильтр. Пропустив через них наш импульсный ШИМ-сигнал, на выходе мы получим усиленный сигнал, своей формой повторяющий входной.

Основное достоинство усилителей D-класса — высокий КПД. Однако есть и серьезный недостаток — частотный диапазон усилителя чаще всего бывает серьезно ограничен сверху. Именно это долгое время и было причиной применения этой технологии только в басовых моноблоках, рассчитанных исключительно на сабвуферное применение. Впрочем, с ее развитием и обычные, широкополосные усилители D-класса уже давно перестали быть экзотикой.

Задачей звуковых усилителей является передача входного звукового сигнала к системе воспроизведения звука с необходимыми громкостью и уровнем мощности — точно, эффективно и с малыми помехами. Звуковые частоты — это диапазон от 20 Гц до 20 кГц, соответственно усилитель должен обладать хорошей АЧХ во всем диапазоне (или же в более узкой области, если речь идет о динамике с ограниченной полосой воспроизведения, например о среднечастотном или высокочастотном динамике в многополосной системе). Мощности могут быть разными (в зависимости от конкретного устройства): милливатты в наушниках, ватты в звуковых телевизионных системах и аудио для ПК, десятки ватт в домашних и автомобильных звуковых системах, сотни и более ватт в мощных домашних и концертных звуковых системах.
В обычных аналоговых звуковых усилителях транзисторы в линейном режиме применяются для генерации выходного напряжения, которое точно масштабирует входное. Коэффициент передачи по напряжению обычно достаточно велик (около 40 дБ). Если усиление в прямом направлении входит в цепь с обратной связью, то и коэффициент усиления всей цепи с обратной связью будет велик. Обратная связь в усилителях применяется часто, так как большой коэффициент передачи в сочетании с обратной связью улучшает качество усилителя: подавляет искажения, вызванные нелинейностями в прямой цепи, и снижает шумы от источника питания за счет того, что снижается коэффициент влияния источника питания (PSRR).
В обычном транзисторном усилителе транзисторы выходного каскада обеспечивают непрерывный сигнал на выходе. Существует множество различных инженерных решений для аудиосистем: усилители классов A, AB и B. Во всех, даже в самых эффективных, линейных выходных каскадах рассеивание мощности больше, чем в усилителях класса D. Это свойство усилителей класса D обеспечивает им преимущество в различных системах, так как малое рассеивание мощности означает меньший нагрев схемы, позволяет экономить место на плате, снижает стоимость и продлевает срок автономной работы батарей в портативных устройствах.

Когда мы тестируем в нашей акустической лаборатории усилители для автомобильных аудиосистем, то частенько упоминаем в материалах их классы, мол, этот работает в экономичном классе D, а тот чисто для аудиофилов — в классе Real АВ. И тут мне недавно задали вопрос: а что это за классы такие вообще? Ну что ж, разберемся.
Выбирая в магазине подходящий усилитель для аудиосистемы, обратите внимание на то, в каком классе они работают. Класс АВ можно назвать традиционным, в нем работает большинство усилителей. В последнее время все чаще встречаются усилки класса D, которые называют цифровыми, хотя это не совсем правильно, и скоро вы поймете почему. Что предпочесть? Какой лучше? Как обычно, однозначного ответа нет, поскольку у каждого есть свои преимущества и недостатки. Но для начала пару слов о том, что и как там вообще происходит внутри.

КАЧНЕМ ТОКУ
Основные элементы практически любого усилителя — это транзисторы. Не будем вдаваться в суть построения различных схем, тем более, что их на самом деле далеко не одна, а выделим основное — сам принцип работы. Для этого на время представим усилитель в виде, ну, скажем. водопровода. Неожиданно, правда? Тем не менее, аналогия налицо, и вы сейчас в этом убедитесь. Во-первых, в усилителе есть блок питания, преобразующий однополярное напряжение бортовой сети („плюс» и „масса») в двухполярное („плюс»,„масса» и „минус»). Мы уже говорили, зачем он необходим, когда рассматривали, как измеряются мощности усилителей. Так вот, в такой системе двухполярный блок питания будет представлять собой не что иное, как два насоса (насос со стороны „+» будет как бы накачивающим, а насос со стороны „-» как бы откачивающим ток относительно массы). Наша задача — пустить эти потоки через нагрузку усилителя (нагрузка — это как раз подключенный к усилителю динамик). Для этого, понятное дело, нужны краны, которые будут управлять этими потоками.
Вот как раз роль этих кранов и играют транзисторы. Они могут открываться, пропуская через себя большой поток, или закрываться, уменьшая его. „Краны» эти по отношению друг к другу обратные: когда один начнет закрываться, другой будет открываться. Соответственно, поток от „насосов» будет направляться через нагрузку то в одну, то в другую сторону. А управляет всем этим открытием-закрытием как раз входной сигнал.

УСИЛИТЕЛИ КЛАССА А. В, АВ, Н
Но на самом деле просто открывать и закрывать транзистор еще мало, ведь нам нужно, чтобы сигнал усиливался без искажений, то есть, чтобы выходной сигнал по форме в точности повторял входной. Значит нам необходимо, чтобы транзисторы (эти самые краны) открывались и закрывались по строго линейному закону, строго пропорционально входному сигналу.
Но вот незадача, на самом деле транзистор может так работать не во всем своем диапазоне. Например, если входной сигнал слишком маленький, то транзистор на него почти не реагирует, зато при достижении определенного уровня резко открывается. Какая уж тут линейность? А вот дальше этого момента реагирует на изменение управляющего сигнала вполне адекватно, почти что линейно. Значит, для того, чтобы искажений было как можно меньше, транзистор придется все время держать в приоткрытом состоянии. Это называется задать смещение транзистора или выбрать его рабочую точку.
В этом случае говорят, что усилитель работает в классе А. Такой класс усилителей по праву считается аудиофильским, поскольку обеспечивает очень маленькие искажения сигнала. Но самый главный его недостаток — высокий ток покоя. Ток покоя — это ток, который будет течь через транзисторы, даже когда входного сигнала нет (ведь нам же пришлось задать транзисторам некоторое смещение). Из-за этого они довольно сильно нагреваются, и значительная часть энергии от блока питания уходит в тепло, а КПД усилителя составляет в лучшем случае всего лишь около 20-30%.

Но поскольку автомобильные усилители на самом деле делаются не на одном транзисторе, а строятся по так называемым двухтактным схемам, т.е. с 2 транзисторами, то возникает одна заманчивая идея. Что, если не держать их постоянно приоткрытыми? Пусть они оба при отсутствии входного сигнала будут закрытыми? Поскольку транзисторы по отношению друг к другу обратные, то получится, что один из них будет открываться, когда сигнал положительный, а другой — когда сигнал отрицательный. Иными словами, получится, что первый будет усиливать положительную полуволну сигнала, а другой — отрицательную, на нагрузке же эти половинки благополучно сложатся. Когда усилитель работает в таком режиме, то говорят, что это класс В.
Решение, несомненно, хорошее, ведь через транзисторы в такой схеме не течет бесполезный ток, когда сигнала нет, а значит и КПД усилителя получается гораздо выше. Однако все бы замечательно, но дело в том, что какие бы мы хорошие и качественные транзисторы не поставили, у них все равно будет присутствовать нелинейность в самом начале их открытия. А это значит, что в тот момент, когда один транзистор только закрывается, а второй только открывается, неизбежно появится искажение в виде ступеньки.

Когда уровень сигнала высокий, эта ступенька не выглядит очень уж большой, и если особо не придираться, то на нее еще можно и не обращать особого внимания. А вот на небольших уровнях сигнала она будет уже слишком заметна. Поэтому класс В в чистом виде в автомобильных усилителях не используется из-за больших искажений.
Так какой же режим лучше всего выбрать для усилителя? В классе А — маленькие искажения, но и КПД низкий, львиная доля мощности блока питания уйдет в тепло (вот почему усилители, работающие в этом классе, греются как утюги). Класс В обеспечит хороший КПД, но искажения будут такими, что о высоком качестве воспроизведения особо говорить не придется. Компромиссное решение — это смешанный режим, когда транзисторам обеспечивается лишь небольшое смещение, гораздо меньшее, чем в чистом классе А, но уже достаточное для того, чтобы избежать заметной ступеньки в выходном сигнале. При этом так и говорят — усилитель работает в классе АВ.
Выбирая рабочую точку транзисторов (ну или иными словами, выбирая насколько транзисторы будут приоткрыты в режиме покоя, то есть при отсутствии входного сигнала), можно сделать усилитель класса АВ ближе к классу А или к В. Например, в первом случае наиболее заметен тот эффект, что до достижения определенной мощности усилитель работает в классе А, а на высоких уровнях как бы автоматически переходит в класс АВ — решение, довольно часто применяемое в усилителях высокого класса (иногда в описаниях к таким усилителям можно встретить обозначение их класса как Real АВ).
Справедливости ради, нужно отметить, что классы А, В и АВ не единственные. Есть и другие, которые можно назвать производными от них, они представляют собой попытки совместить экономичность АВ-класса с качеством А-класса. Например, класс А+ — симбиоз усилителей В-класса и А-класса (выход первого является средней точкой для второго). Или класс Super A (Non Switching) — в них специальная схема не дает транзисторам полностью запираться(ведь основные искажения, как вы уже знаете, как раз из-за нелинейности в самый начальный момент открытия транзисторов-„кранов»). А усилители класса G вообще представляют собой два каскада усиления, работающих каждый от своего источника питания разного напряжения (на небольшой мощности работает каскад, питающийся от источника с небольшим напряжением, а на пиках к нему подключается второй, питающийся от источника с большим напряжением). Впрочем, все это довольно сложные схемы, которые и в домашней то технике применяются все реже, а уж в автомобильных усилителях это, мягко говоря, и вовсе экзотика.
А вот усилители класса Н можно с уверенностью назвать чисто автомобильными. В этом классе делают усилители, встроенные в головное устройство. Понятное дело, в них нет никаких сложных блоков питания, преобразующих бортовые 12 Вольт в двухполярное питание с большим напряжением (впрочем, встроенный в ГУ усилитель все равно питается отдвухполярного напряжения, просто за среднюю точку для него принимается Uпит/2, то есть, условно говоря, 6 Вольт), поэтому мощность таких усилителей невелика. Класс Н — это попытка в какой-то мере нивелировать основной недостаток маломощных усилителей — зажатость звучания. Так как же он работает?
На самом деле, усилитель класса Н — это практически то же самое, что и обычный усилитель класса АВ. Только в нем есть так называемая схема удвоения напряжения питания, основной элемент которой — конденсатор, накапливающий заряд, когда входной сигнал не очень большой. Ну а поскольку реальный музыкальный сигнал — это вам не синус, на котором по стандарту измеряется мощность, то для него характерны кратковременные пики. Так вот, как раз в моменты таких пиков этот самый конденсатор специальной схемой добавляется последовательно к питающему напряжению, и оно как бы кратковременно удваивается, помогая усилителю воспроизвести эти пики с меньшими искажениями. Это, на самом деле, не особо сказывается на мощности усилителя, измеренной стандартно на синусоидальном сигнале, но на средних и высоких частотах звучание субъективно становится лучше.

КСТАТИ
Класс усилителя в первом приближении можно распознать по характеру зависимости КНИ от мощности. Смотрите, на малых уровнях сигнала класс А обеспечивает самые маленькие искажения. А вот класс В за счет „ступеньки» в сигнале на малых уровнях непременно будет иметь повышенные искажения (так называемая проблема первого Ватта). Класс АВ где-то между ними.

УСИЛИТЕЛИ КЛАССА D
Классы А, В, АВ и прочие их производные — это все традиционные классы аналоговых усилителей, принципы построения у них схожие, разве что режимы работы транзисторов выбираются разные, да добавляются кое-какие примочки. Но есть и усилители, которые строятся изначально несколько иначе. Это импульсные усилители класса D (их, кстати, иногда называют цифровыми, хотя на самом деле технически это не очень корректно, в цифровую форму там ничего не переводится). Давайте в общих чертах разберем, как работает усилитель D-класса.
Первым делом аналоговый входной сигнал (то есть обычный непрерывный сигнал с изменяющейся амплитудой) преобразуется в импульсный (сигнал с постоянной амплитудой, но прерывающийся). Причем длительности следующих друг за другом импульсов и пауз между ними будут разными, но самое главное — они будут в строгой зависимости от входного сигнала. Например, выше амплитуда входного сигнала — импульсы длиннее, ниже амплитуда — импульсы короче. Это называется широтно-импульсная модуляция (ШИМ).
Теперь полученный импульсный сигнал нужно усилить, и делается это точно так же, как и в обычных усилителях. И тут может возникнуть вопрос: а зачем вообще было преобразовывать сигнал в импульсный, если его все равно приходится усиливать, как и в обычном усилителе? Оказывается, смысл есть. Дело в том, что транзисторы в этом случае будут работать совершенно по-другому — в ключевом режиме. То есть они будут либо полностью открытыми, либо полностью закрытыми, без промежуточных вариантов. А ведь для такой работы, во-первых, нет необходимости подбирать транзисторы с линейной ВАХ и стараться попасть на линейный участок этой характеристики. Во-вторых (а это, собственно, следствие из первого), КПД таких усилителей может запросто вплотную приблизиться к идеалу в 100%. А ведь это показатель, недостижимый для обычных усилителей в принципе. Так что усиливаем импульсный сигнал, и радуемся, как у нас это легко получается.
Однако ж подавать такой усиленный импульсный сигнал на акустические системы, понятное дело, еще рано (как, позвольте спросить, под такой сигнал будет диффузор плясать?). Для этого нужно преобразовать его в обычную, аналоговую форму. Сделать это можно с помощью катушки индуктивности и конденсатора, которые вместе будут представлять собой LC-фильтр. Пропустив через них наш импульсный ШИМ-сигнал, на выходе мы получим усиленный сигнал, своей формой повторяющий входной.

Основное достоинство усилителей D-класса — высокий КПД. Однако есть и серьезный недостаток — частотный диапазон усилителя чаще всего бывает серьезно ограничен сверху. Именно это долгое время и было причиной применения этой технологии только в басовых моноблоках, рассчитанных исключительно на сабвуферное применение. Впрочем, с ее развитием и обычные, широкополосные усилители D-класса уже давно перестали быть экзотикой.

Задачей звуковых усилителей является передача входного звукового сигнала к системе воспроизведения звука с необходимыми громкостью и уровнем мощности — точно, эффективно и с малыми помехами. Звуковые частоты — это диапазон от 20 Гц до 20 кГц, соответственно усилитель должен обладать хорошей АЧХ во всем диапазоне (или же в более узкой области, если речь идет о динамике с ограниченной полосой воспроизведения, например о среднечастотном или высокочастотном динамике в многополосной системе). Мощности могут быть разными (в зависимости от конкретного устройства): милливатты в наушниках, ватты в звуковых телевизионных системах и аудио для ПК, десятки ватт в домашних и автомобильных звуковых системах, сотни и более ватт в мощных домашних и концертных звуковых системах.
В обычных аналоговых звуковых усилителях транзисторы в линейном режиме применяются для генерации выходного напряжения, которое точно масштабирует входное. Коэффициент передачи по напряжению обычно достаточно велик (около 40 дБ). Если усиление в прямом направлении входит в цепь с обратной связью, то и коэффициент усиления всей цепи с обратной связью будет велик. Обратная связь в усилителях применяется часто, так как большой коэффициент передачи в сочетании с обратной связью улучшает качество усилителя: подавляет искажения, вызванные нелинейностями в прямой цепи, и снижает шумы от источника питания за счет того, что снижается коэффициент влияния источника питания (PSRR).
В обычном транзисторном усилителе транзисторы выходного каскада обеспечивают непрерывный сигнал на выходе. Существует множество различных инженерных решений для аудиосистем: усилители классов A, AB и B. Во всех, даже в самых эффективных, линейных выходных каскадах рассеивание мощности больше, чем в усилителях класса D. Это свойство усилителей класса D обеспечивает им преимущество в различных системах, так как малое рассеивание мощности означает меньший нагрев схемы, позволяет экономить место на плате, снижает стоимость и продлевает срок автономной работы батарей в портативных устройствах.

Сохранить и прочитать потом —

При всем разнообразии схемотехнических решений, применяемых в усилителях звука, между ними можно без труда проследить преемственность и постепенное, эволюционное развитие. Сначала был класс А, потом В, потом АВ и все следующие за ним, которые по сути своей являются дальнейшим развитием класса АВ или А со всеми прилагающимися к этому достоинствами и недостатками. Но как же хорошо, что среди производителей Hi-Fi есть настоящие новаторы, которые не боятся внедрять смелые технологические решения! Иначе мы с вами никогда бы и не узнали о существовании усилителей класса D.

История

В мире Hi-Fi класс D имеет самую тяжелую судьбу, и его развитие происходило не благодаря объективным преимуществам, а скорее вопреки сложившемуся мнению. Началось все с того, что классу D буквально сразу повесили обидный, по мнению некоторых аудиофилов, ярлык «цифровой усилитель». И хотя некоторые принципы его работы действительно напоминают работу цифровых схем, по своей сути это абсолютно аналоговое устройство.

Еще одно заблуждение сопровождающее класс D — возраст. Есть мнение, что класс D был разработан совсем недавно и является побочным продуктом современных цифровых технологий. На самом деле, класс D имеет богатую историю, и его первые реализации проектировались еще в эпоху радиоламп. Использовать схемотехнику такого типа для усиления звука (класс D в ламповом исполнении) предложил наш соотечественник Дмитрий Агеев, и произошло это в 1951 году. Примерно в это же время над практической реализацией подобного устройства работал английский ученый Алекс Ривз, а в 1955 году их коллега Роже Шарбонье из Франции, создавая аналогичную схему, впервые применил термин «класс D».

В самом начале, когда велись главным образом теоретические изыскания, судьба класса D казалась безоблачной. Его расчетные характеристики в буквальном смысле достигали предела совершенства. Однако, первая коммерческая реализация 1964 года выявила массу слабых мест, главное из которых — невозможность добиться по-настоящему достойного качества звучания на элементной базе того времени.

Производители не оставляли надежд, и в семидесятых годах попытки вывести усилители класса D на рынок предпринимали такие гиганты Hi-Fi-индустрии, как Infinity и Sony. Обе затеи провалились по той же самой причине, что и в первый раз. Подходящие по быстродействию и классу точности транзисторы стали производиться серийно лишь в восьмидесятых годах, после чего качественная реализация усилителей класса D и стала реальностью. В наше время усилители класса D можно встретить в совершенно различных устройствах: от смартфонов и бытовой аппаратуры до студийного оборудования и High End-систем.

Принцип работы

В основе принципа работы усилителей класса D и любых его модификаций, в том числе имеющих самостоятельные буквенные обозначения (классы T, J, Z, TD и другие), лежит принцип Широтно-Импульсной Модуляции или, сокращенно, ШИМ. Модуляция сигнала как метод существует довольно давно и используется как способ хранения и передачи информации. Суть ее заключается в том, чтобы модулировать полезным сигналом некую несущую частоту. Частота выбирается таким образом, чтобы ее было удобно передавать или записывать на носитель. Процесс воспроизведения подразумевает обратную последовательность: выделение полезного сигнала из модулированной несущей частоты. По такому принципу работает и цифровая техника, и радиосвязь, и теле-радиовещание. Тонкость состоит в том, что в случае с ШИМ преследуется совершенно иная цель. Модуляция позволяет привести сигнал в такой вид, чтобы его усиление было максимально простым и эффективным процессом.

В основе схемотехники класса D лежит генератор СВЧ-импульсов (исчисляемых сотнями МГц) несущей частоты и компаратор — устройство, модулирующие эти импульсы, соответственно форме входящего аналогового сигнала. Далее все просто. Модулированный сигнал имеет форму импульсов равной амплитуды, но разной продолжительности, которые усиливаются с помощью пары симметрично включенных быстродействующих транзисторов типа MOSFET. Далее в схеме используется простейший LC-фильтр, демодулирующий усиленный сигнал, а также отсекающий несущую частоту и сопутствующий высокочастотный шум.

Упоминание транзисторов, используемых для усиления порождает резонный вопрос: «а не проще было бы сразу усилить аналоговый сигнал без всяких модуляций?». И именно этот вопрос раскрывает суть усилителей класса D. В обычных усилителях классов A, B, G и прочих их производных транзистор работает с широкополосным сигналом, постоянно меняющимся и по амплитуде, и по частоте. Поведение даже самого лучшего транзистора на разных амплитудах и частотах не 100% одинаково, что неизбежно приводит к искажениям, которые мы знаем как окрашенность или «характер» усилителя. Модулированный сигнал в усилителях класса D меняется дискретно и на полную амплитуду. Таким образом, режим работы транзисторов существенно упрощается и становится куда более прогнозируемым. По сути, они выступают в роли ключа, находясь либо в закрытом, либо в открытом состоянии без промежуточных значений.

Все, что требуется в таком режиме от транзистора — максимально быстро реагировать на изменение уровня сигнала, а поведение его на промежуточных значениях амплитуды не имеет значения. Кроме того, данный режим работы транзистора крайне положительно сказывается на энергоэффективности усилителя, доводя его теоретический КПД до 100%.

Второй наиболее очевидный вопрос касается сходства модулированного аналогового и цифрового сигналов. Обычно это даже не вопрос, а утверждение: «Усилитель класса D — цифровой, а значит правильно подавать на его вход цифровой сигнал, а не аналоговый». Процесс модуляции аналогового сигнала на входе усилителя класса D, действительно, очень напоминает то, что происходит в АЦП при оцифровке звука, однако принцип модуляции принципиально отличается от того, что используется в формате PCM.

Именно по этой причине цифровые входы интегрированных усилителей, работающих в классе D, используют вполне традиционную схему ЦАПа, с аналогового выхода которой сигнал и поступает на вход платы усилителя мощности. Таким образом, аналоговый сигнал является основным и естественным входящим сигналом для усилителей класса D.

Впрочем, существуют и исключения, которые, если разобраться более детально, ничего не меняют в общей картине, а лишь дополняют типовую схемотехнику класса D. Небезызвестный Питер Лингдорф, еще будучи разработчиком в компании NAD, успешно реализовал схему прямого преобразования PCM-потока напрямую в формат ШИМ без традиционной процедуры цифроаналогового преобразования. Эта технология получила название Direct Digital, или говоря по-русски: прямое усиление цифрового сигнала.

Таким образом удалось сократить протяженность и понизить сложность звукового тракта, а единственное цифроаналоговое преобразование в подобной схеме производится непосредственно перед акустическими клеммами. Однако стоит заметить, что для работы такого усилителя с аналоговым сигналом он должен также иметь и классический входной каскад, использующийся в традиционных усилителях класса D.

На текущий момент технология прямого усиления «цифры» еще не стала массовым явлением, вероятно, потому что г-н Лингдорф грамотно оформил патентные права на технологию или просто предпочитает не раскрывать коллегам всех секретов. Но не так давно подобная схема была успешно реализована в портативной технике, что позволяет надеяться на более широкое распространение технологии в будущем. Не исключено, что спустя некоторое время класс D действительно станет цифровым усилителем.

Плюсы

Главный плюс усилителей класса D, ради которого и затевалась история с модуляцией сигнала — энергоэффективность. Причем и в теоретических выкладках, и в реальных цифрах это дает такой прирост КПД, с которым хоть как-то может сравниться разве что переход от класса А к классам В и АВ, а все достижения класса G и прочих на его фоне кажутся довольно слабой попыткой.

Работая в импульсном режиме, половину времени транзистор проводит в полностью закрытом состоянии, а значит имеет нулевой ток покоя и не потребляет энергии. При этом в момент включения транзистор работает на полную мощность, перенаправляя всю энергию, поступающую от блока питания, на выход усилителя.

В итоге, эти самые теоретические 100% КПД при практической реализации дают действительно превосходные значения порядка 90–95%. А поскольку лишь единицы процента энергии расходуются на нагрев транзисторов, радиаторы можно использовать исчезающе малого размера. Для получения на выходе 100–200 Вт на канал усилитель класса АВ должен иметь радиаторы, занимающие одну или обе боковых стенки корпуса, а усилитель класса D обойдется кусочком алюминия размером в один-два спичечных коробка.

Кстати, то же самое можно сказать о размере платы усилителя мощности: в классе D она получается в разы компактнее, даже если собирается не на микросхемах, а на дискретных элементах. Ну и в завершение всего, усилители класса D имеют меньшую себестоимость, нежели сопоставимые по мощности модели других классов. Впрочем, последнее касается скорее DIY-проектов — производители же предпочитают вкладывать сэкономленные деньги в повышение качества звучания и прочие усовершенствования, тем более что в классе D и вправду есть что улучшать.

Минусы

Обладая совершенно убийственными преимуществами, класс D не завоевал рынок Hi-Fi целиком и полностью лишь потому, что имеет свои слабые места, которые для многих ценителей качественного звука выглядят куда более значительными, нежели энергоэффективность. Наличие в схеме высокочастотного генератора само по себе является потенциальным источником электромагнитных помех, негативно влияющих на звучание самого усилителя и на работу соседствующих с ним компонентов звукового тракта.

Неподготовленный слушатель, возможно, не заметит данного эффекта или не придаст ему значения, но в индустрии Hi-Fi и High End, когда всякая мелочь имеет значение, такое соседство не приветствуется и вынуждает инженеров совершенствовать фильтрующие схемы и идти на прочие ухищрения, чтобы исключить влияние вредоносного СВЧ-генератора несущей частоты на воспроизводимый аудиосигнал.

Высокий КПД усилителей класса D стал причиной одной специфической особенности: высокой зависимости качества и характера звучания от блока питания. Если производитель решит использовать импульсный источник питания и не озаботится достаточным количеством фильтрующих схем, часть шумов обязательно проникнет в колонки и подпортит впечатление от звучания. Плохой блок питания, конечно, и классу АВ на пользу не пойдет, но именно в классе D эта проблема проявляется наиболее остро.

Особенности

Описание плюсов и минусов схемотехники класса D дают совершенно недвусмысленные намеки на то, чем в первую очередь должны заниматься разработчики, которые стремятся добиться от усилителей максимального качественного звука.

Проблему питания усилителей класса D разработчики решают двумя способами. Одни идут проверенным путем, используя классические линейные блоки питания с огромными тороидальными трансформаторами и прочими классическими решениями. Но есть и другой путь, которым идет меньшая часть разработчиков. При должном умении вполне можно создать малошумящий импульсный блок питания, пригодный для установки в усилителях высшего класса качества. И именно они способны дать фору самым мощным и солидным линейным блокам питания за счет лучшего КПД и быстродействия, а как следствие — лучшей динамики звучания и мгновенной реакции усилителя на большие перепады уровней сигнала.

Что же касается специфики работы самого усилителя класса D, его схемотехника обеспечивает существенно более высокий коэффициент демпфирования в сравнении с классом АВ и другими схемотехническими решениями. Это гарантирует не только стабильную работу со сложной нагрузкой, быстрый, четкий бас и большой динамический диапазон, но также обеспечивает меньший уровень искажений, отсутствие каши, вялой атаки или смазывания фронтов и самое главное — способность усилителя одинаково справляться с совершенно разноплановой музыкой.

Практика

Почетная обязанность отстаивать честь усилителей класса D в нашем исследовании выпала усилителю Marantz PM-KI RUBY. Этот аппарат имеет образцово-показательную компоновку, демонстрирующую, как нужно создавать современные усилители. Два модуля Hypex NCore 500, работающие в классе D, питаются от специального малошумящего импульсного блока питания. При этом в конструкции усилителя присутствует классический предварительный каскад, выстроенный на дискретных элементах, согласно фирменной технологии HDAM от Marantz, которая использовалась и в традиционных усилителях класса АВ.

Предварительный каскад питается от линейного блока питания, тороидальный трансформатор которого, судя по размерам, имеет многократный запас мощности, чтобы никоим образом не повлиять на динамику и чистоту звучания. Другими словами, в одном корпусе сочетаются два подхода: классический для предварительного усилителя и современный для усилителя мощности.

Все это обильно приправлено типичным для High End-моделей вниманием к мелочам вроде омедненного шасси, улучшенной виброразвязки, сокращения путей сигнала, симметричной топологии плат, строгого отбора деталей по параметрам и т.п.

В результате, мы имеем едва ли не самый совершенный с технической точки зрения аппарат с коэффициентом демпфирования 500, искажениями менее 0,005% и энергопотреблением 130 Вт при выходной мощности до 200 Вт на канал при 4 Ом нагрузки. Впрочем, всякую претензию на совершенство в мире звука надлежит проверить практикой.

Усилитель выдает очень свободное красивое звучание с превосходной детализацией, богатыми тембрами и длинными естественными послезвучиями живых инструментов. Сцена выстраивается максимально точно и масштабно, с достоверной передачей пропорций и местоположения виртуальных источников звука в пространстве. Все вполне соответствует представлениям о том, как должен играть хороший усилитель категории High End. Никакой синтетики, жесткости или «дискретности», которую в звучании класса D обнаруживают некоторые адепты старой школы, не наблюдается. Напротив, Marantz PM-KI RUBY успешно сочетает лучшие объективные характеристики с фирменной утонченной и легкой подачей музыкального материала.

Это типично «марантцовское» звучание проявляется, в первую очередь, в излишней интеллигентности при воспроизведении металла и тяжелого рока. В то же время классика любых составов, джаз и вокал звучат очень живо и натурально. Весьма похожий, возможно, даже чуть более красивый и приторный характер звучания проявляли усилители Marantz прошлых лет, работающие в классе АВ, что позволяет сделать вывод о нейтральном характере звучания усилителей мощности класса D.

Подключение к усилителю Marantz PM-KI RUBY акустики разной мощности, с разной чувствительностью и разным импедансом дало вполне ожидаемый результат: отсутствие какой либо выраженной реакции на изменение этих параметров. С любой стереопарой усилитель справлялся одинаково уверенно.

Даже на самой сложной нагрузке и на высокой громкости на удивление стабильно воспроизводились нижние ноты контрабаса — они звучали абсолютно четко, без гула, с натуральной передачей ощущения вибрирующей струны и откликающейся на эту вибрацию деки инструмента. Одним словом, все происходило ровно так, как и должно происходить с усилителем, имеющим заявленное сочетание мощности и коэффициента демпфирования.

Выводы

Все основные преимущества класса D вполне подтверждаются практикой. Но если с точки зрения энергопотребления и других измеряемых характеристик ситуация абсолютно очевидная и бесспорная, звучание по-прежнему остается вопросом дискуссионным. Класс D в чистом виде дает максимально качественный и, как следствие, — нейтральный, не окрашенный звук. Такое придется по вкусу далеко не всем и с наименьшей степенью вероятности порадует тех, чьи предпочтения формировались через прослушивание ламповой и прочей ретро-техники. С этой точки зрения разработчики Marantz продемонстрировали житейскую мудрость, придав своему усилителю фирменный характер звучания путем установки оригинальных модулей предварительного усиления. Одновременно с этим существуют другие производители, в том числе адепты максимально точного и нейтрального звучания, которые используют потенциал класса D, согласно своим представлениям о прекрасном.

В целом же, вывод такой: если производитель не экономил на ключевых элементах схемы, в результате мы получаем усилитель максимально близкий к совершенству. Остальное — дело вкуса.

FD Сверхкомпактные усилители | Focal

Максимальная мощность без ограничений!

Сегодня автомобильные усилители мощности также должны соответствовать новым требованиям с точки зрения интеграции в автомобиль. Опираясь на этот анализ и свой опыт в индустрии высококачественной автомобильной стереосистемы, Focal запускает новую линейку сверхкомпактных усилителей Focal Direct Fet®, сокращенно FD.

Идеальная интеграция с вашим автомобилем

Focal провела обширное исследование встраиваемых электронных систем, которое привело к окончательному технологическому компромиссу.Усилители FD объединяют Focal DNA в единое и скрытое шасси, обеспечивая музыкальное и динамическое прослушивание, незаметно интегрируя автомобиль.

Технологии D-класса и Direct Fet®: мощность и компактность

Усилители D-класса имеют много преимуществ перед так называемыми аналоговыми усилителями (класс AB): меньшие габариты, меньшее энергопотребление и меньшее тепловыделение. Благодаря новым технологическим достижениям они наконец-то предлагают ожидаемое качество бортовой музыки.

Технология Direct Fet® оказалась очень многообещающей. Эта технология, используемая во всех этих новых усилителях FD, позволила нам объединить два важных качества: мощность и компактность. Благодаря особой конструкции корпуса компонентов общая температура Mosfet снижена и позволяет увеличить мощность в ограниченном объеме.

Подробнее о Direct Fet®

FD, полный ассортимент

Семейство FD состоит из трех моделей усилителей класса D для удовлетворения наиболее распространенных потребностей:

  • ФД 2.350 — 2-канальная модель, обеспечивающая мощность CEA 2 x 105 Вт RMS при сопротивлении 4 Ом. Что делает его еще более универсальным, так это включение активных кроссоверов высоких и низких частот.
  • FD 4.350 — 4-канальная модель CEA мощностью 4×58 Вт RMS. Он может работать в 4-, 3- или 2-канальном режиме для всех типов установок.
  • FD 1.350 — моноблочный усилитель, специально разработанный для работы с каналом сабвуфера. Соответственно 210/350 Вт под 4/2 Ом.Чтобы эффективно управлять всеми типами сабвуфера, он оснащен активным кроссовером, коррекцией низких частот и регулировкой фазы.

Откройте для себя линейку FD без промедления!

Обзор автомобильного усилителя Pioneer GM-D9500F Class-FD


Когда дело доходит до автомобильной аудиосистемы, традиционно считается, что чем громче, тем лучше. Громкие мелодии также могут быть результатом использования больших усилителей. Так больше не должно быть. Откройте для себя цифровые усилители класса D. Они разработаны с повышенной эффективностью, что позволяет им иметь такой же выходной сигнал, как и усилители намного большего размера.

Pioneer GM-D9500F — как раз один из таких усилителей. Он отличается сбалансированным и динамичным звуком с высокой выходной мощностью при небольших размерах и на самом деле является классом FD для звука во всем диапазоне. Они достигают небольшого размера, будучи на 80-90% более эффективными, чем традиционные конструкции A / B. GM-D9500F тоже выглядит великолепно. У него простой современный дизайн, который хорошо смотрится при индивидуальной установке. Для охлаждения они используют черные алюминиевые отлитые под давлением радиаторы и верхнюю пластину из серебристого алюминия для хорошего отвода тепла для четырех каналов мощностью 75 Вт на каждый канал.

Усилитель также имеет множество полезных функций и конфигураций. Подключаемый к мосту, усилитель допускает конфигурации 4/3/2. Это означает, что вы можете использовать его как 4-канальный, соединить его как 3-канальный, объединяя 2 канала вместе, или как 2-канальный, объединяя 4 канала в 2. Эти возможные конфигурации позволяют преобразовать 4 дверных динамика в 4 канала. режим, 2 дверных динамика и сабвуфер в 3-канальном режиме, или 2 сабвуфера или 1 сабвуфер с двойной звуковой катушкой в ​​2-канальном режиме. Также есть встроенные кроссоверы с фильтрами высоких и низких частот для использования дверных динамиков или сабвуферов, выбираемых от 40 Гц до 500 Гц при -12 дБ / окт.

Должен признаться, такая маленькая упаковка произвела на меня впечатление. В то время как этому усилителю, казалось, не хватало небольшой… мощности, вроде как высокопроизводительному двигателю с ограниченным крутящим моментом, он действительно играл громко и чисто. И я знаю, что это немного придирчиво, особенно в этой ценовой категории. По сравнению с моим эталонным 4-канальным усилителем Rockford Fosgate класса A / B мощностью около 60 Вт на канал, Fosgate обеспечил эту дополнительную мощность и играл немного громче. Однако он не был таким чистым и не таким четким, как Pioneer.И это также более чем в два раза больше. Я услышал в своей музыке решительность и детали, которых раньше не слышал в Fosgate.

Еще раз должен сказать, что был впечатлен. При размере всего 8-7 / 8 дюймов x 2-1 / 4 дюйма x 7-7 / 8 дюймов он обладает большой мощностью. Тем из вас, кто хочет приобрести усилитель и есть место для более крупного усилителя класса A / B, стоит попробовать Pioneer GM-D9500F. Но некоторые из вас могут быть ограничены в пространстве. Хорошая новость заключается в том, что с этим маленьким усилителем он может соответствовать всем требованиям и на самом деле не оставит вас желать большего.В качестве эталонного оборудования использовались приемник Kenwood Excelon KDC-X991, передние компоненты Kenwood Excelon XR-S17P и коаксиалы Rockford Fosgate Fanatic HPC1206U сзади. Для получения полных технических характеристик и дополнительной информации посетите веб-сайт Pioneer www.pioneerelectronics.com.

Pioneer GM-D8604 4-канальный мобильный аудиоусилитель FD с максимальной мощностью 1200 Вт

Pioneer GM-D8604 4-канальный мобильный аудиоусилитель FD с максимальной мощностью 1200 Вт

Четыре канала мощности доступны от Pioneer GM-D8604 класса FD усилитель для питания всей вашей системы.Мостовая конструкция также позволяет сконфигурировать этот усилитель как двух- или трехканальный без снижения общей выходной мощности усилителя. Встроенные электронные кроссоверы могут быть настроены на пропускание высоких или низких частот для каждого набора стереоканалов для настройки выхода усилителя для передних, задних или сабвуферов. Выходы RCA предлагают возможность последовательного подключения усилителей для больших систем.

Большая мощность, малый размер

Новые сверхэффективные цифровые усилители Pioneer класса FD знаменуют собой значительное улучшение выходной мощности, но при этом на 50% меньше, чем нынешние усилители серии GM класса AB.Это делает их более универсальными как с точки зрения установки, так и с точки зрения производительности.

Улучшенная конструкция схемы

Чтобы предотвратить отключение схемы, новая схема цифрового усилителя Pioneer «Система управления защитой» определяет внутреннюю температуру и соответственно автоматически регулирует уровень входного сигнала. Стабильная и прочная схема снижает риск перегрева, позволяя подключать громкоговорители с сопротивлением всего 1 Ом (при подключении к одному каналу, а не мостовому соединению).Такая конструкция повышает гибкость подключения нескольких сабвуферов к системе.

Переменные фильтры низких и высоких частот

Для дополнительной гибкости регулируемые фильтры низких и высоких частот настраиваются в диапазоне от 40 до 500 Гц для настройки ваших динамиков в соответствии с вашими системными требованиями, расположением сабвуфера и личным вкусом прослушивания. Каждый фильтр имеет крутизну -12 дБ / октаву.

Входы уровня громкоговорителей

GM-D8604 включает в себя адаптеры уровня громкоговорителей (высокий уровень) на RCA (низкий уровень), чтобы вы могли подключить заводскую аудиосистему (или любое устройство, не имеющее типичного типа RCA). входов) к усилителю без необходимости покупать дополнительные адаптеры.Установка происходит быстрее, вы экономите деньги, и в вашем автомобиле есть усилитель Pioneer.

Технические характеристики:
• Выходная мощность RMS:
100 Вт x 4 (@ 4Ω, ≤1% THD + N)
150 Вт x 4 (@ 2Ω, ≤1% THD + N)
125 Вт x 4 ( @ 1 Ом, ≤1% THD + N)
300 Вт x 2 (мостовое соединение @ 4 Ом, ≤1% THD + N)
250 Вт x 2 (мостовое соединение @ 2 Ом, ≤1% THD + N)
• Частотная характеристика: 10 до 50 000 Гц
• Полный коэффициент гармонических искажений: <0.05% (1 кГц)
• Кроссовер:
Фильтр низких частот (переменный): от 40 до 500 Гц, -12 дБ / октава
Фильтр высоких частот (переменный): от 40 до 500 Гц, -12 дБ / октава
• Размеры ( Д x Ш x В): 7-7 / 8 дюймов x 10-3 / 8 дюймов x 2-3 / 8 дюймов

6
Подробнее о продукте
Марка Pioneer Electronics
Модель GM-D8604
Номер детали 267-1904
UPC 884938193146
Единица измерения Вес
Технические характеристики продукта
Тип входа Линейный уровень RCA — Уровень динамика
Выходные каналы, Ом 4
100
Особые характеристики 2 Ом стабильные выходы предусилителя — 1 Ом стабильный мостовой

Pioneer PRS-D2200T | 2-канальный полнодиапазонный усилитель FD с технологией ICEpower

Эталон автомобильного усилителя звука

Получите чистый звук с помощью усилителей Pioneer PRS
Цель хорошего усилителя — чисто усилить музыкальный сигнал, без искажений или добавления цвета.Premier PRS-D2200T — это новое поколение усилителей класса FD (полнодиапазонного класса D), которое явно достигает этой цели. Благодаря эксклюзивной схеме ICEpower музыка звучит четко, четко и детально.

Усилитель ICEpower класса FD
Класс FD (полный диапазон класса D) Усилители ICEpower сочетают в себе ультраэффективную схему класса D и технологию цифрового усилителя ICEpower для более чистого, правдивого качества звука с плотными басами с минимальным эффектом задержки; четкие, воздушные средние и высокие частоты; и непревзойденные характеристики.Ключом к превосходным характеристикам во всем диапазоне является управляемая модуляция колебаний (COM) и многопараметрическое улучшенное каскадное управление (MECC).

Superior Channel Separation

Конденсаторный блок питания по индивидуальному заказу
В поисках оптимальных басов компания Pioneer сосредоточила внимание на управлении мощностью усилителя PRS.Благодаря специально изготовленной конденсаторной батарее большой емкости, адаптированной к блоку питания, этот усилитель обеспечивает стабильную подачу питания и отлично справляется с воспроизведением низкочастотного звука.

Операционный усилитель Linear Technology
Усилитель PRS оснащен операционным усилителем Linear Technology Corporation (OP AMP), который используется в высококачественных домашних аудио усилителях, благодаря точным характеристикам усиления и линейности звука. PRS-D1200M включает OP AMP в свою схему усиления низких частот, чтобы предотвратить ухудшение качества звука.

Энергосберегающая конструкция
Огромным преимуществом является конструкция класса FD, которая потребляет гораздо меньше тока, чем традиционные конструкции усилителей. Это приводит к меньшему потреблению генератора вашего автомобиля и во многих случаях может фактически улучшить расход топлива. Это также позволяет использовать компактное шасси (радиатор), которое занимает меньше места и обеспечивает большую гибкость установки.

Переменный кроссовер (40 ~ 500 Гц, HPF / LPF)
Для дополнительной гибкости регулируемый кроссовер позволяет оптимизировать эффективность вашей системы и обеспечивает наилучшее возможное качество звука.Вы можете непрерывно регулировать его в диапазоне от 40 до 500 Гц, а также выбирать фильтр высоких частот (используется для ваших основных динамиков) или фильтр низких частот (используется для ваших сабвуферов), что дает вам максимальную гибкость в настройке вашей системы.

Выбираемое усиление низких частот с проводным пультом дистанционного управления низкими частотами
Итак, вы находитесь за рулем на скорости 65 миль в час и хотите точно настроить усиление низких частот. Но усилитель вне досягаемости, далеко позади. Что делать — остановиться, выйти и побежать к багажнику? Вот почему PRS-D2200T поставляется с проводным пультом дистанционного управления басами.Он установлен на 50 Гц, что идеально подходит для усиления звука ваших сабвуферов. А поскольку это выбираемое усиление низких частот, вы можете установить уровень на 0 дБ, 6 дБ или 12 дБ, в зависимости от того, что вам больше нравится.

Входы уровня громкоговорителей
Что, у вас НЕТ головного устройства Pioneer? Что ж, мы не будем удерживать это против вас. Фактически, мы даже поможем вам встроить в вашу систему. Входы уровня динамиков PRS-D2200T позволяют подключать OEM-устройство (или любое устройство, не имеющее типичных входов типа RCA) без необходимости покупать дополнительные адаптеры.

Premier® Двухлетняя гарантия
Гарантия на эту модель составляет два года, что вдвое превышает гарантийный срок типичных моделей, представленных в настоящее время на рынке.

Характеристики:

  • Возможность подключения 1/2 каналов
  • Пульт дистанционного управления усилением низких частот
  • Регулируемый ФНЧ / ФВЧ (от 40 Гц до 500 Гц, -12 дБ / окт)
  • Регулировка входного уровня (от 400 мВ до 6,5 В)
  • Низкое сопротивление нагрузки (4 Ом, допустимо от 2 до 8 Ом)
  • Позолоченные входные и выходные клеммы RCA, клеммы динамика и клеммы питания / заземления
  • Вход уровня динамика (1.От 6 В до 26 В)
  • Датчик включения линии динамика
  • Высокоэффективная входная цепь симметричного изолятора
  • Выходная секция высокоэффективного полевого МОП-транзистора
  • Технология TVC (Total Vibration Control)

CEA2006 Технические характеристики:

  • 150 Вт x 2, на 4 Ом <= 1% THD + N
  • 600 Вт x 1, на 4 Ом МОСТ <= 1% THD + N
  • Отношение сигнал / шум 80 дБА (справочная информация: выходная мощность 1 Вт)

Технические характеристики:

  • Пиковая музыкальная мощность: 1200 Вт
  • Количество каналов: 20
  • Допустимое сопротивление нагрузки: 2 ~ 8 Ом (стерео), 4 ~ 8 Ом (мостовое соединение)
  • Непрерывная мощность (4 Ом): 150 Вт x 2
  • Непрерывная мощность (2 Ом): 300 Вт x 2
  • , мост непрерывного действия (4 Ом): 600 Вт x 1
  • Частотный диапазон: 10 Гц ~ 40 кГц
  • Общее гармоническое искажение: 0.005%
  • Соотношение сигнал / шум: 100 дБ
  • Размеры: 12 x 2-1 / 4 x 8
  • Регулировка входного уровня: высоковольтное (400 мВ ~ 6,5 В)
  • Встроенный кроссовер: 2 канала. ФВЧ / ФНЧ
  • Частотный диапазон кроссовера: 40 ~ 120 Гц, -12 дБ / окт.
  • Регулировка уровня низких частот: 50 Гц, 0/6/9/12 дБ, с пультом дистанционного управления

UPC 884938193146 — Pioneer — Многоканальный мостовой усилитель класса Fd мощностью 1200 Вт с регулируемой высотой / низкочастотным фильтром

UPC 884938193146

UPC 884938193146 связан с Pioneer — многоканальный мостовой усилитель класса Fd мощностью 1200 Вт с регулируемой Hpf / lpf

  1. Электроника> Аудио> Аудиокомпоненты> Усилители звука

UPC 884938193146 имеет следующие варианты названия продукта:

  1. Pioneer Gm-d8604 Car Audio Class-d 4-канальный усилитель мощности низких частот Sub 1200 Вт — непроверенный
  2. 4-канальный мостовой усилитель класса FD с максимальной мощностью 1200 Вт
  3. Pioneer Class FD — 4-канальный мостовой усилитель
  4. Genuine Pioneer Bridgeable 4-канальный усилитель класса Fd — черный
  5. Pioneer GM-D8604 4-канальный мостовой усилитель класса FD, 1200 Вт См. Описание
  6. Pioneer Gm-d8604 Gm Digital Series 1200-ваттный 4-канальный усилитель класса Fd
  7. Pioneer Gm-D8604 Gm Цифровая серия 4-канальный усилитель Fd класса мощностью 1200 Вт
  8. Pioneer Gm-D8604 1 4-канальный усилитель Fd класса 200 Вт
  9. Pioneer Gm-d8604 серии Gm Class Fd 4-канальный усилитель мощностью 1200 Вт
  10. Pioneer GM-D8604 4-канальный усилитель мощностью 1200 Вт, класса D
  11. Новый усилитель Pioneer Gm-D8604, 4-канальный усилитель мощностью 1200 Вт, 4-канальный усилитель для автомобильной аудиосистемы
  12. GM-D8604 Hpf / lpf 9 0038
  13. PIONEER GM-D8604 КЛАСС-FD, 1200 ВАТТ, 4 КАНАЛА
  14. ,
  15. СЕРИЯ GM, КЛАСС, FD, 1200 Вт, 4 канала,
  16. Автомобильный усилитель GM GM-D8604, цифровой — 4 x 100 Вт, 4 Ом — 4 x 150 Вт, 2 Ом — 1200
  17. Pioneer GM-D8604 GM Digital Series Class FD 4-канальный усилитель мощностью 1200 Вт
  18. Pioneer GM-D8604 GM Digital Series 1200-Вт 4-канальный усилитель FD класса
  19. PIONEER GM-D8604 1200 Вт Class FD 4-канальный усилитель
  20. Pioneer GM Digital GM-D8604 Автомобильный усилитель — PMPO 1200 Вт — 4 канала — класс FD
  21. Pioneer-1; 4-канальный усилитель класса Fd 200 Вт — 1768519 — General Merchandise Automo
  22. Pioneer GM- D8604 4-канальный усилитель 100 Вт RMS X4
  23. Pioneer GM-D8604 4-канальный автомобильный усилитель 100 Вт RMS x 4

— более —

Подробнее

9011 9011 9011 9011 США Страна
UPC-A: 8 84938 19314 6
EAN-13: 0 884938 193146
Amazon ASIN: B00A02PG012C
Марка: АУДИО АМЕРИКА
Номер модели: GM-D8604
Размер: 10.37 дюймов
Цвет: Темно-серый шифер
Последнее сканирование: 2021-09-10 01:48:19
Информация о покупках

Продукты с UPC 884938193146 были перечислены на следующих веб-сайтах. Цены на продукты действительны на указанную дату / время и могут изменяться.

Магазины Информация о продукте Цена Последнее обновление
eBay США Б / У Pioneer GM-D8604 4-канальный мостовой усилитель класса FD мощностью 1200 Вт См. Описание 130 долларов.99 2021-07-18 15:57:50
Peazz Pioneer GM-D8604 GM Digital Series 4-канальный усилитель FD класса мощностью 1200 Вт $ 220,00 2021-09-10 01:48:19
eBay UK Подержанный Pioneer Gm-d8604 Car Audio Class-d 4-канальный низкочастотный усилитель мощности саб 1200 Вт — непроверенный ₤ 59.99 2019-12-06 15:01:42
Frys Electronics Pioneer Class FD — 4-канальный мостовой усилитель $ 121,97 2018-11-08 13:02:08
eBay UK Подлинный 4-канальный усилитель Pioneer Bridgeable Class Fd — черный ₤ 127,00 2018-12-10 05:07:38
Джет.com Pioneer Gm-d8604 Gm Digital Series 4-канальный усилитель класса Fd мощностью 1200 Вт $ 139.95 2018-08-30 13:52:56
MassGenie Pioneer Gm-D8604 Gm Digital Series 4-канальный усилитель Fd класса мощностью 1200 Вт $ 140,58 2019-01-11 04:21:26
Mwave Pioneer Gm-D8604 1 4-канальный усилитель Fd мощностью 200 Вт 148 долларов.01 2017-06-07 10:57:40
Pricefalls.com Pioneer Gm-D8604 Gm Digital Series 4-канальный усилитель Fd класса мощностью 1200 Вт $ 151,51 2017-01-20 11:35:16
UnbeatableSale.com Pioneer Gm-d8604 Gm Series Class Fd 1200-ваттный 4-канальный усилитель $ 162.31 2019-02-06 00:16:02
Wal-Mart.com Pioneer GM-D8604, 4-канальный усилитель мощностью 1200 Вт, класс D $ 169,00 2021-03-23 ​​05:15:53 ​​
Newegg.com Новый усилитель Pioneer Gm-D8604 1200 Вт 4-канальный усилитель автомобильный аудио 4-канальный усилитель $ 170,49 2018-11-08 12:26:35
eBay.com GM-D8604 4-канальный автомобильный усилитель Pioneer $ 179,99 2021-03-13 12:34:47
Лучшая покупка Pioneer — многоканальный мостовой усилитель класса Fd класса 1200 Вт с переменным Hpf / lpf $ 219,99 2017-06-05 15:30:25
Sears PIONEER GM-D8604 КЛАСС 1200 ВАТТ FD 4-КАНАЛЬНЫЙ 220 долларов.00 2016-12-07 05:47:31
TigerDirect СЕРИИ GM КЛАСС FD, 1200 ВАТТ, 4 КАНАЛА $ 220,00 2015-11-23 17:06:08
pcRUSH.com GM Digital GM-D8604 Автомобильный усилитель — 4 x 100 Вт при 4 Ом — 4 x 150 Вт при 2 Ом — 1200 $ 220,00 2017-07-11 14:00:00
Икурасао.com Pioneer GM-D8604 GM Digital Series Class FD 4-канальный усилитель мощностью 1200 Вт $ 220,00 2016-04-16 00:29:22
Shoplet.com PIONEER GM-D8604 4-канальный усилитель FD мощностью 1200 Вт $ 220,00 2018-09-06 05:37:32
Офисное депо Автомобильный усилитель Pioneer GM Digital GM-D8604 — 1200 Вт PMPO — 4 канала — класс FD 250 долларов.99 2019-01-20 23:57:04
Особняки Pioneer-1; 4-канальный усилитель класса Fd 200 Вт — 1768519 — General Merchandise Automo $ 263,04 31.01.2017 12:31:03
Newegg Canada Pioneer GM-D8604 4-канальный усилитель 100 Вт RMS X4 CAD 269.47 2019-05-03 23:50:57
Newegg Business Pioneer GM-D8604 4-канальный усилитель 100 Вт RMS X4 $ 287,50 2018-05-16 09:46:07
Rakuten (Buy.com) Pioneer GM-D8604 4-канальный автомобильный усилитель 100 Вт RMS x 4 299,99 долл. США 2020-05-27 08:57:22

Считаете ли вы эту информацию точной? О, да Конечно нет

Описание Отредактируйте его, если можете улучшить содержание.
Pioneer — многоканальный мостовой усилитель класса Fd мощностью 1200 Вт с регулируемыми Hpf / lpf Представлять на рассмотрение Отмена

Спасибо за ваш вклад! Мы это проверим.

Pioneer GM-DX874 Class FD 4-канальный мостовой усилитель

ДАННЫЙ ДЕТАЛЬ БЫЛ ДЕБАЛОВАН ИЗ КОРЗИНЫ. В МАГАЗИНЕ ПОКУПКА

Hi-Res »энтузиасты восхищаются 4-канальным усилителем Pioneer GM-DX874« Hi-Res ».

Усилитель не должен занимать слишком много места, особенно в автомобиле. GM-DX874 может быть именно тем, что вы ищете. Он сочетает в себе стабильную схему с сопротивлением 1 Ом, гибкость установки и превосходную выходную мощность высокой мощности в сочетании с сертификацией «Hi-Res» для тех из вас, кто любит только самое лучшее!

Обратитесь к ближайшему авторизованному дилеру Pioneer TS-Z сегодня для получения дополнительной информации.

СОВМЕСТИМОСТЬ «HI-RES»

Новый цифровой усилитель Pioneer GM-DX874 класса D оснащен высококачественными звуковыми компонентами и настройками и совместим со звуком «Hi-Resolution», что позволяет воспроизводить звук высочайшего качества! Идеальный партнер эксклюзивной серии динамиков Pioneer серии TS-Z!

* Изделие с логотипом Hi-Res AUDIO соответствует стандарту аудио высокого разрешения, установленному Japan Audio Society.Логотип используется по лицензии Japan Audio Society.

БОЛЬШАЯ МОЩНОСТЬ, МАЛЕНЬКИЙ РАЗМЕР

Новые сверхэффективные цифровые усилители Pioneer класса D знаменуют собой резкое улучшение выходной мощности, но при этом на 50% меньше, чем нынешние усилители серии GM класса AB. Это делает их более универсальными как с точки зрения установки, так и с точки зрения производительности.

УЛУЧШЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЦЕПИ

Чтобы предотвратить отключение цепи, новая схема цифрового усилителя Pioneer «Система управления защитой» определяет внутреннюю температуру и соответственно автоматически регулирует уровень входного сигнала.Стабильная и прочная схема снижает риск высокой входной мощности для устройства, обеспечивающего соединение 1 Ом. Такая конструкция повышает гибкость подключения нескольких сабвуферов к системе.

ПЕРЕМЕННЫЙ ФИЛЬТР LOW PASS & HIGH PASS

Для дополнительной гибкости регулируемые LPF и HPF позволяют регулировать звуковую частоту в соответствии с характеристиками сабвуфера и личными предпочтениями при прослушивании. ФНЧ и ФВЧ регулируются от 40 Гц до 500 Гц.

ВХОДЫ УРОВНЯ ДИНАМИКОВ

Что, у вас НЕТ головного устройства Pioneer? Что ж, мы не будем удерживать это против вас.Фактически, мы даже поможем вам надстроить вашу систему. Входы уровня громкоговорителей позволяют подключать OEM-устройство (или любое устройство, не имеющее типичных входов типа RCA) без необходимости покупать дополнительные адаптеры. Таким образом, установка выполняется быстрее, вы экономите деньги, и в вашем автомобиле есть усилитель Pioneer.

PIONEER GM-D9704 4-канальный мостовой усилитель класса FD. ПРОДАЖА

Усилитель не должен занимать слишком много места, особенно в автомобиле. GM-D9704 может быть именно тем, что вы ищете.Он сочетает в себе стабильную схему с сопротивлением 1 Ом, гибкость установки и превосходную выходную мощность 1600 Вт макс.

БОЛЬШАЯ МОЩНОСТЬ, МАЛЕНЬКИЙ РАЗМЕР

Новые сверхэффективные цифровые усилители Pioneer класса D знаменуют собой значительное улучшение выходной мощности, но при этом на 50% меньше, чем нынешние усилители серии GM класса AB. Это делает их более универсальными как с точки зрения установки, так и с точки зрения производительности.

УЛУЧШЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЦЕПИ

Чтобы предотвратить отключение цепи, новая схема цифрового усилителя Pioneer «Система управления защитой» определяет внутреннюю температуру и соответственно автоматически регулирует входной уровень.Стабильная и прочная схема снижает риск высокой входной мощности для устройства, достигающего 1? связь. Такая конструкция повышает гибкость подключения нескольких сабвуферов к системе.

VARIABLE LOW PASS & HIGH PASS FILTER

Для дополнительной гибкости регулируемые LPF и HPF позволяют регулировать звуковую частоту в соответствии с характеристиками сабвуфера и личными предпочтениями при прослушивании. ФНЧ и ФВЧ регулируются от 40 Гц до 500 Гц.

ВХОДЫ УРОВНЯ ДИНАМИКОВ

Что, у вас НЕТ головного устройства Pioneer? Что ж, мы не будем удерживать это против вас.Фактически, мы даже поможем вам надстроить вашу систему. Входы уровня громкоговорителей позволяют подключать OEM-устройство (или любое устройство, не имеющее типичных входов типа RCA) без необходимости покупать дополнительные адаптеры. Таким образом, установка выполняется быстрее, вы экономите деньги, и в вашем автомобиле есть усилитель Pioneer.

9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 с автоматическим включением сигнала Да Кроссовер высоких частот Частота 20
GENERAL
Входы RCA 4-канальный
Класс усилителя CLASS-D
Сертифицировано Hi-Res
Гарантия 1 год
Вход уровня динамика Да
Номинал предохранителя 40A x 2
Bass Boost Remote Да
Регулировка входного уровня высокого напряжения От 200 мВ до 6.5 В
Тип клеммы Блок
Допуск по сопротивлению нагрузки (Ом) От 1 до 8
Система управления защитой Да
Размеры x 302 мм (W) В) x 215 мм (Г)
МОЩНОСТЬ
Выходная постоянная мощность (среднеквадр.) При 1? 130 Вт RMS x 4
Длительная выходная мощность (RMS) при 2? 200 Вт RMS x 4
Длительная выходная мощность (RMS) при 4? 130 Вт RMS x 4
Выход непрерывной мощности (RMS) — мостовой при 4? 400 Вт RMS x 2
НАСТРОЙКИ ЗВУКА
Частота кроссовера низких частот 40 Гц
Наклон низких частот (дБ / октава) -12dB
500 Гц
Частота усиления низких частот 50 Гц
Уровень усиления низких частот от 0 дБ до 18 дБ
ХАРАКТЕРИСТИКИ АУДИО
ХАРАКТЕРИСТИКИ АУДИО
Полный коэффициент гармонических искажений (THD) <0.5% (100 Гц)
Отношение сигнал / шум (SN) > 95 дБ

Руководство пользователя

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *