чем же отличается «G» от «H» или высшая ступень эволюции – Barnsly Sound Blog
Привет!Войдите в ваш аккаунт
Ваше имя пользователя
Ваш пароль
Забыли пароль?
Восстановить пароль
Восстановите свой пароль
Ваш адрес электронной почты
В материале портала Stereo.ru автор помогает читателю окончательно прояснить запутанный вопрос: есть ли отличия между современными усилителями аудиосигнала классов «G» и «H» и насколько эти отличия существенны? Эти аппараты могут то же самое, что и лучшие представители класса «АВ», но делают это значительно легче и изящнее.
Некоторое время назад мы в деталях рассказали о классах усиления и режимах работы усилителя классической аналоговой схемы. Однако выяснилось, что нюансы отличий между весьма схожими технологиями классов «G» и «H» раскрыты недостаточно подробно. Статья Максима Наумова восполняет этот пробел.
Автор отмечает, что большую часть времени музыка звучит на малом и среднем уровне, когда от усилителя не требуется большая мощность. Но для того, чтобы без потерь отработать встречающиеся в музыке динамические всплески, требующие большой отдачи энергии, усилитель приходится держать в режиме высокой мощности постоянно. В то же время, из соображений экономии, было бы неплохо, если бы блок питания усилителя работал на полную лишь в те моменты, когда это требуется для отработки громких звуков, а все остальное время потреблял меньше энергии от сети.
Принцип работы усилителей класса G и класса H можно описать буквально в двух словах. Их сигнальная часть аналогична усилителям класса АВ и на малой громкости работает в точно таком же режиме (напомним, что на низких уровнях сигнала класс AB работает в классе А). Весь секрет кроется в блоке питания, который отслеживает уровень входящего сигнала. Как только уровень громкости поднимается, блок питания повышает напряжение питания, тем самым давая возможность усилителю работать с большей амплитудой, и понижает напряжение, как только уровень сигнала на входе падает.
Отличие класса G от класса H кроется в том, как именно происходит изменение уровня напряжения питания.
В классе G блок питания имеет несколько обмоток трансформатора, формирующих питающие шины с разными уровнями напряжения. При повышении уровня входящего сигнала происходит дискретное повышение напряжения питания — либо путем перехода на более высоковольтную шину, либо путем суммирования напряжений основной и дополнительной шин питания.
Появившийся спустя некоторое время класс H фактически является версией класса G с плавно изменяемым уровнем питающего напряжения. Схемы, отслеживающие уровень входящего сигнала, повышают и понижают напряжение питания не ступенчато, а плавно, сообразно величине нарастания и снижения уровня входного сигнала.
Максим делает вывод: если класс АВ имеет полное право называться решением практичным, класс G (и примкнувший к нему класс H) вполне может претендовать на титул с приставкой «супер» или «экстра».Для того, чтобы получить ту динамику звучания и ту степень контроля баса, которую выдал один скромный усилитель класса G, нам понадобились бы два огромных моноблока, работающих в классе А или один солидный мощник класса АВ.
И в мире классической схемотехники классы G и H совершенно однозначно находятся на высшей ступени эволюции.Читайте материал полностью на портале Stereo.ru
Мы используем куки для наилучшего представления нашего сайта. Если Вы продолжите использовать сайт, мы будем считать что Вас это устраивает.Ok
На предыдущей странице было оговорено, что на мощности свыше 600 Вт лучше использовать двухуровневое питание, которое позволяет довольно серьезно разгрузить выходной каскад и на меньшем количестве оконечных транзисторов получить большую мощность. Для начала стоит пояснить что же есть такое — двухуровневое питание.
Однако напряжение питания необходимо подавать на оконечный каскад усилителя, а как быть, если этих напряжений 2? Правильно — необходима дополнительная схема управления этим самым питанием. По принципу управления различают 2 основных класса — G и H. Отличаютс они между собой прежде всего тем, что класс G изменяет напряжение питания на оконечном каскаде плавно, т.е. силовые транзисторы системы управления питания работают в усилительном режиме, а в классе H силовые ключи системы управления питанием подают ступечато, т.е. они либо полностью закрыты, либо полностью открыты…
Как должно подаваться питание на оконечный каскад вроде разобрались, осталось выяснить каким набором элементов это сделать…
Синим прописано напряжение и мощностьна нагрузку 4 Ома, красны для нагрузки 8 Ом, на рисунке так же показан рекомендуемый источник питания. Как видно из схемы ее костяк состоит из типовго класаа AB, однако питание на усилитель напряжение подается уже с более высоковольной «ветки» питания, причем влияние выходного сигнала на напряжение питания усилителя напряжение снижено (уменьшено сопротивление R36, R37, иногда номинал этих резисторов приходится снижать вплоть до 68 Ом, особенно на мощностях выше 1 кВт), поскольку при подключении «второго этажа» питания на выходном сигнале наблюдается небольшой всплеск, которй ухом уловит не каждый, а вот на устойчивость схемы он влияет довольно серьезно…  Для правильной настройки потребуется или ОЧЕНЬ хороший слух или, что предпочтительней — осцилограф.После компораторов стоят транзисторные драйвера, которые работают уже непосредственно на затворы мосфитов разной структуры. Поскольку силовые мосфиты управления питанием работаю к лючевом режиме, то выделяемое на них тепло довльно низкое, для них гораздо важнее максимальный ток, протекающий по открытому переход сток-исток. Мы используем для этих целей транзисторы IRFP240-IRFP9240 для усилителей до 700 Вт, их же, но уже по 2 в параллель для мощностей до 1 кВт и IRF3710-IRF5210 для мощностей свыше 1 кВт.
На рисунке 6 приведена принципиальная схема усилителя «Хамелеон 600 G», работающий в классе G ну и с выходной мощность до 600 Вт, причем как на нагрузку как 4 Ома, так и 8 Ом.
На рисунке 7 приведена схему усилителя на мощность до 1400 Вт касса G, в которой используется 6 пар как оконечных, так и управляющих транзисторов (для мощностей до 1000 Вт используетс по 4 пары)
Чертежи печатных плат — полная версия — лежат тут. Технические характеристики усилетелей сведены в таблицу:
К сожалению у данного усилителя выявился один недостаок — при высоких напряжениях питания дифкаскад начинает смопроизвольно греться из за слишком большого протекающего тока через него.
ПРОЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ ВЕСЬ МАТЕРИАЛ О СЕММЕТРИЧНОМ УСИЛИТЕЛЕСТРОЕНИИ |
Чертежи в формате lay, в jpg будут несколько позже…
Снизить ток — увеличить искажения, что весьма не желательно. Поэтому было применено использование теплоотводов на транзисторы диф каскада:H
Бестселлер
{ «inCheckoutPromo»:[] , «thumbImageID»: «GX3-стерео-усилитель мощности/481804000000000», «defaultDisplayName»: «Стереоусилитель мощности QSC GX3», «styleThumbWidth»: «60», «styleThumbHeight»: «60», «Параметры стиля»: [ ] }
Стереоусилитель мощности QSC GX3
Ваша цена 499,99 долл. США
или 11 долларов США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*. Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (Открыть в новом окне)
Рекомендуемая цена: 594,99, низкая Цена: 499,99
5,0 из 5 звезд (21) Отзывы
Сравнить Сравнить сейчас сайт5127474181949971998 1274034490353
Лидер продаж
{ «inCheckoutPromo»:[] , «thumbImageID»: «GX7-Стерео-Усилитель Мощности/J01785000000000», «defaultDisplayName»: «Стереоусилитель мощности QSC GX7», «styleThumbWidth»: «60», «styleThumbHeight»: «60», «Параметры стиля»: [ ] }
Стерео усилитель мощности QSC GX7
Ваша цена $799,99
или 17 долларов США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*.
Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (Открыть в новом окне)
MSRP:934,99,низкаяЦена:799,99
5,0 из 5 звезд (3) Отзывы
Сравнить Сравнить сейчас сайт51378764232386 1378221684076
Лидер продаж
{ «inCheckoutPromo»:[] , «thumbImageID»: «GX5-Стерео-Усилитель Мощности/481805000000000», «defaultDisplayName»: «Стереоусилитель мощности QSC GX5», «styleThumbWidth»: «60», «styleThumbHeight»: «60», «Параметры стиля»: [ ] }
Стереоусилитель мощности QSC GX5
Ваша цена $599,99
или 13 долларов США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*. Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (Открыть в новом окне)
MSRP:702.19,lowPrice:599.99
4,5 из 5 звезд (27) Отзывы
Сравнить Сравнить сейчас сайт5127474181959372000 1274034490400
{ «inCheckoutPromo»:[] , «thumbImageID»: «CX1202V-Stereo-Power-Amp/J10034000000000», «defaultDisplayName»: «Стереоусилитель мощности QSC CX1202V», «styleThumbWidth»: «60», «styleThumbHeight»: «60», «Параметры стиля»: [ ] }
Стереоусилитель мощности QSC CX1202V
Ваша цена 2 995,00 долл.
США
или 63 доллара США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*. Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (Открыть в новом окне)
MSRP:,lowPrice:2995.0
Сравнить Сравнить сейчас сайт51315675663443627554 1315669841365
{ «inCheckoutPromo»:[] , «thumbImageID»: «CX702-Stereo-Power-Amp/J10025000000000», «defaultDisplayName»: «Стереоусилитель мощности QSC CX702», «styleThumbWidth»: «60», «styleThumbHeight»: «60», «Параметры стиля»: [ ] }
Стереоусилитель мощности QSC CX702
Ваша цена 2 535,00 долл. США
или 53 доллара США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*. Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (Открыть в новом окне)
MSRP:,lowPrice:2535.0
Сравнить Сравнить сейчас сайт51315675593428627384 1315669840701
{
«inCheckoutPromo»:[]
,
«thumbImageID»: «CX302-100W-Stereo-Power-Amp/J10026000000000»,
«defaultDisplayName»: «Стереоусилитель мощности QSC CX302 100 Вт»,
«styleThumbWidth»: «60»,
«styleThumbHeight»: «60»,
«Параметры стиля»: [
{
«имя»: «»,
«артикул»: «артикул:site51315669840708»,
«цена»: «1535,00»,
«regularPrice»: «1 535,00»,
«msrpPrice»: «1 535,00»,
«priceVisibility»: «1»,
«skuUrl»: «/QSC/CX302-100W-Stereo-Power-Amp-1315669840708.
gc»,
«skuImageId»: «CX302-100W-Stereo-Power-Amp/J10026000000000»,
«бренд»: «QSC»,
«stickerDisplayText»: «»,
«класс стикеров»: «»,
«состояние»: «Новое»,
«priceDropPrice»:»»,
«wasPrice»: «1535.0»,
«падение цен»: «»,
«заполнитель»: «https://static.guitarcenter.com/img/cmn/c.gif»,
«assetPath»: «https://media.guitarcenter.com/is/image/MMGS7/CX302-100W-Stereo-Power-Amp/J10026000000000-00-60×60.jpg»,
«imgAlt»: «»
}
]
}
QSC CX302 Стереоусилитель мощности 100 Вт
Ваша цена 1 535,00 долл. США
или 32 доллара США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*. Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (Открыть в новом окне)
Сравнить Сравнить сейчас сайт51315675594240627386 1315669840708
{ «inCheckoutPromo»:[] , «thumbImageID»: «RMX2450a-Усилитель мощности/J01722000000000», «defaultDisplayName»: «Усилитель мощности QSC RMX2450a», «styleThumbWidth»: «60», «styleThumbHeight»: «60», «Параметры стиля»: [ ] }
Усилитель мощности QSC RMX2450a
Ваша цена 1 049,99 долл.
США
или 22 доллара США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*. Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (Открыть в новом окне) Сравнить Сравнить сейчас сайт51378415742492772728 1378221681029
{ «inCheckoutPromo»:[] , «thumbImageID»: «CX1102-Stereo-Power-Amp/J10031000000000», «defaultDisplayName»: «Стереоусилитель мощности QSC CX1102», «styleThumbWidth»: «60», «styleThumbHeight»: «60», «Параметры стиля»: [ ] }
Стереоусилитель мощности QSC CX1102
Ваша цена 3 310,00 долл. США
или 69 долларов США в месяц‡
с
48 месяцев финансирования*. Ограниченный срок. Специальные предложения по финансированию (открыть в новом окне)
MSRP:,lowPrice:3310.0
Сравнить Сравнить сейчас site51315675647053627519 1315669841222
Классы усилителей от C до H
- Изучив этот раздел, вы должны уметь:
- Понимание различий между усилителями классов от A до H:
- • Смещение класса C.
- Понимание работы усилителей класса D и необходимость:
- • Широтно-импульсная модуляция.
- • Переключение питания.
- • Фильтрация вывода.
- Понимание основных операций классов E и F.
- Понимание основных операций классов G и H.
Альтернативные классы усилителей
Усилитель напряжения с общим эмиттером класса A, описанный в модуле усилителя 1, модуле 2 и модуле 3, обладает некоторыми превосходными свойствами, которые делают его полезным для многих задач усиления, однако он подходит не для всех целей. Смещение класса А хорошо сохраняет исходную форму волны, поскольку транзистор смещается, используя наиболее линейную часть характеристики транзистора. Однако большой проблемой класса А является его низкая эффективность. Усилители Модуль 5.3 объясняет, как двухтактные усилители мощности класса B повышают эффективность за счет дополнительных кроссоверных искажений.
Усилители мощности класса AB, описанные в Модуле 5.5, в значительной степени решают проблему кроссоверных искажений за счет объединения элементов конструкции как класса B, так и класса A, но при этом снова снижается эффективность. Хотя класс AB подходит для того, что сегодня считается усилителем малой или, в лучшем случае, средней мощности, тенденция последних лет заключалась в том, чтобы делать усилители все более и более мощными, и когда-то 30 Вт считались вполне достаточными для заполнения довольно большого зрительный зал, на магнитолу теперь вряд ли хватит! В результате были созданы новые классы усилителей, чтобы справиться с этим требованием высокой мощности.
Рис. 5.6.1 Смещение класса C
Смещение класса C
В классе C точка смещения находится значительно ниже точки отсечки, как показано на рис. цикл волны. Это значительно повышает эффективность усилителя, но сильно искажает выходной сигнал. Поэтому класс C не подходит для аудиоусилителей. Однако он обычно используется в высокочастотных синусоидальных генераторах и некоторых типах ВЧ-усилителей, где импульсы тока, создаваемые на выходе усилителя, могут быть преобразованы в полные синусоидальные волны определенной частоты с помощью резонансных цепей LCR.
Усилители класса D
Рис. 5.6.2 Основные принципы работы усилителей класса D
В аудиоусилителях класса D, основные принципы работы которых показаны на рис. 5.6.2, аудиосигнал сначала преобразуется в тип цифрового сигнал под названием «широтно-импульсная модуляция». Это не цифровой сигнал в рамках общепринятого определения «цифровой» в отношении распознаваемых логических уровней 1 и 0, а только в том смысле, что он имеет два уровня, высокий и низкий. Когда такой сигнал усиливается, в усилителе рассеивается очень небольшая мощность, так как когда выходные транзисторы «включены» и пропускают свой максимальный ток, на них практически нет падения напряжения и, следовательно, (поскольку мощность = напряжение x ток) практически нулевая мощность. Точно так же, когда транзисторы «выключены», присутствует большое напряжение, но ток не течет. Это приводит к гораздо большей эффективности, чем в обычных аналоговых усилителях. Выходной ШИМ-сигнал окончательно преобразуется обратно в аналоговую форму на выходе.
Широтно-импульсная модуляция
Рис. 5.6.3 Работа класса D
На рис. 5.6.3 показано, как аудиосигнал преобразуется в форму с широтно-импульсной модуляцией с использованием компаратора, который сравнивает аудиосигнал, состоящий из относительно низкочастотные синусоидальные волны с гораздо более высокочастотной треугольной формой волны. Выход компаратора переключается на высокий уровень, если мгновенное напряжение треугольной волны выше, чем у звуковой волны, или на низкий уровень, если оно ниже.
Таким образом, выходной сигнал компаратора состоит из серии импульсов, ширина которых зависит от мгновенного напряжения синусоидальной волны. Средний уровень ШИМ-сигнала имеет ту же форму (хотя и инвертированную в данном случае), что и исходный звуковой сигнал.
Быстрое переключение питания
Затем этот выход ШИМ управляет коммутационной схемой, которая использует силовые МОП-транзисторы с быстрым переключением для переключения выхода между полным напряжением питания (+V) и нулевым напряжением (0V).
Представление звука серией прямоугольных импульсов значительно снижает энергопотребление. Когда прямоугольная волна находится на высоком уровне, транзистор отключен, и, хотя присутствует высокое напряжение, ток практически не течет, а поскольку мощность равна напряжению x току, мощность почти равна нулю. В то время, когда сигнал прямоугольной формы находится на низком уровне, будет протекать большой ток, но напряжение сигнала практически равно нулю, поэтому, опять же, рассеивание мощности очень мало. Единственный момент, когда значительная мощность рассеивается MOSFET-транзисторами, — это переход от высокого состояния к низкому или от низкого к высокому. Поскольку используются высокоскоростные переключающие полевые МОП-транзисторы, этот период очень короткий, поэтому рассеивание средней мощности поддерживается на очень низком уровне.
Выходная фильтрация
Наконец, высокочастотные импульсы ШИМ большой амплитуды подаются на фильтр нижних частот, который удаляет высокочастотные компоненты сигнала, оставляя только средний уровень сигнала ШИМ, который из-за изменения Время импульсов создает большую амплитудную копию исходного входного сигнала синусоидальной волны.
Работа в классе D делает выходную цепь чрезвычайно эффективной (около 90%), обеспечивая высокую выходную мощность без необходимости использования таких мощных транзисторов и сложных радиаторов. Однако такое большое повышение эффективности достигается только за счет некоторого увеличения искажений и особенно шума в виде электромагнитных помех (ЭМП).
Поскольку класс D создает высокочастотные прямоугольные сигналы ШИМ большой амплитуды на выходе модуля переключения, будет присутствовать много нечетных гармоник большой амплитуды, которые являются естественным компонентом прямоугольных сигналов. Частоты этих гармоник могут распространяться далеко за пределы радиочастотного спектра, и при отсутствии тщательного контроля могут вызывать радиопомехи, излучаемые как напрямую, так и через источник питания.
Как показано на рис. 5.6.2, выход ШИМ подается на нагрузку через фильтр нижних частот, который должен удалять гармоники, вызывающие помехи, однако даже с помощью фильтра нижних частот хорошего качества невозможно удалить все гармоники, вызывающие помехи.
прямоугольную волну, так как это искажает прямоугольную волну и, следовательно, аудиовыход.
Тем не менее, класс D — это очень эффективный класс усилителей, подходящий как для мощных аудио- и радиочастотных усилителей, так и для маломощных портативных усилителей, в которых срок службы батарей может быть значительно увеличен благодаря высокой эффективности усилителя. Повышенный интерес к усилителям класса D привел к появлению ряда интегральных схем класса D, таких как стереоусилитель мощности TPA3120D2 мощностью 25 Вт на канал от Texas Instruments и усилитель звука с цифровым входом SSM2518 мощностью 2 Вт на канал от Analogue Devices. для мобильных телефонов и портативных mp3-плееров.
Классы от E до H
Классы усилителей, такие как E и F, в основном представляют собой усовершенствования класса D, предлагая более сложную и улучшенную фильтрацию выходного сигнала, включая некоторую дополнительную форму волны ШИМ-сигнала для предотвращения искажения звука. Классы G и H предлагают усовершенствования базовой конструкции класса AB.
Класс G использует несколько шин питания с различными напряжениями, быстро переключаясь на более высокое напряжение, когда волна аудиосигнала имеет пиковое значение, превышающее уровень напряжения питания, и переключаясь обратно на более низкое напряжение питания, когда пиковое значение звукового сигнала уменьшается. При переключении напряжения питания на более высокий уровень только при наличии самых больших выходных сигналов и последующем переключении обратно на более низкий уровень среднее энергопотребление и, следовательно, тепловыделение, вызванное потерями мощности, снижается. Класс H улучшает класс G за счет постоянного изменения напряжения питания в любое время, когда звуковой сигнал превышает определенный пороговый уровень. Напряжение источника питания отслеживает пиковый уровень сигнала так, чтобы он лишь немного превышал мгновенное значение звуковой волны, возвращаясь к своему более низкому уровню, когда пиковое значение сигнала снова падает ниже порогового уровня. Таким образом, оба класса G и H требуют значительно более сложных источников питания, что увеличивает стоимость реализации этих функций.
