Klasat E Përforcuesve Të Zërit: Klasifikimi - D, A, B, C, AB Dhe Të Tjerë. Ultra-lineare Dhe Dixhitale. Cila Klasë është Më E Mirë?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 05:58

Me siguri shumë kanë dëgjuar se amplifikatorët modernë mund t'i përkasin klasave të ndryshme. Sidoqoftë, njerëzit që janë larg sistemeve akustike dhe veçorive teknike të pajisjeve të zërit vështirë se mund të imagjinojnë atë që fshihet pas përcaktimeve të shkronjave.

Në rishikimin tonë, ne do të flasim më në detaje se cilat janë klasat e amplifikatorëve, cilat janë dhe si të zgjedhim modelin optimal.

Klasifikimi

Klasa e amplifikatorit është vlera e sinjalit dalës në të cilin drejtohet nga sinjali sinusoidal i hyrjes në qarkun funksional gjatë një cikli operimi dhe ndryshon si rezultat i këtij ndikimi. Klasifikimi i amplifikatorëve në klasa varet nga parametrat linear të mënyrës së përdorur për të amplifikuar sinjalet hyrëse nga kategoritë me saktësi të shtuar me efikasitet mjaft të reduktuar në plotësisht jo-lineare . Në këtë rast, saktësia e riprodhimit të zërit të sinjalit nuk është aq e madhe, por efikasiteti është mjaft i lartë. Të gjitha klasat e tjera të amplifikatorëve janë një lloj modelesh të ndërmjetme midis këtyre dy grupeve.

Grupi i parë

Të gjitha klasat e amplifikatorëve mund të ndahen me kusht në dy nëngrupe. E para përfshin modelet klasike të kontrolluara të klasave A, B, si dhe AB dhe C . Kategoria e tyre përcaktohet nga parametri i përçueshmërisë së tyre në një pjesë të caktuar të sinjalit dalës. Kështu, funksionimi i transistorit të integruar në dalje ndodhet në mes midis "fikur" dhe "ndezur".

Grupi i dytë

Kategoria e dytë e pajisjeve përfshin modele më moderne, të cilat konsiderohen të ashtuquajturat klasa kalimi - këto janë modelet D, E, F, si dhe G, S, H dhe T.

Këta përforcues përdorin modulimin e gjerësisë së pulsit, si dhe qarkun dixhital për të kthyer vazhdimisht sinjalin midis plotësisht të fikur dhe plotësisht të ndezur . Si pasojë, ka një dalje të fuqishme në rajonin e ngopjes.

Përshkrimi i klasave të njohura

Ne do të flasim për klasa të ndryshme të amplifikatorëve në më shumë detaje.

POR

Modelet e klasës A përdoren më së shumti për shkak të thjeshtësisë së tyre të dizajnit. Kjo është për shkak të disa parametrave të shtrembërimit të sinjalit hyrës dhe, në përputhje me rrethanat, cilësisë së lartë të zërit në krahasim me të gjitha kategoritë e tjera të amplifikatorëve. Modelet në këtë kategori karakterizohen nga një linearitet i lartë në krahasim me të tjerët.

Në mënyrë tipike, amplifikatorët e klasës A përdorin një version të vetëm të transistorëve në punën e tyre . Isshtë i lidhur me konfigurimin bazë të emetuesit për dy gjysmat e sinjalit në mënyrë që transistori germanium të kalojë pa ndryshim përmes tij edhe nëse nuk ka sinjal fazor. Kjo do të thotë që në dalje, faza nuk do të kalojë plotësisht në zonën e ndërprerjes dhe ngopjes së sinjalit. Ajo ka pikën e vet të kompensimit afërsisht në qendër të linjës së ngarkesës. Kjo strukturë çon në faktin se tranzistori thjesht nuk aktivizohet - kjo konsiderohet si një nga disavantazhet e tij themelore.

Në mënyrë që një pajisje të klasifikohet se i përket kësaj klase, rryma zero pa ngarkesë në fazën e daljes duhet të jetë e barabartë ose madje të tejkalojë kufirin e rrymës së ngarkesës për të siguruar sinjalin maksimal të daljes.

Meqenëse pajisjet e klasës A janë njëfishe dhe funksionojnë në zonën lineare të të gjitha kthesave të specifikuara, një pajisje dalëse kalon nëpër 360 gradë të plota, në këtë rast pajisja e kategorisë A i përgjigjet plotësisht burimit aktual.

Meqenëse përforcuesit në këtë kategori funksionojnë, siç e kemi thënë tashmë, në rajonin ultra-linear, paragjykimi DC duhet të vendoset në mënyrë korrekte .- kjo do të sigurojë funksionimin e duhur dhe do të japë një rrjedhë zëri me një fuqi prej 24 vat. Sidoqoftë, për shkak të faktit se pajisja dalëse është gjithmonë në gjendje të fikur, ajo vazhdimisht përçon rrymë, dhe kjo krijon kushte për një humbje të vazhdueshme të energjisë në të gjithë strukturën. Kjo veçori çon në lëshimin e një sasie të madhe të nxehtësisë, ndërsa efikasiteti i tyre është mjaft i ulët - më pak se 40%, gjë që i bën ata jopraktikë kur bëhet fjalë për një lloj sistemesh të fuqishme akustike. Përveç kësaj, për shkak të rritjes së rrymës pa ngarkesë të instalimit, furnizimi me energji elektrike duhet të ketë dimensionet e duhura dhe të filtrohet sa më shumë që të jetë e mundur, përndryshe tingulli i amplifikatorit dhe zhurma e palëve të treta nuk mund të shmanget . Ishin këto mangësi që i çuan prodhuesit të vazhdojnë të punojnë në amplifikatorë në një kategori më efikase.

NË

Përforcuesit e klasës B janë projektuar nga prodhuesit për të trajtuar efikasitetin e ulët dhe problemet e mbinxehjes të lidhura me kategorinë e mëparshme. Në punën e tyre, modelet e kategorisë B përdorin një palë transistorë shtesë, zakonisht bipolarë . Dallimi i tyre është se për të dy gjysmat e sinjalit, pjesa e përparme e daljes është ndërtuar sipas një qarku push-pull, kështu që çdo pajisje transistor siguron amplifikim të vetëm gjysmës së sinjalit të daljes.

Në amplifikatorët e kësaj klase nuk ka një bazë paragjykuese të nivelit DC, pasi rryma e saj qetësuese është zero, prandaj parametrat e fuqisë DC janë zakonisht të vogla. Prandaj, efikasiteti i tij është shumë më i lartë se ai i pajisjeve A. Në të njëjtën kohë kur sinjali është pozitiv, transistori me anësi pozitive e drejton atë, ndërsa negativi mbetet i fikur . Në mënyrë të ngjashme, në momentin kur sinjali i hyrjes bëhet negativ, pozitivi fiket, dhe tranzistori i njëanshëm negativ, përkundrazi, aktivizohet dhe siguron gjysmën negative të sinjalit. Si rezultat, tranzistori, gjatë funksionimit të tij, kalon 1/2 cikël vetëm në gjysmën e ciklit pozitiv ose negativ të sinjalit në hyrje.

Prandaj, çdo pajisje transistor në këtë kategori mund të kalojë vetëm përmes një pjese të sinjalit dalës, ndërsa është në një alternim të qartë.

Ky dizajn shtytës-tërheqës është rreth 45-60% më efikas se amplifikuesit e klasës A. Problemet me modelet e këtij lloji janë se ato japin shtrembërime të konsiderueshme në kohën e kalimit të sinjalit audio për shkak të "zonës së vdekur" të transistorëve në korridorin e tensioneve të hyrjes me vlera nga -0.7 V në +0.7 V.

Siç e dinë të gjithë nga kursi i fizikës, emetuesi bazë duhet të japë një tension prej rreth 0.7 V në mënyrë që transistori bipolar të fillojë instalime elektrike të plota. Për sa kohë që ky tension nuk e tejkalon këtë shenjë, transistori i daljes nuk do të lëvizë në pozicionin e ndezur. Kjo do të thotë që gjysma e sinjalit që shkon në korridorin 0.7 V do të fillojë të riprodhohet në mënyrë të pasaktë. Rrjedhimisht, kjo i bën pajisjet e Kategorisë B praktikisht të papërshtatshme për përdorim në instalimet akustike të sakta.

Për atë për të kapërcyer këto shtrembërime, u krijuan të ashtuquajturat pajisje kompromisi të klasës AB.

AB

Ky model është një lloj modeli tandem i kategorisë A dhe kategorisë B. Sot, përforcuesit e tipit AB konsiderohen si një nga opsionet më të zakonshme të projektimit. Nga parimi i funksionimit të tyre, ato janë pak a shumë si produktet e kategorisë B, me përjashtimin e vetëm që të dy pajisjet transistore mund të transmetojnë një sinjal në të njëjtën kohë pranë pikës së kryqëzimit të oshilogramëve . Kjo eliminon plotësisht të gjitha problemet e shtrembërimit të sinjalit të amplifikatorit të mëparshëm të Grupit B. Dallimi është se një palë tranzistorë ka një tension mjaft të ulët paragjykimi, zakonisht 5 deri në 10% të rrymës qetësuese. Në këtë rast, pajisja përcjellëse mbetet më e gjatë se koha e një gjysmë cikli, por në të njëjtën kohë është shumë më pak se cikli i plotë i sinjalit hyrës.

Isshtë e sigurt të thuhet se pajisja e tipit AB konsiderohet të jetë një kompromis i shkëlqyer midis modeleve të klasës A dhe klasës B në aspektin e efikasitetit dhe linearitetit .dhe, ndërsa efikasiteti i konvertimit të sinjalit audio është afërsisht 50%.

ME

Dizajni i njësive të klasës C ka efikasitet maksimal, por në të njëjtën kohë linearitet mjaft të dobët në krahasim me të gjitha kategoritë e tjera. Përforcuesi i klasës C është mjaft i njëanshëm, kështu që rryma e hyrjes shkon në zero dhe qëndron atje për më shumë se 1/2 ciklin e sinjalit hyrës . Në këtë kohë, tranzistori është në gjendje gatishmërie për ta fikur.

Kjo formë e paragjykimit të tranzistorit siguron efikasitetin më të madh të pajisjes, efikasiteti i tij është rreth 80%, por në të njëjtën kohë fut shtrembërime mjaft të rëndësishme të zërit në sinjalin dalës.

Këto karakteristika të projektimit e bëjnë të pamundur përdorimin e amplifikatorëve në sistemet e altoparlantëve . Si rregull, këto modele kanë gjetur zonën e tyre të përdorimit në gjeneratorë me frekuencë të lartë, si dhe në versione të caktuara të amplifikatorëve të frekuencës radio, ku impulset aktuale të emetuara në dalje konvertohen në valë sinusoidale të një frekuence të caktuar.

D

Përforcuesi i kategorisë D i referohet modeleve të pulsit jo-linear me dy kanale, ato quhen gjithashtu përforcues PWM.

Në shumicën dërrmuese të sistemeve audio, fazat e daljes funksionojnë në klasën A ose AB . Në përforcuesit e integruar të grupit D, shpërndarja e fuqisë së hyrjeve të linjës është e rëndësishme edhe në rastin e zbatimit të tyre maksimal të plotë, pothuajse ideal. Kjo u jep modeleve të klasës D një avantazh të rëndësishëm në shumicën e fushave të aplikimit për shkak të gjenerimit minimal të nxehtësisë, peshës së zvogëluar dhe dimensioneve të pajisjes dhe, në përputhje me rrethanat, kostos së zvogëluar të produkteve, ndërsa jeta e baterisë në modele të tilla është rritur në krahasim me modelet e dizenjot e tjera.

Si rregull, këto janë modele të tensionit të lartë, ato janë krijuar për një bord prej 10.000 vat.

Tjetër

Përforcuesi i klasës F . Këto modele sigurojnë efikasitet të shtuar, efikasiteti i tyre është rreth 90%.

Përforcuesi i klasës G . Ky përforcues është, në fakt, një dizajn i përmirësuar i linearitetit të lartë të pajisjes bazë të klasës AB në TDA. Modelet në këtë kategori mund të kalojnë automatikisht midis linjave të ndryshme të energjisë në rast të një ndryshimi në parametrat e sinjalit në hyrje. Një ndërrim i tillë zvogëlon ndjeshëm konsumin e energjisë dhe, në përputhje me rrethanat, zvogëlon konsumin e energjisë të shkaktuar nga humbja e nxehtësisë.

Përforcuesi i klasës I . Modele të tilla kanë disa grupe pajisje shtesë dalëse. Para se të ndizen, ato janë të vendosura në një konfigurim push-pull. Pajisja e parë kalon pjesën pozitive të sinjalit, dhe e dyta është përgjegjëse për ndërrimin e pjesës negative, si përforcuesit e kategorisë B. Në mungesë të një sinjali audio në hyrje ose nëse sinjali arrin pikën e kalimit zero, mekanizmi i kalimit ndizet dhe fiket në të njëjtën kohë me ciklin kryesor.

Përforcuesi i klasës S . Kjo klasë e amplifikatorëve klasifikohet si një mekanizëm kalimi jo-linear. Për sa i përket mekanizmit të tyre të funksionimit, ato janë disi të ngjashme me përforcuesit e kategorisë D. Një përforcues i tillë konverton sinjalet hyrëse analoge në ato dixhitale, duke i përforcuar ato shumë herë. Kështu, për të rritur fuqinë dalëse, zakonisht sinjali dixhital i pajisjes komutuese është ose plotësisht i ndezur ose plotësisht i fikur, kështu që efikasiteti i pajisjeve të tilla mund të jetë 100%.

Përforcuesi i klasës T . Një opsion tjetër për një përforcues dixhital. Sot, modele të tilla po fitojnë gjithnjë e më shumë popullaritet për shkak të pranisë së mikroqarqeve që lejojnë përpunimin dixhital të sinjalit në hyrje, si dhe përforcuesit e integruar të zërit 3D me shumë kanale. Ky efekt sigurohet nga një dizajn që lejon që sinjalet analoge të shndërrohen në tinguj më të lartë dixhitalë PWM. Dizajni i pajisjeve të Klasës C kombinon karakteristikat e një sinjali të shtrembërimit të ulët të ngjashëm me kategorinë AV, duke ruajtur efikasitetin në nivelin e modeleve të Klasës D.

Si të përcaktohet?

Për të filluar, le të ndalemi në mënyrën se si funksionon amplifikatori në parim. Me siguri do të habiteni, por në fakt amplifikatori i fabrikës nuk amplifikon asgjë. Në fakt, mekanizmi i funksionimit të tij i ngjan funksionimit të vinçit më të thjeshtë: ju e ktheni dorezën dhe uji nga furnizimi me ujë fillon të derdhet, më i fortë ose më i dobët, dhe nëse e ktheni atë, rrjedha do të bllokohet. Në amplifikatorët, të gjitha proceset ndodhin në të njëjtën mënyrë. Nga moduli i fuqishëm i furnizimit me energji, rryma rrjedh përmes altoparlantit të lidhur me pajisjen. Në këtë rast, funksioni i rubinetit merret nga transistorët - në dalje, shkalla e mbylljes dhe hapjes së tyre kontrollohet nga sinjali që kalon në amplifikator. Nga mënyra se si funksionon saktësisht ky vinç, domethënë se si funksionojnë transistorët dalës dhe përcaktohet klasa e amplifikatorëve.

Nëse po flasim për pajisjet AB, atëherë tranzistorët në to mund të kenë vetinë e pakëndshme të hapjes dhe mbylljes në mënyrë disproporcionale me sinjalet që vijnë në to. Kështu, puna e tyre mbetet e pandryshuar. Duke u kthyer në analogjinë me rubinetin - mund të ktheni dorezën e rubinetit, por uji do të rrjedhë dobët në fillim, dhe pastaj papritmas rrjedha do të rritet papritmas.

Per kete arsye Transistorët e kategorisë AB duhet të mbahen hapur edhe nëse nuk ka sinjal . Kjo është e nevojshme në mënyrë që ata të fillojnë të punojnë menjëherë, dhe të mos presin derisa sinjali të arrijë një nivel të caktuar - vetëm në këtë rast amplifikatori do të jetë në gjendje të riprodhojë tingullin me shtrembërim minimal. Në praktikë, kjo do të thotë që një pjesë e energjisë së dobishme është tretur. Vetëm imagjinoni që ndizni të gjitha çezmat e ujit në apartament dhe një rrjedhje e vogël uji do të rrjedhë vazhdimisht prej tyre. Si rezultat, efikasiteti i modeleve të tilla nuk kalon 50-70%, është efikasiteti i ulët ai që është disavantazhi kryesor i amplifikatorëve të klasës AV.

Nëse flasim për pajisjet e klasës D, atëherë parimi i funksionimit të tyre është absolutisht i njëjtë: ata kanë transistorët e tyre dalës që mund të ndizen dhe fiken. Kështu, kalimi i rrymës përmes altoparlantëve të lidhur me to është i rregulluar, por sinjali tashmë kontrollon hapjen e tyre, e cila për nga konfigurimi i tij është shumë larg nga ajo hyrëse.

Kështu ushqehet sinjali në transistorët dalës të pajisjeve të Klasës D. Në këtë rast, ata do të funksionojnë krejtësisht ndryshe: ose të mbyllur plotësisht, ose të hapur pa ndonjë vlerë të ndërmjetme. Kjo do të thotë që efikasiteti i modeleve të tilla mund të jetë afër 100%.

Sigurisht, është shumë herët për të dërguar sinjale të tilla në sistemet audio, së pari duhet të kthehet në konfigurimin standard. Kjo mund të bëhet me anë të një mbytje dalëse, si dhe një kondensatori - pas përpunimit të tyre, në dalje formohet një sinjal i përforcuar, i cili përsërit plotësisht sinjalin hyrës në formën e tij. Heshtë ai që transmetohet te folësit.

Avantazhi kryesor i pajisjeve të klasës D është rritja e efikasitetit . dhe, në përputhje me rrethanat, konsum më të butë të energjisë

Për një kohë të gjatë besohej se për lidhjen e sistemeve të altoparlantëve me cilësi të lartë, amplifikuesit AB do të jenë zgjidhja optimale … Modelet e kategorisë D dhanë shndërrimin e sinjalit hyrës në një sinjal pulsues me një frekuencë të zvogëluar, si rezultat, ai dha një tingull të mirë vetëm në modalitetin e subwooferit. Në ditët e sotme, teknologjia ka bërë një hap të madh përpara, dhe sot tashmë ka transistorë me shpejtësi të lartë që mund të hapen dhe gjithashtu të mbyllen pothuajse menjëherë, ka mjaft pajisje të brezit të gjerë të klasës D në dyqane.

Këto modele janë të destinuara për përdorim jo vetëm me subwooferë, por edhe me sisteme moderne të altoparlantëve të të gjitha llojeve. Për ato opsione ku nuk kërkohet fuqi e lartë, ka kuptim të blini një përforcues mjaft kompakt.

Kështu, nëse keni hapësirë të mjaftueshme për të lidhur altoparlantin, atëherë mund të zgjidhni një model të klasës AV. Për disa dekada të ekzistencës, qarku i këtyre modeleve është zhvilluar mirë, ato japin një cilësi mjaft të mirë të tingullit, dhe në rast të prishjes, lehtë mund t'i riparoni ato në qendrën më të afërt të shërbimit.

Nëse zona për instalimin e zërit është e kufizuar, atëherë duhet të hidhni një vështrim më të afërt në modelet me brez të gjerë të grupit D . Me të njëjtat parametra të fuqisë si produktet e klasës AV, ato janë shumë më të vogla dhe më të lehta, për më tepër, nxehen më pak, dhe disa modele madje lejojnë që ato të instalohen fshehurazi me ndërhyrjen më të vogël.

Për lidhjen e nën-voferëve, klasa D vendos përparësinë maksimale , meqenëse blloku i tonit të basit është sfera më e shpeshtë e konsumit të energjisë-në këtë rast, efikasiteti i produktit është i një rëndësie themelore, dhe në këtë thjesht nuk ka konkurrentë për produktet e klasës D.

Në këtë video, mund të njiheni më qartë me klasat e përforcuesve të zërit.