Ses Yükseltici Sınıfları: Sınıflandırma - D, A, B, C, AB Ve Diğerleri. Ultra Lineer Ve Dijital. Hangi Sınıf Daha Iyi?

2024 Yazar: Beatrice Philips | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 06:02

Elbette birçok kişi modern amplifikatörlerin farklı sınıflara ait olabileceğini duymuştur. Ancak akustik sistemlerden ve ses ekipmanlarının teknik özelliklerinden uzak olanlar, harf tanımlamalarının ardında nelerin gizlendiğini hayal bile edemezler.

İncelememizde, amplifikatör sınıflarının ne olduğu, ne oldukları ve en uygun modelin nasıl seçileceği hakkında daha ayrıntılı konuşacağız.

sınıflandırma

Amplifikatörün sınıfı, bir çalışma döngüsü sırasında fonksiyonel devredeki sinüzoidal giriş sinyali tarafından sürüldüğü ve bu etkinin bir sonucu olarak değiştiği çıkış sinyalinin değeridir. Amplifikatörlerin sınıflara göre sınıflandırılması, kategorilerden gelen sinyalleri yüksek doğrulukla, oldukça azaltılmış verimlilikle tamamen doğrusal olmayana yükseltmek için kullanılan modun doğrusallık parametrelerine bağlıdır . Bu durumda, sinyalin ses reprodüksiyonunun doğruluğu o kadar büyük değildir, ancak verim oldukça yüksektir. Diğer tüm amplifikatör sınıfları, bu iki grup arasında bir tür ara modellerdir.

İlk grup

Tüm amplifikatör sınıfları şartlı olarak iki alt gruba ayrılabilir. Birincisi, A, B ve ayrıca AB ve C sınıflarının klasik kontrollü modellerini içerir . Kategorileri, çıkış sinyalinin belirli bir bölümünde iletkenliklerinin parametresi ile belirlenir. Böylece, çıkıştaki yerleşik transistörün çalışması "kapalı" ve "açık" arasında ortada bulunur.

İkinci grup

İkinci cihaz kategorisi, anahtarlama sınıfları olarak kabul edilen daha modern modelleri içerir - bunlar D, E, F ve G, S, H ve T modelleridir.

Bu amplifikatörler, sinyali tamamen kapalı ve tamamen açık arasında sürekli olarak dönüştürmek için darbe genişlik modülasyonunun yanı sıra dijital devre kullanır . Sonuç olarak, doygunluk bölgesinde güçlü bir çıkış var.

Popüler sınıfların açıklaması

Farklı amplifikatör sınıfları hakkında daha ayrıntılı konuşacağız.

ANCAK

A Sınıfı modeller, tasarım sadeliği nedeniyle en yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu, giriş sinyalinin bozulmasının çeşitli parametrelerinden ve buna bağlı olarak diğer tüm amplifikatör kategorileriyle karşılaştırıldığında yüksek ses kalitesinden kaynaklanmaktadır. Bu kategorideki modeller, diğerlerine kıyasla yüksek doğrusallık ile karakterize edilir.

Tipik olarak, A sınıfı amplifikatörler, çalışmalarında tek bir transistör versiyonu kullanır . Sinyalin iki yarısı için temel emitör konfigürasyonuna bağlanır, böylece hiç faz sinyali olmasa bile germanyum transistör her zaman içinden geçer. Bu, çıkışta kademenin sinyal kesme ve doygunluk bölgesine tam olarak geçemeyeceği anlamına gelir. Yaklaşık olarak yük hattının merkezinde kendi ofset noktasına sahiptir. Bu yapı, transistörün basitçe etkinleştirilmemesi gerçeğine yol açar - bu, temel dezavantajlarından biri olarak kabul edilir.

Bir cihazın bu sınıfa ait olarak sınıflandırılabilmesi için, çıkış aşamasındaki sıfır yüksüz akımın, maksimum çıkış sinyalini sağlamak için yük akımı sınırına eşit veya hatta onu aşması gerekir.

A sınıfı cihazlar tek uçlu olduğundan ve belirtilen tüm eğrilerin doğrusal bölgesinde çalıştığından, bir çıkış cihazı tam 360 derecelik bir yoldan geçer, bu durumda kategori A cihazı tamamen akım kaynağına karşılık gelir.

Bu kategorideki amplifikatörler daha önce de söylediğimiz gibi ultra lineer bölgede çalıştığı için DC öngerilimin doğru ayarlanması gerekir .- bu, düzgün çalışmayı sağlayacak ve 24 watt gücünde bir ses akışı sağlayacaktır. Bununla birlikte, çıkış cihazının her zaman kapalı durumda olması nedeniyle, sürekli olarak akım iletir ve bu, tüm yapıda sürekli bir güç kaybı için koşullar yaratır. Bu özellik, büyük miktarda ısının serbest kalmasına yol açarken, verimlilikleri oldukça düşüktür -% 40'tan az, bu da onları bir tür güçlü akustik sistemler söz konusu olduğunda pratik yapmaz. Dışında, tesisatın artan yüksüz akımı nedeniyle, güç kaynağının uygun boyutlara sahip olması ve mümkün olduğunca filtrelenmesi gerekir, aksi takdirde amplifikatörün sesi ve üçüncü taraf uğultusunun önüne geçilemez . Üreticileri daha verimli bir kategoride amplifikatörler üzerinde çalışmaya devam etmeye yönlendiren bu eksikliklerdi.

İÇİNDE

B Sınıfı amplifikatörler, üreticiler tarafından önceki kategoriyle ilişkili düşük verimlilik ve aşırı ısınma sorunlarını gidermek için tasarlanmıştır. Çalışmalarında, kategori B modelleri, genellikle bipolar olan bir çift ek transistör kullanır . Aralarındaki fark, sinyalin her iki yarısı için, çıkış cephesinin bir itme-çekme devresine göre inşa edilmesidir, bu nedenle her transistör cihazı, çıkış sinyalinin sadece yarısının amplifikasyonunu sağlar.

Bu sınıftaki amplifikatörlerde temel DC seviye öngerilim akımı yoktur, çünkü onun hareketsiz akımı sıfırdır, bu nedenle DC güç parametreleri genellikle küçüktür. Buna göre verimliliği A cihazlarına göre çok daha yüksektir. Aynı zamanda sinyal pozitif olduğunda, negatif kapalı kalırken pozitif taraflı transistör onu çalıştırır . Benzer şekilde, giriş sinyalinin negatif olduğu anda, pozitif kapatılır ve aksine, negatif taraflı transistör etkinleştirilir ve sinyalin negatif yarısını sağlar. Sonuç olarak, transistör çalışması sırasında, gelen sinyalin yalnızca pozitif veya negatif yarı döngüsünde 1/2 döngü harcar.

Buna göre, bu kategorideki herhangi bir transistör cihazı, net bir değişim halindeyken çıkış sinyalinin yalnızca bir kısmından geçebilir.

Bu itme-çekme tasarımı, A Sınıfı amplifikatörlerden yaklaşık %45-60 daha verimlidir. Bu tip modellerle ilgili problemler, -0,7 V ila +0,7 V arasında değerlere sahip giriş voltajları koridorundaki transistörlerin "ölü bölgesi" nedeniyle ses sinyalinin geçişi sırasında önemli bozulmalar vermeleridir ..

Fizik dersinden herkesin bildiği gibi, bipolar transistörün tam kablolamaya başlaması için baz emitörün yaklaşık 0,7 V'luk bir voltaj vermesi gerekir. Bu voltaj bu işareti aşmadığı sürece çıkış transistörü açık konuma geçmeyecektir. Bu, 0,7 V koridoruna giden sinyalin yarısının hatalı olarak yeniden üretilmeye başlayacağı anlamına gelir. Sonuç olarak bu, Kategori B cihazları hassas akustik kurulumlarda kullanım için pratik olarak uygunsuz hale getirir.

Bunun için bu çarpıklıkların üstesinden gelmek için, sözde AB sınıfı uzlaşma cihazları oluşturuldu.

AB

Bu model, kategori A ve kategori B'nin bir tür tandem tasarımıdır. Bugün, AB tipi amplifikatörler en yaygın tasarım seçeneklerinden biri olarak kabul edilir. Çalışma prensipleri gereği, her iki transistör cihazının aynı anda osilogramların kesişme noktasının yakınında bir sinyal iletebilmesi dışında, B kategorisi ürünlere biraz benzerler . Bu, önceki B Grubu amplifikatörün tüm sinyal bozulması sorunlarını tamamen ortadan kaldırır. Aradaki fark, bir çift transistörün oldukça düşük bir ön gerilime, tipik olarak hareketsiz akımın %5 ila %10'una sahip olmasıdır. Bu durumda, iletken cihaz bir yarım döngü süresinden daha uzun süre açık kalır, ancak aynı zamanda giriş sinyalinin tam döngüsünden çok daha azdır.

Bunu söylemek güvenli AB tipi cihaz, verimlilik ve doğrusallık açısından A Sınıfı ve B Sınıfı modeller arasında mükemmel bir uzlaşma olarak kabul edilir .ve ses sinyalinin dönüştürme verimliliği yaklaşık %50 iken.

İLE BİRLİKTE

C-sınıfı ünitelerin tasarımı maksimum verimliliğe sahiptir, ancak aynı zamanda diğer tüm kategorilere kıyasla oldukça zayıf bir doğrusallığa sahiptir. C-sınıfı amplifikatör oldukça belirgin bir şekilde önyargılıdır, bu nedenle giriş akımı sıfıra gider ve gelen sinyalin 1/2 döngüsünden fazla orada kalır . Şu anda, transistör onu kapatmak için bekleme modundadır.

Transistörün bu önyargı biçimi, cihazın en yüksek verimliliğini sağlar, verimliliği yaklaşık% 80'dir, ancak aynı zamanda çıkış sinyalinde oldukça önemli ses bozulmalarına neden olur.

Bu tasarım özellikleri, amplifikatörlerin hoparlör sistemlerinde kullanılmasını imkansız hale getirir . Kural olarak, bu modeller kullanım alanlarını yüksek frekanslı jeneratörlerde ve ayrıca çıkışta yayılan akım darbelerinin belirli bir frekansın sinüzoidal dalgalarına dönüştürüldüğü bazı radyo frekansı amplifikatörlerinde bulmuştur.

NS

D kategorisinin amplifikatörü, iki kanallı doğrusal olmayan darbe modellerini ifade eder, bunlara PWM amplifikatörleri de denir.

Ses sistemlerinin büyük çoğunluğunda, çıkış aşamaları A veya AB sınıfında çalışır . D grubunun entegre amplifikatörlerinde, hat girişlerinin güç kaybı, maksimum eksiksiz, neredeyse ideal uygulama durumunda bile önemlidir. Bu, D sınıfı modellere, minimum ısı üretimi, cihazın ağırlığı ve boyutlarının azalması ve buna bağlı olarak ürün maliyetinin düşmesi nedeniyle çoğu uygulama alanında önemli bir avantaj sağlarken, bu tür modellerde pil ömrü, D sınıfı modellere kıyasla artar. diğer tasarımlar.

Kural olarak, bunlar yüksek voltajlı modellerdir, 10.000 watt'lık bir pano için tasarlanmıştır.

Diğer

F sınıfı amplifikatör . Bu modeller verimlilik artışı sağlar, verimleri yaklaşık %90'dır.

G sınıfı amplifikatör . Bu amplifikatör, aslında, TDA'daki temel AB sınıfı aygıtın geliştirilmiş yüksek doğrusallık tasarımıdır. Bu kategorideki modeller, gelen sinyalin parametrelerinde bir değişiklik olması durumunda farklı güç hatları arasında otomatik olarak geçiş yapabilir. Bu tür bir anahtarlama, güç tüketimini önemli ölçüde azaltır ve buna bağlı olarak, ısı kaybının neden olduğu güç tüketimini azaltır.

Sınıf I amplifikatör . Bu tür modellerde birkaç ek çıkış cihazı seti bulunur. Açılmadan önce, bir itme-çekme konfigürasyonunda bulunurlar. İlk cihaz sinyalin pozitif kısmını değiştirir ve ikincisi, kategori B'deki amplifikatörler gibi negatif kısmı değiştirmekten sorumludur. Girişte bir ses sinyalinin olmaması veya sinyal sıfır geçiş noktasına ulaşması durumunda, anahtarlama mekanizması, ana döngü ile aynı anda açılır ve kapanır.

S sınıfı amplifikatör . Bu amplifikatör sınıfı, doğrusal olmayan bir anahtarlama mekanizması olarak sınıflandırılır. Çalışma mekanizmaları açısından, D kategorisi amplifikatörlere biraz benzerler. Böyle bir amplifikatör, analog giriş sinyallerini dijital olanlara dönüştürerek onları birçok kez yükseltir. Böylece çıkış gücünü artırmak için genellikle anahtarlama cihazının dijital sinyali ya tamamen açık ya da tamamen kapalıdır, bu nedenle bu tür cihazların verimi %100 olabilir.

T sınıfı amplifikatör . Dijital amplifikatör için başka bir seçenek. Bugün, bu tür modeller, gelen sinyalin dijital olarak işlenmesine izin veren mikro devrelerin yanı sıra yerleşik çok kanallı 3D ses yükselticilerinin varlığı nedeniyle giderek daha fazla popülerlik kazanıyor. Bu efekt, analog sinyallerin daha yüksek dijital PWM seslerine dönüştürülmesine izin veren bir tasarımla sağlanır. C Sınıfı cihazların tasarımı, AV kategorisine benzer düşük bozulma sinyalinin özelliklerini birleştirirken, D Sınıfı modellerin seviyesinde verimliliği korur.

Nasıl belirlenir?

Başlamak için, amplifikatörün prensipte nasıl çalıştığı üzerinde duralım. Elbette şaşıracaksınız, ancak aslında fabrika amplifikatörü hiçbir şeyi yükseltmez. Aslında, çalışma mekanizması, en basit vincin çalışmasına benzer: kolu çevirirsiniz ve su kaynağından gelen su daha güçlü veya daha zayıf dökülmeye başlar ve eğer çevirirseniz akış engellenir. Amplifikatörlerde tüm işlemler aynı şekilde gerçekleşir. Güçlü güç kaynağı modülünden akım, cihaza bağlı hoparlörden akar. Bu durumda, musluğun işlevi transistörler tarafından üstlenilir - çıkışta, kapanma ve açılma derecesi, amplifikatöre geçen sinyal tarafından kontrol edilir. Bu vincin tam olarak nasıl çalıştığından, yani çıkış transistörlerinin nasıl çalıştığından ve amplifikatör sınıfı belirlenir.

AB cihazlarından bahsediyorsak, o zaman içlerindeki transistörler, kendilerine gelen sinyallere göre orantısız bir şekilde açılıp kapanma gibi hoş olmayan bir özelliğe sahip olabilirler. Böylece işleri değişmez. Muslukla analojiye dönersek - musluğun kolunu çevirebilirsiniz, ancak su ilk başta zayıf akacak ve sonra aniden akış aniden artacaktır.

Bu yüzden AB kategorisi transistörler, sinyal olmasa bile açık tutulmalıdır . Bu, hemen çalışmaya başlamaları ve sinyalin belirli bir seviyeye ulaşmasını beklememeleri için gereklidir - sadece bu durumda amplifikatör minimum bozulma ile sesi yeniden üretebilir. Pratikte bu, faydalı enerjinin bir kısmının boşa harcandığı anlamına gelir. Dairedeki tüm su musluklarını açtığınızı ve küçük bir su damlasının sürekli olarak akacağını hayal edin. Sonuç olarak, bu tür modellerin verimi %50-70'i geçmez, AV sınıfı amplifikatörlerin ana dezavantajı düşük verimdir.

D sınıfı cihazlar hakkında konuşursak, çalışma prensibi kesinlikle aynıdır: açılıp kapanabilen kendi çıkış transistörlerine sahiptirler. Böylece, akımın kendilerine bağlı hoparlörlerden geçişi düzenlenir, ancak sinyal, konfigürasyonu ile gelenden çok uzak olan açılışlarını zaten kontrol eder.

D Sınıfı cihazların çıkış transistörlerine sinyal bu şekilde beslenir. Bu durumda, tamamen farklı işlev göreceklerdir: ya tam olarak kapanırlar ya da herhangi bir ara değer olmadan açılırlar. Bu, bu tür modellerin verimliliğinin %100'e yakın olabileceği anlamına gelir.

Elbette bu tür sinyalleri ses sistemlerine göndermek için henüz çok erken, öncelikle standart konfigürasyona dönmesi gerekiyor. Bu, bir çıkış bobini ve bir kapasitör vasıtasıyla yapılabilir - bunları işlendikten sonra, çıkışta giriş sinyalini tamamen tekrarlayan yükseltilmiş bir sinyal oluşur. Konuşmacılara iletilen odur.

D sınıfı cihazların ana avantajı, artan verimliliktir . ve buna bağlı olarak daha yumuşak enerji tüketimi

Uzun zamandır buna inanılıyordu. yüksek kaliteli hoparlör sistemlerini bağlamak için AB amplifikatörleri en uygun çözüm olacaktır … D kategorisi modelleri, gelen sinyalin düşük frekanslı darbeli bir sinyale dönüştürülmesini sağladı, sonuç olarak sadece subwoofer modunda iyi ses verdi. Günümüzde teknoloji ileriye doğru büyük bir adım attı ve bugün zaten neredeyse anında açılıp kapanabilen yüksek hızlı transistörler var, mağazalarda oldukça fazla D sınıfı genişbant cihazı var.

Bu modeller yalnızca subwoofer'larla değil, aynı zamanda her türden modern hoparlör sistemleriyle de kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Yüksek gücün gerekli olmadığı seçenekler için oldukça kompakt bir amplifikatör satın almak mantıklıdır.

Bu nedenle, hoparlörü bağlamak için yeterli alanınız varsa, AV sınıfı bir model seçebilirsiniz. Birkaç on yıl boyunca, bu modellerin devreleri iyi gelişmiştir, oldukça iyi bir ses kalitesi sağlarlar ve bir arıza durumunda, bunları en yakın servis merkezinde kolayca onarabilirsiniz.

Ses kurulum alanı sınırlıysa, D grubu geniş bant modellerine daha yakından bakmalısınız . AV sınıfı ürünlerle aynı güç parametreleriyle çok daha küçük ve daha hafiftirler, ayrıca daha az ısınırlar ve hatta bazı modeller en az parazitle gizlice kurulmasına bile izin verir.

Subwoofer'ları bağlamak için D sınıfı maksimum avantajı ayarlar , bas ton bloğu en çok enerji tüketen frekans aralığı olduğundan - bu durumda, ürünün verimliliği çok önemlidir ve bu konuda D sınıfı ürünlere rakip yoktur.

Bu videoda, ses yükseltici sınıflarına daha net bir şekilde aşina olabilirsiniz.