ТОП 10 ВОПРОСОВ для усилителей мощности

1. Вес усилителя — это показатель качества звука и надежности?

Вам необходимо выяснить, является ли усилитель аналоговым усилителем класса A/B или цифровым усилителем класса D, прежде чем вы сможете сделать обобщение о весе и качестве усилителя.

Появление высококачественных цифровых усилителей изменило уравнение. Цифровые усилители класса D намного более эффективны (90% и более), чем аналоговые усилители класса A/B (КПД около 50%).

Таким образом, цифровые

усилители, как правило, работают намного холоднее и, следовательно, не требуют тяжелых радиаторов, характерных для мощных аналоговых усилителей, поэтому общий вес цифрового усилителя может не быть надежным индикатором его внутреннего качества.

Для обычных аналоговых усилителей класса AB, А — вес может быть показателем хорошей и надежной конструкции, поскольку он предполагает, что важные внутренние компоненты усилителя — силовой трансформатор, радиаторы и конденсаторы — имеют большие размеры и, следовательно, имеют достаточную емкость для обработки и сохранения большого количества энергии для обработки громких динамических пиков без искажений.

Напротив, аналоговый усилитель, который весит меньше, может использовать трансформатор меньшего размера с недостаточной мощностью и меньшим количеством или более тонкими радиаторами (радиаторы выглядят как ребра радиатора и используются для рассеивания тепла выходного транзистора, генерируемого высокой выходной мощностью и большими динамическими колебаниями).

 

2. Звучат ли транзисторные усилители по-другому?

Они могут звучать по-другому, если их использовать на высоких уровнях громкости, когда они приближаются к пределу своих выходных характеристик, когда искажения усилителей растут и приближаются к точке ограничения. Однако, если два разных транзисторных усилителя имеют одинаковую плавную, линейную частотную характеристику, низкий уровень искажений и работают в пределах своих выходных характеристик, то они будут звучать одинаково, пока не потребуются для выработки большого количества чистой мощности.

При использовании одного усилителя качество звука на больших динамических пиках уровня звука может быть не очень легким, тогда как другой усилитель может начать звучать натянуто или резко на динамических пиках, поскольку он не может обрабатывать пики без искажений.

Если использовать музыку в качестве «тестового» сигнала, такие различия могут проявляться только как необходимость «убавить громкость», а не как артефакты грубых слышимых искажений вашего слуха.

Также обратите внимание, что пики могут быть на 12 дБ громче, что потребует от усилителя в 16 раз больше мощности, что приведет к тому, что многие усилители мощности или ресиверы с меньшей мощностью войдут в режим ограничения.

3. Как усилитель звука «усиливает»?

Возможно, один из самых простых способов понять, как работает аналоговый аудиоусилитель, — это представить его как своего рода «клапан» с сервоуправлением (последний — это то, что британцы называют вакуумными лампами), который регулирует накопленную энергию из розетки и затем выпускает его в измеренных количествах в ваши громкоговорители. Объем разряда синхронизируется с быстрыми изменениями входящего аудиосигнала.

По сути, аналоговый усилитель состоит из двух отдельных схем, одна из которых, выходная цепь, генерирует совершенно новый и мощный электрический выходной сигнал (для ваших динамиков) на основе входящего аудиосигнала. Последний представляет собой сигнал переменного тока напряжением около 1 вольта, который представляет собой быстро меняющиеся формы звуков (как их частоты, так и амплитуды).

Этот слабый сигнал переменного тока используется для модуляции схемы, которая высвобождает мощность (напряжение и силу тока), накопленную большими конденсаторами и трансформатором в источнике питания усилителя, мощность, которая разряжается таким образом, который точно параллелен крошечным модуляциям входящего аудиосигнала.

Этот сигнал на входном каскаде усилителя изменяет проводимость транзисторов выходной цепи, которые высвобождают мощность из источника питания усилителя, приводя в движение диффузоры и купола вашего громкоговорителя. Это почти как если бы вы быстро открыли кран (когда вы поворачиваете кран, раздается звуковой сигнал), который высвобождает все накопленное давление воды (водонапорная башня или резервуар являются накопительными конденсаторами) по определенной схеме, своего рода жидкость. код.

4. Каковы различные «классы» усилителей?

В конструкциях класса А ток постоянно течет через выходные транзисторы, даже если нет входящего аудиосигнала, поэтому выходные транзисторы всегда включены. Этот тип усилителя имеет самые низкие искажения среди всех, но он чрезвычайно расточителен и неэффективен, рассеивая 80% своей мощности в виде тепла с КПД всего 20%.

В усилителях класса B используются выходные транзисторы, которые включаются и выключаются, при этом одно устройство усиливает положительную часть сигнала, а другое — отрицательную. Если входящего аудиосигнала нет, то через выходные транзисторы ток не течет. Следовательно, усилители класса B намного более эффективны (около 50–70%), чем усилители класса A, однако могут возникать нелинейные искажения , которые возникают, когда один набор транзисторов выключается, а другой включается.

Усилители классов A/B сочетают в себе достоинства конструкций классов A и B, поскольку одно выходное устройство остается включенным немного дольше, в то время как другое устройство берет на себя усиление другой половины звукового сигнала. Другими словами, в кроссоверной части каждого выходного устройства всегда присутствует небольшой ток, что устраняет потенциальные коммутационные искажения, характерные для конструкции чистого класса B. КПД усилителя класса A/B по-прежнему составляет около 50%.

Усилители класса D, хотя и существуют различные варианты конструкции, по сути представляют собой переключающие усилители или конструкции с широтно-импульсным модулятором (ШИМ). Входящий аналоговый аудиосигнал используется для модуляции очень высокочастотной несущей ШИМ, которая либо полностью включает, либо выключает выходной каскад. Эту сверхвысокочастотную несущую необходимо удалить из аудиовыхода с помощью восстанавливающего фильтра, чтобы не осталось компонентов сверхвысокой частоты, искажающих аудиосигналы. Как упоминалось ранее, конструкции класса D чрезвычайно эффективны, обычно в диапазоне от 85% до 90% и более.

 

5. Отражают ли названия классов усилителей показатели качества звука?

Нет. Буквы классов ничего не означают. Это просто удобный способ различения типов схем усилителей. Например, «D» не означает «цифровой» в усилителе класса D, хотя, по-видимому, существуют некоторые противоречивые данные по этому поводу. Во всяком случае, в обсуждениях буква «D», похоже, прижилась как обозначение так называемого «цифрового» дизайна.

 

6. Что такое «цифровые» усилители и чем они отличаются от аналоговых усилителей?

Аналоговый усилитель работает аналогичным образом, регулируя устройства выходного каскада (транзисторы) для передачи мощности из источника питания усилителя на громкоговорители таким образом, чтобы точно имитировать крошечную форму входящего звукового сигнала. Цифровые усилители используют высокочастотную схему переключения для модуляции выходных устройств.

 

7. Почему некоторым аудиофилам нравятся ламповые усилители?

Ламповые усилители искажают иначе, чем транзисторные усилители, генерируя музыкально приятные гармонические искажения четного порядка, которые могут придавать ощущение так называемой «теплоты» качеству звука («теплота» по-прежнему является искажением или окраской; ее нет в усилителях). исходный сигнал), и именно эту характеристику предпочитают большинство поклонников ламп.

Хотя ламповые усилители зачастую не такие гладкие или линейные по частотной характеристике, как транзисторные конструкции, а также имеют и другие недостатки, когда они приближаются к пределам выходного сигнала или превышают его, лампы имеют тенденцию изящно искажать, без резкости, связанной с ограничением транзистора. Однако ламповые усилители ограничены по выходной мощности из-за ламп и выходных трансформаторов.

Твердотельные усилители, выходя за пределы своих выходных возможностей, «обрезают» форму звукового сигнала, создавая потенциально резко звучащие искажения нечетного порядка, которые могут быть весьма раздражающими или неприятными для уха. С другой стороны, при выходе ниже максимальной номинальной мощности транзисторные усилители очень нейтральны и плавны и не имеют никаких сложных взаимодействий импеданса, которые могут повлиять на ламповые устройства.

8. Каковы наиболее важные характеристики усилителя звука?

Одним из основных атрибутов является ровная, ровная частотная характеристика от самых глубоких слышимых басов на частоте 20 Гц (или ниже) до самых высоких частот, которые мы можем услышать, на частоте 20 000 Гц.

Гладкая, линейная частотная характеристика означает, что усилитель будет обрабатывать каждый входящий аудиосигнал, будь то сигнал большого барабана с частотой 30 Гц или высокочастотные гармоники тарелки с частотой 10 000 Гц, совершенно одинаково, увеличивая электрическую мощность каждого крошечного сигнала. ровно на такую ​​же сумму. Низкий общий коэффициент гармонических искажений (THD) , ниже 0,5%, необходим для того, чтобы любые артефакты искажений оставались незаметными при воспроизведении музыки.

Наконец, щедрая выходная мощность от надежного источника питания позволяет усилителю справляться с огромным диапазоном динамики от тихого до громкого, присутствующего практически в любом типе музыки и саундтреков. «Щедрая» может быть определена как минимум от 50 до 100 Вт на канал или более. Для реалистичного воспроизведения музыки всегда желательно больше мощности.

9. Что такое усилители ICE?

Подразделение Ice Power датской компании Bang & Olufsen (B&O) владеет патентами на свой усилитель «ICE», который по сути представляет собой коммутационную конструкцию класса D (широтно-импульсный модулятор) с вариантами, которые, по утверждению B&O, снижают искажения до уровней, присущих усилителям класса A, в то время как сохранение высокой эффективности коммутационных конструкций класса D.

Усилители ICE используют очень высокую частоту переключения — 384 кГц, что, по словам B&O, в 20 раз превышает максимальную частоту, которую может обнаружить ухо. Усилители ICE также используют управление с обратной связью, чтобы минимизировать влияние схемы ШИМ.

10. Как маленькие маломощные усилители подвергают риску акустику?

На первый взгляд это кажется противоречивым — как маломощный усилитель мог сжечь динамики, если усилители мощностью 200 или 400 Вт на канал, казалось бы, подвергали динамики гораздо большему риску? Причина в том, что небольшой усилитель мощностью 10 или 20 Вт на канал легко может быть доведен до искажений и «клипов» даже при умеренно громком воспроизведении и динамических пиках громкости.

Ограничение обрезает форму волны и превращает выходной сигнал в почти чистый сигнал постоянного тока, что может быстро привести к перегреву и плавлению тонких проводов в звуковых катушках динамика. Большой усилитель подает на динамики чистую мощность — аудиосигналы переменного тока без искажений — которые звуковые катушки динамиков мгновенно принимают без повреждений.