Madarasa Ya Amplifiers Ya Sauti: Uainishaji - D, A, B, C, AB Na Wengine. Ultra-linear Na Dijiti. Ni Darasa Lipi Bora?

2024 Mwandishi: Beatrice Philips | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 05:59

Hakika wengi wamesikia kwamba viboreshaji vya kisasa vinaweza kuwa vya darasa tofauti. Walakini, watu ambao wako mbali na mifumo ya sauti na huduma za kiufundi za vifaa vya sauti hawawezi kufikiria ni nini kimejificha nyuma ya majina ya barua.

Katika hakiki yetu, tutazungumza kwa undani zaidi juu ya nini darasa za amplifiers ni nini, ni nini, na jinsi ya kuchagua mtindo bora.

Uainishaji

Darasa la kipaza sauti ni thamani ya ishara ya pato ambayo inaendeshwa na ishara ya kuingiza sinusoidal katika mzunguko wa kazi wakati wa mzunguko mmoja wa utendaji na mabadiliko kama matokeo ya ushawishi huu. Uainishaji wa amplifiers katika madarasa hutegemea vigezo vya usawa wa hali inayotumiwa kukuza ishara zinazoingia kutoka kwa vikundi na usahihi ulioongezeka na ufanisi uliopunguzwa kabisa kuwa sio sawa . Katika kesi hii, usahihi wa kuzaa kwa sauti ya ishara sio kubwa sana, lakini ufanisi ni mkubwa sana. Madarasa mengine yote ya amplifiers ni aina fulani ya mifano ya kati kati ya vikundi hivi viwili.

Kikundi cha kwanza

Madarasa yote ya amplifiers yanaweza kugawanywa kwa hali ndogo katika vikundi viwili. Ya kwanza ni pamoja na mifano ya kawaida iliyodhibitiwa ya madarasa A, B, na AB na C . Jamii yao imedhamiriwa na parameter ya mwenendo wao katika sehemu fulani ya ishara ya pato. Kwa hivyo, operesheni ya transistor iliyojengwa kwenye pato iko katikati kati ya "off" na "on".

Kundi la pili

Jamii ya pili ya vifaa ni pamoja na mifano ya kisasa zaidi, ambayo inachukuliwa kama kinachojulikana kama madarasa ya kubadilisha - hizi ni mifano D, E, F, na G, S, H na T.

Amplifiers hizi hutumia upimaji wa upana wa kunde na vile vile mzunguko wa dijiti ili kuendelea kubadilisha ishara kati kabisa na kabisa . Kama matokeo, kuna njia ya nguvu katika eneo la kueneza.

Maelezo ya madarasa maarufu

Tutazungumza juu ya darasa tofauti za amplifiers kwa undani zaidi.

LAKINI

Mifano ya Hatari A hutumiwa sana kwa sababu ya unyenyekevu wa muundo. Hii ni kwa sababu ya vigezo kadhaa vya upotovu wa ishara ya kuingiza na, ipasavyo, ubora wa sauti ikilinganishwa na vikundi vingine vyote vya amplifiers. Mifano katika kitengo hiki zina sifa ya usawa wa hali ya juu ikilinganishwa na zingine.

Kwa kawaida, amplifiers ya darasa A hutumia toleo moja la transistors katika kazi yao . Imeunganishwa na usanidi wa kimsingi wa emitter kwa nusu mbili za ishara ili transistor ya germani ipitilie kupita hata ikiwa hakuna ishara ya awamu. Hii inamaanisha kuwa katika pato, hatua hiyo haitapita kabisa kwenye ukataji wa ishara na eneo la kueneza. Inayo sehemu yake ya kukomesha takriban katikati ya laini ya mzigo. Muundo huu unasababisha ukweli kwamba transistor haifanyi kazi tu - hii inachukuliwa kuwa moja ya shida zake za kimsingi.

Ili kifaa kiainishwe kuwa ni cha darasa hili, sifuri isiyo na mzigo wa sasa katika hatua ya pato lazima iwe sawa au hata kuzidi kikomo cha sasa cha mzigo ili kuhakikisha ishara ya juu ya pato.

Kwa kuwa vifaa vya darasa A vimeisha moja na hufanya kazi katika ukanda wa mstari wa curve zote zilizoainishwa, kifaa kimoja cha pato kinapita digrii kamili za 360, katika hali hiyo kifaa A cha kifaa kinalingana kabisa na chanzo cha sasa.

Kwa kuwa viboreshaji katika kitengo hiki hufanya kazi, kama tulivyosema tayari, katika eneo lenye laini nyingi, upendeleo wa DC lazima uwekwe kwa usahihi .- hii itahakikisha operesheni inayofaa na kutoa mkondo wa sauti na nguvu ya watts 24. Walakini, kwa sababu ya ukweli kwamba kifaa cha pato kiko katika hali ya kuzima, inaendelea kufanya sasa, na hii inaunda mazingira ya kupoteza nguvu kila wakati katika muundo wote. Kipengele hiki kinasababisha kutolewa kwa kiwango kikubwa cha joto, wakati ufanisi wao ni mdogo - chini ya 40%, ambayo huwafanya kuwa haiwezekani wakati wa aina fulani ya mifumo ya nguvu ya sauti. Mbali na hilo, kwa sababu ya kuongezeka kwa mzigo wa sasa wa usambazaji, usambazaji wa umeme lazima uwe na vipimo sahihi na uchujwe iwezekanavyo, vinginevyo sauti ya kipaza sauti na mtu wa tatu haiwezi kuepukwa . Ilikuwa ni mapungufu haya ambayo yalisababisha wazalishaji kuendelea kufanya kazi kwa viboreshaji katika jamii yenye ufanisi zaidi.

IN

Amplifiers za darasa B zimebuniwa na wazalishaji kushughulikia ufanisi duni na shida za joto kali zinazohusiana na kitengo kilichopita. Katika kazi zao, aina za kikundi B hutumia jozi ya transistors za ziada, kawaida bipolar . Tofauti yao ni kwamba kwa nusu zote za ishara, mbele ya pato imejengwa kulingana na mzunguko wa kuvuta-kuvuta, kwa hivyo kila kifaa cha transistor hutoa ukuzaji wa nusu tu ya ishara ya pato.

Hakuna upendeleo wa kimsingi wa kiwango cha DC katika viongezeo vya darasa hili, kwa kuwa nguvu yake ya kutuliza ni sifuri, kwa hivyo vigezo vya nguvu za DC kawaida huwa ndogo. Ipasavyo, ufanisi wake ni wa juu sana kuliko ule wa vifaa A. Wakati huo huo wakati ishara ni chanya, transistor mwenye upendeleo mzuri huiendesha, wakati hasi inabaki mbali . Vivyo hivyo, wakati ambapo ishara ya kuingiza inakuwa hasi, chanya imezimwa, na transistor yenye upendeleo mbaya, badala yake, imeamilishwa na hutoa nusu hasi ya ishara. Kama matokeo, transistor, wakati wa operesheni yake, hutumia mzunguko wa 1/2 tu katika chanya au hasi ya mzunguko wa nusu ya ishara inayoingia.

Ipasavyo, kifaa chochote cha transistor katika kitengo hiki kinaweza kupita tu kwa sehemu ya ishara ya pato, wakati iko kwenye ubadilishaji wazi.

Ubunifu huu wa kushinikiza ni karibu 45-60% ufanisi zaidi kuliko viboreshaji vya Hatari A. Shida na mifano ya aina hii ni kwamba hutoa upotovu mkubwa wakati wa kupitisha ishara ya sauti kwa sababu ya "eneo lililokufa" la transistors kwenye ukanda wa voltages za kuingiza na maadili kutoka -0.7 V hadi +0.7 V.

Kama kila mtu anajua kutoka kozi ya fizikia, mtoaji wa msingi lazima atoe voltage ya karibu 0.7 V ili transistor ya bipolar kuanza wiring kamili. Kwa muda mrefu kama voltage hii haizidi alama hii, transistor ya pato haitasonga kwa nafasi. Hii inamaanisha kuwa nusu ya ishara inayoenda kwenye ukanda wa 0.7 V itaanza kuzalishwa bila usahihi. Kwa hivyo, hii inafanya vifaa vya Jamii B kuwa visivyofaa kutumiwa katika mitambo ya usahihi wa sauti.

Kwa hiyo kushinda upotovu huu, vifaa vinavyoitwa upatanishi wa darasa la AB viliundwa.

AB

Mtindo huu ni aina ya muundo wa sanjari ya kategoria A na kategoria B. Leo, viboreshaji vya AB huzingatiwa kama moja ya chaguzi za muundo wa kawaida. Kwa kanuni ya utendaji wao, ni kama bidhaa za kitengo B, isipokuwa tu kwamba vifaa vyote vya transistor vinaweza kufanya ishara wakati huo huo karibu na sehemu ya makutano ya oscillograms . Hii inaondoa kabisa shida zote za upotoshaji wa ishara ya kipaza sauti cha Kikundi B kilichopita. Tofauti ni kwamba jozi ya transistors ina voltage ya upendeleo duni, kawaida 5 hadi 10% ya sasa ya quiescent. Katika kesi hii, kifaa cha kufanya kinabaki kwa muda mrefu kuliko wakati wa nusu-mzunguko, lakini wakati huo huo ni chini sana kuliko mzunguko kamili wa ishara ya kuingiza.

Ni salama kusema hivyo kifaa cha aina AB kinachukuliwa kuwa maelewano bora kati ya mifano ya Hatari A na Hatari B kwa suala la ufanisi na usawa .na, wakati ufanisi wa uongofu wa ishara ya sauti ni takriban 50%.

NA

Ubunifu wa vitengo vya darasa la C una ufanisi mkubwa, lakini wakati huo huo usawa duni ikilinganishwa na vikundi vingine vyote. Amplifier ya darasa la C ni ya upendeleo kabisa, kwa hivyo sasa pembejeo huenda sifuri na inakaa hapo kwa zaidi ya mzunguko wa 1/2 wa ishara inayoingia . Kwa wakati huu, transistor iko katika hali ya kusubiri ili kuizima.

Aina hii ya upendeleo wa transistor hutoa ufanisi mkubwa wa kifaa, ufanisi wake ni karibu 80%, lakini wakati huo huo inaleta upotoshaji wa sauti muhimu katika ishara ya pato.

Vipengele hivi vya muundo hufanya iwezekane kutumia amplifiers katika mifumo ya spika . Kama sheria, mifano hii imepata eneo lao la matumizi katika jenereta za masafa ya juu, na pia katika matoleo kadhaa ya viboreshaji vya masafa ya redio, ambapo mapigo ya sasa yaliyotolewa kwenye pato hubadilishwa kuwa mawimbi ya sinusoidal ya masafa yaliyopewa.

D

Kikuzaji cha kategoria D kinamaanisha mitindo ya mapigo isiyo na laini ya njia mbili, pia huitwa amplifiers za PWM.

Katika idadi kubwa ya mifumo ya sauti, hatua za pato hufanya kazi katika darasa A au AB . Katika viboreshaji vilivyojumuishwa vya kikundi D, utaftaji wa nguvu wa pembejeo za laini ni muhimu hata katika hali ya utimilifu kamili, karibu utekelezaji bora. Hii inapeana mifano ya D-darasa faida kubwa katika maeneo mengi ya matumizi kwa sababu ya uzalishaji mdogo wa joto, kupunguzwa kwa uzito na vipimo vya kifaa na, ipasavyo, kupunguzwa kwa gharama ya bidhaa, wakati maisha ya betri katika modeli kama hizo huongezeka ikilinganishwa na mifano ya miundo mingine.

Kama sheria, hizi ni mifano ya hali ya juu, imeundwa kwa bodi ya watts 10,000.

Nyingine

Amplifier ya darasa F . Mifano hizi hutoa ufanisi ulioongezeka, ufanisi wao ni karibu 90%.

Amplifier G ya darasa . Amplifier hii, kwa kweli, ni muundo ulioboreshwa wa hali ya juu wa kifaa cha msingi cha AB kwenye TDA. Mifano katika kitengo hiki zinaweza kubadilika kiatomati kati ya laini tofauti za umeme endapo kutakuwa na mabadiliko katika vigezo vya ishara inayoingia. Kubadilisha vile kwa kiasi kikubwa kunapunguza matumizi ya nguvu na, ipasavyo, hupunguza utumiaji wa nguvu unaosababishwa na upotezaji wa joto.

Amplifier ya darasa . Mifano kama hizo zina seti kadhaa za vifaa vya ziada vya pato. Kabla ya kuwasha, ziko kwenye usanidi wa kushinikiza. Kifaa cha kwanza kinabadilisha sehemu nzuri ya ishara, na ya pili inawajibika kubadili sehemu hasi, kama viongezeo vya kitengo B. Kwa kukosekana kwa ishara ya sauti kwenye pembejeo au ikiwa ishara inafikia mahali pa kuvuka sifuri, utaratibu wa kuwasha unawasha na kuzima wakati huo huo na mzunguko kuu.

Amplifier ya darasa S . Darasa hili la amplifiers imeainishwa kama njia isiyo ya kawaida ya ubadilishaji. Kwa suala la utaratibu wao wa utendaji, ni sawa na viboreshaji vya kategoria D. Kikuzaji kama hicho hubadilisha ishara za pembejeo za analog kuwa za dijiti, na kuziongezea mara nyingi. Kwa hivyo, ili kuongeza nguvu ya pato, kawaida ishara ya dijiti ya kifaa kinachozima imewashwa kabisa au imezimwa kabisa, kwa hivyo ufanisi wa vifaa kama hivyo unaweza kuwa 100%.

Amplifier ya darasa T . Chaguo jingine la amplifier ya dijiti. Leo, modeli kama hizi zinapata umaarufu zaidi na zaidi kwa sababu ya uwepo wa viwambo vidogo ambavyo vinaruhusu usindikaji wa dijiti wa ishara inayoingia, na vile vile viboreshaji vya sauti vya 3D vya kujengwa. Athari hii hutolewa na muundo unaoruhusu ishara za analog kubadilishwa kuwa sauti za juu zaidi za PWM za dijiti. Ubunifu wa vifaa vya Hatari C unachanganya sifa za ishara ya kupotosha ya chini sawa na kitengo cha AV, wakati unadumisha ufanisi katika kiwango cha mifano ya Hatari D.

Jinsi ya kuamua?

Kwanza, wacha tukae juu ya jinsi kipaza sauti hufanya kazi kwa kanuni. Hakika utashangaa, lakini kwa kweli amplifier ya kiwanda haiongezei chochote. Kwa kweli, utaratibu wa operesheni yake unafanana na uendeshaji wa crane rahisi zaidi: unapindisha mpini na maji kutoka kwenye usambazaji wa maji huanza kumwagika, yenye nguvu au dhaifu, na ukipotosha, mtiririko utazuiwa. Katika amplifiers, michakato yote hufanyika kwa njia ile ile. Kutoka kwa moduli ya nguvu ya umeme, sasa inapita kupitia spika iliyounganishwa na kifaa. Katika kesi hii, kazi ya bomba inachukuliwa na transistors - kwa pato, kiwango cha kufunga na ufunguzi wao kinadhibitiwa na ishara inayopita kwa kipaza sauti. Kutoka kwa jinsi crane hii inavyofanya kazi, ambayo ni jinsi transistors ya pato inavyofanya kazi, na darasa la amplifiers imedhamiriwa.

Ikiwa tunazungumza juu ya vifaa vya AB, basi transistors ndani yao wanaweza kuwa na mali mbaya ya kufungua na kufunga bila usawa kwa ishara zinazowafikia. Kwa hivyo, kazi yao inabadilika. Kurudi kwa ulinganifu na bomba - unaweza kugeuza mpini wa bomba, lakini maji yatatiririka dhaifu mwanzoni, halafu ghafla mtiririko utaongezeka ghafla.

Kwa sababu hii transistors ya kitengo cha AB inapaswa kuwekwa wazi hata ikiwa hakuna ishara . Hii ni muhimu ili waanze kufanya kazi mara moja, na wasingoje hadi ishara ifikie kiwango fulani - tu katika kesi hii amplifier itaweza kuzaa sauti na upotovu mdogo. Katika mazoezi, hii inamaanisha kuwa nishati inayofaa inapotea. Hebu fikiria kuwa utawasha bomba zote za maji katika ghorofa, na mtiririko mdogo wa maji utaendelea kutoka kwao. Kama matokeo, ufanisi wa mifano kama hii hauzidi 50-70%, ni ufanisi mdogo ambao ndio ubaya kuu wa viboreshaji vya darasa la AV.

Ikiwa tunazungumza juu ya vifaa vya D-darasa, basi kanuni ya utendaji wao ni sawa kabisa: wana transistors zao za pato ambazo zinaweza kuwasha na kuzima. Kwa hivyo, kupita kwa sasa kupitia spika zilizounganishwa nao kunasimamiwa, lakini ishara tayari inadhibiti ufunguzi wao, ambao kwa usanidi wake uko mbali sana na ile inayoingia.

Hivi ndivyo ishara inavyolishwa kwa transistors ya pato la vifaa vya Hatari D. Katika kesi hii, watafanya kazi tofauti kabisa: ama karibu kabisa, au wazi bila maadili ya kati. Hii inamaanisha kuwa ufanisi wa mifano kama hiyo inaweza kuwa karibu na 100%.

Kwa kweli, ni mapema sana kutuma ishara kama hizo kwa mifumo ya sauti, kwanza inapaswa kurudi kwenye usanidi wa kawaida. Hii inaweza kufanywa kwa njia ya kusonga kwa pato, na vile vile capacitor - baada ya kusindika, ishara iliyokuzwa huundwa kwenye pato, ambayo inarudia kabisa ishara ya kuingiza katika umbo lake. Ni yeye ambaye hupitishwa kwa spika.

Faida kuu ya vifaa vya D-darasa ni kuongezeka kwa ufanisi . na, ipasavyo, matumizi ya nishati mpole zaidi

Kwa muda mrefu iliaminika kuwa kwa kuunganisha mifumo ya spika ya hali ya juu, amplifiers za AB zitakuwa suluhisho bora … Mifano za kategoria D zilitoa ubadilishaji wa ishara inayoingia kwa ishara iliyopigwa na masafa yaliyopunguzwa, kama matokeo, ilitoa sauti nzuri tu katika hali ya subwoofer. Siku hizi, teknolojia imechukua hatua kubwa mbele, na leo tayari kuna transistors zenye kasi kubwa ambazo zinaweza kufungua na pia kufunga karibu mara moja, kuna vifaa vingi vya bandari ya D-darasa kwenye maduka.

Mifano hizi zinalenga kutumiwa sio tu na subwoofers, bali pia na mifumo ya spika za kisasa za kila aina. Kwa chaguzi hizo ambapo nguvu kubwa haihitajiki, ni busara kununua kipaza sauti kizuri.

Kwa hivyo, ikiwa una nafasi ya kutosha kuunganisha spika, basi unaweza kuchagua mfano wa darasa la AV. Kwa miongo kadhaa ya kuwapo, mzunguko wa modeli hizi umetengenezwa vizuri, hutoa sauti nzuri, na katika tukio la kuvunjika, unaweza kuzitengeneza kwa urahisi katika kituo cha huduma kilicho karibu.

Ikiwa eneo la usanikishaji wa sauti ni mdogo, basi unapaswa kuangalia kwa karibu mifano ya upana wa kikundi D . Na vigezo sawa vya nguvu kama bidhaa za darasa la AV, ni ndogo sana na nyepesi, zaidi ya hayo, huwasha moto kidogo, na modeli zingine zinawaruhusu kusanikishwa kwa siri na usumbufu mdogo.

Kwa kuunganisha subwoofers, darasa la D huweka faida kubwa , kwani kizuizi cha sauti ya bass ndio anuwai inayotumia nguvu zaidi - katika kesi hii, ufanisi wa bidhaa ni muhimu sana, na kwa hili hakuna washindani wowote wa bidhaa za D-darasa.

Katika video hii, unaweza kujitambulisha vizuri zaidi na madarasa ya amplifiers za sauti.