中文简体
Domov / Správy / Správy z priemyslu / Sprievodca triedou zosilňovačov: A, AB, D a H pre návrh modulu napájaných reproduktorov
Zadajte 500 W stupeň triedy AB pre utesnený napájaný reproduktor a prevezmete približne 400 W odpadového tepla v skrinke veľkosti príručnej tašky. Špecifikujte modul triedy D pre rovnakých 500 W a tepelné zaťaženie klesne na približne 55 W. Akustický výkon na technickom liste môže vyzerať takmer identicky; tepelný dizajn, menovitý výkon transformátora, objem skrine a prepravná hmotnosť nie.
Krátka odpoveď: pre nové napájané reproduktory, linkové polia a prenosné systémy je predvolená trieda D. Trieda H si stále získava svoje miesto vo vysokovýkonných subwooferoch a inštalovaných zvukových systémoch, kde sa uprednostňuje lineárny výstupný stupeň a jednoduché napájanie transformátora. Trieda AB zostáva rozšírená v starších dizajnoch, nástrojových zosilňovačoch a napájaných mixéroch. Sekcie nižšie vysvetľujú, čo vlastne písmeno triedy riadi, kde každá trieda vyhráva a ktoré kontroly chránia modul pred zlyhaním vo výrobe.
Čo vlastne popisuje trieda zosilňovača
Trieda zosilňovača popisuje stav predpätia výstupného stupňa a konkrétne to, koľko cyklu vstupného signálu vedie každé výstupné zariadenie. Tento jediný parameter určuje teoretický strop účinnosti, mechanizmus skreslenia a teplo, ktoré musí javisko odovzdať.
- Trieda A — zariadenie vykoná celý cyklus 360 stupňov. Vynikajúca linearita, najnižšia účinnosť zo všetkých lineárnych tried.
- trieda B — dve zariadenia vedú každé o 180 stupňov a odovzdávajú sa na križovatke nulou. Teoreticky efektívne, ale odovzdanie vytvára krížové skreslenie.
- Trieda AB — každé zariadenie vedie niekde medzi 180 a 360 stupňami, čím posúva skreslenie výhybky pod úroveň počuteľnosti za cenu určitej účinnosti.
- Trieda D — výstupné zariadenia sa zapínajú a vypínajú pri vysokej frekvencii namiesto sledovania tvaru vlny, takže účinnosť pochádza skôr zo spínania ako z lineárneho zosilnenia.
- Trieda G a H — lineárne stupne, ktorých napájacia koľajnica postupuje alebo sleduje signál, takže výstupné zariadenia vždy vidia len napätie, ktoré potrebujú.
Písmeno triedy nie je hodnotením kvality. Dobre implementovaný spínací stupeň môže merať lepšie ako priemerný lineárny a zle filtrovaný modul triedy D môže produkovať artefakty, ktoré by dizajn triedy AB nikdy neukázal. To, čo list spoľahlivo predpovedá, je plytvanie energiou, veľkosť chladiča a dodávky a náklady na výrobu a prepravu hotového produktu.
Typická účinnosť pri plnom výkone podľa triedy zosilňovača
Praktické rozsahy pre zvukové výstupné stupne. Účinnosť triedy H závisí od toho, ako často jeho koľajnice stúpajú alebo sledujú.
Porovnanie tried zosilňovačov na prvý pohľad
Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje triedy, ktoré s najväčšou pravdepodobnosťou uvidíte v katalógu modulov, spolu s návrhovým rozhodnutím, ktoré si každá z nich vynúti.
| triedy | Vedenie alebo režim | Typická účinnosť | Kde sa objaví | Dôsledok dizajnu |
|---|---|---|---|---|
| A | 360 stupňov | 25 – 30 % | Štúdiové monitory, hi-fi | Veľký chladič, vysoký kľudový prúd |
| B | 180 stupňov na zariadenie | 50 – 70 % | Zriedkavé vo zvuku, bežné v učebniciach | Výhybkové skreslenie pri odovzdaní |
| AB | 180-360 stupňov | 50 – 65 % | PA zosilňovače, prístrojové zosilňovače, napájané mixéry | Jednoduché napájanie, chladič dimenzovaný na nepretržitý výkon |
| C | Pod 180 stupňov | 60 – 80 % | RF vysielače, nie audio | Príliš veľké skreslenie pre použitie zvuku |
| D | Zapínanie a vypínanie | 80 – 92 % | Napájané reproduktory, linkové polia, subwoofery | Rozloženie EMI, výstupný filter, kontrola mŕtveho času |
| G | Stupňovité prívodné koľajnice | 60 – 75 % | Vysokovýkonné hi-fi, inštalované systémy | Prepínanie koľajníc zvyšuje náklady a zložitosť |
| H | Nepretržité sledovanie koľajníc | 65 – 80 % | Subwoofery, veľký inštalovaný zvuk | Koľajový modulátor plus napájanie lineárneho transformátora |
Triedy E a F patria do rádiového frekvenčného dizajnu a zriedka sa vyskytujú v audio hardvéri, preto sú vynechané z vyššie uvedenej tabuľky.
Prečo sa efektivita mení na veľkosť skrine, hmotnosť a cenu
Percentá účinnosti sa stanú užitočnými, keď ich prevediete na watty. Pre výstupný stupeň 500 W odoberá dizajn triedy A s účinnosťou približne 30 % zo siete asi 1667 W, stupeň AB s výkonom 55 % spotrebúva asi 909 W, stupeň triedy H s výkonom 75 % asi 667 W a modul triedy D s výkonom 90 % asi 556 W.
Každý z týchto wattov musí byť napájaný transformátorom a odstránený z krytu. To poháňa hmotnosť chladiča, hluk ventilátora, vetracie otvory a hmotnosť každej jednotky, ktorú posielate. Teplota tiež ovplyvňuje spoľahlivosť: všeobecne používané pravidlo vo výkonovej elektronike hovorí, že každý pokles prevádzkovej teploty o 10 °C zhruba zdvojnásobí životnosť elektrolytického kondenzátora.
Sieťový výkon na 500 W zvukového výstupu
1667 W Trieda A
909 W Trieda AB
667 W Trieda H
556 W Trieda D
Ilustratívny výpočet využívajúci typické účinnosti 30 %, 55 %, 75 % a 90 %.
Moduly zosilňovačov triedy D: Predvolené pre nové napájané reproduktory
Výstupné zariadenia triedy D spínajú namiesto lineárneho zosilňovania, takže straty sú dominované vedením a spínaním namiesto stojatého predpätia. Praktické moduly dosahujú účinnosť 80–92 %, a preto je takmer každý nový prenosný reproduktor, prvok line array a kompaktný subwoofer postavený na spínacom module.
Kompromisy sa presúvajú do ponuky a rozloženia dosky. Rezonančný napájací zdroj LLC s korekciou účinníka udržuje zbernicu stabilnú v širokom rozsahu siete a drží spínací šum v predvídateľnom pásme, čo uľahčuje filtrovanie EMI. Tlmivky výstupného filtra, mŕtvy čas a smerovanie pohonu brány rozhodujú o tom, či modul prekročí emisné limity a zostane stabilný pri záťaži 4 ohmy.
Reprezentatívnym príkladom je modul eon520-2092 s hodnotením LP500W/HP200W s PFC a LLC rezonančným predným koncom a širokonapäťovým vstupom.
Moduly triedy H: Stále správna odpoveď pre vysokovýkonné subwoofery
Trieda H je lineárna trieda s napájacími koľajnicami, ktoré krokujú alebo sledujú zvukový signál. Pretože výstupné zariadenia nikdy neznížia celé napätie zbernice cez seba pri nízkych výstupných úrovniach, účinnosť pristane v pásme 65–80% - výrazne pod triedou D, ale s oveľa menším obsahom vysokofrekvenčného spínania. To je jeden z dôvodov, prečo dizajn triedy H zostáva bežný vo veľkých subwooferových zosilňovačoch a inštalovaných zvukových systémoch.
Moduly v tejto kategórii zvyčajne používajú napájanie lineárneho transformátora a spoliehajú sa na podstatné odvádzanie tepla. Napríklad amp400h-7294 má hodnotenie LP400W/HP100W a používa hliníkový žiarič v tvare písmena U na zvládnutie nepretržitého výkonu, zatiaľ čo amp600s-fp je zameraný špeciálne na prevádzku subwoofera.
AMP400H 7294: LP 400 W HP 100 W Výkonný výkon s hliníkovým radiátorom v tvare U triedy H výkonu ● Výkon lineárneho transformátora: 500W ● Stredný a nízkofrekvenčný výkonový zosilňovač: Trieda H 400W-4Ohm ● Vysokofrekvenčný výkonový zosilňovač: Trieda AB 100W-8 Ohm ● Hliníkový r... Zobraziť produkt → Priradenie triedy zosilňovača k zvyšku sady modulov
Trieda zosilňovača má zmysel len v kontexte celej sady modulov. Napájaný reproduktor zvyčajne obsahuje štyri funkcie: ovládanie vstupu a hlasitosti, jadro DSP, stupeň výhybky alebo EQ a výkonový stupeň, ktorý poháňa prevodníky.
Typická štvorvrstvová zostava modulov v aktívnom reproduktore
Funkčné vrstvy sady aktívnych reproduktorových modulov, od vstupu až po reproduktorový výstup.
Na hraniciach záleží na zhode. Modul DSP nastavuje prah obmedzovača a bod kríženia, takže potrebuje poznať skutočný výkyv výstupného napätia výkonového stupňa a výkonový stupeň potrebuje záťaž, ktorú môže bezpečne riadiť pri minimálnej impedancii vodiča. Moduly postavené na jedinej platforme DSP udržujú riadiace rozhranie a štruktúru predvolieb konzistentnú naprieč modelmi – napríklad dsp1903 ukladá štyri prispôsobené prednastavené režimy EQ pre 2.1-kanálový systém line array. Dodávateľ, ktorý si obe polovice navrhuje vo vlastnej réžii, ako napr Ningbo Huage Electronics , môže upraviť tieto hranice spoločne, namiesto toho, aby ich vyjednávali medzi dvoma dodávateľmi.
DSP1903: 4 prispôsobené prednastavené režimy EQ 2.1-kanálový lineárny reproduktor s funkciami DSP na báze ADAU1701 ● Navrhnuté na základe zvukového audio systému ADAU1701. Na konfiguráciu parametrov spracovania signálu použite softvér sigma studio DSP. ● Voliteľné štyri prispôsobené prednastavené režimy, ktoré... Zobraziť produkt → Praktické kontroly predtým, ako sa zapojíte do triedy
Bez ohľadu na triedu, ktorú si vyberiete, týchto päť kontrol zachytí väčšinu problémov pred začatím obrábania.
- Pracujte od minimálnej impedancie, nie nominálnej. Vodič s nominálnou hodnotou 8 ohmov môže pri niektorých frekvenciách klesnúť výrazne pod túto hodnotu impedančné prispôsobenie modulu zosilňovača a reproduktorov musí byť overený voči tomuto minimu.
- Premeňte účinnosť na teplo v najhoršom prípade, nie na priemer. Programový materiál má faktor výkyvu, ale obmedzovač udrží dlhodobý výkon blízko hodnotenia počas šou.
- Skontrolujte napájanie oproti sieti. Širokonapäťové spínacie moduly lepšie znášajú výpadky prúdu a napájanie generátora ako pevné lineárne koľajnice.
- Schému ochrany písomne potvrďte. Chovanie pri nadprúde, nadmernej teplote a DC-offsetu by sa malo špecifikovať, nie predpokladať.
- Skontrolujte tepelnú dráhu. Krútiaci moment montáže chladiča, špecifikácia tepelnej podložky a prietok vzduchu ovplyvňujú mieru zlyhania poľa.
Triedy AB, D a H sa porovnávajú v rámci piatich kritérií návrhu
Trieda D Trieda H Trieda AB
Kvalitatívne porovnanie na päťbodovej škále pre typické návrhy na úrovni modulov.
Často kladené otázky o triedach zosilňovačov
Q1. Aké sú hlavné triedy zosilňovačov používané vo zvuku?
Trieda A, Class AB, Class D and Class H cover almost all audio equipment. Class A conducts through the full signal cycle, Class AB through more than half of it, Class D switches the output devices at high frequency, and Class H is a linear stage whose supply rails track the signal.
Q2. Ktorá trieda zosilňovača je najlepšia pre napájaný reproduktor alebo subwoofer?
Pre napájané reproduktory, linkové polia a prenosné systémy je trieda D zvyčajne východiskovým bodom kvôli svojej účinnosti a malej tepelnej stope. Pre subwoofery s veľmi vysokým výkonom a inštalované systémy trieda H často poskytuje lepšiu rovnováhu medzi cenou, lineárnym správaním a jednoduchým dizajnom napájania transformátora.
Q3. Je modul výkonového zosilňovača triedy D rovnako dobrý ako trieda AB?
Keď je to správne skonštruované, tak áno. Moduly triedy D teraz bežne poháňajú linkové polia a subwoofery. Rozhodujúcimi faktormi sú skôr výstupný filter, rozloženie brány, výkon EMI a dizajn ochrany, než samotné písmeno triedy.
Q4. Ako účinný je zosilňovač triedy D v porovnaní s triedou A a triedou AB?
Praktické audio moduly triedy D bežia pri plnom výkone zhruba 80 – 92 %, oproti približne 50 – 65 % pri triede AB a 25 – 30 % pri triede A. Modul triedy D s výkonom 500 W preto rozptýli v oblasti 45 – 125 W tepla namiesto 400 W alebo viac, ktoré by produkoval stupeň AB.
Q5. Čo znamená trieda H v module výkonového zosilňovača?
Trieda H is a linear output stage whose supply rail steps up or tracks the audio signal, so the output devices only see the voltage they need. Efficiency typically lands between 65% and 80%, higher than Class AB but below Class D, with less high-frequency switching content than a switching module.
Q6. Ovplyvňuje trieda zosilňovača kvalitu zvuku alebo iba účinnosť a teplo?
Trieda mení skôr mechanizmus skreslenia a tepelné správanie ako samotnú kvalitu zvuku. Čistý modul triedy D a čistý modul triedy AB môžu byť priehľadné; počuteľné rozdiely zvyčajne pochádzajú z implementácie, filtrovania, ochrany a nastavení DSP pred výkonovým stupňom.
