Zosilňovač triedy A verzus trieda AB: Kompromisy predpätia, tepla a napájaných reproduktorov

Pre takmer každý projekt s poháňanými reproduktormi je dobre navrhnutý stupeň triedy AB bezpečnejšou inžinierskou a komerčnou voľbou. Trieda A zvíťazí len vtedy, keď nameraná linearita pri veľmi nízkych úrovniach počúvania záleží viac ako na nákladoch na teplo, hmotnosť a elektrinu. Táto jediná veta vysvetľuje, prečo moduly triedy AB stále sú umiestnené vo väčšine produkčných reproduktorov, aj keď trieda A má na papieri lepšiu povesť.

Tieto dve triedy nie sú rozdielne technológie. Sú to rovnaký doplnkový tranzistorový výstupný stupeň, predpätý v rôznych prevádzkových bodoch. Všetko ostatné, od veľkosti chladiča po prepravnú hmotnosť, vyplýva z tohto predpätia.

Zaujatý bod rozhoduje o všetkom ostatnom

Vo výstupnom stupni triedy A zariadenia vedú celých 360 stupňov cyklu signálu. Kľudový prúd je nastavený na vyššiu hodnotu, ako je špičkový prúd, ktorý kedy zosilňovač dodá do svojej záťaže, takže tranzistory sa nikdy nevypnú. Neexistuje žiadna oblasť prechodu, žiadne prerušenie medzi zariadeniami a krivka prenosu zostáva lineárna od niekoľkých milivoltov vyššie.

Trieda AB sa nachádza medzi triedou B a triedou A. Malá stála odchýlka udržuje obe zariadenia vo vodivosti približne 200 stupňov cyklu, akurát toľko, aby sa prekrývali pri prechode nulou a odstránili skreslenie zárezu, ktoré trápi čistú triedu B. Mimo tohto prekrývacieho okna funguje každé zariadenie iba polovicu času, z čoho pochádza zvýšenie účinnosti.

Praktický dôsledok je ľahko pozorovateľný na lavičke. Kanál triedy A odoberá zo zdroja približne rovnaký výkon, či už je tichý alebo beží na plný výkon. Kanál triedy AB čerpá pri voľnobehu málo a postupne viac, keď sa výstup zvyšuje. To je dôvod, prečo je šasi triedy A horúce desať sekúnd po zapnutí, zatiaľ čo šasi AB zostáva chladné, kým nepríde programový materiál.

Účinnosť a teplo: Náklady na nikdy nevypnutie

Teoretický strop pre stupeň triedy A je 50 % so záťažou spojenou s transformátorom a bližšie k 25 % pre bežnejšie usporiadanie s jedným koncom. Reálne návrhy sa usadzujú v pásme 15 – 30 %. Trieda AB dosahuje teoreticky približne 78,5 % a v praxi poskytuje 50 – 70 %, čo je presne dôvod, prečo sa stala predvolenou pre vysokovýkonný analógový zvuk.

Preložte to do nákupného rozhodnutia. 200 W modul triedy AB môže odoberať 300 – 350 W zo siete pri plnom výkone a 20 – 30 W pri nečinnosti. Ekvivalentný dizajn triedy A potrebuje zdroj a chladič dimenzovaný na niekoľko stoviek wattov nepretržitého rozptylu, čo zvyčajne znamená troj- až štvornásobok objemu kovu, transformátora a skrine na dodaný watt.

Skreslenie: Dobrá trieda AB zvyčajne porazí lacnú triedu A

Reputácia triedy A spočíva na dvoch skutočných výhodách: žiadne crossover skreslenie a harmonický profil, v ktorom dominuje nízka, benígna druhá harmonická. Obe sú pravé. Ale porovnanie, na ktorom záleží v produkte, je len zriedka ideálne oproti ideálu.

Výhybkové skreslenie v triede AB sa prejavuje ako harmonické vyššieho rádu pri nízkych výstupných úrovniach, presne tam, kde je ucho najcitlivejšie. Je riadený tromi vecami: dostatočným predpätím prúdu, tesným tepelným sledovaním siete predpätia, aby sa nastavenie nehýbalo, keď sa chladič zahrieva, a primeraným ziskom slučky. Moduly triedy AB, ak sú správne spustené, udržujú celkové harmonické skreslenie v rozsahu 0,01-0,05% pri menovitom výkone, čo je nepočuteľné v akomkoľvek bežnom kontexte prehrávania.

Trieda A skutočne ťahá dopredu je na úrovni miliwattov do vysokocitlivých ovládačov. Ak je váš produkt monitorom blízkeho poľa na kritické počúvanie, táto marža sa oplatí zaplatiť. Ak ide o prenosný PA box, stĺpový reproduktor alebo subwoofer, rozdiel zmizne pod hlukom miestnosti a programovým materiálom.

Stručný prehľad triedy A vs triedy AB

Nižšie uvedená tabuľka zhrňuje porovnanie do parametrov, ktoré skutočne riadia kusovník a tepelný dizajn.

Čo to znamená pre návrh modulu napájaných reproduktorov

Profesionálne napájané reproduktory, linkové polia a subwoofery sú postavené na triede AB a čoraz viac na triede D a triede H, a to z jedného dôvodu: funkčný produkt musí prežiť dlhé pracovné cykly v horúcom stojane. Vyššie uvedená tepelná aritmetika jednoducho vylučuje triedu A na úrovniach výkonu, ktoré tieto systémy vyžadujú.

Vo vnútri typického dizajnu AB modul výkonového zosilňovača spracováva napäťové zosilnenie a dodávku prúdu, zatiaľ čo ovládanie tónu, vstup mikrofónu a obmedzovanie naživo na samostatných funkčných moduloch umiestnených pred ním. Toto rozdelenie udržuje reťazec analógového signálu krátky a umožňuje opakované použitie jednej platformy zosilňovača v niekoľkých modeloch skríň.

PL35 Horizontálny analógový predný modul pre zosilňovače triedy AB Vyvážené mikrofónové a linkové vstupy plus päťpásmový grafický ekvalizér robia z tohto horizontálneho modulu kompaktnú prednú časť pre platformy zosilňovačov triedy AB. Zobraziť produkt →

PL21 / PL21E Vertikálny funkčný modul s limitnou ochranou Vertikálna predná časť pre úzke ozvučnice, ktorá kombinuje symetrické mikrofónové a linkové vstupy, päťpásmový ekvalizér a limitnú ochranu; PL21E pridáva ovládanie ozveny mikrofónu. Zobraziť produkt →

Dva vyššie uvedené predné moduly sa riadia týmto vzorom: vyvážený mikrofónový a linkový vstup s päťpásmovým grafickým ekvalizérom v horizontálnom formáte alebo rovnaký ekvalizér s limitnou ochranou vo vertikálnom formáte, keď je kryt úzky. Obidva sú navrhnuté pre platformy zosilňovačov triedy AB, takže správanie predpätia koncového stupňa zostáva dominantnou premennou.

Ak sa tepelný rozpočet dizajnu AB prestane škálovať, zvyčajne nad niekoľko stoviek wattov na kanál vo vnútri kompaktnej skrinky, ďalší krok v profesionálnom audiu nie je späť do triedy A, ale vpred do triedy H, ktorá prepne napájaciu koľajnicu v kroku so signálom. Modul, ako je AMP400H, má napájanie lineárneho transformátora a hliníkový chladič v tvare U, pričom zachováva analógový výstupný stupeň a zároveň znižuje rozptyl na nízkych a stredných úrovniach.

Modul výkonového zosilňovača AMP400H 7294 triedy H Modul triedy H so 400 W strednými/nízkymi a 100 W vysokofrekvenčnými výstupmi, napájaním lineárneho transformátora a chladičom v tvare U, plus viaceré ochranné obvody. Zobraziť produkt →

Pre tímy, ktoré mapujú celú rodinu pred tým, ako sa zaviažu, je náš sprievodca triedy zosilňovačov A, AB, D a H pre návrh modulu napájaných reproduktorov prechádza rovnakými kompromismi pre každú topológiu. Môžete tiež prehliadať aktuálne Moduly zosilňovačov reproduktorov triedy AB na porovnanie výstupných úrovní a možností dodávky.

Výber medzi nimi pre nový produkt

Štyri otázky zvyčajne rozhodnú rýchlejšie ako akýkoľvek test počúvania:

1. Aký je pracovný cyklus? Reproduktor, ktorý beží osem hodín pri vysokom výkone, si nemôže dovoliť pódium, ktoré po celý čas rozptýli jeho plný výkon.
2. Kam ide teplo? V utesnenom plastovom kryte už dizajn AB potrebuje tepelnú cestu k platni; Trieda A by potrebovala oveľa väčšiu.
3. Na akej úrovni je skreslenie skutočne počuteľné? Merajte na úrovniach, na ktoré bude produkt skutočne hrať, nie pri 1 W do atrapy záťaže.
4. Čo váži hotová jednotka? Hmotnosť transformátora a chladiča predstavuje opakujúce sa náklady na dopravu a inštaláciu, nie jednorazové.

Odpovedzte na ne úprimne a bod skreslenia spolu s platformou modulu má tendenciu vybrať si sám.

Často kladené otázky