Principio del amplificador de potencia de audio y análisis de clasificación.
Principios y análisis de clasificación de los amplificadores de potencia de audio.
La función de un amplificador de potencia es amplificar la señal débil de la fuente de audio o preamplificador para empujar al altavoz a reproducir sonido. Un buen amplificador del sistema de sonido juega un papel importante. Entonces, a continuación se muestra el principio y el análisis de clasificación de los amplificadores de audio que compartiré con usted. Puede leerlos como referencia.
1. Amplificador de potencia pura Clase A
En el campo del audio, la gente siempre se ha adherido a la posición del amplificador de potencia Clase A. Se considera que los amplificadores de clase A tienen el sonido más fresco y transparente, con alta fidelidad. Sin embargo, la baja eficiencia y la alta pérdida del amplificador de potencia Clase A son problemas inherentes que no se pueden superar. El amplificador de potencia Pure Class A, también conocido como amplificador de potencia Class A (Clase A), es un amplificador de amplificación lineal completo. Cuando un amplificador de potencia pura Clase A está funcionando, los canales positivo y negativo del transistor están en un estado normalmente abierto independientemente de si hay señal o no, lo que significa que se consume más energía en forma de calor, pero la tasa de distorsión es extremadamente baja. . Los amplificadores de potencia Pure Class A son relativamente raros en aplicaciones de audio para automóviles. Este tipo de amplificador de potencia solo está disponible en la serie avanzada estadounidense JET CITY. Esto se debe a que la eficiencia de los amplificadores de potencia pura Clase A es muy baja, normalmente sólo 20-30, pero los audiófilos hablan de su rendimiento sonoro.
2. Amplificador de potencia Clase B
Amplificador de potencia Clase B, también conocido como amplificador de potencia Clase B (Clase B), también se le llama amplificador lineal, pero su principio de funcionamiento es completamente diferente del amplificador de potencia puro Clase A. Cuando el amplificador de potencia Clase B está funcionando, los canales positivo y negativo del transistor generalmente están cerrados a menos que haya una entrada de señal. Es decir, cuando llega la señal de fase positiva, solo funciona el canal de fase positiva, mientras que la fase negativa. El canal está cerrado y los dos canales están completamente cerrados. No funcionarán al mismo tiempo, por lo que no hay ninguna pérdida de energía en la parte donde no hay señal. Sin embargo, cuando los canales positivo y negativo se activan y desactivan, a menudo se produce una distorsión de cruce, especialmente a niveles bajos. Por lo tanto, el amplificador de potencia de Clase B no es un verdadero amplificador de potencia de alta fidelidad, de hecho, en las primeras aplicaciones. Los amplificadores de audio para automóviles son amplificadores de Clase B debido a su eficiencia relativamente alta. Aunque la eficiencia de los amplificadores de potencia de Clase B ha mejorado mucho, la eficiencia real es solo de aproximadamente 50. En equipos de audio portátiles pequeños, como amplificadores de potencia para automóviles, sistemas de audio para computadoras portátiles y amplificadores de potencia profesionales de potencia ultraalta, la eficiencia aún es baja. e insatisfactorio. Por lo tanto, el extremadamente eficiente amplificador de potencia Clase D está recibiendo atención desde todos los aspectos porque se ajusta a la tendencia de la revolución verde.
Gracias al desarrollo de la tecnología de circuitos integrados, los circuitos de modulación muy complejos que originalmente se fabricaban con componentes discretos ya no suponen un problema ni a nivel técnico ni de precio. Además, con el desarrollo de la tecnología de audio digital en los últimos años, la gente ha descubierto que los amplificadores de potencia Clase D tienen muchas similitudes con el audio digital, lo que demuestra aún más las ventajas de desarrollo de los amplificadores de potencia Clase D.
3. Amplificadores de potencia Clase A y B
Los amplificadores de potencia Clase A y B también se denominan amplificadores de potencia Clase AB (Clase AB) Son compatibles con las ventajas de la Clase A y. Diseño de amplificadores de potencia clase B. Cuando no hay señal o la señal es muy pequeña, tanto el canal positivo como el negativo del transistor siempre están abiertos. En este momento, hay cierta pérdida de potencia, pero no es tan grave como un amplificador de potencia de Clase A. Cuando la señal es positiva, el canal negativo siempre está abierto hasta que la señal se vuelve más fuerte, pero cuando la señal se vuelve más fuerte, el canal negativo se cierra. Cuando la señal es negativa, los canales positivo y negativo funcionan exactamente en dirección opuesta. La desventaja del amplificador de potencia Clase AB es que producirá una pequeña distorsión cruzada, pero en relación con su relación de eficiencia y fidelidad, es mejor que los amplificadores de potencia Clase A y Clase B. Los amplificadores de potencia Clase AB también son los más utilizados en el mundo. El mercado, como las series TOPP PRO y TRX, adopta el diseño AB.
4. Amplificador de potencia digital
El amplificador de potencia de clase D es un modo de amplificación en el que el elemento de amplificación se encuentra en un estado de conmutación. Cuando no hay entrada de señal, el amplificador está en estado de corte y no consume energía. Cuando está en funcionamiento, la señal de entrada hace que el transistor entre en un estado saturado. El transistor equivale a un interruptor encendido, que conecta directamente la fuente de alimentación y la carga.
Un transistor ideal no consume energía porque no tiene una caída de voltaje de saturación. De hecho, un transistor siempre tiene una pequeña caída de voltaje de saturación y consume algo de energía. Este consumo de energía sólo está relacionado con las características del tubo y no tiene nada que ver con el tamaño de la señal de salida, por lo que es especialmente beneficioso para aplicaciones de potencia ultraalta.
En circunstancias ideales:
La eficiencia de un amplificador de potencia Clase D es 100,
La eficiencia de un amplificador de potencia Clase AB es 78,5,
A o la eficiencia del amplificador Clase B es sólo 25 o 50 (dependiendo del modo de carga).
El amplificador de potencia de clase D en realidad solo tiene una función de conmutación. En los primeros días, solo se usaba para conmutar circuitos de control de actuadores como relés y motores. Sin embargo, a medida que la investigación sobre la función de conmutación (es decir, la función de generar señales digitales) continúa profundizándose con la tecnología de audio digital, el camino para utilizarla con amplificación de audio de alta fidelidad es cada vez más claro. En la década de 1960, los diseñadores comenzaron a estudiar la tecnología de amplificadores de clase D para la amplificación de audio. En la década de 1970, Bose comenzó a producir amplificadores de clase D para automóviles. Por un lado, el suministro de energía de la batería del automóvil requiere una mayor eficiencia; por otro lado, el espacio es demasiado pequeño para acomodar un amplificador de potencia con una estructura de disipador de calor grande. Ambos esperan tener un amplificador eficiente como la Clase D para amplificar. señales de audio. Uno de los pasos clave es la modulación de la señal de audio.
El principio de funcionamiento del amplificador de potencia es en realidad muy simple: consiste en amplificar varias señales de sonido reproducidas por la fuente de audio para impulsar al altavoz a producir sonido. Desde un punto de vista técnico, el amplificador de potencia es como un modulador de corriente: convierte corriente alterna en corriente continua y luego es controlado por la señal de sonido reproducida por la fuente de audio y transmite corrientes de diferentes tamaños a los altavoces según diferentes. frecuencias, para que los altavoces emitan las señales correspondientes. El tamaño y la frecuencia correspondiente del sonido. Debido a consideraciones de potencia, impedancia, distorsión, dinámica y diferentes rangos de uso y funciones de control y ajuste, los diferentes amplificadores también difieren en su procesamiento interno de señales, diseño de circuitos y procesos de producción. De acuerdo con las necesidades actuales de consumo de audio, los amplificadores de potencia en audio civil se han clasificado básicamente en dos categorías: amplificadores de potencia para música pura y amplificadores de potencia AV para cine en casa.
5. Amplificador de música pura
El diseño del amplificador de música pura enfatiza la distorsión de señal más baja, mostrando fielmente la escena, los detalles y las habilidades de interpretación y grabación de la música para satisfacer las necesidades de las personas. El mejor requisito para apreciar la música es lo que la gente suele llamar hi-fi (alta fidelidad, alta fidelidad). En términos de diseño y producción, los requisitos para los amplificadores de música pura son extremadamente estrictos. La calidad de un amplificador de potencia para música pura no está enteramente determinada por sus indicadores técnicos. No se puede simplemente observar su marcada potencia, cuán amplia es su respuesta de frecuencia y cuán baja es su distorsión. En lugar de ello, se debe prestar especial atención a su diseño. y el proceso de producción y su resolución musical. Por ejemplo, un amplificador de válvulas con especificaciones técnicas no muy altas sonará mejor que muchos amplificadores de transistores.
6. Amplificador de potencia AV
De forma general, incluye la parte de amplificador de potencia y la parte de procesamiento de señal. La parte del amplificador de potencia no es diferente en principio del amplificador de potencia tradicional, excepto que se agregan algunos canales más, es decir, la parte de control y procesamiento de la señal implica la selección de audio y video de la señal; procesamiento de decodificación de señal y procesamiento de señal, radio, monitoreo y otras funciones.
Generalmente, un amplificador de potencia AV de alta calidad primero debe tener una mejor restauración del campo de sonido en el procesamiento de señal de programas de cine y televisión. , alto aislamiento de canal y buena representación de la atmósfera. En segundo lugar, se requiere que la calidad del sonido de la parte del amplificador de potencia, especialmente la calidad del sonido del canal principal, sea lo más cercana posible a una mejor música pura. amplificador.
7. Clasificación de los amplificadores de potencia
Los amplificadores de potencia se dividen generalmente en amplificadores de potencia pre-etapa, amplificadores de potencia post-etapa y amplificadores de potencia de etapa combinada. Un amplificador de potencia combinado es un. Máquina que integra los amplificadores pre-etapa y post-etapa. La etapa frontal se usa para amplificar inicialmente la señal y ajustar el volumen, mientras que la etapa trasera se usa para amplificar la señal de la etapa frontal para accionar el altavoz.
El preamplificador también se divide en dos tipos: activo y pasivo. Los preamplificadores activos utilizan energía para amplificar la señal, mientras que los preamplificadores pasivos solo tienen la función de ajustar el volumen.
Para ser honesto, hoy en día no hay muchos preamplificadores pasivos exitosos porque la resistencia interna de la fuente de sonido y la etapa posterior son muy diferentes. Solo se usa un interruptor de volumen para conectar la fuente de sonido y la última etapa. Afecta la dinámica, los detalles y la frecuencia. ¡Todo debe perderse! Además de ajustar el volumen, el preamplificador activo también se puede utilizar como amplificador preliminar y para reducir la resistencia interna entre la fuente de sonido y la etapa posterior, es decir, se puede utilizar como amortiguador.
La etapa trasera amplifica la señal desde la etapa frontal al altavoz. La etapa trasera debe ser lo suficientemente fuerte como para empujar el altavoz. El llamado suficientemente poderoso no significa que cuanto más fuerte sea, más poderoso será. Debe poder apoyar a toda la orquesta en una gran escena sin perder los detalles.
Separar los escenarios delantero y trasero es mejor que combinarlos, porque cada uno tiene más espacio para construir más precisión. Hay menos interferencia entre los dos y se expresan más detalles. Además, separar las etapas delantera y trasera brindará a los entusiastas más opciones de máquinas de propulsión y más cosas con las que jugar;