¿Cómo funciona el amplificador de sonido de audio?
Utilice la función de control de corriente del triodo o la función de control de voltaje del transistor de efecto de campo para convertir la potencia de la fuente de alimentación en una corriente que cambia con la señal de entrada. Debido a que el sonido es una onda de diferentes amplitudes y frecuencias, es decir, una corriente de señal de CA, la corriente del colector del triodo es siempre β veces la corriente base en el área de amplificación, y β es el coeficiente de amplificación actual del triodo. Aplicando esto, si se inyecta una pequeña señal en la base, la corriente que fluye a través del colector será igual a β veces la corriente de la base. Luego, el condensador de bloqueo de CC aísla esta señal, lo que da como resultado una corriente (o voltaje). β veces la señal original, que se convierte en el efecto de amplificación del triodo. Después de una amplificación de corriente constante, se completa la amplificación de potencia.
Los sistemas tradicionales de reproducción de voz digital incluyen dos procesos principales:
1. Conversión de datos de voz digital a señales de voz analógicas (utilizando un convertidor DAC de digital a analógico de alta precisión);
p>
2. Utilice amplificadores de potencia analógicos para amplificar señales analógicas, como amplificadores Clase A, Clase B, Clase A y B. Desde 65438 hasta principios de la década de 1980, muchos investigadores trabajaron en el desarrollo de diferentes tipos de amplificadores digitales que amplificaban directamente la potencia de los datos de voz digitales sin necesidad de conversión analógica. Este tipo de amplificador a menudo se denomina amplificador de potencia digital o amplificador de clase D.
Amplificador Clase A:
La característica principal del amplificador Clase A es que el punto de operación Q del amplificador se establece cerca del punto medio de la línea de carga y el transistor está girado. encendido durante todo el ciclo de la señal de entrada. El amplificador puede funcionar en modo de un solo tubo o push-pull. Dado que el amplificador opera dentro del rango lineal de la curva característica, la distorsión transitoria y la distorsión de CA son pequeñas. El circuito es simple y fácil de depurar. Sin embargo, la eficiencia es baja, el consumo de energía del transistor es grande, la eficiencia máxima teórica es solo del 25% y hay una gran distorsión no lineal. Entonces la eficiencia es relativamente baja.
Amplificador Clase B:
La característica principal del amplificador Clase B es que el punto estático del amplificador es (VCC, 0). Cuando no hay entrada de señal, la salida. El terminal casi no consume energía. Durante el medio ciclo positivo de Vi, Q1 se enciende y Q2 se apaga, generando una onda sinusoidal de medio ciclo positivo. De manera similar, cuando Vi es una onda sinusoidal de medio ciclo negativo, se deben usar dos tubos de contrafase; Se caracteriza por una alta eficiencia (78%), pero debido a que el amplificador funciona en la región no lineal, su desventaja es una gran "distorsión cruzada". Es decir, Q1 y Q2 no se pueden activar cuando la señal está entre -0,6 V y 0,6 V. Por lo tanto, los diseñadores abandonaron gradualmente este amplificador.
Amplificador Clase AB:
La característica principal del amplificador Clase AB es que el tiempo de conducción del transistor es ligeramente superior a medio ciclo y debe ser operado mediante dos contrafase. transistores. Se puede evitar la distorsión cruzada. La distorsión de CA es grande e incluso puede compensar la distorsión armónica. Alta eficiencia y bajo consumo de energía de transistores.
Amplificador Clase C:
La característica principal de un amplificador Clase C es que el transistor solo opera durante un corto tiempo durante cada ciclo de la señal de entrada. Cuando el circuito está funcionando, generalmente se proporciona una polarización negativa al tubo amplificador para garantizar que el transistor no funcione en un estado de Clase B. Su carga de colector no es una resistencia sino un circuito resonante paralelo LC, por lo que el amplificador Clase C también se denomina circuito amplificador resonante. Al ajustar la capacitancia del capacitor o la inductancia del inductor, se puede lograr la función de selección de frecuencia. La eficiencia de conversión de los amplificadores Clase C es extremadamente alta, hasta el 98%. Sin embargo, dado que la carga es un circuito resonante, el circuito suele funcionar a alta frecuencia, por lo que la distorsión es muy grande. Por lo tanto, los amplificadores de Clase C no son adecuados como amplificadores de potencia de audio, pero debido a sus características de frecuencia seleccionables, se usan ampliamente en el campo de la radio, por lo que a menudo se usan como amplificadores de RF, amplificadores sintonizados y multiplicadores de frecuencia.
Amplificador de clase D:
El amplificador de clase D (potencia de audio digital) es un tipo de amplificador de potencia de audio que convierte la señal de audio analógica de entrada o la información digital PCM en PWM (ancho de pulso). modulación) o señal de pulso PDM (modulación de densidad de pulso), y luego use la señal de pulso PWM o PDM para controlar el encendido y apagado del dispositivo de conmutación de alta potencia, también llamado amplificador de conmutación. Tiene la destacada ventaja de una alta eficiencia. Un amplificador de potencia de audio digital también parece un convertidor digital a analógico de potencia de un bit.
El amplificador consta de cuatro partes: circuito de procesamiento de señal de entrada, circuito de formación de señal de conmutación, circuito de conmutación de alta potencia (medio puente y puente completo) y filtro de paso bajo (LC). Amplificador clase D o amplificador digital. Las señales de audio se amplifican mediante el uso de circuitos de conmutación con frecuencias extremadamente altas.
Ventajas:
1) Alta eficiencia, generalmente superior al 85%.
2) Tamaño pequeño, que puede ahorrar mucho espacio en comparación con los circuitos amplificadores analógicos;
3) Sin conexión de ruido de crack;
4) Baja distorsión y buena curva de respuesta de frecuencia. Pocos componentes periféricos facilitan el diseño y la depuración.
Los amplificadores Clase A, Clase B y Clase AB son amplificadores analógicos, mientras que los amplificadores Clase D son amplificadores digitales. Los amplificadores analógicos de tipo pull de Clase B y Clase AB son más eficientes y tienen menos distorsión que los amplificadores de Clase A, sus transistores consumen menos energía y disipan mejor el calor. Sin embargo, los amplificadores de Clase B pueden producir distorsión alterna debido a características de conmutación deficientes o a una selección inadecuada de los parámetros del circuito durante las transiciones de estado de encendido y apagado del transistor. Los amplificadores de clase D tienen una distorsión de alta eficiencia y buenas curvas de respuesta de frecuencia. Menos componentes periféricos. Los amplificadores de clase AB y los amplificadores de clase D son las formas de circuitos básicos de los amplificadores de potencia de audio.
Amplificador Clase T:
Amplificador de potencia (Figura 2)
El circuito de salida de potencia del amplificador Clase T es el mismo que el del Clase D modulado por ancho de pulso. amplificador, y los transistores de potencia también están trabajando en un estado de conmutación, la eficiencia es equivalente a la de un amplificador de potencia Clase D. Pero es diferente de los amplificadores Clase D ordinarios:
En primer lugar, no utiliza modulación de ancho de pulso. Tripath inventó una tecnología de potencia digital llamada "Procesamiento de potencia digital (DPP)", que es el núcleo de los amplificadores de potencia de clase T. Aquí se utilizan algoritmos adaptativos y predictivos en la tecnología de la comunicación para procesar pequeñas señales. Después del procesamiento digital DPP, la señal de audio de entrada y la corriente que ingresa al altavoz se utilizan para controlar el encendido y apagado del transistor de potencia. Esto permite que la calidad del sonido alcance una amplificación lineal de alta fidelidad.
En segundo lugar, la frecuencia de conmutación de su transistor de potencia no es fija y el espectro de potencia de los componentes inútiles no se concentra en la estrecha banda de frecuencia a ambos lados de la frecuencia portadora, sino que se dispersa en una amplia frecuencia. banda. Haga que los detalles del sonido sean "audibles" en toda la banda de frecuencia.
Además, los amplificadores de potencia Clase T tienen un rango dinámico más amplio y una respuesta de frecuencia plana. La aparición del DDP ha llevado a los amplificadores de potencia de la era digital a un nuevo nivel. En términos de alta fidelidad, la linealidad es incluso peor que la de los amplificadores tradicionales de Clase AB. Cotización