Как работают усилители класса D. Каковы их преимущества перед традиционными усилителями. Почему они становятся все популярнее в аудиотехнике. Какие технологии используются в современных усилителях класса D.
Принцип работы усилителей класса D
Усилители класса D работают совершенно иначе, чем традиционные линейные усилители классов A, B или AB. Вместо постоянного усиления входного сигнала, они используют широтно-импульсную модуляцию (ШИМ):
- Входной аналоговый сигнал преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов
- Ширина импульсов пропорциональна амплитуде входного сигнала
- Импульсы усиливаются выходным каскадом, работающим в ключевом режиме
- Усиленный импульсный сигнал фильтруется для восстановления аналоговой формы
Такой принцип работы обеспечивает усилителям класса D ряд важных преимуществ.
Основные преимущества усилителей класса D
Усилители класса D обладают рядом существенных достоинств по сравнению с традиционными линейными усилителями:
- Высокий КПД — до 90-95% (у линейных усилителей 50-70%)
- Малое тепловыделение благодаря высокой эффективности
- Компактные размеры и небольшой вес
- Возможность работы от низковольтного питания
- Низкий уровень искажений при правильном проектировании
Эти преимущества сделали усилители класса D очень популярными в портативной технике, автомобильных аудиосистемах, домашних кинотеатрах.
Почему усилители класса D стали популярны только недавно
Несмотря на то, что принцип работы усилителей класса D был известен давно, широкое распространение они получили относительно недавно. Это связано с несколькими факторами:
- Развитие технологий силовых полупроводников и повышение быстродействия транзисторов
- Появление специализированных микросхем для усилителей класса D
- Совершенствование методов фильтрации выходного сигнала
- Улучшение характеристик в широком диапазоне частот
- Снижение стоимости компонентов
Современные усилители класса D по качеству звучания не уступают хорошим линейным усилителям, сохраняя при этом высокую эффективность.
Технологии, используемые в современных усилителях класса D
Для улучшения характеристик усилителей класса D применяется ряд технологий:
- Сигма-дельта модуляция вместо простой ШИМ
- Обратная связь для снижения искажений
- Синхронное выпрямление для повышения КПД
- Адаптивное управление частотой переключения
- Интеллектуальная защита от перегрузок
Эти технологии позволяют создавать усилители класса D с великолепными характеристиками для самых требовательных применений.
Области применения усилителей класса D
Благодаря своим преимуществам, усилители класса D нашли широкое применение в различных областях:
- Портативная аудиотехника (наушники, колонки)
- Автомобильные аудиосистемы
- Домашние кинотеатры и мультимедийные системы
- Профессиональные усилители для концертов
- Промышленные аудиосистемы
Компактность и эффективность делают усилители класса D идеальным выбором для многих применений.
Выбор усилителя класса D: на что обратить внимание
При выборе усилителя класса D стоит учитывать следующие характеристики:
- Выходная мощность и сопротивление нагрузки
- Коэффициент нелинейных искажений
- Частотный диапазон
- Отношение сигнал/шум
- Эффективность и тепловыделение
- Наличие защит от перегрузки и короткого замыкания
Важно выбирать усилитель от проверенных производителей, использующих современные технологии.
Сравнение усилителей класса D с другими типами усилителей
Рассмотрим основные отличия усилителей класса D от других популярных типов усилителей:
| Параметр | Класс A | Класс AB | Класс D |
|---|---|---|---|
| КПД | 25-30% | 50-70% | 90-95% |
| Тепловыделение | Очень высокое | Среднее | Низкое |
| Искажения | Очень низкие | Низкие | Низкие |
| Габариты | Большие | Средние | Компактные |
Как видно, усилители класса D сочетают высокую эффективность с хорошим качеством звука и компактностью.
Будущее усилителей класса D
Усилители класса D продолжают активно развиваться. Основные направления совершенствования:
- Повышение качества звука на уровне лучших линейных усилителей
- Дальнейшее повышение КПД
- Расширение частотного диапазона
- Интеграция с цифровыми источниками сигнала
- Применение новых материалов для силовых компонентов
В будущем усилители класса D, вероятно, станут доминирующим типом в большинстве аудиоприменений благодаря своей эффективности и качеству.
Как работает усилитель класса «G» и «H», или На ступень выше / Stereo.ru
История
Предпосылкой к созданию усилителей класса G был факт нелинейности уровня музыкального сигнала. Большую часть времени музыка звучит на малом и среднем уровне, когда от усилителя не требуется большая мощность. Но для того, чтобы без потерь отработать редко встречающиеся в музыке динамические всплески, требующие большой отдачи энергии, усилитель приходится держать в режиме высокой мощности постоянно. В то же время из соображений экономии было бы неплохо, если бы блок питания усилителя работал на полную лишь в те моменты, когда это требуется для отработки громких звуков, а все остальное время потреблял меньше энергии от сети.
Над этой задачей думало немало инженеров середины ХХ века, но первым решил ее в 1964 году сотрудник NASA Мануэль Крамер. Он разработал схемотехнику, в которой усилитель имеет несколько шин питания, и их переключение меняет мощность (и энергопотребление) усилителя в зависимости от того, какова величина громкости входящего сигнала.
Первое практическое применение схемотехнике класса G нашли инженеры Hitachi, наладившие серийный выпуск усилителей такого типа в 1977 году. Именно в тот момент и появилось само понятие «класс G». Аналогичную схему в 1981 году реализовал небезызвестный Боб Карвер и дал своему детищу другое маркетинговое название — «класс H», на некоторое время закрепившееся в американской прессе. Несколько позже схема пережила существенное усовершенствование и появился тот вариант, который сейчас и называют классом H, а все предыдущие вариации, включая то, что изначально делал Боб Карвер, были объединены под названием «класс G».
Принцип работы
Принцип работы усилителей класса G и класса H можно описать буквально в двух словах. Их сигнальная часть аналогична усилителям класса АВ и на малой громкости работает в точно таком же режиме (напомним, что на низких уровнях сигнала класс AB работает в классе А). Весь секрет кроется в блоке питания, который отслеживает уровень входящего сигнала.
Как только уровень громкости поднимается, блок питания повышает напряжение питания, тем самым давая возможность усилителю работать с большей амплитудой, и понижает напряжение, как только уровень сигнала на входе падает.
Отличие класса G от класса H кроется в том, как именно происходит изменение уровня напряжения питания. В классе G блок питания имеет несколько обмоток трансформатора, формирующих питающие шины с разными уровнями напряжения. При повышении уровня входящего сигнала происходит дискретное повышение напряжения питания — либо путем перехода на более высоковольтную шину, либо путем суммирования напряжений основной и дополнительной шин питания.
Таких ступеней повышения питания может быть несколько. В упрощенном виде это происходит следующим образом: пока уровень сигнала находится на малом уровне, усилитель имеет максимальную мощность 10 Вт. Как только уровень громкости повышается, подключается дополнительное питание, и запас мощности увеличивается до 100 Вт, а на пиках подключается еще один каскад питания, и усилитель выдает 300 Вт.
Поскольку даже в самой ритмичной и агрессивной музыке большие энергетические всплески непостоянны, фактическое энергопотребление усилителя класса G оказывается ближе к показателям его минимальной, а не максимальной мощности.
Появившийся спустя некоторое время класс H фактически является версий класса G с плавно изменяемым уровнем питающего напряжения. Схемы, отслеживающие уровень входящего сигнала, повышают и понижают напряжение питания не ступенчато, а плавно, сообразно величине нарастания и снижения уровня входного сигнала. В простых версиях повышение напряжения питания обеспечивается за счет конденсаторов вольт-добавки, в более сложных — дополнительная секция питания, по сути, представляет собой еще один усилитель мощности. Как и в классе G, на малых уровнях сигнала класс H работает без изменения уровня питающего напряжения аналогично обычному классу АВ.
Плюсы
Очевидный плюс усилителей классов G и H — лучшая энергоэффективность. При прочих равных они потребляют меньше энергии, чем усилители класса АВ.
Кроме того, поскольку основную часть времени усилители классов G и H работают с пониженным напряжением питания, они рассеивают меньше тепла и требуют радиаторов меньшего размера, чем аналогичные усилители класса АВ. На фоне более современных усилителей класса D класс G и H имеют одно заметное отличие — сохранение привычного характера звучания, свойственного классу АВ. Если же сравнивать классы G и H между собой, можно отметить простоту конструкции последнего.
Минусы
Продолжая тему снижения энергопотребления, нельзя не отметить и тот факт, что переход от класса А к классу АВ дал куда более существенный прирост КПД усилителя, нежели переход от АВ к G или H. При этом класс D превосходит по энергоэффективности все предыдущие классы куда более существенно, и на его фоне разница между классом АВ и классами G/H начинает казаться совершенно незначительной. В свете этого на первый план выходит вопрос технически более сложной схемотехники классов G и H. Фактически, эта конструкция в полтора-два раза сложнее обычного класса АВ со всеми вытекающими из этого рисками снижения надежности и стабильности работы.
Особенности
Разберемся, что же мы получаем в лице класса G и H с пользовательской точки зрения. Первое — это сочетание компактности, энергоэффективности и классического характера звучания. Если хочется мускулистого, но не слишком прожорливого усилителя, а класс D не устраивает по идеологическим причинам, классы G и H — ваш выбор. Привычный характер класса АВ, дополненный динамикой и мощью класса D, к вашим услугам.
Второе преимущество не столь очевидно, но, в действительности, более значительно. Имея солидный запас энергии, усилители классов G и H лучше справляются со сложной нагрузкой. Такой аппарат куда спокойнее реагирует на акустику с низкой чувствительностью или модели, требующие высокой подводимой мощности. Это позволяет расширить выбор колонок и избежать нагромождения усилителей мощности в системе.
Практика
Проверить все вышеописанные тезисы на живом примере мы решили с помощью Arcam HDA SA20. Во-первых, этот аппарат отлично демонстрирует все преимущества класса G, а во-вторых, реальный выбор устройств с такой схемотехникой довольно скуден, особенно на российском рынке.
Имея выходную мощность 90 Вт на канал при импедансе нагрузки 8 Ом, Arcam HDA SA20 демонстрирует скромные габаритные размеры с высотой корпуса в половину типичного интегрированного усилителя такой мощности. Радиаторы установлены внутри и имеют размеры, сравнимые с усилителем класса АВ в полтора-два раза меньшей мощности, наглядно демонстрируя преимущества класса G. В блоке питания используется двухступенчатая схема. Две пары обмоток трансформатора и два набора конденсаторов разной емкости формируют две шины питания: основную и дополнительную, подключаемую при возрастании нагрузки. Весьма показательным является значение гармонических искажений. При нагрузке 80% они составляют 0,002%.
Звук
Скромный на вид Arcam HDA SA20 казался подходящим партнером разве что для полочной акустики, но это тот случай, когда внешность обманчива на все 100%. Усилитель не менял характер звучания и не упускал бас из-под контроля на акустике любой сложности. Самые мощные и требовательные модели подчинялись его воле беспрекословно, выдавая на удивление точный, быстрый и упругий бас, поражающий сочетанием плотности, динамики и тембральной полноты.
С лучшими представителями классов А и АВ те же колонки выдавали низкие частоты куда менее сфокусированно, а порой норовили даже размазать ноты или слить их в общий гул без какой-либо конкретики.
Средние и верхние частоты звучали столь же собранно и четко, без всякой выраженной окрашенности и без искажений даже на высокой громкости. Живая музыка и вокал воспроизводились точно как тембрально, так и интонационно.
Каких-либо изменений характера звучания на разных уровнях громкости заметить не удалось. Усилитель играл детально и чисто как на малой, так и на большой громкости. Будучи исключительно сфокусированным, звук Arcam HDA SA20 не казался сухим или пустым. Усилитель просто не добавлял в музыку ничего лишнего. Те записи, которые должны были звучать тепло и выразительно, показывали именно такой характер, а сухие и жесткие миксы не подкрашивались и не смягчались.
Единственный момент, вызвавший некоторые вопросы — построение сцены. Она была достаточно широкой, но казалась плоской, без ощутимой глубины, хотя та же акустика с другими усилителями создавала куда более убедительное ощущение объема.
Впрочем — это однозначно говорит лишь о том, что имеется поле для экспериментов. Основные же признаки схемотехники класса G были вполне очевидны и проявили себя наилучшим образом. Кстати, по ходу тестирования Arcam HDA SA20 нагрелся очень умеренно.
Выводы
Если класс АВ имеет полное право называться решением практичным, класс G (и примкнувший к нему класс H) вполне может претендовать на титул с приставкой «супер» или «экстра». Он может все то же самое, что лучшие представители класса АВ, но делает это более легко и красиво. Для того, чтобы получить ту динамику звучания и ту степень контроля баса, которую выдал один скромный усилитель класса G, нам понадобились бы два огромных моноблока, работающих в классе А, один солидный мощник класса АВ или… всего лишь один миниатюрный усилитель класса D. Но это уже совсем другая история. А в мире классической схемотехники классы G и H совершенно однозначно находятся на высшей ступени эволюции.
Продолжение следует…
Другие материалы цикла:
Как работает усилитель класса «А», или Истинный High End и много тепла
Как работает усилитель класса «АВ», или Практичность правит миром
Статья подготовлена при поддержке компании «Аудиомания», тестирование усилителей проходило в залах прослушивания салона.
Другие полезные материалы в разделе «Мир Hi-Fi» на сайте «Аудиомании» и Youtube-канале компании:
• Праздник, который всегда с тобой: как выбрать портативный аудиопроигрыватель
• Кто выпускает винил? Самые интересные лейблы на сегодняшний день.
• Как запустить свой подкаст, руководство для начинающих
Усилители класс D
Усилитель Д класса и основные принципы его работы. В этой статье публикуется небольшой экскурс в понятие, что такое усилитель Д класса и как он работает, какие его отличительные характеристики. Также в этой статье представлена принципиальная схема усилителя на основе IR2110 для самостоятельной сборки.
Статья полностью: → Усилитель Д класса
Усилители класс DАудио усилители MERUS класса D. Производитель электронных компонентов Infineon запустил свой бренд MERUS, объединив существующий портфель многочиповых модулей и дискретных аудио продуктов под одним именем.Бренд призван продемонстрировать лучшие интегральные схемы для усилителей звука.
Бренд призван продемонстрировать лучшие интегральные схемы для усилителей звука.Статья полностью: → Аудио усилители MERUS — Часть 2
Усилители класс DУсилитель мощности D класса. Основное достоинство усилителей D класса — высокий КПД, при этом главной задачей звуковых усилителей является передача входного аудио сигнала к системе воспроизведения звука с необходимыми громкостью и уровнем мощности — точно, эффективно и с малыми помехами.
Статья полностью: → Трансформатор для светодиодной ленты
Усилители класс DАудио усилители MERUS класса D. Производитель электронных компонентов Infineon запустил свой бренд MERUS, объединив существующий портфель многочиповых модулей и дискретных аудио продуктов под одним именем. Бренд призван продемонстрировать лучшие интегральные схемы для усилителей звука.
Статья полностью: → Аудио усилители MERUS
Усилители класс DУсилитель двухканальный TAD Evolution M1000 — японская высокотехнологичная Hi-Fi компания Technical Audio Devices Laboratories Inc.
представляет новый электронный компонент для серии TAD Evolution, а именно новый стереофонический усилитель мощности, в виде двухканального усилителя мощности TAD Evolution M1000.Ознакомиться со всем текстом поста: → Усилитель двухканальный TAD Evolution M1000
Усилители класс DУсилитель для сабвуфера ПалНик — если вы после сборки таких усилителей, как Ланзар, Холтон, ОМ, начинаете присматриваться к Д-классу, то этот усилитель как раз для первого ознакомления с Д-классом. ПалНик обладает довольно неплохими характеристиками, несложной схемой и не требует никаких настроек.
Читать подробнее → Усилитель для сабвуфера
Усилители класс DУСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ КЛАССА D
Мощный усилитель класса «D», так называемый импульсный УМЗЧ, вполне по силам построить самостоятельно. Эффективность его действительно впечатляет — радиатор едва прогревается! Но так как опыта соборки таких УНЧ у радиолюбителей немного, вначале кратко объясним, как они работают.
Что такое усилитель класса D?
Ответ может звучать просто: это усилитель работающий в ключевом режиме. Но для того, чтобы полностью понять как они работают, рассмотрим традиционные усилители класса AB, что работают как линейные устройства. В импульсных переключающих усилителях, силовые транзисторы (Мосфеты) действуют как переключатели, быстро изменяя свое состояние с off на on. Это обеспечивает очень высокую эффективность, до 95%. Из-за этого усилитель не вырабатывает много тепла и соответственно не требует большой теплоотвод, в отличии от линейных усилителей класса АВ. Для сравнения, даже усилитель класса B может достигнуть максимальной эффективности в 78% (и то в теории). Ниже смотрите блок-схему УМЗЧ класса D, или усилителя с ШИМ.
Входной сигнал преобразуется в широтно-импульсный, прямоугольный сигнал с помощью компаратора. Это означает, что входные данные, закодированы в скважности прямоугольных импульсов. Прямоугольный сигнал усиливается, а затем проходят через низкочастотный фильтр для получения похожего на исходный аналоговый сигнал.
Существуют и другие методы для преобразования сигнала в импульсы, такие как Дельта-Сигма модуляция, но для этого проекта будем использовать более простую ШИМ.
На осциллограмме ниже можно посмотреть, как преобразовывается синусоидальный входной сигнал в прямоугольный, сравнивая его с треугольным.
При положительном пике синусоиды, скважность прямоугольного импульса составляет 100%, а на отрицательном пике она составляет 0%. Фактическая частота сигнала треугольника гораздо выше, порядка сотен килогерц, так что мы позже можем выделить исходный сигнала. Фильтр не идеален, поэтому треугольный сигнал нужен с частотой как минимум в 10 раз выше, чем максимальная звуковая в 20 кГц.
Схема УНЧ Д-класса
Теперь, когда мы знаем, как работает усилитель звука класса D, давайте попробуем его собрать своими руками. Вот схема принципиальная такого усилителя с ШИМ.
Транзисторы предлагаем использовать IRF540N или IRFB41N15D.
Эти полевые транзисторы имеют низкий заряд затвора для быстрого переключения и низкое значение RDS(on) (сопротивление перехода) для снижения энергопотребления. Вы также должны убедиться, что транзистор имеет достаточно высокое значение Vdc (напряжение сток-исток). Можно использовать и IRF640N, но RDS существенно выше, что приведёт к меньшей эффективности.
Выше приведена таблица со сравнением основных параметров этих трех транзисторов:
Для монтажа платы можно использовать SMD компоненты, попробовать применить микросхему IR2011S вместо IR2110. Возможно УНЧ и не заработает с первой попытки, но когда вы услышите четкий и мощный звук, исходящий из колонок — поймёте что схема того стоит.
Форум
Обсудить статью УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ КЛАССА D
Усилитель класса D — мал, да удал
Функция звукового усилителя заключается в воспроизведении входного сигнала элементами выходной цепи, с необходимой громкостью и мощностью, точно, с минимальным рассеянием энергии и малыми искажениями.
Усилитель должен обладать хорошими характеристиками в диапазоне звуковых частот, который находится в области 20–20 000 Гц (для узкополосных динамиков, таких как сабвуфер или высокочастотная головка, диапазон может быть уже). Выходная мощность варьируется в широких пределах в зависимости от назначения усилителя — от милливатт в головных телефонах до нескольких ватт в телевизоре и персональном компьютере (ПК), десятки ватт в домашней или автомобильной стереосистеме; наконец, сотни ватт в наиболее мощных домашних или коммерческих аудиосистемах для театров и концертных залов.
Простейший вариант реализации усилителя звука — использование транзисторов в линейном режиме, что позволяет получить на выходе увеличенное входное напряжение. Усиление в данном случае обычно велико (по меньшей мере, 40 дБ). Часто используется отрицательная обратная связь, так как она улучшает качество усиления, снижая вызванные нелинейностью усилительных каскадов искажения и подавляя помехи от источника питания.
В обычном усилителе выходной каскад содержит транзисторы, обеспечивающие необходимое мгновенное значение выходного тока. Во многих аудиосистемах выходные каскады работают в классах A, B и AB. В сравнении с выходным каскадом, работающим в D классе, мощность рассеяния в линейных каскадах велика даже в случае их идеальной реализации. Это обеспечивает D классу значимое преимущество во многих приложениях вследствие меньшего тепловыделения, уменьшения размеров и соответственно стоимости изделий, увеличения времени работы автономных устройств.
Выходные каскады линейных усилителей соединяются непосредственно с громкоговорителем (в некоторых случаях через емкости). Биполярные транзисторы в выходном каскаде обычно работают в линейном (активном) режиме при достаточно больших напряжениях между коллектором и эмиттером. Выходной каскад может также строиться на полевых транзисторах.
Энергия рассеивается во всех линейных выходных каскадах, поскольку при обеспечении выходного напряжения, по крайней мере, в одном транзисторе каскада неизбежно возникает отличный от нуля ток и напряжение.
Мощность рассеяния сильно зависит от начального смещения выходных транзисторов.
В выходном каскаде, выполненном в классе A, один транзистор служит источником постоянного тока, протекающего через громкоговоритель даже в отсутствие сигнала. В данном классе можно получить хорошее качество звука, однако мощность рассеяния очень велика из-за большого постоянного тока, протекающего через выходные транзисторы (там, где ток нежелателен), даже в отсутствие тока в громкоговорителе (там, где ток собственно и нужен).
Построение выходного каскада в классе B практически исключает постоянный ток через транзисторы и существенно уменьшает мощность рассеяния. Выходные транзисторы в этом случае работают по двухтактной схеме, верхнее плечо обеспечивает положительные токи через громкоговоритель, нижнее плечо — отрицательные. Мощность рассеяния уменьшается потому, что через транзисторы протекает только связанный с сигналом ток, постоянная составляющая практически отсутствует. Однако выходной каскад класса B дает худшее качество звука вследствие нелинейного характера выходного тока при переходе через ноль (переходные искажения), что имеет место из-за особенностей включения/выключения выходных транзисторов.
В классе AB, являющемся компромиссом между A и B классами, постоянный ток смещения существует, однако гораздо меньший, чем в классе A. Небольшого постоянного тока смещения оказывается достаточно для устранения переходных искажений и обеспечения тем самым хорошего качества звучания. Мощность рассеяния в данном случае оказывается больше, чем в классе B, и меньше, чем в A классе, но все же количественно ближе к классу B. В этом случае, как и в классе B, необходимо управление выходными транзисторами для обеспечения больших положительных и отрицательных выходных токов.
Тем не менее, даже хорошо спроектированный усилитель класса AB характеризуется значительной мощностью рассеяния, так как средние значения выходных напряжений обычно далеки от напряжений на шинах питания. Большое падение напряжения между стоком и истоком приводит, таким образом, к рассеянию энергии.
Благодаря совершенно иному принципу, мощность рассеяния усилителя класса D гораздо меньше, чем в вышеперечисленных случаях.
Ключи выходного каскада такого усилителя коммутируют выход с отрицательной и положительной шиной питания, создавая тем самым серии положительных и отрицательных импульсов. Такая форма выходного сигнала существенно уменьшает мощность рассеяния, так как при наличии напряжения ток через выходные транзисторы практически не идет (транзистор «закрыт»), либо, когда транзистор открыт и протекает ток, на нем падает небольшое напряжение. Мгновенная мощность рассеяния в этом случае минимальна.
Поскольку звуковые сигналы заметно отличаются от последовательности импульсов, для преобразования входного сигнала в набор импульсов необходим модулятор.
Частотный спектр сигнала модулятора содержит как звуковую составляющую, так и высокочастотную компоненту, которая появляется в процессе модуляции. Поэтому для уменьшения высокочастотной составляющей между выходным каскадом и громкоговорителем часто включается фильтр низких частот. Фильтр должен обеспечивать минимальные потери, чтобы не растерять преимущество экономичности импульсного режима работы выходного каскада.
Фильтр обычно строится из емкостных и индуктивных элементов.
Таким образом, основное достоинство усилителей D-класса — высокий КПД. Однако есть и серьезный недостаток — частотный диапазон усилителя чаще всего бывает серьезно ограничен сверху. Именно это долгое время и было причиной применения этой технологии только в басовых моноблоках, рассчитанных исключительно на сабвуферное применение. Но, конечно же, с ее развитием и обычные, широкополосные усилители D-класса уже давно перестали быть экзотикой и активно используются для построения домашних и автомобильных звуковоспроизводящих систем.
Компания Мастер Кит предлагает испытать преимущества таких усилителей. Рассмотрим некоторые усилители D-класса из ассортимента, предлагаемого в разделе Мультимедиа на сайте Мастер Кит.
- MP3116mini — усилитель НЧ D-класс 2х50Вт с регулировкой тембра (TPA3116)
Модуль построен на базе звуковой микросхемы D-класса TPA3116. Драйверы микросхемы имеют мостовое включение.
Таким образом, достигается 50Вт выходной мощности на канал с малыми интермодуляционными помехами и низким коэффициентом искажений. Благодаря высокому КПД микросхемы, более 90%, не требуется массивных радиаторов и систем активного охлаждения. На плате установлен регулятор громкости и регуляторы тембра ВЧ и НЧ частот, что делает усилитель боле удобным в применении.
Технические характеристики
Напряжение питания однополярное, В | 5-24 |
Подключаемое сопротивление акустики, Ом | 4-16 |
Входное сопротивление, кОм | 30 |
Максимальный ток потребления, А | 4 |
КПД более, % | 90 |
Диапазон воспроизводимых частот, Гц | 20…22000 |
Максимальная выходная мощность, Вт | 2х50 |
Рабочая температура, C | -40…+85 |
Габариты модуля (д/ш/в), мм | 60х32х15 |
Вес | 150 |
Особенности:
— широкий диапазон питающего напряжения 5В-24В;
— защита от превышения температуры корпуса микросхемы;
— защита от короткого замыкания в нагрузке;
— высокая частота преобразования 400 кГц-1,2 МГц, что позволяет получить качественный сигнал без применения громоздких фильтров для очистки ШИМ;
— высокий КПД более 90%;
— возможность подключения к линейному входу без предварительных усилителей и цепей согласования;
— применение замкнутой обратной связи обеспечивает отличный уровень подавления помех источников питания;
— на плате установлен регулятор громкости и регуляторы тембра ВЧ и НЧ частот.
- MP3116 — усилитель НЧ D-класса 2х100Вт (TPA3116)
Модуль построен на базе звуковой микросхемы D-класса. В модуле используются две отдельные микросхемы TPA3116, включенные в мостовом режиме. Таким образом, достигается 100Вт выходной мощности на канал с малыми интермодуляционными помехами и низким коэффициентом искажений. Благодаря высокому КПД микросхемы, более 90%, не требуется массивных радиаторов и систем активного охлаждения. На плате установлен регулятор громкости, что делает усилитель боле удобным в применении.
Технические характеристики
Напряжение питания однополярное, В | 5-24 |
Сопротивление подключаемой акустики, Ом | 4-16 |
Максимальный ток потребления, А | 8 |
КПД более, % | 90 |
Диапазон воспроизводимых частот, Гц | 20…22000 |
Максимальная выходная мощность, Вт | 2х100 |
Рабочая температура, C | -40… 85 |
Габариты модуля, мм | 120х80х40 |
Вес | 150 |
- MP3116btl — усилитель НЧ D-класса 1х150Вт для сабвуфера (TPA3116)
Модуль представляет собой мощный одноканальный усилитель для сабвуфера с фильтром для среза высоких частот.
Универсальное питание позволяет его использовать в качестве готового усилителя для сабвуфера в машине или дома. Устройство можно использовать в качестве усилителя сабвуфера домашнего кинотеатра. Данный усилитель НЧ обладает минимальными: коэффициентом нелинейных искажений, уровнем собственных шумов и широким диапазоном питающих напряжений и сопротивлений нагрузки. Для отключения фильтра и использования устройства в качестве обычного мощного монофонического усилителя необходимо удалить конденсатор C29.
Технические характеристики
Напряжение питания однополярное, В | 5-24 |
Сопротивление подключаемой акустики, Ом | 4-16 |
Максимальный ток потребления, А | 6 |
КПД более, % | 90 |
Диапазон воспроизводимых частот, Гц | 20…20000 |
Максимальная выходная мощность, Вт | 1х150 |
Рабочая температура, C | -40… 85 |
Габариты модуля, мм | 73х77х20 |
Вес | 200 |
- MP3117box — усилитель НЧ D-класс 2. 1, 2х50Вт, 1x100Вт (TPA3116)
1, 2х50Вт, 1x100Вт (TPA3116)Устройство представляет собой качественный усилитель низкой частоты D-класса в DIY корпусе из прозрачного пластика. Благодаря применению отлично зарекомендовавшей себя микросхемы TPA3116 усилитель обладает минимальным коэффициентом нелинейных искажений, уровнем собственных шумов и широким диапазоном питающих напряжений. Он способен работать с любыми акустическими системами сопротивлением от 4 Ом до 16 Ом. В модуле имеется выделенный канал для сабвуфера мощностью 100Вт. Усилитель мощности можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и дома при изготовлении музыкального аудиокомплекса своими руками. Отлично подойдет для компьютерной акустики или домашнего кинотеатра. В модуле используются две отдельные микросхемы TPA3116. Одна из них используется в стереоканале, вторая, включенная в мостовом режиме, в канале сабвуфера.
Таким образом, достигается 100Вт выходной мощности на канал с малыми интермодуляционными помехами и низким коэффициентом искажений. Благодаря высокому КПД микросхемы, более 90%, не требуется массивных радиаторов и систем активного охлаждения. На плате установлен регулятор громкости, что делает усилитель боле удобным в применении.
Технические характеристики
Напряжение питания однополярное, В | 5-24 |
Сопротивление подключаемой акустики, Ом | 4-16 |
Максимальный ток потребления, А | 9 |
КПД более, % | 90 |
Диапазон воспроизводимых частот, Гц | 14…40000 |
Частота среза канала сабвуфера, Гц | 90 |
Коэффициент усиления, дБ | 26 |
Максимальная выходная мощность фронт. | 2×50 |
Максимальная выходная мощность саб., Вт | 1×100 |
Рабочая температура, C | 0…+50 |
Габариты модуля в корпусе, мм | 65х135х110 |
Вес | 20 |
Предлагаем ознакомиться с другими материалами по теме усиления звука и построения домашних и автомобильных звукоусилительных систем на нашем сайте, например:
Обзор усилителей звуковой частоты BM2043M и BM2043Pro
Обзор темброблока BM2112 на микросхеме XR1075 BBE
Обзор ФНЧ для сабвуфера
Обзор темброблока BM2112 на микросхеме XR1075 BBE
Обзор усилителей звуковой частоты BM2043M и BM2043Pro
BM2114dsp — Цифровой процессор звука
Усилитель НЧ D-класс 2х50Вт с регулировкой тембра
Наш каталог постоянно обновляется и пополняется новыми товарами, поэтому подписывайтесь на наши новости, чтобы всегда быть всегда в курсе новинок и специальных предложения на сайте компании Мастер Кит.
Аудиоусилители класса D: особенности и преимущества. Часть 1
В последние годы большой популярностью пользуются усилители класса D, хотя впервые они были представлены еще в 1958 г. Что представляют собой усилители класса D? Чем они отличаются от других типов усилителей? Почему этот класс особенно хорошо подходит для применения в аудиоустройствах? Ответы на все эти вопросы содержатся в предлагаемой статье.
Преимущества усилителей класса D
Задачей звуковых усилителей является передача входного звукового сигнала к системе воспроизведения звука с необходимыми громкостью и уровнем мощности — точно, эффективно и с малыми помехами. Звуковые частоты — это диапазон от 20 Гц до 20 кГц, соответственно усилитель должен обладать хорошей АЧХ во всем диапазоне (или же в более узкой области, если речь идет о динамике с ограниченной полосой воспроизведения, например о среднечастотном или высокочастотном динамике в многополосной системе). Мощности могут быть разными (в зависимости от конкретного устройства): милливатты в наушниках, ватты в звуковых телевизионных системах и аудио для ПК, десятки ватт в домашних и автомобильных звуковых системах, сотни и более ватт в мощных домашних и концертных звуковых системах.
В обычных аналоговых звуковых усилителях транзисторы в линейном режиме применяются для генерации выходного напряжения, которое точно масштабирует входное. Коэффициент передачи по напряжению обычно достаточно велик (около 40 дБ). Если усиление в прямом направлении входит в цепь с обратной связью, то и коэффициент усиления всей цепи с обратной связью будет велик. Обратная связь в усилителях применяется часто, так как большой коэффициент передачи в сочетании с обратной связью улучшает качество усилителя: подавляет искажения, вызванные нелинейностями в прямой цепи, и снижает шумы от источника питания за счет того, что снижается коэффициент влияния источника питания (PSRR).
В обычном транзисторном усилителе транзисторы выходного каскада обеспечивают непрерывный сигнал на выходе. Существует множество различных инженерных решений для аудиосистем: усилители классов A, AB и B. Во всех, даже в самых эффективных, линейных выходных каскадах рассеивание мощности больше, чем в усилителях класса D.
Это свойство усилителей класса D обеспечивает им преимущество в различных системах, так как малое рассеивание мощности означает меньший нагрев схемы, позволяет экономить место на плате, снижает стоимость и продлевает срок автономной работы батарей в портативных устройствах.
Сравнение усилителей разных классов
Как правило, выходные каскады линейных усилителей напрямую подключаются к громкоговорителю (лишь иногда через конденсатор). Если в выходном каскаде применяются биполярные транзисторы (БТ), то они обычно работают в линейном режиме, с большим напряжением между коллектором и эмиттером. Кроме того, выходной каскад может быть реализован на МОП-транзисторах, как это показано на рисунке 1. В линейных выходных каскадах мощность рассеивается, так как генерация напряжения VOUT неизбежно ведет к ненулевым значениям IDS и VDS, как минимум, в одном из выходных транзисторов. Величина рассеиваемой мощности зависит от величины смещения выходных транзисторов.
Рис.
1. Линейный выходной каскад на МОП-транзисторах
В схемах усилителей класса А один из транзисторов используется в качестве источника постоянного тока, обеспечивающего максимальную величину тока, которая может быть необходима динамику. В результате, с помощью усилителей класса А можно добиться хорошего качества звука, но потеря энергии в таких схемах чрезвычайно велико по той причине, что через выходные транзисторы протекает большой постоянный ток (здесь он не приносит пользы), а через громкоговоритель, где он, собственно, и нужен, ток не проходит.
В схемах класса В ток смещения отсутствует, и благодаря этому рассеивается намного меньше энергии. В устройствах данного класса выходные транзисторы работают в двухтактном режиме, то есть транзистор MH «выдает» ток, а транзистор ML «отводит». Однако качество звука при использовании схем класса В оставляет желать лучшего из-за нелинейных искажений (типа «ступеньки»), которые возникают при переключении транзисторов.
Класс АВ представляет собой компромисс — сочетание класса А и класса В; здесь присутствует постоянный ток смещения, но намного меньший, чем в схемах класса А.
Использование малого тока смещения позволяет избежать искажений типа «ступеньки», добиваясь высокого качества звука. Потеря мощности в данном классе схем находится в диапазоне между потерей в классах А и В, но обычно оно лишь чуть больше, чем в усилителях класса В. Схема усилителя класса AB подобна схеме усилителя класса B и способна выдавать или отводить большой выходной ток. К сожалению, даже в удачных конструкциях класса АВ потеря мощности остается значительным по причине того, что среднее значение выходного напряжения очень отличается от значений напряжения питания. Большой размах изменения напряжения «сток-исток» приводит к большим значениям произведения IDSVDS, а значит, и к большим потерям мощности.
Усилители класса D благодаря принципиально другой топологии отличаются уникально низкой потерей мощности по сравнению со всеми упоминавшимися выше типами устройств.
Рис. 2. Схема усилителя класса D без цепи ОС
В схеме усилителя класса D (см. рис.
2) напряжение на выходе усилителя переключается между положительным и отрицательным источниками питания, и, таким образом, на выходе наблюдается последовательность импульсов. Такая форма сигнала способствует малой потере мощности, так как через выходные транзисторы, когда они закрыты, ток не течет, а когда они проводят ток, значение напряжения VDS мало, поэтому мало и произведение IDSVDS. Поскольку большинство аудиосигналов не являются последовательностью импульсов, в состав схемы усилителя класса D непременно входит модулятор, который преобразует аудиосигнал в импульсный. Спектр импульса включает как, собственно, аудиосигнал, так и значительные высокочастотные составляющие, обусловленные процессом модуляции. Между выходным каскадом и динамиком обычно стоит фильтр нижних частот (ФНЧ), чтобы минимизировать электромагнитные помехи и предотвратить подачу на динамик высокочастотных сигналов.
Рис. 3. Дифференциальный переключающийся выходной каскад с индуктивно-емкостным фильтром нижних частот
На фильтре (см.
рис. 3) также нельзя допускать потери мощности, чтобы сохранить тот выигрыш, который обеспечивает переключающаяся схема выходного каскада. Как правило, в фильтре используют конденсаторы и индуктивности, а единственным элементом, где происходит потеря мощности, остается динамик.
На рисунке 4 сравниваются теоретически рассчитанные величины рассеиваемой мощности в выходных каскадах (PDISS) усилителей классов А и В с измеренным значением рассеиваемой мощности для усилителя AD1994 класса D.
Рис. 4. Потеря мощности в выходных каскадах усилителей класса A, B, и D
Рассеиваемая мощность рассчитана в зависимости от выходной мощности (PLOAD), подаваемой на динамик, при синусоидальном сигнале звуковой частоты. Выходная мощность нормирована к уровню PLOAD max, при котором синусоидальный сигнал «срезается» сверху так, что суммарный коэффициент гармонических искажений составляет 10%. Вертикальная линия показывает мощность PLOAD, при которой начинается «срезание» синусоиды.
На рисунке видно, что значительные различия в величине рассеиваемой мощности наблюдаются в широком диапазоне мощности на нагрузке и особенно явны при больших и средних нагрузках. В начале «срезания» синуса потери в выходном каскаде усилителя класса D в 2,5 раза меньше, чем в каскаде класса В и в 27 раз меньше, чем в классе А. Стоит отметить, что в выходном каскаде усилителя класса А потеря энергии больше, чем в громкоговорителе — это результат использования большого постоянного тока смещения. Коэффициент полезного действия выходного каскада (Eff) определяется выражением:
Eff = PLOAD /(PLOAD+ PDISS).
В начале «срезания» синуса КПД составляет 25% для усилителей класса А, 78,5 — для усилителей класса В и 90 — для усилителей класса D (см. рис. 5). Наилучшие значения КПД для усилителей классов А и В часто приводятся в литературе.
Рис. 5. КПД выходных каскадов усилителей классов A, B и D
Преимущества усилителей класса D в том, что они позволяют расширить диапазон рабочих мощностей.
Это важно для воспроизведения звука, так как длительные средние уровни мощности при высокой громкости не используют весь динамический диапазон, а короткие мощные пики достигают уровня
PLOAD max. Так, для звуковых усилителей PLOAD = 0,1. PLOAD max — это разумный рабочий уровень мощности, на котором следует определять PDISS. На этом уровне потеря мощности в усилителях класса D в девять раз ниже, чем в классе В и в 107 раз ниже, чем в классе А.
Для звукового усилителя со значением PLOAD max = 10 Вт рабочий уровень в 1 Вт представляется оптимальным для прослушивания. При таких условиях в выходном каскаде класса D рассеивается 282 мВт; в классе В — 2,53 Вт; а в классе А — 30,2 Вт. КПД усилителей класса D при данной мощности снижается до 78 с 90% при большей мощности. Но даже 78% несравненно лучше, чем КПД классов В и А — 28 и 3% соответственно.
Отличия в КПД и рассеиваемой мощности существенны с точки зрения применения перечисленных усилителей. При уровнях мощности более 1 Вт большие тепловые потери в линейных выходных каскадах приводят к необходимости дополнительных затрат на систему охлаж-
дения.
Для уровней мощности менее 1 Вт нагрев при диссипации энергии в выходном каскаде не так существенен, но здесь важным становится сам факт бесполезной потери энергии. Если система питается от батареи, то линейные выходные каскады будут разряжать батарею намного быстрее, чем системы с усилителями класса D. Из вышеприведенного примера видно, что система с усилителем класса D потребляет тока в 2,8 раза меньше, чем усилители класса В и в 23,6 раза меньше, чем усилители класса А — в результате получается существенная разница во времени автономной работы таких устройств, как сотовые телефоны, MP3-плееры и «наладонники».
До сих пор мы рассматривали только выходной каскад усилителя. Однако, если рассматривать все потребляющие элементы усилительной системы, то линейные усилители становятся более серьезными конкурентами классу D на малых рабочих мощностях. Дело в том, что мощность, которая затрачивается на генерацию и модуляцию импульсного сигнала, относительно велика при малой выходной мощности.
Таким образом, суммарные потери хорошо сконструированного усилителя класса АВ при относительно небольшой мощности могут быть примерно такими же, как и потери в усилителе класса D. Но при больших мощностях усилитель класса D имеет неоспоримые преимущества по рассеиваемой мощ-
ности.
Сравнение дифференциальной и несимметричной версий
На рисунке 3 изображен дифференциальный вариант включения выходных транзисторов в усилителе класса D с емкостно-индуктивными фильтрами. Полный мост (H-bridge) состоит из двух полумостовых схем (half-bridge), работающих в ключевом режиме, которые подают импульсы противоположной полярности на фильтр, состоящий из двух индуктивностей, двух емкостей и динамика. Каждый из полумостов представляет собой два транзистора: «верхний» MH, подключенный к положительной шине питания, и «нижний» ML, подключенный к отрицательной шине питания. На схемах показано, что в качестве «верхних» применяются транзисторы pMOS. Транзисторы nMOS также часто применяются в качестве «верхних», они позволяют уменьшить размеры и емкость затвора, но для них требуется специальная схема управления [1].
Полные мостовые схемы обычно питают от однополярного источника (VDD), а отрицательный вывод питания (VSS) подключается к «земле». При одинаковых значениях VDD и VSS дифференциальная схема дает выигрыш в размахе сигнала в два раза и в мощности — в четыре раза по сравнению с несимметричной схемой.
На шинах питания полумостовой схемы могут возникнуть выбросы напряжения за счет энергии, накопленной в индуктивности LC-фильтра. Скорость нарастания напряжения dV/dt этих переходных процессов может быть ограничена при помощи конденсаторов большой емкости между шинами питания VDD и VSS. Полномостовая схема не имеет такой проблемы, так как ток протекает из одного полумоста в другой, создавая локальную петлю, и, таким образом, этот ток не влияет на напряжение питания.
Особенности усилителей класса D
Малая величина рассеиваемой мощности в усилителях класса D обеспечивает существенные преимущества при их применении в звуковых трактах, однако разработчики непременно столкнутся с необходимостью решения следующих проблем:
– выбор выходных транзисторов;
– защита выходного каскада;
– качество звука;
– метод модуляции;
– радиопомехи;
– разработка LC-фильтра;
– высокая стоимость системы.
Выбор выходного транзистора
Размер выходного транзистора выбирается так, чтобы минимизировать потери мощности в широком диапазоне различных значений сигнала. Требование малого значения VDS при пропускании большого тока IDS означает, что выходной транзистор должен иметь малое сопротивление открытого канала RON (около 0,1…0,2 Ом). Но для этого нужен большой транзистор со значительной емкостью затвора CG. Схема, управляющая затвором транзистора и работающая на емкостную нагрузку, потребляет мощность, равную CV2f, где C — емкость затвора, V — изменение напряжения затвора в процессе заряда, f — частота переключения. Эти «потери на переключение» становятся чрезмерными в случае, если емкость или частота переключения велики, поэтому существуют некоторые практические ограничения. Таким образом, выбор транзистора должен осуществляться путем подбора идеального соотношения для минимизации потерь при пропускании тока (минимум произведения IDS VDS) и минимизации потерь на переключение.
Потери за счет сопротивления RON преобладают при высоких уровнях мощности, а при низких большее влияние оказывают потери на переключение. Производители транзисторов стремятся минимизировать произведение RON CG в своих приборах, чтобы максимально снизить возможные потери мощности и предоставить инженерам наибольшую свободу в выборе частоты переключения.
Защита выходного каскада
Должна быть предусмотрена защита выходного каскада от различных потенциальных опасностей.
Перегрев: тепловые потери в выходных каскадах усилителей класса D хоть и меньше, чем в линейных усилителях, но, тем не менее, могут привести к опасному перегреву выходных транзисторов в случаях, когда усилитель долгое время работает на большой мощности. Для защиты от перегрева применяется цепь контроля температуры. Простейшие из таких схем отключают выходной каскад в случае его нагрева выше пороговой температуры отключения. Температура каскада измеряется встроенным датчиком. Каскад остается отключенным до тех пор, пока он не остынет.
С помощью датчика температуры можно не только отключать каскад, но и временно уменьшать уровень громкости при перегреве, снижая тем самым тепловую потерю мощности в каскаде и поддерживая температуру в рабочих пределах.
Токовая перегрузка выходных транзисторов: малое сопротивление выходных транзисторов в открытом режиме не создает никаких проблем, если выходной каскад и динамик правильно подключены. Но если выход замкнут накоротко или подключен к положительной или отрицательной шине питания, то в цепи могут протекать очень большие токи. Невнимательность в этом вопросе может привести к повреждению транзисторов или остальной части схемы, поэтому необходимы контроль тока и защита. Простые системы контроля токов отключают каскад при значениях токов выше установленного порога. В более сложных системах реализуется обратная связь, которая настраивает усилитель на работу в безопасном режиме без его отключения. В таких схемах отключение происходит только в крайнем случае, когда система не может настроить усилитель на работу в допустимых пределах.
Системы контроля токов позволяют также предохранить от выбросов тока при резонансах в динамике.
Понижение напряжения питания: большинство переключающихся выходных каскадов работают хорошо только при достаточно высоком напряжении питания. Проблемы начинаются тогда, когда напряжение питания снижается. Этот момент контролируется системой блокировки, которая позволяет выходным каскадам работать только при напряжении питания выше порогового уровня.
Рис. 6. Схема контроля транзисторов с отключением до включения
Время включения выходного транзистора: верхний (MH) и нижний (ML) (см. рис. 6) выходные транзисторы имеют очень низкое сопротивление в открытом режиме. Поэтому очень важно не допустить ситуации, когда оба выходных транзистора открыты одновременно, так как в этом случае возникнет цепь с малым сопротивлением между VDD и VSS, по которой через оба транзистора потечет большой сквозной ток. В лучшем случае они перегреются и повысятся потери мощности, а в худшем транзисторы выйдут из строя.
Система управления транзисторами с отключением и последующим включением предотвращает возможность возникновения сквозного тока, принудительно выключая оба транзистора, прежде чем включить какой-либо из них. Временной интервал, в течение которого оба транзистора отключены, часто называют «мертвым» временем.
Качество звука
Несколько слов стоит сказать о том, как
Схемотехника и микросхемы для современных УМЗЧ класса D
Увеличение КПД усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) – одна из важных задач разработчика носимых (мобильных) и ряда других аналоговых и цифровых устройств. Зачастую лучшим решением этой задачи оказывается применение УМЗЧ класса D. В последние годы появилось множество специализированных микросхем УМЗЧ класса D с высоким КПД (почти 100%) и небольшим коэффициентом нелинейных искажений (заметно менее 10%). В статье описаны основные принципы работы и схемотехника усилителей класса D на микросхемах УМЗЧ разных фирм.
На протяжении двух десятков лет схемотехника УМЗЧ развивается в двух взаимоисключающих направлениях.
Во-первых, это улучшение субъективного качества воспроизведения звука (как правило, за счет уменьшения КПД усилителя), а во-вторых — повышение экономичности (КПД) усилителя и уменьшение его размеров при сохранении высоких показателей качества звука.
В выходных каскадах усилителей первого типа используются мощные полевые транзисторы или радиолампы (Hi-End), работающие в линейном режиме — классе А или его модификациях.
Второе направление развивается главным образом в секторе носимой и автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры. Именно здесь широко используются усилители класса D. В высококачественной стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре класс D также начал использоваться — чаще всего в усилителях для сабвуфера, где из-за малой полосы пропускания удается достичь весьма небольших искажений.
Современные «классические» микросхемы УМЗЧ класса D
Заметно расширить применение УМЗЧ класса D позволило создание микросхем, содержащих не только драйвер, но и выходные ключи на МДП-транзисторах.
Примером могут служить микросхемы серии MP77хх фирмы MPS (Monolithic Power Systems).
Всего на момент написания статьи таких микросхем было пять: MP7720, MP7722, MP7731, MP7781 и MP7782. На номинальную выходную мощность косвенно указывает предпоследняя цифра в наименовании микросхемы (см. табл. 1).
Таблица 1. Основные параметры микросхем УМЗЧ класса D фирмы MPS
| Параметры | Микросхемы | ||||
MP7720 | MP7722 | MP7731 | MP7781 | MP7782 | |
Моно/стерео | Моно | Стерео | Моно | ||
Номинальная мощность,Вт (Uпит = 24 В, нагрузка 4 Ом) | 20 | 2 × 20 | 30 (Uпит = 16 В) | 80 | 50 (нагрузка 6 Ом) |
Коэффициент нелинейных искажений (THD+N), % (на частоте 1 кГц при вых. | 0,1 | 0,06 (нагрузка 8 Ом) | 0,1 | 0,2 | 0,06 |
КПД, % | 90 (при 20 Вт) | 93 (20 Вт) | 90 (5 Вт) | 95 (80 Вт) | 90 (50 Вт) |
Частота преобразования ШИМ, кГц | 600 | 600…800 | 600 | 400 | 400…600 |
Тип выхода | Полумост | Мост | |||
Сопротивление канала выходных МДП-ключей в состоянии насыщения, Ом | 0,18 | 0,105 | 0,18 | ||
Динамический диапазон, дБ | 93 | 80 | 90 | ||
Корпус | SOIC8 или PDIP8 | TSSOP20F | SOIC24 | TSSOP20F | |
Напряжение питания всех микросхем – 7,5…24 В; эффективное напряжение входного сигнала – 1 В.
Исключением является микросхема MP7782, развивающая 50 Вт на нагрузке 6 Ом. Пиковая выходная мощность всех микросхем этой серии вдвое больше номинальной. В таблице 1 приведены также и другие важные параметры микросхем MP77хх. Для примера рассмотрим подробнее УМЗЧ на микросхемах MP7722 и MP7782.
Микросхема стереофонического УМЗЧ класса D MP7722
Область применения этой микросхемы — DVD-проигрыватели, домашние стереосистемы, мультимедийные ПК, телевизоры — как обычные, так и плоскопанельные (LCD и PDP).
Микросхема MP7722 выпускается в корпусе для поверхностного монтажа TSSOP20F, размеры которого вместе с выводами приблизительно равны 6,5 × 6,5 мм при высоте 1,2 мм. УМЗЧ на этой микросхеме имеет номинальную мощность 20 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и напряжении питания 24 В. Диапазон воспроизводимых частот — 20 Гц….20 кГц. Усилитель имеет КПД 90% при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,1% для всего диапазона частот (при выходной мощности 1 Вт).
В каждый канал микросхемы встроены по два выходных ключа на МДП-транзисторах, которые включены последовательно по питанию (полумостом). Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ класса D на микросхеме MP7722 изображена на рисунке 1, а назначение деталей сведено в таблицу 2.
Рис. 1. Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ класса D на микросхеме MP7722 |
Таблица 2. Назначение деталей «обвязки» микросхемы MP7722
| Обозначение | Назначение | |
| 1-й канал | 2-й канал | |
| CIN1 | CIN2 | Разделительный конденсатор на входе канала |
| RIN1 | RIN2 | Ограничивающий резистор на входе канала |
| RRh2 | RRh3 | Делитель опорного напряжения |
| RRL1 | RRL2 | |
| CR1 | CR2 | Конденсатор, блокирующий делитель опорного напряжения по переменному току |
| CINT1 | CINT2 | Времязадающий конденсатор |
| RFB1 | RFB2 | Резистор ООС по постоянному и переменному напряжению |
| CFB1 | CFB2 | Конденсатор ООС по переменному напряжению |
| CBS1 | CBS2 | Конденсатор «вольтодобавки» |
| RBS1 | RBS2 | Внешние цепи схемы «вольтодобавки» |
| DBS1 | DBS1 | |
| DBS3 | DBS3 | |
| DSh2 | DSh3 | Двусторонний диодный ограничитель пиков ЭДС в дросселе ФНЧ |
| DSL1 | DSL2 | |
| LF1 | LF2 | Дроссель ФНЧ |
| CF1 | CF2 | Конденсатор ФНЧ |
| COUT1 | COUT2 | Разделительный конденсатор на выходе канала |
Коэффициент усиления по напряжению любого канала микросхемы MP7722 так же, как и у операционных усилителей при инверсном включении, равен отношению сопротивлений резистора ООС и ограничивающего резистора на входе этого канала.
AV1 и AV2 (именно так обозначены коэффициенты усиления по напряжению в документации фирмы MPS) для каждого из каналов можно рассчитать по формулам:
и |
Знаки «минус» в этих формулах показывают, что выходные сигналы микросхемы противофазны входным.
Одна из особенностей микросхемы MP7722 — зависимость частоты ШИМ от напряжения питания и уровня сигнала. Поэтому определяющей при расчетах является частота ШИМ без входного сигнала (так называемая idle frequency). Она задается раздельно для каждого из каналов времязадающими конденсаторами (CINT1, CINT2) и резисторами ООС (RFB1, RFB2). Зависимость частоты ШИМ от напряжения питания микросхемы и номиналов ряда элементов схемы приведена в таблице 3.
Таблица 3. Зависимость частоты ШИМ микросхемы MP7722 от напряжения питания микросхемы и номиналов RFB, RIN и CINT
VDD, В | Усиление, дБ | RFB, кОм | RIN, кОм | CINT, пФ | FSW, кГц |
12 | 15,0 | 39 | 10 | 6800 | 660 |
18,3 | 82 | 3300 | |||
21,5 | 39 | 4,7 | 6800 | ||
24,8 | 82 | 3300 | |||
24 | 15,0 | 56 | 10 | 8200 | 670 |
18,3 | 82 | 5600 | 720 | ||
21,5 | 56 | 4,7 | 8200 | 670 | |
24,8 | 82 | 5600 | 720 | ||
30,4 | 330 | 10 | 1800 | 700 |
Номера каналов в обозначении деталей в этой таблице не указаны.
Наличие у микросхемы MP7722 входов разрешения позволяет легко организовать дежурный режим и режим приглушения (MUTE). Для этого достаточно на выводы 6 (для приглушения — 10) подать потенциал менее 0,4 В. В нормальном режиме на этих выводах должно быть напряжение более 2 В.
Микросхема УМЗЧ класса D MP7782 от MPS
Область применения этой микросхемы шире, нежели у MP7722. Кроме DVD-проигрывателей, домашних стереосистем, мультимедийных ПК и телевизоров, микросхема MP7782 может использоваться в сабвуферах. Она так же, как и MP7722, выпускается в корпусе для поверхностного монтажа TSSOP20F и имеет с этой микросхемой много общего, несмотря на то, что микросхема MP7782 — это монофонический УМЗЧ класса D с мостовым выходом. На нагрузке 6 Ом УМЗЧ на MP7782 способен развивать выходную мощность 50 Вт.
Учитывая, что МС MP7782 имеет мостовой выход, можно говорить (см. [1]), что она имеет два канала усиления (УМЗЧ), работающих в противофазе. Наличие двух каналов усиления в MP7782, тот же корпус и похожая цоколевка сближает эту микросхему с рассмотренной выше MP7722.
Принципиальная схема монофонического УМЗЧ класса D на этой микросхеме показана на рисунке 2.
Рис. 2. Принципиальная схема монофонического УМЗЧ класса D на микросхеме MP7782 |
Сравнивая эту схему со схемой УМЗЧ на микросхеме MP7722 (см. рис. 1), легко разобраться в назначении деталей. Частота ШИМ в отсутствие входного сигнала здесь так же зависит от напряжения питания (VDD), емкостей конденсаторов C4, C10 и C13 и сопротивлений резисторов R1, R3, R4 и R8. При этом времязадающим конденсатором считается C4. Емкостью этого конденсатора задается оптимальное значение частоты ШИМ без входного сигнала (400…600 кГц) при номинальных емкостях конденсаторов C10, C13 в пределах 1…2,2 пФ.
УМЗЧ класса D без дросселей на выходе
В микросхемах УМЗЧ класса D третьего поколения, выпускаемых Texas Instruments, используется технология (фирменное ноу-хау), которая позволяет значительно снизить амплитуду и длительность импульсов ШИМ между выходами, а значит, существенно уменьшить габариты дросселя ФНЧ, а в большинстве случаев отказаться от него совсем.
В чем суть этого ноу-хау?
Для ответа на этот вопрос рассмотрим основные принципы построения и работы УМЗЧ класса D третьего поколения. Во-первых, такой усилитель должен иметь мостовой выход (т.е. иметь два выхода — прямой и инверсный). Во-вторых, сигналы звука на выходах (прямом и инверсном) должны быть противофазны. И, наконец, главное: импульсные сигналы ШИМ на этих выходах должны быть синфазны. Последнее достигается практически только в режиме покоя (без сигнала).
Упрощенная схема УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ показана на рисунке 3.
Рис. 3. Упрощенная схема УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ |
Он содержит два выходных усилителя (канала), НЧ-сигналы на выходах которых имеют одинаковый размах, но противоположные фазы. В каждом канале имеется свой ШИМ. При этом прямоугольные сигналы на выходе схемы в режиме покоя синфазны или имеют небольшой фазовый сдвиг (см.
рис. 4).
Рис. 4. Эпюры напряжений и выходного тока УМЗЧ класса D с мостовым выходом без фильтра в режиме покоя (вверху) и при положительном мгновенном значении НЧ-сигнала (внизу) |
Синфазность импульсов ШИМ на выходах достигается с помощью инвертора (см. рис. 3) с коэффициентом усиления по напряжению, равным 1 (KU = 1). В результате, на громкоговоритель в режиме покоя в худшем случае поступают симметричные противофазные импульсы малой длительности (см. рис. 4). Для их сглаживания обычно достаточно собственной емкости и индуктивности громкоговорителя. Ток нагрузки в режиме покоя в схеме на рисунке 3 заметно ниже, чем в обычном мостовом УМЗЧ класса D. В режиме усиления входного НЧ-сигнала звука ШИМы работают в противофазе, т.е. если длительность импульсов на выходе одного ШИМ увеличивается, то на выходе другого уменьшается, и наоборот (см. рис. 4). Это приводит к асимметрии импульсов, прикладываемых к нагрузке, а значит, к появлению в токе громкоговорителя составляющей, величина которой зависит от разности длительностей импульсов ШИМ-1 и ШИМ-2.
Эта составляющая меняется по закону входного НЧ-сигнала звука и будет преобразовываться громкоговорителем в акустические колебания. Импульсная составляющая сглаживается индуктивностью и емкостью громкоговорителя. Только в некоторых случаях в ФНЧ для очень мощных усилителей может потребоваться дополнительный дроссель с небольшой индуктивностью. Иногда для этих целей достаточно на соединительные провода или перемычки между мостовым выходом микросхемы надеть ферритовые трубочки («бусинки»).
Описанное ноу-хау используется в микросхемах семейства TPA20хх (таких, как TPA2000D1, TPA2010D1, TPA2012D2, TPA2013D1, TPA2032D1 и т.п.). Эти микросхемы — не очень мощные, но имеют малые габариты и высокий КПД. Они предназначены для переносной аппаратуры, оргтехники, электронных игрушек и подобных малогабаритных устройств с автономным питанием. Эти микросхемы можно встретить также в сотовых телефонах, коммуникаторах (PDA), ноутбуках, устройствах GPS и другой аппаратуре с батарейным питанием.
Одна из последних разработок Texas Instruments — микросхема УМЗЧ TPA2013D1.
Рассмотрим ее подробнее.
Микросхема TPA2013D1
Микросхема TPA2013D1 рассчитана на применение в носимых (мобильных) устройствах с батарейным питанием и имеет встроенный повышающий преобразователь, который позволяет поддерживать в нагрузке постоянную мощность при значительном изменении напряжения питания.
Так, при питании от литий-ионных аккумуляторов с напряжением от 2,3 до 4,8 В УМЗЧ может поддерживать постоянную выходную мощность 1,5 Вт. При напряжении питания 3,6 В усилитель на TPA2013D1 развивает мощность 2,7 Вт на нагрузке 4 Ом или 2,2 Вт на нагрузке 8 Ом. Микросхема имеет КПД 85%. Диапазон напряжения питания (VDD) — от 1,8 до 5,5 В.
Микросхема TPA2013D1 выпускается только для поверхностного монтажа в корпусах QFN размером 4 × 4 мм с 20 плоскими выводами (TPA2013D1RGP) или WCSP размером 2,275 × 2,275 мм с 16 шариковыми выводами (TPA2013D1YZH). Максимальная выходная мощность микросхем в корпусах QFN и WCSP заметно различается и зависит от температуры окружающей среды (см.
табл. 4).
Таблица 4. Зависимость максимальной выходной мощности микросхемы TPA2013D1 в корпусах QFN и WCSP от температуры окружающей среды
Корпус | Температура окружающей среды, °C | Температурный коэф. мощности, мВт/°C | ||
≤ 25, Вт | 70, Вт | 85, Вт | ||
QFN 20 | 2,5 | 1,6 | 1,3 | 20,1 |
WCSP 16 | 1,5 | 1 | 0,8 | 12,4 |
Рассмотрим работу микросхемы по ее функциональной схеме (см. рис. 5) и принципиальной схеме монофонического УМЗЧ класса D на TPA2013D1, которая изображена на рисунке 6.
Рис. 5. Функциональная схема микросхемы TPA2013D1 |
Рис. |
6. Принципиальная схема монофонического УМЗЧ класса D на микросхеме TPA2013D1
Встроенный повышающий преобразователь (Boost Converter) — это второе ноу-хау Texas Instruments, используемое в TPA2013D1. Преобразователь обеспечивает следующие полезные особенности УМЗЧ:
– повышенное напряжения питание выходного каскада УМЗЧ;
– стабилизацию этого напряжения.
Для работы повышающего преобразователя (Boost Converter) микросхемы в качестве нагрузки силового ключа (МДП-транзистора) необходим внешний дроссель L1, который подсоединен между выводами VDD и SW (см. рис. 6). Когда МДП-транзистор силового ключа отпирается, через L1 протекает нарастающий ток и в дросселе возникает ЭДС, препятствующая нарастанию этого тока. Дроссель L1 накапливает энергию. Внутри микросхемы (см. рис. 5) между выводами SW и VCCOUT включен еще один ключ, который выполняет функцию коммутируемого выпрямителя. Он будет заперт, пока открыт силовой ключ преобразователя. Когда силовой ключ запирается, ЭДС в дросселе меняет полярность и суммируется с напряжением питания VDD.
При этом ключ коммутируемого выпрямителя открывается, и повышенным суммарным напряжением заряжается накопительный конденсатор C2. Это напряжение (VCC) поступает на вывод VCCIN и используется для питания выходного мостового каскада усилителя класса D микросхемы.
Для стабилизации напряжения VCC преобразователь (Boost Converter) содержит компаратор с источником опорного напряжения и регулирующий элемент (см. рис. 5). Вход компаратора — это вывод VCCFB. Напряжение ООС на этом выводе задается внешним делителем R2, R1. Благодаря ООС выходное напряжение преобразователя VCC не зависит от входного напряжения питания VDD и определяется только соотношением сопротивлений резисторов делителя:
Производитель рекомендует использовать R2 сопротивлением 500 кОм. Легко подсчитать, что в схеме на рисунке 6 напряжение питания (VCC) выходного каскада микросхемы равно 5,5 В.
При необходимости повышающий преобразователь можно отключить, подав на вход SDb низкий уровень напряжения (менее 1,3 В).
Следует заметить, что преобразователь будет работать только тогда, когда на этот вход подан высокий уровень напряжения (более 3,5 В).
Усилитель микросхемы TPA2013D1 имеет дифференциальный вход (выводы IN+, IN–) и мостовой выход (выводы VOUT+, VOUT–). Коэффициент усиления микросхемы задается напряжением на входе GAIN. Если этот вывод оставить не подключенным (floating input) или подать на него 0,8 В (в диапазоне 0,7…1 В), то коэффициент усиления по напряжению будет равен шести (15,5 дБ). При постоянном напряжении 0…0,35 В на этом входе коэффициент усиления будет равен двум (6 дБ), а если на вход GAIN подать напряжение более 1,35 В, то коэффициент усиления микросхемы составит 10 (20 дБ).
Вход SDd микросхемы используется для включения и выключения усилителя. Выключение осуществляется низким уровнем напряжения (менее 1,3 В), включение — высоким (более 3,5 В). Режимы работы микросхемы TPA2013D1 в зависимости от логических уровней напряжений на входах SDb и SDd приведены в таблице 5.
Таблица 5. Режимы работы микросхемы TPA2013D1 в зависимости от логических уровней на входах SDb и SDd
Лог. уровни на входах | Состояние | Комментарий | ||
SDb | SDd | Преобразователь | УМЗЧ | |
L* | L | Выключен | Выключен | Микросхема находится в выключенном режиме (Iq ≤1 мкА) |
L | H* | Выключен | Включен | Внутренний преобразователь (Boost converter) выключен. Питание на выходной каскад УМЗЧ необходимо подавать через внешние цепи |
H | L | Включен | Выключен | Выходной каскад УМЗЧ выключен, а внутренний преобразователь может использоваться для питания внешних каскадов |
H | H | Включен | Включен | Нормальный рабочий режим. |
Выходной каскад УМЗЧ и преобразователь включены
* L – низкий; H – высокий.
Для упрощения разработки конструкций на микросхеме TPA2013D1 фирма Texas Instruments, кроме типовых принципиальных схем, дает ряд рекомендаций. Наиболее полезные из них сведены в таблицу 6.
Таблица 6. Рекомендуемые параметры УМЗЧ на TPA2013D1
Выходная мощность, Вт | RН, Ом | Напряжение питания VDD, В | Напряжение питания выходного каскада VCC, В | Макс. ток дросселя, А | Дроссель преобразователя | Напряжение пульсаций ΔV, мВ | Накопительный конденсатор преобразователя (C2) | ||
Индуктивность, мкГн | Производители и Part № | Емкость, мкФ | Производители и Part № | ||||||
1 | 8 | 3 | 4,3 | 0,7 | 3,3 | Toko DE2812C, Coilcraft DO3314, Murata LQh4NPN3R3NG0 | 30 | 10 | Kemet C1206C106K8PACTU, |
1,6 | 8 | 3 | 5,5 | 1,13 | 4,7 | Toko DE4514C, Coilcraft LPS4018-472, Murata LQh42PN4R7NN0 | 30 | 22 | Murata GRM32ER71A226KE20L, |
2 | 4 | 3 | 4,6 | 1,53 | 3,3 | Murata LQH55PN3R3NR0, | 30 | 33 | TDK C4532X5R1A336M |
2,3 | 4 | 1,8 | 5,5 | 2 | 6,2 | Sumida | 30 | 47 | Murata GRM32ER61A476KE20L, |
Еще одна особенность микросхемы TPA2013D1 — возможность питания выходным напряжением повышающего преобразователя этой микросхемы (VCC) внешних устройств, например второго УМЗЧ.
Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ класса D на микросхемах TPA2013D1 и TPA2032D1 показана на рисунке 7. В этой схеме напряжение питания 4,5 В поступает на микросхему TPA2032D1 с выхода VCCOUT МС TPA2013D1. Величина этого напряжения задана сопротивлением (62,5 кОм) нижнего плеча R1 делителя напряжения преобразователя микросхемы TPA2013D1.
Дополнительную информацию о микросхеме TPA2013D1 можно найти в [6].
Особенности микросхем TPA2032D1, TPA2033D1, TPA2034D1 и TPA2010D1
TDA2032D1 — это микросхема УМЗЧ класса D мощностью до 2,7 Вт с фиксированным коэффициентом усиления по напряжению 2 (6 дБ). По основным параметрам она близка к УМЗЧ (без повышающего преобразователя) TPA2013D1, когда вывод GAIN этой МС подключен к корпусу (земле). Именно поэтому она применена как усилитель мощности второго канала в стереофоническом усилителе в схеме на рисунке 7.
Рис. 7. Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ класса D на микросхемах TPA2013D1 и TPA2032D1 |
Микросхема TPA2032D1 изготавливается в корпусе для поверхностного монтажа WCSP размером 1,5 × 1,5 мм с девятью шариковыми выводами.
Компания Texas Instruments выпустила еще две версии УМЗЧ с фиксированным коэффициентом усиления 3 (9,5 дБ) — TPA2033D1 и 4 (12 дБ) — TPA2034D1. Все остальные параметры и конструктивные особенности этих микросхем совпадают с TPA2032D1.
Кроме того, Texas Instruments производит микросхему TPA2010D1, которая по выводам совпадает с микросхемами TPA2032D1, TPA2033D1, TPA2034D1 и отличается только нефиксированным коэффициентом усиления. Схема включения также несколько отличается от TPA203хD1 — тем, что имеет два дополнительных ограничивающих резистора (R1 и R2) на входах. Сопротивление этих резисторов одинаково и задает коэффициент усиления (GAIN) микросхемы TPA2010D1. Рассчитать сопротивление этих резисторов можно по формуле:
Для сохранения симметрии схемы очень важно, чтобы сопротивления этих резисторов различались не более чем на 1%. Сами резисторы могут иметь допуск до 5%, но должны быть подобраны с указанной точностью.
Дополнительную информацию о микросхемах производства Monolithic Power Systems можно найти на сайте фирмы [9], а о микросхемах фирмы Texas Instruments — на сайте [10].
Литература
2. Гаалаас Э. Аудиоусилители класса D: особенности и преимущества. Часть 2//Электронные Компоненты, 2008, №2.
3. Савельев. Е. Усилитель класса D для сабвуфера//Радио, 2003, №5.
4. Дайджест «Новая техника и технология»//Радиохобби, 2001, №2, с. 9.
5. Безверхний И. Микросхемы УМЗЧ для переносных компьютеров и игрушек//Компоненты и технологии, 2005, №1.
6. Безверхний И. Современные микросхемы для УМЗЧ класса D фирмы MPS//Современная электроника, 2004, №1.
7. Колганов А. Автомобильный УМЗЧ с блоком питания//Радио, 2002, №7.
8. TPA2013D1. SLOS520–AUGUST 2007. 2.7-W CONSTANT OUTPUT POWER CLASS-D AUDIO AMPLIFIER WITH INTEGRATED BOOST CONVERTER.
9. Сайт фирмы MPS — www.
monolithicpower.com 10. Сайт фирмы Texas Instruments — www.ti.com
УГЛОВАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МАЛОККЛЮЗИИ | ДЕНТОДОНТИЯ
УГЛОВАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МАЛОККЛЮЗИИ
A неправильный прикус — это смещение или неправильное соотношение между зубами двух зубных дуг, когда они приближаются друг к другу при смыкании челюстей. Эдвард Энгл , который считается отцом современной ортодонтии, был первым, кто классифицировал неправильный прикус. Он основывал свою классификацию на относительном положении постоянного ВЕРХНИЙ ПЕРВЫЙ МОЛЯР .Энгл полагал, что переднезаднее соотношение основания зубов можно надежно оценить по первому постоянному соотношению моляров, поскольку его положение оставалось постоянным после прорезывания. В случае отсутствия первых моляров используется соотношение CANINE .
УГЛОВАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МАЛОККЛЮЗИИ
НОРМАЛЬНАЯ ОККЛЮЗИЯ
Molar Relationshi p : Согласно Angle, мезиобуккальный бугорок первого моляра верхней челюсти совпадает с буккальной бороздой первого моляра нижней челюсти.
Клыки: Верхнечелюстной клык окклюзируется дистальной половиной нижнечелюстного клыка и мезиальной половиной первого премоляра нижней челюсти.
Линия окклюзии: Все зубы соответствуют линии окклюзии, которая в верхней дуге представляет собой плавный изгиб, проходящий через центральные ямки задних зубов и поясную часть клыков и резцов, а также в нижней дуге. , представляет собой плавный изгиб, проходящий через щечные бугры задних зубов и режущие кромки передних зубов.Присутствует выравнивание зубов, нормальный прикус и оверджет, а также совпадающие средние линии верхней и нижней челюсти.
… ..
УГОЛ Класс I: НЕЙТРОКОКЛЮЗИЯ
Молярное соотношение: Мезиобуккальный бугорок первого постоянного моляра верхней челюсти перекрывается с мезиобуккальной бороздой первого постоянного моляра нижней челюсти.
Клыки: — мезиальный наклон клыка верхней челюсти перекрывается с дистальным наклоном клыка нижней челюсти.
Дистальный наклон клыка верхней челюсти перекрывается мезиальным наклоном первого премоляра нижней челюсти.
Линия окклюзии: ИЗМЕНЕНО в верхней и нижней челюстях.
— Неровности отдельных зубов (скученность / расстояние / другие локальные проблемы с зубами).
— Проблемы между зубами (открытый прикус / глубокий прикус / перекрестный прикус).
Mesognathic : нормальный, прямой профиль лица с плоским внешним видом.
….
УГОЛ Класс II: РАСПРОСТРАНЕНИЕ (надрезание)
Молярное соотношение: Молярное соотношение показывает, что мезиобуккальная борозда первого моляра нижней челюсти расположена ДИСТАЛЬНО (сзади) при окклюзии с мезиобуккальной бугоркой первого моляра верхней челюсти. Обычно мезиобуккальный бугор первого моляра верхней челюсти располагается между первым моляром нижней челюсти и вторым премоляром.
Клыки: Медиальный наклон клыка верхней челюсти окклюзируется ПЕРЕДНЕЕ с дистальным наклоном клыка нижней челюсти.
Дистальная поверхность нижнечелюстного клыка является ПОСТЕРИАЛЬНОЙ по отношению к мезиальной поверхности клыка верхней челюсти, по крайней мере, на ширину премоляра.
Линия окклюзии не указана, но неровная, в зависимости от рисунка лица, скученности зубов и потребности в пространстве.
Retrognatic: выпуклый профиль лица, полученный в результате слишком маленькой нижней челюсти или слишком большой верхней челюсти.
Неправильный прикус II класса имеет 2 подтипа для описания положения передних зубов:
• Класс II, раздел 1 : Соотношение коренных зубов такое же, как у класса II, и передние зубы верхней челюсти выступают.Зубы провозглашаются, имеется большая надрезь.
• Класс II, раздел 2 : Молярные отношения соответствуют классу II, при котором центральные резцы верхней челюсти ретроклинены. Зубы боковых резцов верхней челюсти могут быть явными или обычно наклонными.
Имеются ретроклиния и глубокий прикус.
КЛАСС II Подраздел : Молярное соотношение класса II существует с одной стороны, а другая сторона имеет нормальное молярное соотношение класса I.
….
УГОЛ Класс III: ЗАКЛЮЧЕНИЕ (отрицательное перекрытие)
Молярное соотношение: Мезиобуккальный бугорок первого постоянного моляра верхней челюсти окклюзируется ДИСТАЛЬНО (кзади) от мезиобуккальной борозды первого моляра нижней челюсти.
Клыки: Дистальная поверхность клыков нижней челюсти расположена мезиально по отношению к мезиальной поверхности клыков верхней челюсти, по крайней мере, на ширину премоляра. Резцы нижней челюсти полностью перекрестные.
Линия окклюзии не указана, но неровная, в зависимости от рисунка лица, скученности зубов и потребности в пространстве.
Prognathic : вогнутый профиль лица с выступающей нижней челюстью ассоциируется с аномалиями прикуса III класса.
Аномалия прикуса III степени имеет 2 подразделения :
1. ИСТИННЫЙ аномалий прикуса III класса (СКЕЛЕТ), который имеет генетическое происхождение из-за чрезмерно большой нижней челюсти или меньшего размера, чем нормальная верхняя челюсть.
2. Псевдо Неправильный прикус класса III (ЛОЖНЫЙ или постуральный), который возникает, когда нижняя челюсть смещается кпереди во время заключительных стадий закрытия из-за преждевременного контакта резцов или клыков. Движение нижней челюсти вперед во время закрытия челюсти также может быть результатом преждевременной потери молочных задних зубов.
Класс III Подраздел : Молярное соотношение класса III существует с одной стороны, а с другой стороны как нормальное молярное соотношение класса I.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Мультиклассирование — 5-е издание SRD
Multiclassing позволяет вам получать уровни в нескольких классах.
Это позволяет вам смешивать способности этих классов для реализации концепции персонажа, которая может не отражаться в одном из стандартных вариантов класса.
С этим правилом у вас есть возможность получать уровень в новом классе всякий раз, когда вы продвигаетесь по уровню, вместо получения уровня в вашем текущем классе.Ваши уровни во всех ваших классах суммируются, чтобы определить уровень вашего персонажа. Например, если у вас три уровня волшебника и два уровня бойца, вы персонаж 5-го уровня.
По мере того, как вы продвигаетесь по уровням, вы можете в первую очередь оставаться членом своего исходного класса, имея всего несколько уровней в другом классе, или вы можете полностью изменить курс, никогда не оглядываясь на оставленный вами класс. Вы даже можете начать прогресс в третьем или четвертом классе. По сравнению с персонажем одного класса того же уровня, вы пожертвуете некоторой концентрацией в обмен на универсальность.
Предварительные требования
Чтобы претендовать на новый класс, вы должны соответствовать предварительным требованиям для оценки способностей как для вашего текущего, так и для нового класса, как показано в таблице требований к мультиклассированию.
Например, варвар, который решает перейти в класс друида, должен иметь как Сила, так и Мудрость 13 или выше. Без полной подготовки, которую получает начинающий персонаж, вы должны быстро учиться в своем новом классе, имея естественные способности, которые отражаются в показателях способностей выше среднего.
| Класс | Минимум очков способностей |
|---|---|
| Варвар | Прочность 13 |
| Бард | Харизма 13 |
| Клерик | Мудрость 13 |
| Друид | Мудрость 13 |
| Истребитель | Сила 13 или Ловкость 13 |
| Монах | Ловкость 13 и Мудрость 13 |
| Паладин | Сила 13 и Харизма 13 |
| Рейнджер | Ловкость 13 и Мудрость 13 |
| Разбойник | Ловкость 13 |
| Колдун | Харизма 13 |
| Чернокнижник | Харизма 13 |
| Мастер | Интеллект 13 |
Очков опыта
Стоимость в очках опыта для получения уровня всегда зависит от вашего общего уровня персонажа, как показано в таблице развития персонажа, а не от вашего уровня в конкретном классе.
Итак, если вы клерик 6 / боец 1, вы должны набрать достаточно опыта, чтобы достичь 8-го уровня, прежде чем вы сможете перейти на второй уровень как боец или седьмой уровень как клерик.
Хитов и Hit Dice
Вы получаете очки жизни от своего нового класса, как описано для уровней после 1-го. Вы получаете очки жизни 1-го уровня для класса, только если вы персонаж 1-го уровня.
Вы складываете Hit Dice, предоставленные всеми вашими классами, чтобы сформировать пул Hit Dice. Если Hit Dice принадлежат к одному типу, вы можете просто объединить их вместе.Например, и боец, и паладин имеют d10, поэтому, если вы паладин 5 / боец 5, у вас есть десять Hit Dice d10. Если ваши классы дают вам Hit Dice разных типов, отслеживайте их отдельно. Например, если вы паладин 5 / священник 5, у вас есть пять Hit Dice d10 и пять Hit Dice d8.
Бонус за умение
Ваш бонус мастерства всегда зависит от вашего общего уровня персонажа, а не от вашего уровня в конкретном классе.
Например, если вы боец 3 / разбойник 2, у вас есть бонус мастерства персонажа 5-го уровня, который равен +3.
Навыки
Когда вы получаете свой первый уровень в классе, отличном от вашего начального, вы получаете только некоторые из начальных умений нового класса, как показано в таблице «Умения мультиклассирования».
Мультиклассирование
| Класс | полученных навыков |
|---|---|
| Варвар | Щиты, простое оружие, боевое оружие |
| Бард | Легкая броня, один навык на ваш выбор, один музыкальный инструмент на ваш выбор |
| Клерик | Легкая броня, средняя броня, щиты |
| Друид | Легкая броня, средняя броня, щиты (друиды не будут носить броню и использовать металлические щиты) |
| Истребитель | Легкая броня, средняя броня, щиты, простое оружие, боевое оружие |
| Монах | Простое оружие, короткие мечи |
| Паладин | Легкая броня, средняя броня, щиты, простое оружие, боевое оружие |
| Рейнджер | Легкая броня, средняя броня, щиты, простое оружие, боевое оружие, один навык из списка навыков класса |
| Разбойник | Легкая броня, один навык из списка навыков класса, воровские инструменты |
| Колдун | – |
| Чернокнижник | Легкая броня, простое оружие |
| Мастер | – |
Характеристики класса
Когда вы получаете новый уровень в классе, вы получаете его возможности для этого уровня.
Однако вы не получаете стартовое снаряжение класса, и некоторые функции имеют дополнительные правила при мультиклассировании: Божественность канала, Дополнительная атака, Защита без брони и Колдовство.
Канал Божественности
Если у вас уже есть функция Божественности канала и вы получаете уровень в классе, который также предоставляет эту функцию, вы получаете эффекты Божественности канала, предоставляемые этим классом, но повторное получение этой функции не дает вам дополнительного использования ее. Вы получаете дополнительные возможности использования только тогда, когда достигнете уровня класса, который явно предоставляет их вам.Например, если вы клерик 6 / паладин 4, вы можете использовать Божественный канал дважды между отдыхами, потому что ваш уровень в классе клерика достаточно высок, чтобы иметь больше применений. Всякий раз, когда вы используете эту функцию, вы можете выбрать любой из доступных вам эффектов Channel Divinity из ваших двух классов.
Если вы получаете возможность класса Extra Attack от более чем одного класса, эти функции не складываются.
Вы не можете совершить более двух атак с этой функцией, если она не говорит, что вы делаете (как это делает боевая версия Extra Attack).Точно так же жуткий призыв чернокнижника Thirsting Blade не дает вам дополнительных атак, если у вас также есть Extra Attack.
Небронированная защита
Если у вас уже есть функция защиты без брони, вы не можете получить ее снова от другого класса.
Колдовство
Ваша способность к колдовству частично зависит от ваших объединенных уровней во всех ваших колдовских классах и частично от ваших индивидуальных уровней в этих классах. Если у вас есть возможность заклинания более чем одного класса, используйте правила ниже.Если вы мультиклассируете, но имеете функцию заклинания только от одного класса, вы следуете правилам, описанным для этого класса.
Известных и подготовленных заклинаний. Вы определяете, какие заклинания вы знаете и можете подготовить для каждого класса индивидуально, как если бы вы были членом этого класса одного класса.
Если вы, например, рейнджер 4 / волшебник 3, вы знаете три заклинания рейнджера 1-го уровня в зависимости от ваших уровней в классе рейнджера. Как волшебник 3-го уровня, вы знаете три заклинания волшебника, и ваша книга заклинаний содержит десять заклинаний волшебника, два из которых (два, которые вы получили, когда достигли 3-го уровня как волшебник) могут быть заклинаниями 2-го уровня.Если ваш Интеллект равен 16, вы можете приготовить шесть заклинаний волшебника из своей книги заклинаний.
Каждое заклинание, которое вы знаете и готовите, связано с одним из ваших классов, и вы используете колдовскую способность этого класса, когда произносите заклинание. Точно так же фокус колдовства, такой как святой символ, может использоваться только для заклинаний из класса, связанного с этим фокусом.
Слотов для заклинаний. Вы определяете свои доступные ячейки заклинаний, складывая вместе все свои уровни в классах барда, клерика, друида, колдуна и волшебника, и половину своих уровней (с округлением в меньшую сторону) в классах паладинов и рейнджеров.
Используйте это количество, чтобы определить свои ячейки заклинаний, сверяясь с таблицей Multiclass Spellcaster.
Если у вас более одного класса колдовства, эта таблица может дать вам ячейки заклинаний уровня выше, чем заклинания, которые вы знаете или можете подготовить. Вы можете использовать эти ячейки, но только для сотворения заклинаний более низкого уровня. Если заклинание более низкого уровня, которое вы читаете, например горящих рук , имеет усиленный эффект при использовании слотом более высокого уровня, вы можете использовать усиленный эффект, даже если у вас нет заклинаний более высокого уровня. уровень.
Например, если вы вышеупомянутый рейнджер 4 / волшебник 3, вы учитываетесь как персонаж 5-го уровня при определении своих слотов заклинаний: у вас есть четыре слота 1-го уровня, три слота 2-го уровня и два слота 3-го уровня. Однако вы не знаете ни заклинаний 3-го уровня, ни заклинаний рейнджера 2-го уровня. Вы можете использовать ячейки заклинаний этих уровней, чтобы произносить заклинания, которые вы знаете, и потенциально усиливать их эффекты.
Pact Magic. Если у вас есть и функция класса Колдовство, и функция класса Магия Пакта из класса чернокнижника, вы можете использовать ячейки заклинаний, которые вы получаете от функции Магии Пакта, для произнесения заклинаний, которые вы знаете или подготовили из классов с функцией класса Колдовство, и вы можете использовать ячейки заклинаний, которые вы получаете от функции класса Spellcasting, чтобы читать заклинания чернокнижника, которые вы знаете.
Multiclass Spellcaster: количество ячеек для заклинаний на уровень заклинания
| Уровень | 1-й | 2-я | 3-й | 4-я | 5-я | 6-я | 7-я | 8-я | 9-я |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1-й | 2 | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 2-я | 3 | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 3-й | 4 | 2 | – | – | – | – | – | – | – |
| 4-я | 4 | 3 | – | – | – | – | – | – | – |
| 5-я | 4 | 3 | 2 | – | – | – | – | – | – |
| 6-я | 4 | 3 | 3 | – | – | – | – | – | – |
| 7-я | 4 | 3 | 3 | 1 | – | – | – | – | – |
| 8-я | 4 | 3 | 3 | 2 | – | – | – | – | – |
| 9-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 1 | – | – | – | – |
| 10-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | – | – | – | – |
| 11-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | – | – | – |
| 12-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | – | – | – |
| 13-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | – | – |
| 14-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | – | – |
| 15-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | – |
| 16-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | – |
| 17-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 18-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 19-е | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | 1 |
| 20-я | 4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 1 | 1 |
ODTUCLASS 2020-2021 ОСЕНЬ
‘) еще документ.
записывать(») var curpos = 10
вар степень = 10
var curcanvas = «canvas0»
var curimageindex = 0
var nextimageindex = 1 function fadepic () {
если (curpos ‘: «»
tempcontainer + = »
tempcontainer = fadeimages [i] [1]! = «»? tempcontainer + »: tempcontainer
вернуть временный контейнер
} function rotateimage () {
if (ie4 || dom) {
resetit (curcanvas)
var crossobj = tempobj = ie4? eval («document.all.» + curcanvas): документ.getElementById (curcanvas)
crossobj.style.zIndex ++
tempobj.style.visibility = «видимый»
var temp = ‘setInterval («fadepic ()», 50)’
droplide = eval (темп)
curcanvas = (curcanvas == «canvas0»)? «холст1»: «холст0»
} еще
document.images.defaultslide.src = fadeimages [curimageindex] [0]
curimageindex = (curimageindex Добро пожаловать в ODTÜClass. Этот сайт служит системой управления обучением для ODTÜ.
Вы можете войти в ODTÜClass со своим идентификатором пользователя и паролем METU. В начале каждого семестра все курсы будут добавлены в ODTÜClass, и все инструкторы будут авторизованы для их курса (ов). Студенты будут добавлены к своим курсам на всем протяжении семестр, поскольку система синхронизируется с Информационной системой по делам студентов (OIBS).
ODTÜClass предлагает преподавателям и студентам богатые инструменты обучения и общения. Вы можете управлять несколькими действиями, такими как совместное использование источников, запрос заданий и задания Turnitin, в которых можно проверить плагиат, совместное использование викторины, отправка электронной почты и многое другое.Кроме того, вы можете использовать журнал успеваемости для оценки академической деятельности учащихся и объявления их оценок.
Для получения разъяснений к Закону о защите личных данных для процедуры дистанционного обучения, нажмите Турецкий —
Английский.
