Какие бывают схемы автомобильных усилителей звука. Как устроены усилители на транзисторах и микросхемах. Каковы особенности многокаскадных усилителей. Как рассчитать и спроектировать схему усилителя.
Основные типы схем автомобильных усилителей
Автомобильные усилители звука можно разделить на несколько основных типов по схемотехнике:
- Усилители на биполярных транзисторах
- Усилители на полевых транзисторах
- Усилители на интегральных микросхемах
- Гибридные усилители, сочетающие различные типы активных элементов
Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их подробнее.
Усилители на биполярных транзисторах
Усилители на биполярных транзисторах — классический вариант построения схемы. Их основные достоинства:
- Высокий коэффициент усиления по току
- Хорошая линейность характеристик
- Возможность работы на высоких частотах
- Низкая стоимость компонентов
Недостатки — относительно низкое входное сопротивление и чувствительность к температуре. Существует три базовые схемы включения биполярных транзисторов:
С общей базой
Такая схема обеспечивает:
- Усиление по напряжению
- Отсутствие усиления по току
- Малое входное сопротивление
- Большое выходное сопротивление
С общим эмиттером
Наиболее распространенная схема. Ее особенности:
- Усиление по напряжению, току и мощности
- Средние значения входного и выходного сопротивлений
- Инверсия фазы сигнала
С общим коллектором
Эта схема характеризуется:
- Усилением по току
- Отсутствием усиления по напряжению
- Большим входным сопротивлением
- Малым выходным сопротивлением
Усилители на полевых транзисторах
Главное преимущество усилителей на полевых транзисторах — очень высокое входное сопротивление. Это позволяет минимально нагружать источник сигнала. Также они отличаются:
- Низким уровнем собственных шумов
- Высокой температурной стабильностью
- Возможностью работы при больших напряжениях
Существует три основных схемы включения полевых транзисторов:
С общим истоком
Самая распространенная схема. Обеспечивает:
- Усиление по напряжению и мощности
- Среднее входное сопротивление
- Высокое выходное сопротивление
С общим затвором
Характеризуется:
- Высоким усилением по напряжению
- Низким входным сопротивлением
- Высоким выходным сопротивлением
С общим стоком
Особенности этой схемы:
- Усиление по току без усиления по напряжению
- Высокое входное сопротивление
- Низкое выходное сопротивление
Усилители на интегральных микросхемах
Усилители на микросхемах обладают рядом преимуществ:
- Компактность
- Высокая надежность
- Низкая стоимость
- Малое энергопотребление
- Простота применения
Наиболее распространены операционные усилители. Их ключевые характеристики:
- Два входа (инвертирующий и неинвертирующий) и один выход
- Очень высокий коэффициент усиления (до 100000)
- Высокое входное и низкое выходное сопротивление
- Широкая полоса пропускания (от 0 до 100 МГц)
На основе операционных усилителей строятся различные функциональные узлы — сумматоры, интеграторы, компараторы и т.д.
Особенности многокаскадных усилителей
Многокаскадные усилители применяются, когда требуется:
- Очень большой коэффициент усиления
- Широкая полоса пропускания
- Низкие искажения
- Высокая нагрузочная способность
По типу межкаскадных связей различают:
Усилители с RC-связями
Их особенности:
- Простота схемы
- Низкая стоимость
- Возможность усиления в широком диапазоне частот
- Не передают постоянную составляющую сигнала
Усилители с трансформаторными связями
Характеризуются:
- Высоким КПД
- Хорошим согласованием каскадов
- Возможностью получения большой выходной мощности
- Ограниченным частотным диапазоном
Усилители с гальваническими связями
Их преимущества:
- Усиление постоянной составляющей сигнала
- Широкая полоса пропускания
- Малые фазовые сдвиги
Недостаток — сложность согласования режимов каскадов по постоянному току.
Как рассчитать и спроектировать схему усилителя
Расчет и проектирование усилителя включает следующие этапы:
- Анализ технического задания, определение основных требований
- Выбор принципиальной схемы и элементной базы
- Расчет режимов работы активных элементов по постоянному току
- Расчет параметров цепей межкаскадной связи
- Расчет амплитудно-частотной характеристики
- Анализ устойчивости и коррекция схемы при необходимости
- Расчет нелинейных искажений
- Проектирование печатной платы
При расчете используются как аналитические методы, так и компьютерное моделирование. Важно обеспечить требуемые параметры усилителя с учетом разброса характеристик компонентов и влияния внешних факторов.
Какие инновации применяются в современных автоусилителях
Современные автомобильные усилители звука активно развиваются. Основные тенденции:
- Применение цифровых усилителей класса D с высоким КПД
- Использование DSP-процессоров для обработки звука
- Переход на импульсные источники питания
- Внедрение систем защиты от перегрузки и короткого замыкания
- Применение адаптивных алгоритмов настройки параметров
- Интеграция с мультимедийными системами автомобиля
Это позволяет создавать компактные, экономичные и высококачественные усилители для автомобильного аудио.
Усилители и генераторы. Схемы, расчет усилителей и генераторов
Содержание страницы
- 1. Схемы усилителей
- Усилители на биполярных транзисторах
- Усилители на полевых транзисторах
- Усилители на микросхемах
- 2. Методика расчета и анализа многокаскадных усилителей
В современной технике широко используется принцип управления энергией, позволяющий при помощи затраты небольшого количества энергии управлять энергией, но во много раз большей. Форма как управляемой, так и управляющей энергии может быть любой: механической, электрической, световой, тепловой и т.д.
Частный случай управления энергией, при котором процесс управления является плавным и однозначным и управляемая мощность превышает управляющую, носит название усиления мощности или просто усиления; устройство, осуществляющее такое управление, называют усилителем. Очень широкое применение в современной технике имеют усилители, у которых как управляющая, так и управляемая энергия представляет собой электрическую энергию.
Управляющий источник электрической энергии, от которого усиливаемые электрические колебания поступают на усилитель, называют источником сигнала, а цепь усилителя, в которую эти колебания вводятся, — входной цепью или входом усилителя. Источник, от которого усилитель получает энергию, преобразуемую им в усиленные электрические колебания, назовем основным источником питания. Кроме него, усилитель может иметь и другие источники питания, энергия которых не преобразуется в электрические колебания. Устройство, являющееся потребителем усиленных электрических колебаний, называют нагрузкой усилителя или просто нагрузкой; цепь усилителя, к которой подключается нагрузка, называют выходной цепью или выходом усилителя.
Усилители электрических сигналов (далее просто усилители), применяются во многих областях современной науки и техники. Особенно широкое применение усилители имеют в радиосвязи и радиовещании, радиолокации, радионавигации, радиопеленгации, телевидении, звуковом кино, дальней проводной связи, технике радиоизмерений, где они являются основой построения всей аппаратуры.
Кроме указанных областей техники, усилители широко применяются в телемеханике, автоматике, счетно-решающих и вычислительных устройствах, в аппаратуре ядерной физики, химического анализа, геофизической разведки, точного времени, медицинской, музыкальной и во многих других приборах.
Типы усилителей
Усилители делятся на ряд типов по различным признакам. По роду усиливаемых электрических сигналов усилители можно разделить на две группы:
- усилители импульсных сигналов, предназначенные для усиления непериодических сигналов, например непериодической последовательности электрических импульсов различной величины и формы;
По ширине полосы и абсолютным значениям усиливаемых частот усилители делятся на ряд следующих типов:
- усилители постоянного тока или усилители медленно меняющихся напряжений и токов, усиливающие электрические колебания любой частоты в пределах от низшей нулевой рабочей частоты до высшей рабочей частоты;
- усилители переменного тока, усиливающие колебания частоты от низшей границы до высшей, но неспособные усиливать постоянную составляющую сигнала;
- усилители высокой частоты (УВЧ), предназначенные для усиления электрических колебаний несущей частоты, например принимаемых приемной антенной радиоприемного устройства;
- усилители низкой частоты (УНЧ), предназначенные для усиления гармонических составляющих непреобразованного передаваемого или принимаемого сообщения.
Усилители низкой частоты характеризуются большим отношением высшей рабочей частоты к низшей, лежащим в пределах 10 — 500 для усилителей звуковых частот и превышающим 105 для некоторых типов видеоусилителей.
Усилители с высшей рабочей частотой порядка сотен килогерц и выше, одновременно имеющие большое отношение высшей рабочей частоты к низшей, обычно называются широкополосными усилителями.
К эксплуатационным показателям относятся: коэффициенты усиления, чувствительность, мощность на входе и коэффициент полезного действия. Коэффициент усиления определяется отношением установившегося значения напряжения, тока или мощности на выходе усилителя к его одноименному значению на входе.
Качественными показателями работы усилителя являются: диапазон усиливаемых частот, вносимые усилителем искажения, уровень помех и т. д.
Большинство современных усилителей многокаскадные (Рис. 1). Входное устройство ВхУ служит для согласования сопротивлений источника сигнала Ист.
С и каскадов предварительного усиления Предв.У и уровней сигнала, симметрирования цепей, разделения постоянной составляющей источника сигнала и входной цепи усилительного элемента.
Рисунок 1 – Структурная схема усилителя
Каскады предварительного усиления усиливают напряжение, ток или мощность до необходимого значения для нормальной работы выходного каскада усилителя Вых.У сигнал с выхода которого через выходное устройство Вых.У поступает в нагрузку Н. Выходные каскады усилителей бывают с непосредственным подключением нагрузки, резисторные, трансформаторные и дроссельные. Их подразделяют на одно- и двухтактные. Каскады предварительного усиления могут быть резисторными или трансформаторными.
Генераторы тока: переменного и постоянного
Отсутствие электричества сегодня не становится проблемой, как в быту, так и в промышленности. Широкий ассортимент генераторов тока позволяет решить проблему быстро, с минимальными трудозатратами. Резервные источники питания незаменимы в современной реальности — всему нужна электроэнергия.
Гарантии, что подачу электроэнергии не прекратят в самый неподходящий момент – не может дать ни она организация. Поэтому резервная электростанция на базе генератора постоянного или переменного тока — важное, а зачастую незаменимое оборудование, которое обеспечивает непрерывность производства, комфорт в бытовой сфере, безопасность и непрерывность технологических процессов.
Что такое генератор тока…
Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков. Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель — именно так работает генератор тока.
В зависимости от того, как вращается магнитное поле (при неподвижном или подвижном проводнике) различают два типа этих электрических машин — генераторы постоянного или переменного тока.
В чем разница между постоянным и переменным током
Вспоминаем уроки физики. Электроток — заряженные микрочастицы, которые «бегут» в определенном направлении. У постоянного тока частицы движутся по прямой, в одном направлении от минуса к плюсу. У переменного движение электронов идет по синусоиде с определенной частотой (полярность между проводами меняется несколько раз за заданный промежуток времени, Рис. 2).
Разница между движением заряженных частиц заложена в принцип работы генераторов электрического тока. Для простого обывателя можно сказать так: в розетке — переменный, в батарейке — постоянный. В качестве частного случая, с очень большим упрощением, можно сказать так: всё что с напряжением до 48 Вольт — всё постоянный, всё что от 100 до 500 Вольт — переменный.
Рисунок 2 – Временная характеристика постоянного и переменного тока
В чем конструктивная разница между генераторами
Несмотря на то, что конечный результат работы электростанций один — потребитель получает электроэнергию, методы преобразования механической энергии в электродвижущую силу и электричество различаются.
Элементы (комплектующие) также отличны.
Особенности конструкции генераторов переменного тока (Рис. 3). Электростанция такого типа состоит из:
- Внешней силовой рамы, изготовленной из высокопрочных сплавов. Корпус рассчитан на интенсивную нагрузку, возникающую при передаче магнитного потока от полюса к полюсу. Проще говоря: чугунный кожух не «пробивается» разрядами тока. Магнитных полюсов, закрепленные на корпусе болтами или шпильками. На «плюс» и «минус» монтируется обмотка.
- Статора. Остов (статор) с катушкой возбуждения изготавливают из ферромагнитных материалов, на сердечнике устанавливают магнитные полюса, которые и образуют магнитное поле.
- Вращающегося ротора (якоря). Задача магнитопровода — снизить вихревые токи и повысить КПД генератора постоянного тока.
- Коммутационного узла, оснащенного щетками (обычно изготовленными из графита) и коллекторными пластинами из меди.
Конструктивной разницы в статоре и роторе между устройствами постоянного и переменного тока нет.
Практически идентичны и силовые рамы. Существенное отличие в комплектации коммуникационного узла. Каждый выход механизма помимо щеток оснащен токопроводящими кольцами. «Закольцованный» ток движется по синусоиде и несколько раз в секунду достигает пика мощности.
Рисунок 3 – Генератор переменного тока
По типу устройства, характеристикам и принципу работы современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные (Рис.4).
Рисунок 4 – Синхронный и асинхронный генератор
Специфика синхронного устройства: скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в рабочем зазоре.
Асинхронным машинам характерны:
- отсутствие электрической связи с ротором;
- вращение якоря под воздействием остаточного механизма статора;
- измененная электрическая нагрузка на статоре.
Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.
Простейший по конструкции генератор постоянного тока работает следующим образом (Рис.
5) :
Рамка вращается вокруг оси, расположенная на корпусе обмотка регулярно проходит через «минус» и «плюс» полюсов. Каждый раз при достижении разнополюсных точек, происходит смена направления тока на противоположное. В выходной цепи благодаря полукольцу, расположенному на коллекторном узле, создается постоянный ток. С помощью щеток с положительного или отрицательного полюса снимается потенциал и по схеме передается потребителю. Такая схема работает в простейшей конструкции, с одним плюсом и минусом.
Рисунок 5 – Принцип работы генератора постоянного тока
К преимуществам генераторов постоянного тока относят:
- небольшой вес и компактность агрегата;
- возможность использовать в экстремальных условиях;
- отсутствие потерь, связанных с вихревыми токами.
Минус: на большую мощность при использовании устройств такого типа рассчитывать не стоит.
Принцип работы генератора переменного тока (Рис.
6) .
Рисунок 6 – Принцип работы генератора переменного тока
Устройства такого типа преобразуют механику в электроэнергию, вращая проволочную катушку в магнитном поле. Ток вырабатывается, когда силовые линии пересекают обмотку. До тех пор, пока магнитное поле соприкасается с проводником, в нем индуцируется электроток. Идентичный принцип действует и в случае, если рамка вращается относительно магнита, пересекая силовые линии.
Основные достоинства генераторов переменного тока
В электростанциях с синусоидальной подачей тока отсутствует реактивная мощность. То есть весь запас электроэнергии (с вычетом потерь на проводах) расходуется на нужды потребителя, а не на поддержание работоспособности устройства.
Плюсами использования генераторов переменного тока являются:
- большая выходная мощность при одинаковых габаритах устройств постоянного и переменного тока;
- выработка электроэнергии на низких скоростях вращения ротора;
- проще конструкция и схема, соответственно, меньше узлов, нуждающихся в техобслуживании и ремонте;
- конструкция токосъемного узла отличается большей надежностью;
- больше эксплуатационный ресурс и меньше эксплуатационные затраты.
Дополнительное преимущество: агрегаты с трехфазным питанием можно использовать для питания высоковольтных потребителей.
Где применяются генераторы постоянного и переменного тока
Оба вида генераторов популярны в бытовой и промышленной сфере.
Станции постоянного тока нашли применение в сфере транспорта.
Так, в трамваях, троллейбусах обычно установлены двигатели, работающие на постоянном токе. Низковольтные устройства незаменимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к централизованной подачи электроэнергии. Например, на борту самолетов. Если большая мощность — не основополагающая характеристика электростанции, то генераторы постоянного тока отлично справятся с питанием оборудования в учебных, медицинских учреждениях, лабораториях. Полноценные дизельные электростанции постоянного тока используются на аэродромах для зарядки и питания бортовых систем летной техники.
Электростанции переменного тока необходимы практически для всего остального.
99% того, что питается от централизованной сети — это устройства переменного тока. Соответственно, аварийное питание этих объектов так же должно осуществляться от соответствующего оборудования.
Усилители электрических колебаний могут усиливать колебания по напряжению, по току, по мощности. Усиление электрических колебаний осуществляется за счет энергии источника постоянного тока. Таким образом, в усилителе происходит преобразование энергии источника постоянного тока в энергию усиливаемого сигнала. Усилители постоянного тока можно рассматривать как усилители электрических колебаний нулевой частоты.
Классификацию усилителей электрических сигналов можно проводить по различным признакам. По виду усиливаемых сигналов усилители подразделяют на усилители гармонических сигналов и усилители импульсных сигналов. По типу используемых в усилителе усилительных элементов усилители подразделяют на магнитные, диэлектрические, ламповые, транзисторные и др. По назначению усилители подразделяют на телевизионные, измерительные, антенные, усилители звуковой частоты и т.
д.
Усилители электрических колебаний звуковой частоты называют также усилителями низкой частоты. Усилители подразделяют на усилители переменного тока (не усиливающие постоянную составляющую сигнала), и усилители постоянного тока (усиливающие сигналы в полосе частот от нуля до некоторой рабочей частоты).
Базовым звеном любого усилителя является усилительный каскад. Обобщенная схема усилительного каскада показана на рисунке 7а.
Под действием управляющего напряжения 𝑈𝑈вх изменяется сопротивление, а, следовательно, и сила тока в выходной цепи усилительного элемента. Обычно ток в выходной цепи элемента изменяется по такому же закону, как и входное управляющее напряжение.
Резистор R и выходные зажимы управляемого элемента образуют резистивный делитель напряжения питания 𝑈𝑈пит.
Управляемый элемент обеспечивает преобразование энергии источника постоянного напряжения в энергию переменного напряжения на частоте усиливаемого сигнала. В качестве управляемых элементов используются электронные лампы, биполярные и полевые транзисторы.
Управляемые элементы называют также усилительными элементами. На рисунке 7б показана схема усилителя, в котором роль управляемого элемента выполняет биполярный транзистор VT1 вместе с резисторами R1, R2 и конденсатором С1. Резисторы R1, R2 и конденсатор С1 необходимы для задания рабочей точки биполярного транзистора.
Рисунок 7 – Обобщенная схема усилительного каскада показана
Усилители на биполярных транзисторах
В усилителях на биполярных транзисторах используется три схемы подключения транзистора: с общей базой (Рис. 8 а, г), с общим эмиттером (Рис.8 б, д), с общим коллектором (Рис. 8 в, е). На рисунках 8 а-в показаны схемы включения транзисторов с питанием входных и выходных цепей от отдельных источников питания, а на рисунках 8 г-е – с питанием входных и выходных цепей транзистора от одного источника постоянного напряжения.
Рисунок 8 – Усилители на биполярных транзисторах
Усилители в схеме включения транзистора с общей базой характеризуются усилением по напряжению, отсутствием усиления по току, малым входным сопротивлением и большим выходным сопротивлением.
Усилители в схеме включения транзистора с общим коллектором характеризуются усилением по току, отсутствием усиления по напряжению, большим входным сопротивлением и малым выходным сопротивлением.
Наибольшее распространение получила схема включения с общим эмиттером. В схеме включения транзистора с общим эмиттером усилитель обеспечивает усиление по напряжению, по току, по мощности. Такой усилитель имеет средние значения входного и выходного сопротивления по сравнению со схемами включения с общей базой и общим коллектором.
Усилители на полевых транзисторах
Усилители на полевых транзисторах характеризуются очень большим входным сопротивлением. В усилителях на полевых транзисторах применяются три схемы включения транзисторов: с общим истоком (Рис. 9а), c общим затвором (Рис. 9б) и с общим стоком (Рис. 9в). Наибольшее распространение получила схема включения транзистора с общим истоком.
На рисунке 9г приведена схема усилительного каскада, в котором используется один источник питания.
Необходимое напряжение на затворе относительно истока получается за счет падения напряжения на резисторе Rи.
Рисунок 9 – Усилители на полевых транзисторах
Сопротивление резистора выбирают таким, чтобы при протекании через него тока истока получилось определенное из стокозатворной характеристики напряжение на затворе относительно истока транзистора. Конденсатор CИ устраняет отрицательную обратную связь по переменному напряжению.
Сопротивление резистора 𝑅𝑅з выбирают с учетом двух противоречивых требований: с одной стороны, сопротивление этого резистора должно быть как можно больше, чтобы получить большее входное сопротивление усилительного каскада; с другой стороны, взять сопротивление резистора очень большим нельзя, т.к. будет нестабильной рабочая точка транзистора.
Нестабильность рабочей точки будет обусловлена температурными изменениями тока, протекающего от плюса источника питания через резистор 𝑅𝑅н, обратно смещенный p-n переход канал-затвор транзистора, резистор 𝑅𝑅з к минусу источника.
Через обратно смещенный p-n переход кремниевого полевого транзистора протекает ток около 1 нА. Сопротивление резистора 𝑅𝑅з выбирают обычно порядка 1 МОм.
Усилители на микросхемах
В радиоэлектронике широкое применение нашли операционные усилители. Свое название они получили потому, что первоначально проектировались для выполнения операций сложения, вычитания, интегрирования, дифференцирования и др.
Операционные усилители в настоящее время выполняются на микросхемах. Основные достоинства интегральных микросхем – высокая надежность, относительно низкая стоимость, малые размеры и масса, малая потребляемая мощность. Операционный усилитель имеет два входа и один выход. У него большое входное сопротивление, малое выходное сопротивление, большой коэффициент усиления постоянного напряжения. У идеального операционного усилителя входное сопротивление равно бесконечности, выходное сопротивление равно нулю, коэффициент усиления бесконечно велик, выходное напряжение равно нулю при одинаковых напряжениях на обоих входах.
Реальные операционные усилители имеют коэффициент усиления до 105, полосу частот от нуля до 100 МГц, выходное напряжение, отличное от нуля при входном напряжении равном нулю.
Такому выходному напряжению соответствует некоторый мнимый входной сигнал, который называют напряжением смещения нуля. Напряжение смещения нуля изменяется при изменении температуры. Напряжение смещения нуля достаточно часто компенсируют подачей внешнего
постоянного напряжения противоположной полярности. Операционные усилители питаются от двух одинаковых источников напряжения, имеющих общую точку. Один из входов операционного усилителя называется инвертирующим, а другой – неинвертирующим. Фаза сигнала на выходе усилителя совпадает с фазой сигнала на неинвертирующем входе и противоположна фазе сигнала на инвертирующем входе.
В настоящее время имеется достаточно широкий ассортимент различных усилителей, выполненных на микросхемах. Это усилители высокой частоты, усилители промежуточной частоты, усилители низкой частоты и др.
В последние годы очень популярными стали антенные усилители для улучшения качества приема телевизионных передач. Существует много вариантов построения принципиальных схем антенных усилителей, и в большинстве из них реализуется подача питания по тому же коаксиальному кабелю, по которому передается сигнал к телевизору желательного эффекта, т.к. наряду с усилением сигнала усиливаются и шумы.
При расчете усилителей первоочередной задачей является проведение сравнительного анализа схемотехники усилителей аналогичного назначения. Кроме того, необходимо учитывать новейшие достижения усилительной техники и современной элементной базы.
Многокаскадные усилители применяются в тех случаях, когда простейшие однокаскадные усилители не удовлетворяют по тем или иным параметрам:
- недостаток и нестабильность усиления;
- большие нелинейные искажения;
- низкая нагрузочная способность;
- минимум выходного напряжения шумов.
Кроме того, многокаскадные усилители предназначены для получения больших значений коэффициента усиления.
Принцип построения многокаскадных усилителей заключается в последовательном соединении нескольких одиночных каскадов. При этом решается задача согласования входных и выходных сигналов различных каскадов как по постоянному, так и по переменному току.
По виду межкаскадных связей усилители классифицируются на две группы:
- усилители переменного тока;
- усилители постоянного тока.
К первой группе относятся усилители с трансформаторными и RCсвязями, а ко второй – усилители с гальваническими связями. Особенностью усилителей первой группы является отсутствие между отдельными каскадами связи по постоянному току. Ввиду этого в каждом отдельном каскаде можно установить наиболее оптимальный режим работы по постоянному току, например, с точки зрения коэффициента усиления или вносимых искажений. Однако, если в этих усилителях входной сигнал кроме переменной содержит и постоянную составляющую, то после усилителя информация о постоянной составляющей будет потеряна.
В усилителях с гальваническими связями необходимо согласование сигналов как по постоянному, так и по переменному току.
Это накладывает определенные ограничения на выбор режимов работы транзисторов и в большинстве случаев существенно затрудняет проектирование усилителя. Курсовое проектирование посвящено усилителям с RC-связями, как наиболее совместимым с методами современной технологии.
При проектировании усилителей переменного тока необходимо правильно выбирать элементы межкаскадной связи, поскольку именно эти элементы в большей степени определяют полосу пропускания усилителя. Основным критерием выбора элементов межкаскадной связи является уровень вносимых частотных искажений. Задачей расчета является обеспечение уровня вносимых искажений не больше заданного, т.е. обеспечение требуемой полосы пропускания усилителя. Принцип расчета цепей межкаскадных связей одинаков для усилителей как на биполярных транзисторах, так и на полевых транзисторах.
Расчет усилителя по переменному току состоит в определении усилительных характеристик и параметров схемы усилителя. На первом этапе по известным математическим моделям транзисторов составляется математическая модель всей схемы (так называемая электрическая эквивалентная схема).
На втором этапе рассматривают по этой модели искомые характеристики и параметры известными методами расчета электрических цепей. По отношению к сигналам малой амплитуды (это вполне естественно, т.к. усилители собственно и предназначены для усиления слабых сигналов) транзистор можно рассматривать как линейное устройство. Это существенно упрощает расчет, т.к. возможно применение хорошо развитых методов расчета линейных электрических цепей.
Просмотров: 55
Схемы усилителей
- Главная
- Блог
-
Собери сам
- Схемы усилителей
- Схемы источников питания
- Схемы на МК
org/ListItem»>
Схемы усилителей
/blog/list/shemyi-usilitelej/
Схемы усилителей
-
Основы электроники
- Компоненты
- Ликбез
- Пошаговое изучение
- Аналоговая схемотехника
- Цифровая схемотехника
-
Читалка
- Книги для начинающих
- Книги для продвинутых
- Другие
- Уроки для начинающих
-
Инструмент
- Паяльные прилады
- Измерительные приборы
- Закрома Родины
-
Программы
- Рисовалки печатных плат
- Симуляторы схем
-
Микроконтроллеры
- Устройство и принципы работы
- Программаторы
- Алгоритмы для МК
- Распиновки
- Arduino и прочие
-
Практика
- Простые схемы
- Любительские истории
- Радиолюбительские технологии
- Техразбор
-
Собери сам
- Схемы усилителей
- Схемы источников питания
- Схемы на МК
Присоединяйся к нам!!
Car Amplifiers Glossary
Команда авторов Crutchfield состоит из более чем 20 штатных копирайтеров и редакторов, которые разделяют страсть к бытовой электронике.
Помимо создания статей и видеороликов, которые вы найдете на веб-сайте Crutchfield, эти трудолюбивые и талантливые люди также пишут информационные тексты для продуктов на нашем веб-сайте и статей в каталоге Crutchfield.
Наши авторы постоянно изучают новейшие продукты, технологии и отраслевые тенденции, чтобы предоставить вам максимально полезную информацию.
Подробнее от команды по написанию Crutchfield
Ford Mustang
Gram H 1998 Dodge Dakota
Crutchfield Live Giveaway
Crutchfield: The Podcast
. s 2006 Pontiac Solstice
Щелкните букву ниже, чтобы перейти к соответствующему разделу глоссария.
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А
Генератор
Пока двигатель работает, генератор вашего автомобиля является основным источником электроэнергии для самого автомобиля и любой установленной вами системы послепродажного обслуживания. Вы можете рассчитывать на то, что около 40% мощности вашего генератора переменного тока (ампер) доступно для питания системы послепродажного обслуживания.
Ампер
Единица измерения тока или электрического «потока» через цепь — количество электрического заряда, проходящего в секунду. Это обычно сокращается как «усилитель», и его не следует путать со словом «усилитель», которое также обычно сокращается как «усилитель».
Усилитель
Усилитель — это электронное устройство, которое усиливает электрический сигнал. Автомобильный усилитель повышает напряжение и силу тока входного сигнала, поэтому мощность сигнала также увеличивается. Усилители часто называют «амперами», но не следует путать их с амперами, которые также называются «амперами».
AWG
Американский калибр проводов (AWG) — это стандарт для измерения диаметра электрических проводов и кабелей. Чем меньше номер AWG, тем толще провод. Автомобильные усилители требуют больших токов, чтобы получить достаточно энергии от аккумулятора для правильной работы. Чем больше мощность усилителя, тем длиннее должны быть провода, которые обеспечивают питание.
Провода 8-го и 4-го калибра обычно используются для питания автомобильных усилителей.
наверх
B
Полосовой фильтр
Полосовой фильтр пропускает частоты, находящиеся в пределах определенного диапазона, но блокирует частоты, которые выше и ниже этого диапазона. Полосовой фильтр фактически использует как фильтр верхних частот для блокировки низких частот, так и фильтр нижних частот, который блокирует высокие частоты. Полосовые фильтры часто используются со среднечастотными динамиками, чтобы убрать очень высокие и очень низкие ноты.
Бас
Нижняя часть звукового спектра, простирающаяся от самой низкой слышимой ноты в 20 Гц до примерно 100 Гц, считается басом. Для воспроизведения басовых нот требуется гораздо большая мощность усилителя, чем для других частот, из-за большого размера басовых звуковых волн и большого количества движения воздуха, необходимого для их воспроизведения.
Усиление басов
Увеличивает выход низких частот.
Обычно центрируется где-то между 40 и 90 Гц, многие усилители имеют схемы с переменным управлением, которые позволяют увеличивать уровень баса с шагом в дБ (т.е. 0-12 дБ при 45 Гц). Некоторые настраиваемые усиления басов позволяют регулировать центральную частоту, изменяя характер баса.
Если вы решите усилить басы, вам потребуется повторно отрегулировать усиление усилителя, чтобы компенсировать усиление и предотвратить клиппирование и искажения усилителя.
Двухполосное усиление
Двухполосное усиление или двухканальное усиление — это когда каждый компонент акустической системы — например, твитер или низкочастотный динамик — управляется собственным отдельным каналом усилителя. При двойном усилении необходимо использовать кроссоверы, чтобы низкие частоты не попадали в твитеры, а высокие – в вуферы. Двухполосное усиление (также называемое «работающим активным») позволяет вам гораздо лучше контролировать мощность и тон вашей системы, чем с «пассивной» системой, где каждая пара твитеров и низкочастотных динамиков управляется одним каналом усилителя.
Мостовое питание
Когда вы соединяете усилитель, вы объединяете выходную мощность двух каналов в один канал. Например, 2-канальный усилитель, который выдает 75 Вт RMS на канал при 4 Ом, может выдать до 200 Вт RMS при 4 Ом на один канал при мостовом подключении. Из-за такой высокой выходной мощности мостовое подключение является отличным способом управления сабвуфером.
Если ваш усилитель поддерживает мостовое соединение, в руководстве пользователя будет указано, как это сделать. Каждый усилитель индивидуален, но обычно усилитель шунтируется путем подключения проводов динамика к положительной (+) клемме одного канала и отрицательной (-) клемме другого канала. Тем не менее, вы должны обязательно ознакомиться с руководством пользователя, прежде чем пытаться соединить усилитель мостом.
Кроме того, имейте в виду, что большинство усилителей должны выдерживать нагрузку не менее 4 Ом при мостовом подключении, иначе они могут перегреться и отключиться.
Если вы хотите подключить свой усилитель мостом, вам следует запланировать использование 4-омного динамика или сабвуфера. (Опять же, перед использованием усилителя в мостовом режиме обратитесь к руководству.)
Встроенные кроссоверы
Большинство усилителей имеют кроссоверы, встроенные в их схемы. Кроссоверы состоят из фильтров верхних и нижних частот. Часто используемый для предотвращения попадания высоких частот на сабвуфер, фильтр нижних частот позволяет усиливать только частоты ниже точки кроссовера. Фильтр высоких частот позволяет усиливать только частоты выше точки кроссовера, что полезно для защиты низких частот от маленьких динамиков, чтобы они могли воспроизводиться более эффективно. Кроссоверы обычно указываются как переменные или выбираемые. Плавная регулировка означает, что кроссовер можно свободно настроить на любую частоту между указанными конечными точками. Возможность выбора означает, что вы можете выбрать одну из нескольких предустановленных точек кроссовера.
наверх
C
Конденсатор
Конденсатор — это электронный компонент, который накапливает и высвобождает электрический заряд. Сверхмощные конденсаторы часто используются в качестве буферной зоны между вашим усилителем и электрической системой вашего автомобиля, чтобы предотвратить затемнение света автомобиля во время громкого воспроизведения. Они накапливают запас мощности, который может удовлетворить пиковые потребности усилителя (например, удары большого барабана) без необходимости получать дополнительный ток от батареи. Все усилители имеют встроенные конденсаторы, хотя в высокопроизводительных усилителях используются более крупные и эффективные конденсаторы. Внешние конденсаторы подключаются к кабелю питания непосредственно перед тем, как он достигнет вашего усилителя.
CEA-2006-совместимый (CTA-2006-совместимый)
28 мая 2003 г. Ассоциация бытовой электроники (теперь известная как Ассоциация потребительских технологий) опубликовала стандарт CEA-2006 «Методы тестирования и измерения для мобильных аудиоусилителей».
Этот «добровольный» стандарт защищает единый метод определения среднеквадратичной мощности усилителя и отношения сигнал/шум. При напряжении 14,4 В среднеквадратичная мощность Вт измеряется при импедансной нагрузке 4 Ом при 1% общего гармонического искажения (THD) плюс шум в диапазоне частот (для усилителей общего назначения) от 20 Гц до 20 000 Гц. Отношение сигнал/шум измеряется в взвешенных абсолютных децибелах (дБА) при опорной мощности 1 Вт на 4 Ом. Это относится как к внешним усилителям, так и к усилителям встроенных приемников.
CEA-2006 позволяет потребителям сравнивать автомобильные усилители и ресиверы на равной основе. Производители, решившие следовать новому стандарту, могут маркировать свои продукты логотипом CEA-2006, который гласит: «Стандарт мощности усилителя соответствует CEA-2006».
Классы усилителей
Усилитель классифицируется в соответствии с его схемой и способом питания выходных каскадов. Хотя некоторые могут предположить, что каждой части входного сигнала соответствует 100% выходной сигнал усилителя, рассеивание мощности (в виде тепла) и искажение аудиосигнала являются двумя ключевыми факторами, определяющими эффективность и точность воспроизведения усилителя.
. Каждый класс имеет свои характеристики производительности и преимущества.
- Усилители класса A желательны из-за высокого качества звука, но из-за конфигурации транзисторов усилитель чистого класса A неэффективен и сильно нагревается. Это связано с тем, что даже при отсутствии звукового сигнала через выходные транзисторы всегда протекает ток. Ток, протекающий через выходные транзисторы (без аудиосигнала), приводит к ненужному нагреву усилителя и «трате впустую» входной энергии. Большинство автомобильных усилителей со схемой «класса А» на самом деле представляют собой гибриды класса А/класса АВ.
- Выходные транзисторы усилителей класса B фактически отключаются на половине каждого цикла сигнала. Это повышает эффективность и экономит энергию, но вносит некоторые искажения во время периодов переключения.
- Усилители класса AB также пропускают ток через выходные транзисторы при отсутствии аудиосигнала, но на гораздо более низком уровне.
Усилитель класса AB работает с меньшим нагревом и, следовательно, более эффективно, чем усилитель класса A, с низким уровнем искажений и высокой надежностью. В течение многих лет класс AB был стандартом для автомобильных усилителей. - Усилители класса D используют выходные транзисторы в качестве переключателей для управления распределением мощности — транзисторы быстро включаются и выключаются не менее двух раз в течение каждого цикла сигнала. Усилители класса D отличаются более высокой эффективностью, выделяют меньше тепла и потребляют меньше тока, чем традиционные усилители класса AB. Усилители класса D производят более высокие искажения, чем конструкции AB, из-за высокоскоростного включения и выключения транзисторов, но это искажение возникает на частотах выше слышимости и легко устраняется фильтром нижних частот. Достижения в дизайне класса D позволили увеличить мощность при меньших габаритах, что сделало эти усилители популярными для многих людей.
- Усилитель BR («Boosted Rail») использует конденсаторы для повышения внутреннего рабочего напряжения усилителя до 24 вольт всякий раз, когда пик выходного сигнала превышает 12 вольт, соответственно увеличивая мощность усилителя.
Конденсаторы перезаряжаются каждый раз, когда волна сигнала падает ниже 12 вольт между пиками.
Вы увидите несколько других конструкций усилителей, но, вообще говоря, все они являются вариациями приведенных выше базовых схем. На нашем сайте вы можете найти особенности каждого усилителя во вкладке «Подробности».
Отсечение
Отсечение происходит, когда превышена максимальная пропускная способность аудиосхемы. Схема не будет воспроизводить самые высокие и самые низкие части сигнала, «отсекая» круглые верха и нижние части музыкальных сигналов, оставляя их квадратными и внося огромное количество искажений в выходной сигнал. Отсечение можно услышать как хруст или жестяной звук на музыкальных пиках. Обрезанный сигнал, особенно тот, который был усилен, может быть очень разрушительным для ваших колонок и сабвуферов.
Точка пересечения
В фильтрах верхних частот, фильтрах нижних частот и кроссоверах точкой кроссовера является частота, на которой уровень выходного сигнала снижается на 3 дБ, что составляет половину его уровня мощности.
Перекрестный наклон
Скорость, с которой кроссовер ослабляет заблокированные частоты. Наклон выражается в децибелах на октаву. Кроссовер 6 дБ на октаву снижает уровень сигнала на 6 дБ в каждой октаве, начиная с точки кроссовера. Это означает, что каждый раз, когда частота аудиосигнала изменяется в 2 раза (одна октава), уровень аудиосигнала будет изменяться на 6 дБ. Например, если ваш фильтр нижних частот настроен на 80 Гц с наклоном 6 дБ, вы увидите падение уровня на 6 дБ на частоте 160 Гц. При крутизне 12 дБ и выше вы практически не услышите выходной сигнал за пределами точки кроссовера.
Текущий
Ток, измеряемый в амперах, описывает количество электрического заряда, проходящего через цепь в секунду. Чтобы выдать мощность (ватт), необходимую для успешного управления динамиками или сабвуфером, при ограниченном низком напряжении (12 вольт) бортовой сети автомобиля усилитель потребляет и выдает большое количество тока. Сильный ток, присутствующий в проводке питания автомобильного усилителя, опасен, поэтому использование провода и предохранителей надлежащего сечения имеет решающее значение для вашей безопасности и безопасности вашего автомобиля.
наверх
D
Коэффициент демпфирования
Демпфирование — это способность усилителя останавливать вибрацию диффузора динамика после прекращения сигнала. Усилитель с хорошим демпфированием воспроизводит звук чисто, без намека на непреднамеренное эхо или реверберацию. Чем выше коэффициент демпфирования, тем выше точность. И не забывайте — это демпфирование, а не демпфирование (что означает намокание).
Децибел (дБ)
Стандартная единица измерения для выражения относительной разности мощности или амплитуды. Децибел описывает отношение между значением измерения и точкой отсчета. В случае со звуком он часто представляет собой громкость или уровень звукового давления (SPL). Один дБ — это наименьшее изменение громкости, которое может обнаружить большинство людей. Разница в 1 дБ едва заметна, но разница в 10 дБ велика — динамик, играющий на 10 дБ выше громкости, будет звучать примерно в два раза громче.
Еще один факт о дБ: для любого набора динамиков увеличение уровня звука (SPL) на каждые 3 дБ требует удвоения мощности усилителя.
Искажение
Искажение — это нежелательное дополнение к исходному сигналу, которое изменяет его звучание. Увеличение и уменьшение громкости не в счет. Типичные искаженные звуки включают слышимое гудение, хлопки, хриплые звуки и голоса, а также треск ударов барабана. Искажение чаще всего возникает из-за того, что система играет слишком громко.
вернуться наверх
E
Эффективность
Эффективность усилителя определяется тем, сколько он выдает по сравнению с тем, сколько он потребляет. Типичный усилитель класса AB, выдающий среднеквадратичную мощность 100 Вт, будет получать среднеквадратичную мощность 200 Вт от своего источника, что дает рейтинг эффективности 50%. Усилители класса D, как правило, более эффективны, чем усилители AB, часто достигая 75% или 80%, что позволяет им быть более компактными, поэтому они могут поместиться в большем количестве мест в автомобиле.
вернуться наверх
F
Обратная связь
Обратная связь относится к выходу устройства, воспринимаемому его входом.
Для систем громкой связи это очень плохо, поскольку они производят знакомый и громкий звенящий шум. Но во внутренней схеме усилителя выходные сигналы часто возвращаются на входную секцию, чтобы уменьшить шум и искажения.
Частотная характеристика
В аудио «частота» — это другое слово для «ноты» или высоты тона. Частотная характеристика аудиоустройства является мерой того, насколько хорошо устройство обрабатывает все ноты в слышимом спектре, от самых низких до самых высоких. Сообщается, что человеческий слух имеет частотную характеристику от 20 до 20 000 Гц, но с возрастом высокие частоты снижаются.
Предохранитель
Предохранители существуют для того, чтобы уберечь вашу проводку, ваш автомобиль и вашу жизнь от возгорания в случае короткого замыкания или другой катастрофической перегрузки. Вы всегда должны предохранять свой основной силовой кабель как можно ближе к аккумулятору, чтобы в случае аварии у вас не было опасного провода под напряжением, проходящего по всему вашему автомобилю.
Замена пятидолларового предохранителя намного дешевле, чем замена автомобиля. Страховые компании, вероятно, не покроют ущерб из-за небрежности, которую демонстрирует отсутствие предохранителя.
вверх
G
Усиление
Усиление, применительно к автомобильным усилителям, относится к регулировке входной чувствительности, необходимой для согласования входа усилителя с выходом приемника. Правильная установка коэффициента усиления уменьшает фоновый шум и предотвращает «отсечение» усилителя, которое может повредить динамики.
Заземление
Земля — это точка отсчета (ноль вольт) для измерения напряжения, мощности и сигнала. Он завершает поток энергии системы от батареи через усилитель и обратно к батарее. В автомобильной электронике металлический каркас автомобиля шлифуется. Это то, к чему напрямую подключена отрицательная клемма аккумулятора. В автомобильной аудиосистеме ненадежное заземление вызывает больше проблем, чем что-либо еще.
Убедитесь, что ваш усилитель надежно заземлен на основное шасси вашего автомобиля, вся грязь и краска удалены в местах контакта.
вверх
H
Высота над уровнем моря
Запас громкости — это расстояние между нормальным уровнем прослушивания и самым громким уровнем, который усилитель может воспроизвести быстро и чисто — например, когда этого требует музыка. Небольшой запас по перегрузке означает, что ваш усилитель не может очень хорошо воспроизводить внезапные всплески энергичной музыки. Чем мощнее ваш усилитель, тем больше у него запаса мощности.
Радиатор
Радиатор — это металлическая конструкция, используемая в электронике для отвода тепла от важных компонентов и рассеивания его в воздухе, обычно через ребра охлаждения.
Фильтр верхних частот
Фильтр верхних частот — это электронная схема, которая удаляет все ноты ниже настройки частоты фильтра. Например, фильтр верхних частот, настроенный на 100 Гц, пропустит весь сигнал с частотой выше 100 Гц, но заблокирует все сигналы с частотой ниже 100 Гц.
Фильтры верхних частот в основном используются для предотвращения искажения басовых нот автомобильными динамиками и твиттерами.
вернуться к началу
I
ICEPower
ICEPower — это технология, разработанная Bang and Olfsen, которая уменьшает искажения в усилителях класса D за счет быстрой выборки и коррекции выходного сигнала по отношению к входному сигналу.
Полное сопротивление
Импеданс — это противодействие или сопротивление протеканию переменного тока катушкой, катушкой индуктивности или электрической цепью на заданной частоте. Импеданс измеряется в омах. Хотя производители автомобильной аудиосистемы указывают импеданс большинства автомобильных динамиков на уровне 4 Ом, импеданс динамика на самом деле не является постоянной величиной. Фактический импеданс меняется с частотой и может сильно варьироваться. Таким образом, хотя 4 Ом является стандартным сопротивлением в автомобильной аудиотехнике, этот стандарт является скорее средним сопротивлением для динамиков и усилителей, когда они работают в той части звукового спектра, для которой они предназначены.
вернуться к началу
J
Закон Джоуля
Мощность (ватты) = ампер x вольт. Ошибочно упоминается как вторая часть закона Ома.
наверх
K
наверх
L
Преобразователь линейного выхода (LOC)
LOC — это устройство, используемое для подключения входов усилителя к проводке динамиков автомобиля, что снижает усиленный сигнал до уровня, с которым может справиться усилитель.
Загрузка
Усилитель воспринимает динамик или сабвуфер как рабочую нагрузку, которая оказывает сопротивление его выходу. Чем выше импеданс динамика, тем большую нагрузку воспринимает усилитель. Все усилители предназначены для работы с определенными нагрузками. Слишком большая нагрузка, и усилитель захлебнется и не сможет передать всю свою мощность на динамик. Слишком легкая нагрузка, и усилитель выходит из-под контроля, забирая энергию из электрической системы и перегреваясь.
Громкость
Громкость — это субъективное восприятие, связанное с уровнем звукового давления (SPL), но никто точно не знает, как именно. Удвоение мощности сигнала, дающее ему усиление SPL на 3 дБ, не делает его звучание вдвое громче. Увеличение SPL на 10 дБ будет звучать примерно в два раза громче.
Фильтр нижних частот
Фильтр нижних частот представляет собой электронную схему, которая удаляет все ноты выше настройки частоты фильтра. Фильтр нижних частот, установленный, например, на 100 Гц, блокирует ноты выше 100 Гц и пропускает те, что ниже. Фильтры нижних частот в основном используются для удержания высоких нот сабвуферов.
вверх
M
Моноусилитель
Моно (или монофонические) усилители представляют собой одноканальные усилители, хорошо подходящие для низкочастотных приложений, поскольку человеческое ухо не может различить стереозвук в диапазоне экстремальных низких частот.
Кроме того, поскольку моноусилители стабильны до 2 Ом, вы можете безопасно подключить их к двум 4-омным низкочастотным динамикам, подключенным параллельно.
МОП-транзистор
Металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы (MOSFET) имеют более высокую скорость переключения, чем обычные биполярные транзисторы, и выделяют очень мало тепла. МОП-транзисторы обеспечивают быстрый отклик и высокую эффективность.
к началу
N
к началу
O
Ом
Единица измерения импеданса или сопротивления. Он говорит вам, насколько устройство будет сопротивляться потоку тока, данному ему. Если вы возьмете два сигнала с одинаковым напряжением и пошлете один на динамик с сопротивлением 4 Ом, а другой — на динамик с сопротивлением 8 Ом, через динамик с сопротивлением 4 Ом будет протекать вдвое больший ток. Другими словами, 8-омный динамик потребует в два раза больше мощности (мощности) для воспроизведения на том же уровне громкости.
Закон Ома
Вольты = амперы x сопротивление (Ом). Закон Ома, часто используемый с законом Джоуля (ватты = ампер x вольт), является мощным и необходимым инструментом для согласования усилителей с динамиками и сабвуферами.
вверх
P
Полярность
Полярность описывает, как подключаются положительный и отрицательный провода питания и провода динамика. Правильная полярность означает, что батарея подключена правильно — плюс к питанию, минус к земле — и что все динамики подключены таким образом, что их положительные клеммы подключаются к положительным клеммам усилителя, а их отрицательные клеммы — к отрицательным клеммам усилителя. Последнее гарантирует, что все диффузоры динамиков будут двигаться вперед при положительных электрических импульсах и назад при отрицательных импульсах. Фаза, которую часто путают с полярностью, описывает акустическое выравнивание звуковых волн, а полярность описывает, как динамики соединены вместе.
Мощность
Мощность – это количество работы, выполняемой за секунду, выраженное в ваттах. Это произведение количества электрического тока (ампер) и давления (вольт) на этот ток.
Выход предусилителя
Выходы предусилителя на усилителе позволяют передавать сигнал линейного уровня на дополнительные усилители, избавляя вас от необходимости прокладывать более длинные патч-корды к ресиверу или использовать ненадежные Y-адаптеры для подключения всех ваших усилителей.
наверх
Q
вернуться наверх
R
Разъемы RCA
Первоначально Radio Corporation of America (RCA) разработала эти несбалансированные штыревые разъемы, также называемые фоно-разъемами, для радиоприемников и телевизоров, которые они производили в 1930-х годах. Теперь они стали отраслевым стандартом для соединения компонентов бытовой электроники.
Сопротивление
Противодействие течению электрического тока.
Сопротивление измеряется в Омах.
Среднеквадратичная мощность в сравнении с пиковой мощностью
Количество непрерывной мощности, измеряемой в ваттах, которую производит усилитель, называется среднеквадратичной мощностью. RMS («среднеквадратичный») — это математический способ получения полезного среднего значения при обсуждении возможностей мощности. Чем выше показатель RMS, тем громче и чище звучит ваша музыка. При выборе усилителя номинал RMS — это единственная номинальная мощность, на которую следует обращать внимание.
Также имейте в виду, что некоторые производители рассчитывают среднеквадратичную номинальную мощность своих усилителей при различных входных напряжениях. Например, усилитель со среднеквадратичной мощностью 100 Вт при напряжении 12 вольт может производить значительно большую мощность, чем усилитель со среднеквадратичной мощностью 100 Вт при более типичных 14,4 вольт.
Производители стереосистем часто указывают номинальную мощность на лицевой стороне своей продукции.
Пиковая мощность говорит вам о максимальной мощности, которую усилитель может выдать в виде короткого всплеска во время музыкального пика, например, драматического барабанного акцента. Среднеквадратичное значение более важно и более показательно для долговременной работы усилителя.
Среднеквадратическая мощность при 2 Ом
Усилители обычно рассчитаны на нагрузку 4 Ом, но эта спецификация говорит вам, насколько больше мощности выдает ваш усилитель при нагрузке 2 Ом. Вы можете получить 2-омную нагрузку, подключив параллельно два 4-омных динамика вместе или используя 2-омный динамик или сабвуфер.
Теоретически выходная мощность усилителя должна точно удваиваться при снижении импеданса с обычных 4 Ом до 2 Ом. Однако многие производители усилителей используют в своих источниках питания различную степень регулирования напряжения, что может ограничивать фактическое увеличение выходной мощности.
наверх
S
Отношение сигнал/шум
Эта спецификация, измеряемая в децибелах (дБ), сравнивает силу полезного сигнала (музыки) с уровнем фонового шума.
Более высокое значение указывает на меньший фоновый шум.
Уровень звукового давления (SPL)
SPL измеряется в дБ — акустическое измерение звуковой энергии. Один дБ SPL — это наименьшая слышимая разница в уровне звука. 0 дБ SPL — это порог слышимости человека, а шум в 120 дБ может повредить ваш слух.
Вход уровня динамика
Входы уровня динамиков, также называемые входами высокого уровня, принимают сигнал с выходов динамиков ресивера, что позволяет подключить усилитель к ресиверу, у которого отсутствуют выходы предусилителя RCA. Другими словами, усилитель с входами уровня динамиков имеет встроенный преобразователь линейного выхода (LOC).
Дозвуковой фильтр
Инфразвуковой фильтр, также называемый инфразвуковым фильтром, отсекает очень низкие частоты (часто находящиеся ниже диапазона человеческого слуха), которые многие динамики и сабвуферы не могут эффективно воспроизвести, тем самым повышая эффективность усилителя и динамика.
Дозвуковые фильтры также используются с корпусами сабвуферов с портами, чтобы уменьшить громкие гулкие ноты вокруг резонансной частоты коробки.
к началу страницы
T
Суммарные гармонические искажения (THD)
Величина изменения гармонического состава сигнала по мере его усиления. Более низкий показатель указывает на меньшее изменение и более точный усилитель. THD ниже 1% не слышен.
Трехсторонний выход
Эта установка, иногда называемая двойным режимом, обеспечивает одновременное питание пары стереодинамиков и одного сабвуфера от выходов одного 2-канального усилителя. Для этого требуется внешний кроссовер Tri-Way, который подключается в линию между вашим усилителем и динамиками. Эта установка редко используется сегодня и обычно не используется в современных 2-канальных усилителях.
Стереоусилитель с поддержкой Tri-Way может питать пару стереодинамиков и один сабвуфер.
Провод включения
Провод небольшого сечения, идущий от ресивера к усилителю, который включает усилитель при включении ресивера.
наверх
U
наверх
В
Вольт
Единица электрической силы, аналогичная давлению. Напряжение проталкивает ток через электрическую цепь и по значению равно току, измеренному в амперах, умноженному на сопротивление в омах.
Том
Субъективное восприятие того, насколько громким является звук или насколько хорошо он заполняет пространство для прослушивания. Громкость и громкость субъективны, потому что все реагируют на звук по-разному. Уровень звукового давления (SPL) или интенсивность — это объективное измерение, используемое для сравнения звуков разной громкости.
вверх
Вт
Вт
Единица измерения мощности или того, сколько работы что-то делает. Мощность усилителя или звуковой системы используется как грубая мера того, насколько громко они могут играть. В электрических цепях мощность, измеряемая в ваттах, равна напряжению, умноженному на силу тока, измеряемую в амперах.
наверх
X
наверх
Y
Y-образный шнур
Y-образный шнур используется для разделения одного сигнала на два входа. Y-образные шнуры никогда не должны использоваться для объединения двух выходов вместе, так как это может повредить оба.
вернуться к началу
Z
вернуться к началу
Посмотрите, как изменились конструкции автомобильных усилителей
За последние несколько десятилетий конструкции автомобильных усилителей сильно изменились. Современные усилители имеют больше функций, а также повышенную эффективность, и они предлагают потребителям более выгодную цену, чем их предшественники. В этой статье будут рассмотрены ключевые компоненты конструкции мобильных усилителей звука, их эволюция и преимущества.
В конструкции усилителя сбалансированы мощность и эффективность
Когда инженер приступает к разработке усилителя, он должен указать значения, размеры и допуски сотен различных компонентов.
Наиболее важными из них с точки зрения производительности усилителя являются операционные усилители (операционные усилители), транзисторы или интегральные схемы, используемые в драйверном каскаде, и транзисторы или МОП-транзисторы, используемые в выходном каскаде.
Корпуса транзисторов
Во многих ранних конструкциях аудиоусилителей использовались транзисторы в корпусе TO-3. Эти большие корпуса были в первую очередь радиатором для небольшой схемы внутри. Тонкие провода соединяли штифты на дне с платой и клеммами. Устройства в корпусе TO-3 были представлены Motorola примерно в 1955 году как модернизация электронных ламп. Хотя металлический корпус обеспечивает хорошую теплоемкость, его размер делает усилители излишне большими.
Транзисторы ТО-220 и ТО-265 в пластиковом корпусе и МОП-транзисторы позволили разработчикам значительно уменьшить габариты усилителей. Эти корпуса было намного проще прикрепить к радиатору, а уменьшение длины соединения между клеммами, наряду с улучшениями в конструкции компонентов, позволило повысить эффективность и увеличить скорость переключения.
Современные транзисторы для поверхностного монтажа и МОП-транзисторы могут пропускать огромные токи с невероятно высокой скоростью переключения. Увеличение скорости переключения улучшило качество аудиосхем класса D, и теперь они могут конкурировать со многими конструкциями A/B. Точно так же более низкие значения внутреннего сопротивления позволяют уменьшить общий размер этих устройств, что делает конструкцию усилителя более компактной.
Сборка изделия
Значительная часть стоимости сборки усилителя приходится на время, необходимое для размещения компонентов на печатной плате. Устройства со сквозным отверстием, такие как конденсаторы, катушки индуктивности, корпусные транзисторы TO-220/TO-265, МОП-транзисторы и резисторы, необходимо устанавливать вручную.
Это медленный и дорогостоящий процесс. В настоящее время считающиеся частично устаревшими устройства и платы со сквозными отверстиями были стандартом в конструкции автомобильных усилителей на протяжении многих десятилетий.
В более современных конструкциях используются конденсаторы для поверхностного монтажа, операционные усилители, полевые МОП-транзисторы, резисторы и диоды, которые можно установить с помощью машины, а затем пропустить через паяльную машину. Мало того, что процесс сборки быстрее и дешевле, но и сами детали, как правило, дешевле и снижают стоимость списка материалов (BOM) усилителя. Короче говоря, вы получаете гораздо лучшее соотношение цены и качества.
Некоторые крупные компоненты, такие как конденсаторы источника питания, мощные резисторы и катушки индуктивности, по-прежнему необходимо устанавливать вручную. Огромный размер этих компонентов препятствует их автоматическому обнаружению.
Установочные машины для компонентов поверхностного монтажа загружают детали с удивительной скоростью и точностью.
