Усилитель d. Усилители класса D: принцип работы, преимущества и особенности

Как работают усилители класса D. Какие у них преимущества перед другими типами усилителей. Почему они становятся все более популярными. На что обратить внимание при выборе усилителя класса D.

Принцип работы усилителей класса D

Усилители класса D работают по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Вот основные этапы их работы:

1. Входной аналоговый сигнал преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с помощью компаратора.
2. Ширина импульсов пропорциональна амплитуде входного сигнала.
3. Импульсы усиливаются с помощью ключевых транзисторов, работающих в режиме переключения.
4. На выходе усилителя стоит LC-фильтр, который преобразует импульсы обратно в аналоговый сигнал.

Благодаря такому принципу работы усилители класса D обладают очень высоким КПД — до 90-95%. Это их главное преимущество перед усилителями других классов.

Основные преимущества усилителей класса D

Усилители класса D имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными линейными усилителями:

• Высокий КПД (до 90-95%) и низкое тепловыделение
• Компактные размеры и малый вес
• Низкое энергопотребление
• Возможность получения большой выходной мощности
• Отсутствие искажений типа «ступенька» на переходной характеристике

Благодаря этим преимуществам усилители класса D становятся все более популярными, особенно в портативной технике и автомобильных аудиосистемах.

Особенности звучания усилителей класса D

Долгое время считалось, что усилители класса D уступают по качеству звучания линейным усилителям. Однако современные модели способны обеспечить очень высокое качество звука:

• Низкий уровень искажений (менее 0,1%)
• Широкий динамический диапазон
• Хорошая детальность звучания
• Отсутствие «цифрового» звучания
• Нейтральный тональный баланс

При этом характер звучания во многом определяется качеством схемотехники и компонентов. Дешевые модели могут иметь более яркое и агрессивное звучание.

На что обратить внимание при выборе усилителя класса D

При выборе усилителя класса D стоит обратить внимание на следующие параметры:

• Выходная мощность и коэффициент демпфирования
• Уровень искажений
• Частотная характеристика
• Качество блока питания
• Фильтрация ВЧ-помех
• Наличие защитных схем

Важно также учитывать репутацию производителя и отзывы о конкретной модели. Качественные усилители класса D способны обеспечить отличное звучание при компактных размерах.

Сравнение усилителей класса D и AB

Усилители класса D имеют ряд преимуществ перед традиционными усилителями класса AB:

Параметр	Класс D	Класс AB
КПД	90-95%	50-70%
Тепловыделение	Низкое	Высокое
Размеры	Компактные	Крупные
Вес	Малый	Большой

При этом современные усилители класса D не уступают по качеству звучания хорошим усилителям класса AB. Выбор во многом зависит от конкретной модели и личных предпочтений.

Применение усилителей класса D

Благодаря своим преимуществам усилители класса D нашли широкое применение в различных областях:

• Портативная аудиотехника (колонки, наушники)
• Автомобильные аудиосистемы
• Домашние кинотеатры
• Профессиональное звуковое оборудование
• Системы оповещения

Особенно эффективно использование усилителей класса D там, где критичны размеры, вес и энергопотребление. При этом они способны обеспечить высокое качество звука.

Перспективы развития усилителей класса D

Усилители класса D продолжают активно развиваться. Основные направления совершенствования:

• Снижение уровня искажений
• Расширение частотного диапазона
• Улучшение фильтрации ВЧ-помех
• Повышение качества звучания
• Интеграция с цифровыми источниками сигнала

Можно ожидать, что в ближайшие годы усилители класса D станут доминирующими в большинстве аудиоустройств, вытеснив традиционные линейные усилители.

Заключение

Усилители класса D обладают рядом существенных преимуществ перед традиционными линейными усилителями. Они обеспечивают высокий КПД, компактные размеры и низкое энергопотребление при отличном качестве звука. Благодаря этому усилители класса D находят все более широкое применение в различных аудиоустройствах.

При выборе усилителя класса D важно обращать внимание на качество схемотехники и компонентов. Хорошие модели способны обеспечить нейтральное и детальное звучание, не уступающее лучшим линейным усилителям. С развитием технологий можно ожидать дальнейшего улучшения характеристик усилителей класса D.

Чем отличаются усилители D-класса от усилителей АВ-класса

Чем отличаются усилители D-класса от усилителей АВ-класса?

 

Все наверняка слышали о том, что усилители могут работать в классах А, АВ или, скажем, в классе D. Но, как показывает практика, далеко не все знают о том, что кроется под этими обозначениями. Сейчас мы вам расскажем, что это такое, и постараемся сделать выводы – какой усилитель и в каких случаях подойдёт вашей аудиосистеме лучше всего.

 

Как работают усилители?

 

Для начала нужно понимать, как вообще работает любой усилитель. Возможно, вы удивитесь, но на самом деле он… ничего не усиливает. Принцип его работы больше похож на работу обычного водопроводного крана – вы крутите ручку, и вода льётся то сильнее, то слабее, то не льётся совсем.

 

В усилителях всё происходит точно так же – ток от мощного блока питания пропускается через подключенный к усилителю динамик. Роль «крана» выполняют выходные транзисторы, а управляет их открытием и закрытием сигнал, который поступает на усилитель с головного устройства. И вот то, каким образом работает этот «кран» (выходные транзисторы), как раз и определяет класс усилителя.

 

Как работают усилители АВ-класса?

 

Очевидно, что хороший усилитель должен работать без искажений. Иными словами, выходной сигнал своей формой должен в точности повторять входной. Но ничего идеального, к сожалению, не бывает, в том числе и электронных компонентов.

 

Например, транзисторы имеют свойство – они открываются и закрываются не совсем пропорционально входному сигналу. Иными словами, их работа нелинейна. Это как если вы будете поворачивать ручку крана, вода сначала будет течь слабо, а потом в какой-то момент напор вдруг резко усилится.

 

По причине такой нелинейности транзисторы в усилителях АВ-класса обычно приходится держать приоткрытыми даже когда сигнала нет. Это нужно, чтобы при появлении даже малейшего сигнала они вступали в работу сразу же, а не ждали, когда сигнал достигнет какого-то уровня. Так усилитель будет работать с минимальными искажениями, и это, казалось бы, решает проблему.

 

На деле же это означает, что какая-то часть полезной энергии будет тратиться усилителем впустую. Просто представьте, что вы приоткроете все краны у себя в доме, и через каждый них постоянно будет течь струйка воды.

 

Но и полностью открытыми транзисторы тоже никогда не бывают. Если это происходит, то это означает, что выходной сигнал достиг своего максимума, и дальше усилитель начнёт его просто ограничивать (клиппировать).

 

В итоге получается, что потери полезной энергии в усилителях АВ-класса будут всегда, а КПД – далёк от идеальных 100%. На практике их эффективность обычно лежит в пределах от 40% до 70%. Невысокий КПД – это и есть главный недостаток усилителей АВ-класса.

 

Как работают усилители D-класса

 

Основной принцип работы D-класса абсолютно тот же, что и у АВ-класса – у таких усилителей тоже есть выходные транзисторы, которые умеют открываться или закрываться, регулируя ток через подключенные к ним динамики. Только управляет их открытием сигнал, который своей формой очень далёк от входного.

 

Сигнал, который пришёл на усилитель от головного устройства, непрерывен, но его амплитуда постоянно меняется. На входе усилителя D-класса он преобразуется в импульсный – амплитуда постоянная, но зато сигнал прерывается. Длительности импульсов и пауз между ними меняются пропорционально входному сигналу. Например, выше амплитуда входного сигнала – импульсы длиннее, ниже амплитуда – импульсы короче.

Именно такой сигнал и подаётся на выходные транзисторы. И очевидно, что в этом случае они будут работать совершенно по-другому – либо полностью открываться, либо полностью закрываться, без промежуточных вариантов. Это означает, что потери на ненужный нагрев будут минимальными, а значит, КПД усилителя D-класса может вплотную приближаться к идеалу в 100%.

Разумеется, подавать такой прерывающийся сигнал сразу же на акустические системы ещё рано, перед этим его нужно «вернуть» в обычную форму. Это делается с помощью специальных элементов – выходного дросселя (катушки индуктивности) и конденсатора. После них на выходе и получается усиленный сигнал, своей формой повторяющий входной. Вот он и идёт на динамики.

 

Главное достоинство усилителей D-класса – высокий КПД, а значит, и более экономное расходование энергии блока питания. При прочих равных усилители D-класса мощнее и компактнее, чем традиционные усилители.

 

Какой усилитель лучше – D-класса или АВ-класса?

 

Долгое время считалось, что для подключения акустических систем нужно выбирать усилители АВ-класса, потому что им не нужны большие мощности, и у них меньше искажений. Это было связано с тем, что в усилителях D-класса входной сигнал обычно преобразовывался в импульсный с невысокой частотой, и в итоге они хорошо работали лишь в сабвуферном диапазоне.

 

Сегодня технологии шагнули далеко вперёд, появились мощные быстродействующие транзисторы, которые умеют переключаться (открываться и закрываться) практически мгновенно. На рынке появилось немало широкополосных усилителей D-класса. Широкополосные – это такие усилители D-класса, которые рассчитаны на использование не только с сабвуферами, но и с акустическими системами. Для тех случаев, когда большая мощность не нужна, такие усилители можно сделать чрезвычайно компактными.

 

Как выбрать усилитель?

 

Если позволяет место, для подключения акустических систем вы можете смело выбрать усилитель АВ-класса. Схемотехника таких усилителей за долгие годы хорошо отработана, они имеют высокое качество звучания и, в случае неисправности, их можно легко отремонтировать в ближайшей мастерской.

 

Когда место для инсталляции усилителя сильно ограничено, обратите внимание на широкополосные модели D-класса. При той же мощности, что и у моделей АВ-класса они намного компактнее, в большинстве своём меньше греются, и их можно установить даже скрытно, с минимальными вмешательствами в штатные элементы автомобиля.

 

Для подключения сабвуферов больше преимуществ имеют усилители D-класса. Бас – это самый «энергозатратный» частотный диапазон, а потому КПД усилителя может иметь решающее значение. А этом у D-класса конкурентов нет.

Как работает усилитель класса D, или Не такой как все • Stereo.ru

При всем разнообразии схемотехнических решений, применяемых в усилителях звука, между ними можно без труда проследить преемственность и постепенное, эволюционное развитие. Сначала был класс А, потом В, потом АВ и все следующие за ним, которые по сути своей являются дальнейшим развитием класса АВ или А со всеми прилагающимися к этому достоинствами и недостатками. Но как же хорошо, что среди производителей Hi-Fi есть настоящие новаторы, которые не боятся внедрять смелые технологические решения! Иначе мы с вами никогда бы и не узнали о существовании усилителей класса D.

История

В мире Hi-Fi класс D имеет самую тяжелую судьбу, и его развитие происходило не благодаря объективным преимуществам, а скорее вопреки сложившемуся мнению. Началось все с того, что классу D буквально сразу повесили обидный, по мнению некоторых аудиофилов, ярлык «цифровой усилитель». И хотя некоторые принципы его работы действительно напоминают работу цифровых схем, по своей сути это абсолютно аналоговое устройство.

Еще одно заблуждение сопровождающее класс D — возраст. Есть мнение, что класс D был разработан совсем недавно и является побочным продуктом современных цифровых технологий. На самом деле, класс D имеет богатую историю, и его первые реализации проектировались еще в эпоху радиоламп. Использовать схемотехнику такого типа для усиления звука (класс D в ламповом исполнении) предложил наш соотечественник Дмитрий Агеев, и произошло это в 1951 году. Примерно в это же время над практической реализацией подобного устройства работал английский ученый Алекс Ривз, а в 1955 году их коллега Роже Шарбонье из Франции, создавая аналогичную схему, впервые применил термин «класс D».

В самом начале, когда велись главным образом теоретические изыскания, судьба класса D казалась безоблачной. Его расчетные характеристики в буквальном смысле достигали предела совершенства. Однако, первая коммерческая реализация 1964 года выявила массу слабых мест, главное из которых — невозможность добиться по-настоящему достойного качества звучания на элементной базе того времени.

Производители не оставляли надежд, и в семидесятых годах попытки вывести усилители класса D на рынок предпринимали такие гиганты Hi-Fi-индустрии, как Infinity и Sony. Обе затеи провалились по той же самой причине, что и в первый раз. Подходящие по быстродействию и классу точности транзисторы стали производиться серийно лишь в восьмидесятых годах, после чего качественная реализация усилителей класса D и стала реальностью. В наше время усилители класса D можно встретить в совершенно различных устройствах: от смартфонов и бытовой аппаратуры до студийного оборудования и High End-систем.

Принцип работы

В основе принципа работы усилителей класса D и любых его модификаций, в том числе имеющих самостоятельные буквенные обозначения (классы T, J, Z, TD и другие), лежит принцип Широтно-Импульсной Модуляции или, сокращенно, ШИМ. Модуляция сигнала как метод существует довольно давно и используется как способ хранения и передачи информации. Суть ее заключается в том, чтобы модулировать полезным сигналом некую несущую частоту. Частота выбирается таким образом, чтобы ее было удобно передавать или записывать на носитель. Процесс воспроизведения подразумевает обратную последовательность: выделение полезного сигнала из модулированной несущей частоты. По такому принципу работает и цифровая техника, и радиосвязь, и теле-радиовещание. Тонкость состоит в том, что в случае с ШИМ преследуется совершенно иная цель. Модуляция позволяет привести сигнал в такой вид, чтобы его усиление было максимально простым и эффективным процессом.

В основе схемотехники класса D лежит генератор СВЧ-импульсов (исчисляемых сотнями МГц) несущей частоты и компаратор — устройство, модулирующие эти импульсы, соответственно форме входящего аналогового сигнала. Далее все просто. Модулированный сигнал имеет форму импульсов равной амплитуды, но разной продолжительности, которые усиливаются с помощью пары симметрично включенных быстродействующих транзисторов типа MOSFET. Далее в схеме используется простейший LC-фильтр, демодулирующий усиленный сигнал, а также отсекающий несущую частоту и сопутствующий высокочастотный шум.

Упоминание транзисторов, используемых для усиления порождает резонный вопрос: «а не проще было бы сразу усилить аналоговый сигнал без всяких модуляций?». И именно этот вопрос раскрывает суть усилителей класса D. В обычных усилителях классов A, B, G и прочих их производных транзистор работает с широкополосным сигналом, постоянно меняющимся и по амплитуде, и по частоте. Поведение даже самого лучшего транзистора на разных амплитудах и частотах не 100% одинаково, что неизбежно приводит к искажениям, которые мы знаем как окрашенность или «характер» усилителя. Модулированный сигнал в усилителях класса D меняется дискретно и на полную амплитуду. Таким образом, режим работы транзисторов существенно упрощается и становится куда более прогнозируемым. По сути, они выступают в роли ключа, находясь либо в закрытом, либо в открытом состоянии без промежуточных значений.

Все, что требуется в таком режиме от транзистора — максимально быстро реагировать на изменение уровня сигнала, а поведение его на промежуточных значениях амплитуды не имеет значения. Кроме того, данный режим работы транзистора крайне положительно сказывается на энергоэффективности усилителя, доводя его теоретический КПД до 100%.

Второй наиболее очевидный вопрос касается сходства модулированного аналогового и цифрового сигналов. Обычно это даже не вопрос, а утверждение: «Усилитель класса D — цифровой, а значит правильно подавать на его вход цифровой сигнал, а не аналоговый». Процесс модуляции аналогового сигнала на входе усилителя класса D, действительно, очень напоминает то, что происходит в АЦП при оцифровке звука, однако принцип модуляции принципиально отличается от того, что используется в формате PCM.

Именно по этой причине цифровые входы интегрированных усилителей, работающих в классе D, используют вполне традиционную схему ЦАПа, с аналогового выхода которой сигнал и поступает на вход платы усилителя мощности. Таким образом, аналоговый сигнал является основным и естественным входящим сигналом для усилителей класса D.

Впрочем, существуют и исключения, которые, если разобраться более детально, ничего не меняют в общей картине, а лишь дополняют типовую схемотехнику класса D. Небезызвестный Питер Лингдорф, еще будучи разработчиком в компании NAD, успешно реализовал схему прямого преобразования PCM-потока напрямую в формат ШИМ без традиционной процедуры цифроаналогового преобразования. Эта технология получила название Direct Digital, или говоря по-русски: прямое усиление цифрового сигнала.

Таким образом удалось сократить протяженность и понизить сложность звукового тракта, а единственное цифроаналоговое преобразование в подобной схеме производится непосредственно перед акустическими клеммами. Однако стоит заметить, что для работы такого усилителя с аналоговым сигналом он должен также иметь и классический входной каскад, использующийся в традиционных усилителях класса D.

На текущий момент технология прямого усиления «цифры» еще не стала массовым явлением, вероятно, потому что г-н Лингдорф грамотно оформил патентные права на технологию или просто предпочитает не раскрывать коллегам всех секретов. Но не так давно подобная схема была успешно реализована в портативной технике, что позволяет надеяться на более широкое распространение технологии в будущем. Не исключено, что спустя некоторое время класс D действительно станет цифровым усилителем.

Плюсы

Главный плюс усилителей класса D, ради которого и затевалась история с модуляцией сигнала — энергоэффективность. Причем и в теоретических выкладках, и в реальных цифрах это дает такой прирост КПД, с которым хоть как-то может сравниться разве что переход от класса А к классам В и АВ, а все достижения класса G и прочих на его фоне кажутся довольно слабой попыткой.

Работая в импульсном режиме, половину времени транзистор проводит в полностью закрытом состоянии, а значит имеет нулевой ток покоя и не потребляет энергии. При этом в момент включения транзистор работает на полную мощность, перенаправляя всю энергию, поступающую от блока питания, на выход усилителя.

В итоге, эти самые теоретические 100% КПД при практической реализации дают действительно превосходные значения порядка 90–95%. А поскольку лишь единицы процента энергии расходуются на нагрев транзисторов, радиаторы можно использовать исчезающе малого размера. Для получения на выходе 100–200 Вт на канал усилитель класса АВ должен иметь радиаторы, занимающие одну или обе боковых стенки корпуса, а усилитель класса D обойдется кусочком алюминия размером в один-два спичечных коробка.

Кстати, то же самое можно сказать о размере платы усилителя мощности: в классе D она получается в разы компактнее, даже если собирается не на микросхемах, а на дискретных элементах. Ну и в завершение всего, усилители класса D имеют меньшую себестоимость, нежели сопоставимые по мощности модели других классов. Впрочем, последнее касается скорее DIY-проектов — производители же предпочитают вкладывать сэкономленные деньги в повышение качества звучания и прочие усовершенствования, тем более что в классе D и вправду есть что улучшать.

Минусы

Обладая совершенно убийственными преимуществами, класс D не завоевал рынок Hi-Fi целиком и полностью лишь потому, что имеет свои слабые места, которые для многих ценителей качественного звука выглядят куда более значительными, нежели энергоэффективность. Наличие в схеме высокочастотного генератора само по себе является потенциальным источником электромагнитных помех, негативно влияющих на звучание самого усилителя и на работу соседствующих с ним компонентов звукового тракта.

Неподготовленный слушатель, возможно, не заметит данного эффекта или не придаст ему значения, но в индустрии Hi-Fi и High End, когда всякая мелочь имеет значение, такое соседство не приветствуется и вынуждает инженеров совершенствовать фильтрующие схемы и идти на прочие ухищрения, чтобы исключить влияние вредоносного СВЧ-генератора несущей частоты на воспроизводимый аудиосигнал.

Высокий КПД усилителей класса D стал причиной одной специфической особенности: высокой зависимости качества и характера звучания от блока питания. Если производитель решит использовать импульсный источник питания и не озаботится достаточным количеством фильтрующих схем, часть шумов обязательно проникнет в колонки и подпортит впечатление от звучания. Плохой блок питания, конечно, и классу АВ на пользу не пойдет, но именно в классе D эта проблема проявляется наиболее остро.

Особенности

Описание плюсов и минусов схемотехники класса D дают совершенно недвусмысленные намеки на то, чем в первую очередь должны заниматься разработчики, которые стремятся добиться от усилителей максимального качественного звука.

Проблему питания усилителей класса D разработчики решают двумя способами. Одни идут проверенным путем, используя классические линейные блоки питания с огромными тороидальными трансформаторами и прочими классическими решениями. Но есть и другой путь, которым идет меньшая часть разработчиков. При должном умении вполне можно создать малошумящий импульсный блок питания, пригодный для установки в усилителях высшего класса качества. И именно они способны дать фору самым мощным и солидным линейным блокам питания за счет лучшего КПД и быстродействия, а как следствие — лучшей динамики звучания и мгновенной реакции усилителя на большие перепады уровней сигнала.

Что же касается специфики работы самого усилителя класса D, его схемотехника обеспечивает существенно более высокий коэффициент демпфирования в сравнении с классом АВ и другими схемотехническими решениями. Это гарантирует не только стабильную работу со сложной нагрузкой, быстрый, четкий бас и большой динамический диапазон, но также обеспечивает меньший уровень искажений, отсутствие каши, вялой атаки или смазывания фронтов и самое главное — способность усилителя одинаково справляться с совершенно разноплановой музыкой.

Практика

Почетная обязанность отстаивать честь усилителей класса D в нашем исследовании выпала усилителю Marantz PM-KI RUBY. Этот аппарат имеет образцово-показательную компоновку, демонстрирующую, как нужно создавать современные усилители. Два модуля Hypex NCore 500, работающие в классе D, питаются от специального малошумящего импульсного блока питания. При этом в конструкции усилителя присутствует классический предварительный каскад, выстроенный на дискретных элементах, согласно фирменной технологии HDAM от Marantz, которая использовалась и в традиционных усилителях класса АВ.

Предварительный каскад питается от линейного блока питания, тороидальный трансформатор которого, судя по размерам, имеет многократный запас мощности, чтобы никоим образом не повлиять на динамику и чистоту звучания. Другими словами, в одном корпусе сочетаются два подхода: классический для предварительного усилителя и современный для усилителя мощности.

Все это обильно приправлено типичным для High End-моделей вниманием к мелочам вроде омедненного шасси, улучшенной виброразвязки, сокращения путей сигнала, симметричной топологии плат, строгого отбора деталей по параметрам и т.п.

В результате, мы имеем едва ли не самый совершенный с технической точки зрения аппарат с коэффициентом демпфирования 500, искажениями менее 0,005% и энергопотреблением 130 Вт при выходной мощности до 200 Вт на канал при 4 Ом нагрузки. Впрочем, всякую претензию на совершенство в мире звука надлежит проверить практикой.

Звук

Усилитель выдает очень свободное красивое звучание с превосходной детализацией, богатыми тембрами и длинными естественными послезвучиями живых инструментов. Сцена выстраивается максимально точно и масштабно, с достоверной передачей пропорций и местоположения виртуальных источников звука в пространстве. Все вполне соответствует представлениям о том, как должен играть хороший усилитель категории High End. Никакой синтетики, жесткости или «дискретности», которую в звучании класса D обнаруживают некоторые адепты старой школы, не наблюдается. Напротив, Marantz PM-KI RUBY успешно сочетает лучшие объективные характеристики с фирменной утонченной и легкой подачей музыкального материала.

Это типично «марантцовское» звучание проявляется, в первую очередь, в излишней интеллигентности при воспроизведении металла и тяжелого рока. В то же время классика любых составов, джаз и вокал звучат очень живо и натурально. Весьма похожий, возможно, даже чуть более красивый и приторный характер звучания проявляли усилители Marantz прошлых лет, работающие в классе АВ, что позволяет сделать вывод о нейтральном характере звучания усилителей мощности класса D.

Подключение к усилителю Marantz PM-KI RUBY акустики разной мощности, с разной чувствительностью и разным импедансом дало вполне ожидаемый результат: отсутствие какой либо выраженной реакции на изменение этих параметров. С любой стереопарой усилитель справлялся одинаково уверенно.

Даже на самой сложной нагрузке и на высокой громкости на удивление стабильно воспроизводились нижние ноты контрабаса — они звучали абсолютно четко, без гула, с натуральной передачей ощущения вибрирующей струны и откликающейся на эту вибрацию деки инструмента. Одним словом, все происходило ровно так, как и должно происходить с усилителем, имеющим заявленное сочетание мощности и коэффициента демпфирования.

Выводы

Все основные преимущества класса D вполне подтверждаются практикой. Но если с точки зрения энергопотребления и других измеряемых характеристик ситуация абсолютно очевидная и бесспорная, звучание по-прежнему остается вопросом дискуссионным. Класс D в чистом виде дает максимально качественный и, как следствие, — нейтральный, не окрашенный звук. Такое придется по вкусу далеко не всем и с наименьшей степенью вероятности порадует тех, чьи предпочтения формировались через прослушивание ламповой и прочей ретро-техники. С этой точки зрения разработчики Marantz продемонстрировали житейскую мудрость, придав своему усилителю фирменный характер звучания путем установки оригинальных модулей предварительного усиления. Одновременно с этим существуют другие производители, в том числе адепты максимально точного и нейтрального звучания, которые используют потенциал класса D, согласно своим представлениям о прекрасном.

В целом же, вывод такой: если производитель не экономил на ключевых элементах схемы, в результате мы получаем усилитель максимально близкий к совершенству. Остальное — дело вкуса.

Статья подготовлена при поддержке компании «Аудиомания», тестирование усилителей проходило в залах прослушивания салона.

Полезные материалы в разделе «Мир Hi-Fi» на сайте «Аудиомании» и Youtube-канале компании:

• Слушаем музыку с компьютера правильно. Три основных способа

• Что за музыка была «зашита» в популярных ОС

• Что такое Roon? [видео]

RDC2-0034 All-in-One Epcos, Усилитель мощности класса D. TPA3255, PurePath HD Analog-Input Power Stage, 300Вт Stereo, Электронные войска

Внимание! Начиная с мая 2021 года, в продаже только доработанная версия.

 

Для охлаждение кристалла рекомендуем использовать радиатор — HS 113-30, Радиатор 30х85х24 мм.
Рекомендуемый блок питания — EPP-200-48
Корпус для установки — G764, Корпус для РЭА 156х180х44 мм
Проект сетевого стримера на Raspberry Pi и этого усилителя описан на нашем форуме. Тема: Подключаем Spotify, Tidal, Qobuz к акустике. Или усилитель со стримингом. Кто ещё не слушает сетевые музыкальные сервисы?!
 
RDC2-0034 All-in-One Epcos это полный комплект-конструктор для сборки высокопроизводительного усилителя мощности класса D, который совмещает истинное качество звука премиум-класса с высоким КПД класса D.
Он ничем не отличается от RDC2-0034 All-in-One. Мы заменили катушки индуктивности в выходных фильтрах на современные, с ленточной обмоткой и в броневом сердечнике фирмы Epcos. Это удачный экперимент. Оцените сами!

 

Схема

На плате установлены все SMD компоненты и микросхема TPA3255. Вам остается допаять только выводные компоненты – электролитические и пленочные конденсаторы, катушки индуктивности. См. комплект поставки
Усилитель построен на микросхеме TPA3255. Это четырехканальный аналоговый чип с цифровым усилителем Power Stage, предназначенный для работы с 4-омными громкоговорителями мощностью до 150 Вт на канал. Он имеет усовершенствованную интегрированную конструкцию обратной связи и исправление ошибок драйвера высокоскоростного шлюза (PurePath ™ Ultra-HD). Эта технология обеспечивает сверхнизкие искажения в звуковом диапазоне и превосходное качество звука. RDC2-0034 All-in-One на производстве сконфигурирован для работы с двумя каналами, включенными по мостовой схеме (BTL). На аналоговый вход усилителя можно подавать как несимметричный так и симметричный (дифференциальный) сигнал.
В качестве предварительных усилителей рекомендуем (приобретаются отдельно):
— RDC1-0034a, дифференциальный, высокопроизводительный предварительный усилитель на OPA1632
— RDC1-0048, усилитель с низким уровнем шума на NE5532
— RDC2-0058, предварительный усилитель — темброблок на ADAU1761

Для охлаждения микросхемы применяются стандартные радиаторы для компьютерных видеокарт размером 40×40 мм. На плате сделаны два отверстия для пристегивания и прижиму радиаторов к микросхеме усилителя. Рекомендуем использовать кулер  (приобретается отдельно) из нашего ассортимента или любой другой с аналогичным способом крепления.

Технические характеристики BTL

Выходная мощность каждого канала
Rн=8Ом, Kни
Rн=4Ом, Kни
Отношение сигнал/шум – 111дБ
Динамический диапазон – 113дБ
Размер платы, мм; 85 х 85

Комплект поставки

 
 

Схема

Назначение разъемов

Усилитель RDC2-0034 All-in-one можно сконфигурировать для работы в четырех режимах:

1. Двухканальный усилитель с симметричными входами. Мостовая схема включения нагрузки. BTL (Bridge-Tied Load).

Так выпускается с производства. Самая распространённая схема включения. Каналы попарно объединяются мостом. В этом включении получаем мощный стерео усилитель с дифференциальными входами.
Технические характеристики  BTL
Выходная мощность каждого канала
Rн=8Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 150Вт
Rн=4Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 250Вт
Rн=8Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 190Вт
Rн=4Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 300Вт
Отношение сигнал/шум – 111дБ
Динамический диапазон – 113дБ

Схема включения и конфигурации 2 x BTL Stereo.

2. Четырехканальный усилитель с несимметричными входами. SE (Single Ended). Квадро

В этой конфигурации к плате можно подключить сразу четыре источника аудио сигнала. Это могут быть фронтальные и тыловые колонки домашнего кинотеатра или  двухполосная активная стерео система, где на низкие и высокие частоты используется собственный канал усилителя.
Технические характеристики SE
Выходная мощность каждого канала
Rн=4Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 70Вт
Rн=4Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 90Вт
Rн=2Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 148Вт
Отношение сигнал/шум – 101дБ
Динамический диапазон – 101дБ

Схема включения и конфигурации 4 x SE.

3. Одноканальный усилитель с симметричным входом. Параллельно-мостовая схема включения нагрузки.

PBTL (Parallel Bridge-Tied load) Максимальная мощность в одном канале. Четыре канала попарно объединяются в два моста включенные параллельно. 
Технические характеристики  PBTL
Выходная мощность одного канала
Rн=4Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 300Вт
Rн=2Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 480Вт
Rн=4Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 380Вт
Rн=2Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 600Вт
Отношение сигнал/шум – 114дБ
Динамический диапазон – 114дБ

Схема включения и конфигурации PBTL.

4. Два канала SE плюс один канал BTL. Схема 2.1

Схема особенно популярна в стереосистемах с сабвуфером.
Технические характеристики  2.1
Выходная мощность стерео каналов
Rн=4Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 70Вт
Rн=4Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 90Вт
Rн=2Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 148Вт
Отношение сигнал/шум – 101дБ
Динамический диапазон – 101дБ
Выходная мощность канала для сабвуфера 
Rн=8Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 150Вт
Rн=4Ом, Kни=1%, Uпит=48В  – 250Вт
Rн=8Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 190Вт
Rн=4Ом, Kни=10%, Uпит=48В  – 310Вт
Отношение сигнал/шум – 111дБ
Динамический диапазон – 113дБ

Схема включения и конфигурации 2.1 (2xSE + 1 BTL).

Обсудить и задать вопросы на нашем форуме
 

RDC2-0029a, Усилитель мощности класса D. TAS5630B, PurePath, 300Вт Stereo или 600Вт Mono, Электронные войска

Описание

Модуль RDC2-0029a представляет собой высокопроизводительный усилитель класса D мощностью 2 x 300 Вт с аналоговыми входами и встроенной замкнутой обратной связью известной как технология PurePath ™ Premier от Texas Instruments (TI). Усилитель построен на микросхеме TAS5630bPHD.
TAS5630bPHD — это стереофонический аналоговый чип с цифровым усилителем Power Stage, предназначенный для работы с 4-омными громкоговорителями мощностью до 300 Вт на канал.
На производстве RDC2-0029a сконфигурирован для работы с двумя каналами включенными по мостовой схеме (BTL).
Для обеспечения высококачественного высокоэффективного усиления звука требуется простой пассивный фильтр демодуляции цифрового сигнала. Это модуль LCF1 (приобретается отдельно).
Для охлаждения микросхемы применяются стандартные радиаторы для компьютерных видеокарт размером 40×40 мм. На плате сделаны два отверстия для пристегивания и прижиму радиаторов к микросхеме усилителя. Рекомендуем использовать кулер  (приобретается отдельно) из нашего ассортимента или любой другой с аналогичным способом крепления.
На аналоговый вход усилителя можно подавать как несимметричный так и симметричный (дифференциальный) сигнал.
Для питания схем управления и обработки сигнала усилителю требуется дополнительный источник питания – 12В. Модуль RDC1-0014 15V (приобретается отдельно) ;сформирует 15В из напряжения питания выходного каскада, а малошумящий параметрический преобразователь на главной плате отдаст требуемые 12В.
В качестве предварительных усилителей рекомендуем (приобретаются отдельно):
— RDC1-0034a, дифференциальный, высокопроизводительный предварительный усилитель на OPA1632
— RDC1-0048, усилитель с низким уровнем шума на NE5532
— RDC2-0058, предварительный усилитель — темброблок на ADAU1761
Cкоростью вращения куллера, в зависимости от температуры чипа, управляет модуль — RDC1-0039 (приобретается отдельно) . Его очень просто собрать самостоятельно, но это не обязательная конструкция.

При необходимости два мостовых канала BTL можно включить параллельно, объединив их в один канал PBTL. При этом выходная мощность усилителя достигнет 600Вт при напряжении питания выходного каскада 48В.

Идеальный усилитель. OPA1632 + TAS5630B. Две схемы включения.

Стерео. Мостовое включение. 2 x 300 Вт.
2 x RDC1-0034a + RDC2-0029a + 2 x LCF05
 

Моно. Параллельно-мостовое включение. 600 Вт.
RDC1-0034a + RDC2-0029a + LCF05

Технические параметры

Тип устройства	усилитель нч
Тип УНЧ	tas5630b
Количество каналов	2
Выходная мощность канала, Вт	300(mono 600)
Вес, г	67.11

Техническая документация

Видео

21:59

Мини-усилитель класса D на TPA3116 с Bluetooth 5, USB и Aux за копейки!

Категорически приветствую!

Сегодня я немного расскажу про китайский мини-усилитель класса D на довольно удачной микросхеме TPA3116. Делать обзоры на музыкальные устройства – дело неблагодарное, но я попробую. Классу усилителей D практически сразу навесили обидный ярлык «цифровой усилитель», по сути же правильнее называть его импульсным. В основе работы лежит принцип Широтно-Импульсной Модуляции сигнала (ШИМ). Главный плюс усилителей класса D – энергоэффективность (90% и более) и большой прирост КПД. Например, для получения на выходе усилителя класса AB мощности 100-150Вт, усилитель должен иметь радиатор, занимающий одну-две стенки корпуса, усилитель же класса D обойдется алюминиевым радиатором размером с коробок спичек. Размер платы также уменьшается в несколько раз, а также, как следствие – меньшая себестоимость устройства.

Однако, у усилителей класса D имеются и слабые места, не позволившие им полностью завладеть сегментом HIFI.  Наличие высокочастотного генератора в микросхеме может вызывать электромагнитные помехи, которые негативно влияют на звучание устройства. Высокий КПД усилителей класса D также стал причиной зависимости качества звучания от качества блока питания. Если в импульсном блоке питания не будет достаточного количества фильтров, часть шумов обязательно проникнет в колонки и испортит всё позитивное впечатление от звучания.

мини-Усилитель с bluetooth 5.0 AUX и USB на TPA3116 $17,99 С КУПОНОМ «BGFCTPA»

альтернативные модели усилителей на TPA3116

блок питания excellway 9-24В

Предназначение микросхем TPA3116:

• Саундбары
• Телевизоры
• Бытовое аудио

Характеристики:

• Bluetooth 5.0
• Функция OTG
• Hi-Fi звук
• система подавления шумов
• bluetooth: 5.0, расстояние до 12м
• Входы: 3.5mm AUX, bluetooth, USB,
• RCA, TF карта памяти
• Выходы: Banana Speaker Jacks
• Чип усилителя: TPA3116
• Мощность: 100Вт, 50Втx2 Max (24V/4Ω)
• Сопротивление колонок: 4Ω-16Ω
• Частотный диапазон: 20Hz-20KHz(±1dB)
• SNR: ≥98dB
• Питание: DC9V-24V
• Размеры: 110x90x50mm
• Вес: 160гр

Комплектность:

• Усилитель
• Инструкция

Такова теория. Что же можно ожидать от небольшой китайской коробочки за $15-20?

Многие могут сказать, что это не класс D, это класс «Г». Современные усилители класса D выдают звучание не хуже класса АВ, но в данном же случае мы имеем «ну такую себе» микросхему выдающую, если и не аудиофильский, то хотя бы HiFi звук. Или, как сказал один скептик «Для китайской коробочки за $20 шатать колонки от музыкального центра в гараже, студенческой общаге, на даче или в мастерской – будет самое то, дешево и сердито. Для прослушивания музыки на нормальной акустике в подготовленном помещении – вот уж увольте.»

Итак, тест я проводил на колонках музыкальной системы Sony RX99 (это одна из топовых моделей от Sony конца 90-х и начала 2000-х годов). Возможно, это не совсем корректно, сравнивать устройства из разных ценовых сегментов, но всё познаётся в сравнении, а звук от RX99 я знаю очень хорошо.

Для чистоты эксперимента, верхние дополнительные surround-колонки были отключены, композиции воспроизводились через плеер Poweramp (эквалайзеры в плеере и у Sony RX99 выставлены в ноль).

Flac воспроизводить не стал, разница в звуке слышна и для обычных композиций Mp3 (у кого «есть уши», конечно).

При включении усилитель выдает щелчок на колонки.

Первое, чем удивил усилитель – отсутствие посторонних помех в колонках при использовании двух блоков питания. Первый – на 12В 3А (обычный китайский «ширпотреб», который когда-то покупал для светодиодной ленты). Второй – уже специально приобретенный с переключателем вольтажа от 9 до 24В и 3А (кстати, очень удобный девайс).

Оба блока запитали усилитель и 100-ваттные колонки от Сони. Единственное – рекомендую для такого усилителя брать блоки питания с силой тока в 5-6 А (будет меньше искажений на выходе на большой громкости).

Колонки можно комфортно слушать на громкости 10-15 делений – этого достаточно для звучания в обычной комнате около 15-20 квадратов (максимальное значение громкости — 30).

При увеличении громкости более 20-ти, слышны искажения звука и колонки начинают просто, что называется «орать». При 12-ти вольтовом блоке питания звук более грязный на большой громкости, по сравнению с 24 вольтами.

Сравнение звучания пользователи могут послушать сами в моем видеообзоре внизу этой статьи.

По моим ощущениям, низкие частоты подрезаны, а также присутствует завал высоких частот.

До звучания Sony RX99 явно не дотягивает, по мягкости и панораме звука — бас более плоский, «картонный» что ли, при увеличении громкости становится более «деревянным» и грубо лупит по ушам (мягкости не ждите).

Высокие частоты также завалены, мало того, что их меньше в принципе по сравнению со звуком от Sony, так еще и ощущается некая резкость и грязноватость в звучании.

В то же время детализация в звучании присутствует, «каши» нет, все четко прописано, хорошо звучат духовые и вообще классические инструменты.

Чем-то мне звучание напомнило звучание бумбоксов – громко, звонко, четко, но как по мне, бас подрезан и высоких маловато.

Темброблок бы в этой коробочке явно не помешал бы, можно было бы немного «подтянуть» недостающие частоты.

В целом, коробочка своей цены стоит, сверх компактная, легкая, ее легко можно взять куда угодно и подключить любые колонки.

Но, естественно, это не вполне аудиофильское устройство, а, скорее, портативный вариант для полевых условий.

Флэшки читает в формате FAT32 (NTFS не видит), и, естественно, как и у большинства китайских устройств, читающих USB, недостаток остаётся прежним – отсутствие режима перемешивания композиций при воспроизведении.

Bluetooth коннектится без проблем.

Внутренности, кому интересно, под спойлером:

Нажмите, чтобы развернуть

Видеообзор

Выводы

Усилители класса D являются хорошей альтернативой бюджетных HI-FI. При малом бюджете мы получаем приемлемые параметры, как говорится «хороший и недорогой». Если энергопотребление не вызывает нареканий, то звучание по-прежнему остается вопросом обсуждаемым. Класс D в чистом виде дает максимально качественный, но нейтральный, как бы «неокрашенный» звук. Такое звучание придется по вкусу далеко не всем, а конкретно вряд ли порадует пользователей, привыкшим к прослушиванию ламповой ретро-техники. Не исключено, что аудиофилы и люди «с ушами» заявят, что таким вещам место только в мусорке. В целом же, если производитель не сэкономил на ключевых элементах микросхемы, усилитель максимально приближён к совершенству. Всё остальное — дело вкуса.

Конкретно данный усилитель выдает стандартный бытовой звук, не лишенный детализации инструментов, который даже можно назвать неплохим и вполне можно слушать те же mp3 или аудиофайлы с телефона. Несомненным плюсом является его универсальность (подключить к нему можно всё, что угодно), компактность и портативность. Если же вы человек с «ушами» и слышите разницу между mp3 и Flac звучанием, то, естественно, Вам понадобится устройство «посерьёзнее». Ибо всё познаётся в сравнении.

Ну что ж, на этом всё, друзья, спасибо за внимание и всем удачных покупок в интернете!

Как работают усилители класса D?

Принцип работы класс D заключается в приеме аналогового входного сигнала и создании его ШИМ-копии (широтно-импульсная модуляция), по сути серии импульсов, которая соответствует амплитуде и частоте входного сигнала. В самой основной форме для приведения в соответствие входного сигнала с ШИМ-сигналом используется схема сравнения. Далее ШИМ-сигнал усиливается выходным каскадом, используемым в режиме переключения, то есть в двух состояниях – вкл. и выкл., при очень высокой скорости, соответствующей ШИМ-импульсам. Выходные каскады линейного усилителя при сравнении отслеживают непрерывную форму сигнала и для устранения искажения включены на протяжении больше половины формы сигнала (класс А/В) или полной формы сигнала (класс А), таким образом значительно снижая эффективность и выделение тепла.

Усиленная ШИМ форма сигнала пропускается через фильтр нижних частот для восстановления формы аудиосигнала и устранения случайного ультразвукового шума перед выходом на колонки. Этот процесс представляется цифровым, но по сути имеет аналоговый характер. Сигнал не оцифровывается, т.е ему не присваивается численное значение; серия ШИМ-импульсов представляет собой аналоговый входной аудиосигнал. Усилители класса D Rotel отличаются от других конструкций, доступных на рынке, инновациями в области формирования высокоточного ШИМ-сигнала (COM, что означает Controlled Oscillation Modulation – модуляция с управляемой генерацией) и контуров обратной связи (MECC, Multivariable Enhanced Cascade Control – многомерное усовершенствованное каскадное регулирование) для обеспечения стабильной характеристики фильтра, несмотря на переменное сопротивление динамиков. Говоря простым языком, это означает, что наши усилители класса D обеспечивают эффективность в полном частотном диапазоне при очень низком искажении в практическом применении, например, наших линейных усилителях, но с преимуществами малых размеров, сниженного выделения тепла и низкого энергопотребления.

Почему на рынке больше нет усилителей класса D? Для начинающих предприятий создание стабильных контуров в полном частотном диапазоне класса D при регулировании РЧ/ЭМИ побочных продуктов является не простым. Небольшое количество компаний обладают достаточным техническим опытом. Кроме того, при этом требуется широкое применение компонентов поверхностного монтажа (КПМ), что снова превышает технические возможности большинства производителей аудиооборудования. Для реализации этих конструкций мы привлекли технологического партнера с вложением определенных средств.

К тому же есть еще один ключевой аспект, который часто вызывает затруднения. Импульсный источник питания (ИИП) не обеспечивает реализацию «коммутационных» усилителей. Как было описано выше, усилительный каскад представляет собой быстродействующую переключающую схему и определяет эту конструкцию как относящуюся к классу D. В усилителе класса D фактически может использоваться стандартный источник питания; а в линейном усилителе может использоваться ИИП. Традиционный источник питания накапливает большие объемы энергии, но затрачивает «избыточную» энергию, которая не требуется для нагрузки в процессе работы. ИИП приводит выходной сигнал в соответствие требованиям реального времени, подавая только питание, которое требуется для нагрузки, благодаря чему достигается экономичный режим работы. В качестве аналогии можно рассмотреть водяной бак (линейное питание), который непрерывно пополняется с переливанием через край при недостаточной потребности, по сравнению с бесконечной серией ведер (ИИП), которая может быть замедлена или ускорена при необходимости. ИИП в наших усилителях класса D отражает тот факт, что схема усилителя D не требует значительного накопления энергии линейного усилителя мощности, так что более экономичный/компактный ИИП является более оптимальным выбором.

Подводя итоги, наши модели класса D обеспечивают следующее:

1. Превосходные характеристики звука, подтвержденные многочисленными рецензиями и наградами. Устройства класса D производства Rotel являются наиболее совершенными в мире.
2. Высокая энергоэффективность (90%+ по сравнению с 50-60% для усилителей класса А/В). В нашем мире с неуклонным ростом внимания к экологии этот аспект является очень важным.
3. Компактные размеры по отношению к выходной мощности.
4. Малое тепловыделение в связи с низкими потерями энергии на нагрев.
5. Низкое выходное сопротивление обеспечивает высокий коэффициент демпфирования или управления динамиком.
6. Низкое сопротивление с терпимостью к нагрузке.

УСИЛИТЕЛЬ 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

   Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ КЛАССА D

Что такое усиление класса D?

Если у вас сложилось впечатление, что усилители класса D всего на две буквы хуже, чем модели класса A, подумайте еще раз: технология класса D оказывает все большее влияние на мир живого звука, предлагая большую мощность при меньшем весе чем когда-либо. Узнаем, как и почему …

У каждого звукорежиссера есть свое мнение о микрофонах. И громкоговорители, безусловно, все звучат по-разному. Микшерные пульты? Различия заключаются в удобствах и удобстве эксплуатации.А усилители мощности? Кроме «больше — лучше», кого может волновать усилитель? Усилитель мощности, возможно несколько из них для живого выступления, находится в стойке и продолжает свою работу. Технология отработана, и между усилителями мощности не так уж много разницы, поэтому вы просто выбираете надежного производителя и требуемую мощность. Поднимитесь, и все готово.

Мы должны быть благодарны за то, что усилители мощности настолько неинтересны, потому что, если они неинтересны, это означает, что они работают хорошо.Действительно, усилитель мощности является одним из наиболее эффективных компонентов всей звуковой системы с точки зрения частотной характеристики, искажений и шума. Современные усилители мощности тоже вообще довольно надежная связка. Старые усилители регулярно умирали из-за самопроизвольного возгорания транзисторов. Но теперь, благодаря эффективным схемам охлаждения и защиты, выход из строя усилителя мощности — сравнительно редкое событие. (Если вам это не удается, обратите внимание на систему охлаждения — свободный воздушный поток необходим).

И все же производители не любят отдыхать. Им необходимо постоянно улучшать свои продукты, надеясь получить преимущество перед своими конкурентами и побудить нас покупать больше того, что они производят. Как бы то ни было, в области усилителей мощности еще есть возможности для улучшения. Больше ватт за доллар — это один из способов их улучшения. Просто больше ватт в одном усилителе — другое. Третья потенциальная область для развития? Сделай их светлее! Если вы когда-либо проводили время, монтируя усилители и стойки усилителей, вы все об этом знаете.

Crest Audio CD3000 — это усилитель класса D, способный выдавать 1500 Вт на канал при нагрузке 2 Ом. Удивительно для такого грубого человека, но CD3000 занимает всего 2U в стойке и весит всего (для усилителя мощности) 21 кг. Вот хороший вопрос: почему усилители мощности такие тяжелые? Электричество ничего не весит, так почему же усилители имеют такую ​​массу? На это есть два ответа. Один из них — трансформатор, который преобразует сетевое напряжение в более низкое напряжение, подходящее для схемы усилителя.Например, если усилитель рассчитан на 500 Вт, трансформатор должен обеспечивать всю эту мощность и многое другое. Поэтому ему нужны солидные медные обмотки и громоздкий сердечник; это обязательно будет тяжело. Другой потенциально массивный элемент — это радиатор. Не все электричество, подаваемое в схему усилителя, преобразуется в полезную мощность, подаваемую на громкоговорители. Некоторое количество тратится как тепло, и это тепло необходимо рассеивать, иначе усилитель будет готовиться. Таким образом, выходные транзисторы прикреплены болтами к большому ребристому радиатору с большой площадью поверхности, которая может легко терять тепло, особенно при использовании вместе с вентилятором.Верно, что радиаторы могут быть изготовлены из легкого металла, такого как алюминий, а продуманная конструкция может сделать радиатор частью конструкции усилителя. Тем не менее, все складывается, и типичный усилитель мощности — довольно тяжелый зверь.

Чтобы уменьшить вес усилителя, есть простое решение: не тратить так много энергии. Если бы энергия не тратилась впустую, трансформатор мог бы быть намного меньше и не требовался бы радиатор. Ясно, что «безотходного» усилителя никогда не будет, но чем эффективнее усилитель, тем легче и меньше он может быть.Таким образом, для живого звука, когда усилители мощности используются в большом количестве, эффективность усилителя является очень желательным качеством. В других областях, где используются усилители мощности, таких как домашний Hi-Fi и студийный мониторинг, эффективность не является такой проблемой.

Это подводит меня к теме этой статьи: усилители класса D. Вся причина существования класса D — эффективность. Ясно, что также должны быть классы-A, класс-B и класс-C, и можно было бы ожидать, что это будут более ранние разработки, поскольку они стоят перед D в алфавите.Я собираюсь объяснить, как работает Class-D и почему он подходит для живого звука. Но сначала мне нужно объяснить, как работают все эти классы.

Если вы ничего не разбираетесь в электронике, не волнуйтесь. Что ж, не беспокойтесь сильно — я не собираюсь углубляться в существующее понимание того, как работают батарея и лампочка. (Конечно, немного знаний об аудиосигналах не помешает.)

Рисунок 1: Простой несимметричный усилитель класса A. Вначале был несимметричный усилитель класса A, как показано на рисунке 1.Я упростил схему, чтобы показать только устройство вывода, в котором определены различия между классами. В простом усилителе, подобном этому, входной аудиосигнал — небольшой переменный ток (AC), протекающий в базу транзистора (‘b’), управляет большим постоянным током (DC), протекающим с выхода источника питания усилителя через коллектор (‘c’) и эмиттер (‘e’) на землю. Части схемы, которые я не упомянул, «смещают» транзистор, так что при отсутствии входного сигнала выходное напряжение (т. Е.напряжение на коллекторе) составляет половину от общего напряжения питания. Это позволяет выходному напряжению изменяться как вверх, так и вниз в равной степени, чтобы воссоздать форму волны переменного тока на входе. Если бы напряжение при отсутствии входного сигнала должно было быть чем-либо, кроме середины между нулем и полным напряжением источника питания, то неизбежно одна половина формы волны исчерпала бы напряжение раньше другой, ограничивая величину усиления, доступную до форма волны будет обрезана.

Давайте посмотрим, что происходит, когда напряжение входного сигнала транзистора низкое.Транзистор пропускает лишь крошечный ток между коллектором и эмиттером, поэтому напряжение на коллекторе будет почти таким же, как полное напряжение на шине питания. Таким образом, нагрузка (громкоговоритель) приводится в действие высоким напряжением и сильным током — закон Ома, V = IR (Volts = Current x Resistance), диктует, что ток всегда пропорционален приложенному напряжению и сопротивлению в цепи. И наоборот, когда входное напряжение транзистора высокое, коллектор-эмиттерная часть транзистора будет проводить.Напряжение на коллекторе станет низким, поэтому нагрузка (динамик) приводится в действие низким напряжением и только небольшим током (снова закон Ома; сопротивление динамика остается тем же, но приложенное напряжение теперь низкое, поэтому текущий расход низкий). По мере того, как форма входного сигнала, поступающего в транзистор, изменяется вверх и вниз, изменяется и выходное напряжение. Выходное напряжение — это большая версия входного напряжения, что, конечно же, и есть весь смысл усиления.

Это вызывает некоторые вопросы.Во-первых, почему нагрузка (громкоговоритель) не подключается просто между питающей шиной и коллектором? Ответ заключается в том, что в противном случае через громкоговоритель всегда протекал бы ток, даже если входного сигнала не было. Это было бы а) расточительно и б) сместите конус громкоговорителя из его исходного положения, даже если нет сигнала. Второй вопрос: почему между коллектором и громкоговорителем стоит конденсатор (С1)? Ответ заключается в том, чтобы не допустить, чтобы фактический (постоянный) ток источника питания достигал динамика, поскольку нас интересуют только изменения напряжения, а постоянное приложенное напряжение, как и выше, смещает конус из его положения покоя.(Для простоты я опущу описание резистора.)

Этот простой усилитель известен как «несимметричный, класс A». Он имеет только одно выходное устройство, и при отсутствии сигнала ток через выходной транзистор, по крайней мере, не меньше или больше максимального тока, который когда-либо протекает через громкоговоритель. Таким образом, усилитель класса A работает безупречно даже при отсутствии сигнала! Согласно математике, усилитель класса A может иметь КПД только 25%.Таким образом, даже при оптимальной работе три четверти потребляемой мощности тратятся впустую.

Мечта любого дизайнера усилителей — создать дизайн, который однажды будет охарактеризован как «класс». Эти классы фактически далеко продвинулись за пределы классов A, B, AB и D. Классы E и F используются в радиопередаче, поэтому мы можем игнорировать их. Но класс G и класс H относятся к аудио.

Мы знаем, что класс AB неэффективен или, по крайней мере, не так эффективен, как хотелось бы, учитывая, что на уровнях усилителя мощности теряется много энергии.Причина его неэффективности в том, что мгновенный уровень сигнала контролируется транзисторами, которые сопротивляются протеканию тока, по сути, рассеивая его в виде тепла. Итак, говоря простым языком, когда транзистор пропускает только половину тока, который мог бы, другая половина должна куда-то уходить — и это « где-то » является небольшим, но значительным вкладом во второй закон термодинамики и в конечном итоге смерть Вселенной. . Кто бы мог подумать, что усилитель может это сделать?

Но вот идея: что, если бы слабые сигналы могли быть доставлены маленьким усилителем, а большие сигналы — большим усилителем? Маленький усилитель не должен рассеивать слишком много энергии, как и большой усилитель, поскольку при вызове он будет передавать свою мощность на громкоговоритель.На практике это может быть достигнуто за счет использования двух или более пар шин питания. Одна пара шин подает низкое напряжение для слабых сигналов. При приближении к точке отсечения этих шин усилитель переключается на пару шин питания с более высоким напряжением. И не нужно останавливаться на двух парах рельсов. Ясно, что переключение может быть проблемой и потенциальным источником слышимых дефектов, но повышение эффективности может перевесить проблемы в определенных приложениях.

Class-H — это развитие Class-G (честно говоря, они оба являются лишь развитием Class-AB, но давайте не будем слишком придирчивы к этому).В классе H сигнал используется для изменения напряжения на шине источника питания. Таким образом, когда сигнал находится на высоком уровне, шины питания также находятся под высоким напряжением и готовы к работе. Это позволяет избежать переключения, связанного с классом G. Интересно, что для генерации напряжения на шине используются схемы, очень похожие по своей природе на класс D.

Рисунок 2: Двухтактный усилитель класса B. На рисунке 2 показана альтернативная стратегия в виде выходного каскада двухтактного усилителя. Один транзистор «подтягивает» напряжение на положительном полупериоде сигнала.Другой транзистор «понижает» напряжение на отрицательном полупериоде. Ну, это детсадовское объяснение. Давайте рассмотрим чуть подробнее …

В этой версии я показал как положительную, так и отрицательную шины питания, а также землю точно между ними по напряжению; фактически ноль вольт. Можно использовать несимметричный (только положительный или отрицательный) источник питания, но лучше использовать двухканальный источник питания, поскольку выходной конденсатор блокировки постоянного тока не требуется. Это связано с тем, что при отсутствии сигнала оба вывода громкоговорителя находятся под нулевым напряжением, поэтому ток не течет и постоянный ток не блокируется.Вы заметите, что транзисторы немного отличаются друг от друга. Верхний транзистор (Q1) — это то, что мы называем npn, что означает, что он будет проводить между коллектором и эмиттером для положительного напряжения на базе. Нижний транзистор (Q2) — pnp, что означает, что он будет проводить между коллектором и эмиттером при отрицательном напряжении на базе. Если вы уже занимаетесь электроникой, вы заметите, что есть еще одно различие между этим и рис. 1. На рис. 2 громкоговоритель подключен к эмиттерам транзистора, а не к коллектору транзистора на рис. 1.Это означает, что все усиление напряжения должно предшествовать этому этапу. Эта часть схемы отвечает за подачу сильного тока на громкоговоритель. Но не беспокойтесь об этом слишком сильно; это не влияет на мое объяснение классов усилителей.

Рисунок 3: Кроссовер искажения.

В этой конфигурации высокое входное напряжение вызывает проводимость Q1, в результате чего выходное напряжение приближается к положительному напряжению шины питания. При нулевом входном напряжении ни один из транзисторов не будет проводить.На выходе ноль вольт. Очевидно, что без проводимости ни одного транзистора в громкоговорителе нет тока. Но поскольку на выводах громкоговорителя нет напряжения, оно и не нужно! (Удобное совпадение.) Когда входное напряжение низкое, Q2 проводит, позволяя выходному напряжению опускаться почти до напряжения отрицательной шины питания. Из этого вы можете видеть, что Q1 обрабатывает положительные полупериоды сигнала, а Q2 обрабатывает отрицательные полупериоды. Это класс Б.

Рис. 4: Усилитель класса AB (упрощенный). Прелесть этой схемы в том, что она намного более эффективна. Когда входной сигнал равен нулю, ток не течет ни через громкоговоритель, ни через транзисторы. Максимальный теоретический КПД для синусоидального входа составляет 78,5% — значительное улучшение по сравнению с классом A.

Но есть ложка дегтя. Транзистор практически не будет проводить, если напряжение на базе меньше 0,6 В (минус 0,6 В для транзистора pnp).Таким образом, входные напряжения от 0,6 до +0,6 вольт не приведут ни к одному транзистору в состояние проводимости. На рисунке 3 показаны последствия. Это плоское пятно в середине сигнала называется «кроссоверным искажением» и является неотъемлемой чертой класса B. К счастью, ответ есть, и он заключается в «смещении» входа на два транзистора, как показано на рисунке 4. Эти два новых компонента между базами транзисторов — диоды. Их действие заключается в разделении стоячих напряжений на базах на 1,2 В, тем самым преодолевая внутреннюю «инерцию» транзисторов.Входной сигнал теперь должен только дергаться, и транзисторы среагируют. Это упрощение реальной схемы, но лишь незначительное. В реальной схеме напряжения на базах транзисторов должны быть немного дальше друг от друга и регулироваться для установки «тока покоя» (постоянного тока при отсутствии входного сигнала).

Преимущество заключается в том, что кроссоверные искажения практически устраняются за счет небольшого постоянного тока, когда сигнал находится на нулевом уровне.Интересно отметить, что смещение может быть устроено так, чтобы транзисторы пропускали очень высокий ток при нулевом входном сигнале. Когда вход перемещается, этот ток будет отводиться через нагрузку. Угадай, что? Это снова класс А. Это двухтактный выходной каскад класса A, не более эффективный, чем несимметричный класс A, но более практичный в реализации и полностью лишенный кроссоверных искажений, поэтому он восхищается энтузиастами Hi-Fi высокого класса. Компромиссная ситуация смещения выходных транзисторов так, чтобы они находились в состоянии проводимости, называется классом AB.Класс AB — это, безусловно, самый распространенный тип усилителей. Он достаточно эффективен, а качество звука превосходно, превосходит только усилители класса A, которые работают так же тепло, как Aga, и стоят недешево — как для покупки, так и для эксплуатации.

Рис. 5: Простой усилитель класса C, который управляет резонансной нагрузкой и очень эффективен на резонансной частоте нагрузки.

В завершение этого раздела на Рисунке 5 показан простой усилитель класса C. Он приводит в действие резонансную нагрузку и, таким образом, очень эффективен на резонансной частоте нагрузки — более 90 процентов.Однако, поскольку он работает только в узком диапазоне частот, он совершенно не подходит для звука. Усиление класса C фактически используется в радиопередаче.

Теперь, когда мы знаем, как работают классы A, B, AB и C, мы можем взглянуть на класс D. Ясно, что все классы от A до C относятся к одному семейству, но класс D совершенно другой. В классах A, B и AB проблема заключается в неэффективности. Некоторая мощность тратится впустую, и мы бы предпочли, чтобы ее можно было разумно использовать для приведения громкоговорителей к еще более высоким уровням звукового давления — или, по крайней мере, не преобразовывать в тепло.Там, где энергия тратится впустую, транзистор находится в частичной проводимости. Когда транзистор полностью проводящий, это как кусок провода, и кусок провода почти не теряет мощность. Когда транзистор полностью выключен, он вообще не проводит, а если он вообще не проводит, нечего терять. Проблема заключается в промежуточных этапах, когда транзистор тратит энергию и нагревается. Так что, если бы мы могли найти способ использовать транзисторы только в полностью открытом или полностью выключенном состоянии.Если бы это было возможно, никакая сила не пропала бы. Но возможно ли это …?

Рисунок 6: Усилитель класса D. Это так, и решение — это то, что мы называем классом D. На рисунке 6 показан упрощенный усилитель класса D. Во-первых, давайте посмотрим на сходство между этим и тем, что мы уже обсуждали. Вы можете видеть два транзистора в двухтактной конфигурации, как и раньше. Транзисторы выглядят немного иначе, потому что они представляют собой МОП-транзисторы (полевые транзисторы с металлическим оксидом и полупроводником), а не «обычные» транзисторы.Выходные транзисторы должны быть быстрыми, чтобы они могли очень быстро переключаться между полностью включенным и полностью выключенным. Это также помогает, чтобы состояния включения и выключения были «действительно» включены и выключены. Чем ближе транзисторы могут достичь полной проводимости или полного непроводимости, тем выше будет эффективность усилителя. Ясно, однако, что помимо сходства есть и отличия.

Начнем с вывода. Чего не произойдет, так это того, что транзисторы создадут высоковольтную версию входного сигнала.Что — это , так это то, что они переключаются поочередно, чтобы поднять выход полностью до положительной шины питания, а затем полностью вниз до отрицательной шины питания, как можно быстрее, без промежуточных напряжений. Очевидно, это будет импульсный сигнал. А теперь хитрый момент: если ширину импульсов можно сделать пропорциональной мгновенному уровню входного сигнала, мощность, подаваемая на громкоговоритель, усредненная по времени, будет такой же, как если бы входной сигнал был усилен обычным способом. .Подумайте об этом на мгновение, потому что это ключ к работе усилителя класса D.

Далее, если выходной сигнал фильтруется для удаления высоких частот и острых углов формы импульса, исходный входной сигнал будет реконструирован, точно такой же формы, как и был, но большего размера. Конечный результат — усиленный сигнал, который невозможно отличить от сигнала, производимого обычным усилителем мощности класса AB.

Рисунок 7: Компаратор усилителя класса D, генерирующий сигнал с широтно-импульсной модуляцией.Но как формируется импульсный сигнал? Хорошо, это непросто, но это и не ракетостроение. Сначала нам нужен строительный блок схемы, известный как компаратор. Компаратор имеет два входа: назовем их Вход A и Вход B. Когда на входе A напряжение выше, чем на входе B, на выходе компаратора будет максимальное положительное напряжение. Когда на входе A ниже напряжение, чем на входе B, на выходе компаратора будет максимальное отрицательное напряжение. На рисунке 7 показано, как компаратор работает в усилителе класса D.На один вход (вход A в моем примере) подается сигнал, который нужно усилить. Другой вход (Вход B) снабжен точно сгенерированной треугольной волной. Когда уровень сигнала мгновенно превышает уровень треугольной волны, выходной сигнал становится положительным. Когда уровень сигнала мгновенно ниже, чем уровень треугольной волны, выходной сигнал становится отрицательным. В результате получается цепочка импульсов, ширина которой пропорциональна мгновенному уровню сигнала. Волшебно просто! Мы называем это «широтно-импульсной модуляцией» или ШИМ.Вот и все. Теперь вы понимаете, как работает усилитель класса D, и если кто-то попытается заткнуть вам глаза и убедить вас, что буква «D» означает «цифровой», вы можете с уверенностью сказать им, насколько они ошибаются. Класс D не является цифровым.

Если бы класс D был идеальным, он бы охватил весь мир, и не было бы другого общеупотребительного класса. Я сейчас расскажу вам о трех основных проблемах усилителей класса D, но сначала задам вопрос: как сделать эффективный радиопередатчик? Ответ: начните с аудиоусилителя класса D.Да, высокие частоты, участвующие в усилении класса D, легко распространяются как радиоволны, потенциально вызывая помехи для радиоприемников и другого оборудования. Вы могли подумать, что решением будет заключить усилитель в прочный стальной корпус. Но проблема не в этом, а в кабелях. Фильтр, который должен удалять высокочастотные компоненты и оставлять только аудиосигнал, имеет довольно небольшой наклон — 6 дБ или 12 дБ на октаву, поэтому довольно много радиочастотной энергии все еще выходит.Понятно, что производители стараются улучшить ситуацию и оставаться в допустимых пределах, но это проблема, присущая классу D.

Класс D без фильтра. Технология Class TD от Lab Gruppen расширяет класс D с заявленными звуковыми характеристиками, эквивалентными классу AB, но с превосходными характеристиками класса D с точки зрения эффективности и небольшого веса. Вторая проблема класса D заключается в том, что сигнал воспринимается в последнюю очередь. он достигает громкоговорителя — это фильтр. Пассивный фильтр, состоящий из конденсаторов и катушек индуктивности, ожидает увидеть определенную нагрузку на своем выходе.Даже просто глядя на сопротивление громкоговорителя и игнорируя его емкость и индуктивность, громкоговорители бывают с номинальным сопротивлением 2 Ом, 4 Ом и 8 Ом, и фильтр будет работать по-разному в зависимости от импеданса громкоговорителя. Принимая во внимание емкость и индуктивность, импеданс будет варьироваться в зависимости от частоты. Таким образом, конструкция фильтра внезапно становится намного более сложной: усилитель, который работает по-разному для разных динамиков, будет проблемой.

В-третьих — не окончательно, но на данный момент достаточно — усилитель класса D имеет относительно низкий коэффициент демпфирования.Коэффициент демпфирования — это отношение импеданса громкоговорителя к выходному сопротивлению усилителя (это немного сложнее, но давайте не будем увлекаться деталями). Проще говоря, это мера того, насколько хорошо усилитель может контролировать движение диафрагмы громкоговорителя. Хороший усилитель не просто дает толчок и надеется на лучшее; он определяет, где находится диафрагма, и контролирует ее положение. Для этого желателен высокий коэффициент демпфирования, и, как упоминалось выше, простой усилитель класса D имеет низкий коэффициент демпфирования.

Очевидно, что для решения этих проблем можно применить передовые технологии, но из-за них усиление класса D используется в основном в приложениях, где важны эффективность, вес и малые размеры. К ним относятся живой звук, автомобильная аудиосистема и компактные портативные системы.

Не ограничиваясь усилителями мощности PA, Yamaha использует выходной каскад класса D в своей басовой головке BBT 500H мощностью 500 Вт и весом менее 5 кг! Очевидно, есть еще кое-что, что нужно знать. Например, важно знать, что частота переключения должна быть очень высокой для достижения необходимого разрешения.Типичная частота переключения составляет около 300 кГц, что примерно в 15 раз выше самой высокой звуковой частоты, представляющей общий интерес. Динамический диапазон и отношение сигнал / шум усилителя класса D регулируются частотой переключения — чем выше, тем лучше. Очевидно, что чем выше скорость генерации импульсов, тем точнее ширина импульса будет пропорциональна мгновенному уровню сигнала. Однако недостатком увеличения частоты переключения является то, что усилитель будет менее эффективным.Оптимальный КПД был бы достигнут, если бы транзисторы могли переключаться мгновенно, так что они находились либо в полностью включенном, либо в полностью выключенном состоянии, при котором почти не потреблялась мощность. Но в реальном мире для того, чтобы напряжение качнулось, требуется немного времени, и за это время рассеивается некоторая мощность. Таким образом, чем чаще происходят качели, тем больше возможностей для расточительства. Даже в этом случае эффективность практического усилителя класса D может быть выше 90 процентов, что значительно лучше, чем у усилителя класса AB (78.В лучшем случае 5 процентов и обычно ближе к 50 процентам).

Замыкает круг, поскольку усилитель класса D более эффективен, чем обычный усилитель класса AB, он может быть легче. И это, вкратце, причина существования класса D. Более легкое также ведет к меньшему размеру, а для достижения необходимых высоких скоростей переключения схема должна быть физически маленькой. Загляните внутрь усилителя класса D, и вы найдете трансформатор. Посмотрите достаточно внимательно, и где-то там вы тоже найдете схему!

Что такое усилители класса D?

Что такое усилители класса D

Усилитель класса D также известен как «импульсный усилитель мощности ».Усилители класса D работают от с широтно-импульсной модуляцией , он преобразует входной сигнал в поток импульсов.

Усилители класса D часто ошибочно воспринимаются как цифровые усилители — или, по крайней мере, — «на два уровня лучше», чем обычный усилитель класса A.

Реальность такова, что технология класса D все чаще применяется для традиционно громоздких, тяжелых и неэффективных усилителей мощности в крупномасштабных системах оповещения, усиления голоса и живого звука.

Пример диаграммы широтно-импульсной модуляции:

Каковы преимущества усилителя класса D?

Плюсы

• Они эффективны — в отличие от усилителей класса A, которые постоянно работают на полную мощность, усилители класса D включаются и выключаются.
• Они могут быть меньше, поскольку в них нет большого трансформатора и конденсаторов.
• Их легко установить и хранить вдали, так как они не нагреваются, как усилители класса А.
• Работает по большинству вещей!

Минусы

• Некоторым людям не нравится звук, который дают усилители класса D, поскольку он может звучать очень цифровым.

Эффективность против Диаграмма искажений:

Что такое усилитель класса А?

Усилители класса A — это наиболее распространенная и простая форма усилителя мощности, у них оба выходных каскада устройства постоянно работают на полную мощность.

Обычные аналоговые усилители чрезвычайно надежны, но хорошо известны своим весом и габаритами из-за медных проводов трансформатора (ов) — и, конечно, чем мощнее усилитель, тем больше и тяжелее он будет.

Таким образом, в крупномасштабных системах громкой связи и звукоусиления — часто с выходной мощностью 1000 Вт и множеством каналов — результирующая сборка звуковой стойки быстро становится весьма значительной, вплоть до 300 высоких стоек, требующих подъемного оборудования для их размещения в месте последнего упокоения!

И как неэффективная технология, обычные аналоговые усилители выделяют много тепла, которое необходимо контролировать, требуя еще больше места и энергии для температурного кондиционирования.

---

CIE является одним из ведущих дистрибьюторов аудио в Великобритании и имеет более чем 50-летний опыт поставок и проектирования систем для многих крупнейших и высокопрофильных аудио проектов в Великобритании; наши специалисты по AV обеспечивают уникальный уровень технической поддержки и обслуживания клиентов.

Если вам нужна помощь, позвоните нам сегодня по телефону 0115 9770075 или напишите нам по электронной почте.

---

Есть вопрос к команде HowToAV? ..

HowToAV.tv предоставляет целый ряд советов, приемов и технологических ноу-хау для профессиональной аудиовизуальной индустрии.
Подпишитесь на наш канал YouTube прямо сейчас по адресу howtoav.tv для получения всех последних видеотрансляций или отправьте нам свои вопросы по адресу [email protected]

Что такое автомобильный усилитель класса D? Как они работают… И многое другое!

Существует большой ассортимент автомобильных усилителей, и на первый взгляд почти все они выглядят одинаково. Тем не менее, есть несколько больших отличий (и большие преимущества), о которых вам следует знать больше.

Благодаря современным технологиям автомобильные усилители класса D могут быть одним из лучших вариантов за ваши деньги. А что — это автомобильный усилитель класса D? Как они сравниваются с другими и почему это важно?

Читайте дальше, я вам покажу!

Инфографика — факты об автомобилях класса D

Что такое автомобильный усилитель класса D?

Вы часто не можете отличить усилитель класса D от обычного автомобильного усилителя класса A / B, просто взглянув. Это потому, что они делают одно и то же, имеют одинаковые функции, а главное различие — принцип их работы — спрятано внутри.Однако некоторые из них намного меньше, чем другие типы усилителей, поэтому они отличаются по размеру от другого усилителя с той же номинальной мощностью.

Автомобильные усилители класса D — это усилители мощности звука, в которых используется более эффективный усилитель, основанный на технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В отличие от некоторых вводящих в заблуждение или неправильно понятых описаний, усилители класса D не являются «цифровыми усилителями» . Вместо этого они по-прежнему работают с аналоговыми (нецифровыми) сигналами, хотя и используют другой подход.

В прошлом из-за ограничений технологии и качества звука в то время они использовались только для питания сабвуферов, поскольку более низкое качество звука, которое они предлагали, не было заметно в низкочастотном диапазоне низких частот в музыке.

Хорошая новость заключается в том, что автомобильная аудиотехника и электроника значительно улучшились. Теперь вы можете найти широкий выбор усилителей класса D для подключения широкополосных динамиков, сабвуферов или того и другого — все от одного небольшого усилителя!

Преимущества усилителей класса D

Эти типы усилителей становятся все более популярными благодаря своим преимуществам:

1. Высокая эффективность: усилители класса D обычно имеют КПД около 85% во время работы, что означает, что они потребляют намного меньше электрического тока, чем усилители класса A / B и другие усилители.Это также означает, что вы можете часто использовать меньший калибр для силовой проводки, что экономит деньги.
2. Компактный размер: Поскольку они расходуют меньше энергии, они не нагреваются, как другие усилители, и их размер может быть меньше, чем у традиционных автомобильных усилителей. Это также экономит деньги за счет уменьшения количества металла, необходимого для корпуса усилителя.
3. Больше мощности за ваши деньги: Они способны обеспечить большую мощность, поскольку ограничения мощности других усилителей усложняют задачу. Усилители класса D могут обеспечить гораздо большую мощность за те же деньги, что и очень дорогие усилители прошлого.Поскольку нагрев не является проблемой, они могут выдавать мощность (ватт RMS, а не «пиковая мощность») без побочных эффектов.
4. Дополнительные варианты установки: Очевидно, что усилитель меньшего размера может поместиться в большем количестве мест. Однако, поскольку они не выделяют много тепла, это означает, что вы не подвергаетесь риску перегрева, как другие виды. Вы можете установить усилитель класса D в местах с отсутствием или очень ограниченным воздушным потоком или пространством: под сиденьями, внутри контейнеров для хранения мотоциклов и даже внутри приборной панели рядом с головным устройством.

Поскольку потребляют меньший электрический ток (в амперах), чем у старых моделей, некоторые из них можно установить с использованием заводской проводки радиостанции. Это означает, что вам не придется покупать и устанавливать дополнительную проводку, как обычно. Хороший!

Что означает класс автомобильного усилителя?

Класс усилителя — это название, используемое для классификации усилителя по технологии, используемой для работы усилителя. Все усилители звука относятся к одному из нескольких классов.

Классы усилителей

существуют уже несколько десятилетий, и их количество растет по мере совершенствования технологий.

В дополнение к D, вот список других:

• Класс A: Самый неэффективный, но высокоточный усилитель. Не так популярны и обычно предназначены для аудиофилов.
• Класс B: Не очень распространен — ​​более старый класс усилителей, в котором усиление разделяет положительную и отрицательную половины аудиосигнала. Более эффективны, чем усилители класса A, но более низкое качество звука из-за принципа работы. Они использовались в некоторых ламповых усилителях годами, но сейчас они устарели.
• , класс A / B: на протяжении многих лет самые популярные, потому что они представляют собой хороший универсальный компромисс между низкой стоимостью, качеством звука и эффективностью. Эти типы усилителей сочетают в себе принципы работы классов A и B. Однако их энергоэффективность составляет где-то 50-65%, поэтому они по-прежнему расходуют изрядное количество энергии.

Как работает автомобильный усилитель класса D?

Схема, показывающая, как работает усилитель класса D. В отличие от других конструкций, в этом используется схема с очень высокочастотной частотой переключения для смешивания входящего сигнала с формой волны для создания последовательности включения / выключения сигналов широтно-импульсной модуляции (ШИМ).Затем он используется для управления силовыми транзисторами, где он усиливается. Затем усиленный результат «сглаживается» для воссоздания исходного музыкального сигнала и фильтруется для удаления высокочастотного шума, добавляемого по мере его работы.

Как я упоминал ранее, усилители класса D — это цифровые усилители , а не , как их иногда почему-то называют. Они не преобразуют музыкальный сигнал стереосистемы в цифровую последовательность чисел; скорее, они используют конструкцию аналоговой прямоугольной формы, основанную на технологии широтно-импульсной модуляции (PWM).

Вот как работает автомобильный усилитель класса D:

1. Входной сигнал низкого уровня от головного устройства модулируется , или изменяется высокочастотной схемой, которая преобразует аудиосигнал в серию прямоугольных сигналов включения / выключения, ширина которых изменяется в зависимости от входного уровня.
2. Эти сигналы затем используются для управления силовыми транзисторами, которые их усиливают. Сигналы прямоугольной формы усиливаются до более высокого напряжения от импульсного источника питания усилителя и теперь способны передавать большую мощность на динамики. Поскольку прямоугольные волны включаются и выключаются быстро, транзисторы никогда не остаются включенными надолго, что снижает потребляемую мощность и потери.
3. Усиленные прямоугольные волны сглаживаются электронными схемами, которые преобразуют их обратно в усиленную версию исходного искривленного музыкального сигнала.
4. Перед выходными клеммами громкоговорителей фильтры удаляют высокочастотный шум из выходного сигнала, поскольку усилитель работает, чтобы исключить его из диапазона звука, который вы можете слышать. Выход представляет собой усиленную версию входного сигнала с высокой мощностью.

Практически все усилители класса D (в отличие от моделей класса A или A / B) используют специальную интегральную схему (IC), которая обрабатывает прерывание аудиосигнала и управляет силовыми транзисторами. Некоторые миниатюрные версии разработаны как продукт «все в одном» и напрямую управляют динамиками. Обычно они используются для компьютерных динамиков меньшей мощности или миниатюрных домашних стереоусилителей.

В бюджетных автомобильных усилителях часто используется готовая микросхема контроллера усилителя класса D, в то время как в торговых марках чаще используются более продвинутые индивидуальные микросхемы.

Как и другие усилители, многие также предлагают входы высокого уровня для работы с заводскими стереосистемами.

Примечание: Вы можете увидеть, что некоторые домашние и автомобильные усилители рекламируются как «класс T», «класс G» или другие похожие названия. Несмотря на то, как они звучат, это также просто переименованные версии того же базового дизайна класса D с некоторыми пользовательскими изменениями или настройками.

Являются ли усилители класса D высоким качеством воспроизведения?

В самом строгом смысле, нет, эти типы усилителей , а не отличаются высокой точностью воспроизведения, в отличие от усилителей класса A со сверхнизкими характеристиками искажений или качеством звука high-end класса A / B. Это потому, что качество звука усилителей класса D должно быть немного снижено, чтобы мы могли извлечь выгоду из эффективности, которую они предлагают.

Чтобы обеспечить чистоту звука мирового класса, усилители класса A тратят много энергии, которая превращается в тепло. Однако некоторые люди по-прежнему предпочитают их, потому что они предлагают бескомпромиссное усиление звука, сверхнизкие искажения и очень точно воспроизводят музыкальный сигнал.

Высококачественные усилители класса AB, хотя и не так хороши, как класс A, также предлагают отличное качество звука за дополнительную плату за более высокую цену.Даже бюджетные усилители A / B среднего уровня могут предложить высококачественный звук, если они правильно спроектированы с учетом принципа работы технологии.

Поскольку усилители класса A / B предлагают хорошее качество звука в дополнение к приличной эффективности и дешевы в сборке, они уже много лет являются наиболее распространенным типом автомобильных усилителей. Несмотря на это, усилители класса D улучшились и становятся все более популярными.

Вот почему усилители класса D имеют более низкую точность воспроизведения:

• Усилители класса D используют технологию ШИМ для преобразования исходного сигнала в прямоугольные волны и обратно.Это означает, что может быть потеряна небольшая часть верности. Каждый раз, когда музыкальный сигнал преобразуется, некоторая точность теряется.
• Во время работы в звуковой сигнал непреднамеренно добавляется больше шума, чем в усилителях других типов. Из-за этого эти усилители часто имеют более низкое отношение сигнал / шум (SNR), чем их аналоги. Вообще говоря, чем выше SNR, тем лучше.

Но пусть это не произведет у вас неверного впечатления — современные усилители очень хороши!

Они значительно улучшились, но качество имеет значение!

5–10 лет назад усилители класса D, которые я пробовал, разочаровали.Хорошая новость заключается в том, что сегодняшние усилители на намного лучше на . Если вы делаете покупки осторожно и обращаете внимание на детали, звук вам понравится.

Например, четырехканальный усилитель класса D Alpine MRV-F300, который я здесь рассмотрел, представляет собой небольшой усилитель с прекрасным звучанием, который мне понравился.

Большинству людей будет почти невозможно отличить качество звука при сравнении очень хорошего усилителя класса D со средним усилителем A / B. Если вы не очень придирчивы к качеству звука, это не должно быть проблемой.

Если вы планируете использовать усилитель только для низких частот, качество звука не имеет особого значения, поскольку мы не можем услышать разницу для низких частот. Вот почему они использовались только для усилителя сабвуфера до того, как технология улучшилась.

Что такое автомобильный моноусилитель класса D?

Автомобильные моноусилители

класса D предназначены для передачи большой мощности сабвуферам для получения действительно мощных басов. В отличие от полнодиапазонных усилителей, они ограничены , только воспроизводят басы.

Большинство автомобильных моно усилителей имеют некоторые общие черты:

• Нижний импеданс динамика (Ом): многие из них могут работать с сопротивлением до 2 Ом или даже 1 Ом для максимальной мощности.
• Не поддерживает полный диапазон. Например, большинство из них нельзя использовать для коаксиальных или компонентных динамиков. Звук, который они могут воспроизводить, ограничен только диапазоном низких частот.
• Высокая выходная мощность: в наши дни автомобильные моноусилители класса D имеют номинальную мощность, такую ​​как 500 Вт RMS, 750 Вт RMS и даже 1000 Вт и более! Это стало возможным благодаря эффективности ШИМ класса D.
• Регулятор уровня сабвуфера: в некоторых моделях есть поворотная ручка для регулировки громкости усилителя с приборной панели.
• Регулируемый фильтр низких частот: как правило, даже если они не могут воспроизводить звук выше 250 Гц или около того, вы можете отрегулировать срез выхода кроссовера от 20 до 250 Гц, в зависимости от конкретного усилителя.

Хотя они используют один монофонический (моно) канальный выход, некоторые из них имеют дополнительный набор терминалов для динамиков, чтобы упростить подключение нескольких сабвуферов, если хотите.

Подходят ли усилители класса D для сабвуферов?

Самое главное, что нужно понять, это то, что эти моноусилители (также называемые «моноблочными» усилителями) разработаны только для , чтобы обеспечить большую мощность на сабвуфер и не более того.В этом отношении они отлично подходят для подводных лодок!

Они предлагают более высокую стоимость ватт на доллар, чем любые другие усилители. Фактически, сегодня вы можете найти такие, которые могут обеспечить среднеквадратичную мощность 500 Вт (или выше!) За 100 долларов и ниже.

Лучше ли усилитель класса D?

Не существует действительно «лучшего» класса усилителей — по крайней мере, в настоящее время. У каждого из них есть сильные и слабые стороны, а это означает, что все сводится к тому, что лучше всего подходит для вас. Например, если вы, как и большинство людей, хотите хорошего звука, но с наилучшим соотношением цены и качества, тогда да, в этом случае, вероятно, лучше.

Однако, что касается того, что важно для большинства людей, автомобильные усилители класса D лучше в большинстве, но не во всех категориях, которые имеют значение.

Вот сравнение различных классов усилителей и их плюсы и минусы:

Схема сравнения классов автомобильных усилителей

Диаграмма, сравнивающая основные вещи, которые вам интересны, с аудиоусилителями. Как я упоминал ранее, усилители класса A / B — это хороший компромисс между качеством звука, стоимостью и мощностью.Однако, как вы можете видеть здесь, усилители класса D в наши дни являются более выгодными и предлагают больше за деньги. Они являются лучшим универсальным выбором для большинства людей, которым не нужно качество звука аудиофильского уровня.

Как я уже упоминал ранее, усилители класса D сейчас становятся все более популярными и более ценными для большинства людей. Если вы не стремитесь к наилучшему качеству звука, которое только можно купить, вы получите больше мощности за свои деньги, доступную цену и более простую установку за свои деньги.

Как вы можете видеть на моей диаграмме выше, усилители класса A превосходны по качеству звука (они имеют сверхнизкие искажения и отлично справляются с воспроизведением музыкального сигнала), но уступают почти во всех других областях.

Усилители класса

A / B в течение многих лет были лучшим универсальным выбором. Они предлагают очень хорошее качество звука даже с бюджетными моделями, неплохое энергопотребление, они доступны по цене, но не такие компактные. Усилители класса A больше не используются для автомобильной аудиосистемы, поэтому на самом деле они не являются конкурентами.

Усилители

класса D, как вы можете видеть, имеют больше плюсов, чем минусов — они меньше, вы можете получить больше мощности за деньги, и они потребляют меньше электрического тока, но не обладают качеством звука аудиофильского уровня. При покупке вы можете найти, например, модель с среднеквадратичной мощностью 4 x 100 Вт против усилителя A / B мощностью 4 x 50 Вт RMS.

В конечном счете, для большинства людей — отличный вариант усилителя класса D и лучший выбор, если вы не очень разборчивы в отношении качества звука. . Не поймите меня неправильно — современные модели имеют очень хорошее качество звука — только не высококачественный звук на уровне аудиофилов.Если это не то, чем вы занимаетесь после, вы найдете их очень приятными.

Класс D и автомобильные усилители класса A / B

Диаграмма, сравнивающая работу усилителей класса A / B и усилителей класса D. В отличие от усилителей класса D, модели A / B не изменяют исходный сигнал, а вместо этого усиливают его и разделяют на положительную и отрицательную половины для управления выходными каскадами. Усилители класса D используют принцип ШИМ и управляют транзисторами только часть времени, экономя энергию и тратя меньше.

Что такое автомобильный усилитель класса AB?

Усилители

класса A / B существуют уже несколько десятилетий, и их цена варьируется от супербюджетных до высококачественных. Во всех случаях используется одна и та же базовая конструкция: входной сигнал используется для управления выходными транзисторами с положительной и отрицательной половинами, повышая входной сигнал с помощью внутреннего напряжения источника питания усилителя для управления динамиками.

Из-за того, как они работают, некоторая часть энергии теряется (около 45-35% или около того, в зависимости) и превращается в тепло, которое нагревает радиатор (корпус из тяжелого металла).Они предлагают очень хорошее качество звука, поскольку не изменяют аудиосигналы, а только усиливают их.

В схемах

класса D используются принципы ШИМ для экономии энергии, поскольку они переключают выходные транзисторы мощности только часть времени. В отличие от усилителей класса A / B, они изменяют входной сигнал : он преобразуется в прямоугольные волны, которые преобразуются обратно в плавные волны, как и входной сигнал, когда они выходят из усилителя.

Усилители класса D лучше, чем AB?

Усилители класса D могут предлагать больше мощности и / или больше каналов усилителя при том же или меньшем размере, чем усилители класса A / B.Этот 5-канальный усилитель Pioneer, например, может обеспечить большую мощность на 4 динамика и выделенный канал сабвуфера, чем усилители A / B того же размера. По этой причине можно сказать, что так лучше.

Есть небольшая разница в качестве звука, которая зависит от марки и дизайна. В качестве компромисса соотношение сигнал / шум несколько хуже, чем у моделей A / B. Например, 90 дБ или около того более типичны для хороших усилителей, в то время как усилители A / B часто начинаются с 90 дБ, а 100 дБ — не редкость.

Это не совсем тот случай, когда усилители класса D лучше, чем A / B, но для большинства людей они таковы.Например, не так много людей заботятся о более точных характеристиках качества звука, таких как шум или SNR.

Их больше волнует мощность, которую они получат за свои деньги — в этом отношении усилители класса D на лучше. Во многих случаях их также проще установить, поскольку они меньше по размеру.

Я думаю, что лучший ответ — сказать, что они лучше по мощности, размеру и стоимости, чем большинство усилителей A / B. Они не лучше для высококачественного звука. Однако есть усилители класса D с превосходным качеством звука.

Вам придется потратить больше на них, поскольку они представляют собой более продвинутые конструкции, чтобы обеспечить более высокий уровень качества звука, чем у большинства.

Некоторые усилители класса D, подобные этому от JL Audio, предлагают превосходное качество звука, которое может конкурировать с большинством усилителей A / B. Но они дороже.

Могу ли я использовать морской усилитель класса D в автомобиле?

Морской усилитель, установленный для использования и тестирования в автомобиле. Не стесняйтесь использовать усилитель класса D самостоятельно, если хотите!

Да, вы можете установить морской усилитель в свой автомобиль, грузовик или мотоцикл!

На самом деле, они предлагают несколько отличных вариантов установки, которых иначе бы у вас не было!

Вот список возможных отличных вариантов и проблем, которые они решают:

• Морские мини-усилители класса D отлично подходят для надежной работы и отличного звука в мотоциклах, поскольку они могут поместиться в небольших помещениях и не будут перегреваться.
• Морской усилитель подходит для уличных транспортных средств и намного более доступен, чем специальные усилители от производителя транспортного средства.
• Вы можете построить звуковую систему без стерео! Некоторые морские усилители класса D имеют встроенный приемник и контроллер Bluetooth, что делает это возможным.

Морские усилители предлагают отличные решения для некоторых особых случаев, например, в классических автомобилях. Вместо того, чтобы тратить кучу денег на изготовление по индивидуальному заказу или металлоконструкцию, вы можете использовать усилитель для прямого, простого в установке звука, который отлично работает.

На самом деле это не «минусы», о которых стоит беспокоиться, кроме косметического цвета и стиля. Кроме того, при покупке, это означает, что можно иметь еще дополнительных вариантов, и, возможно, вы сможете найти очень много.

Еще статьи об усилителях и динамиках

У меня есть еще одна полезная информация, которая поможет вам узнать больше:

Что такое усилитель класса D

Узнайте, почему мы используем усилители класса D в наших сабвуферах

Лучше ли усилители класса AB, чем класса D? Если мы говорим о широкой полосе пропускания музыки через ваши громкоговорители, ответ, скорее всего, будет простым и однозначным: «Да.«Но когда дело доходит до питания сабвуферов, ответ не так однозначен.

Усилители

класса D, также известные как «цифровые» усилители, работают, сдвигая частоту дискретизации, с которой они работают, до чрезвычайно высоких частот. При этом они используют ЗНАЧИТЕЛЬНО меньшие силовые трансформаторы, которые занимают на , что на меньше внутреннего пространства — то, что всегда имеет значение в сабвуферах. В некоторых случаях он экономит почти 10% внутреннего объема, пространства, которое можно вернуть для получения более глубоких басов и более высокой выходной мощности, так что это немалое преимущество.

Итак, если «нормальный» усилитель класса AB работает на частоте 60 Гц в Северной Америке и 50 Гц в Европе и большей части Азии, усилитель класса D может работать на частотах до 500 000 циклов; чем выше частота, тем эффективнее усилитель может работать на холостом ходу и тем меньше трансформатор. Усилители с более холодным режимом работы означают, что они могут — особенно в мощных (более 300 Вт) — потреблять меньше энергии, когда они не работают. Вот почему мы можем поставить усилитель мощностью 550 Вт, который потребляет всего 22 Вт в режиме ожидания.

ProTip:

В то время как многие из наших моделей предлагают схемы резервного питания, в наших собственных студиях мы всегда выбираем режим «Всегда включен», потому что любой усилитель предпочитает работать в устойчивом непрерывном режиме, где он не подвергается стрессу от многократных толчков при включении холода.Это абсолютно самый надежный и щадящий способ работы с REL. А поскольку мы разработали высокоэффективные усилители, которые не тратят впустую энергию, когда не воспроизводят сигнал, вы так или иначе не сэкономите намного больше энергии. Усилитель мощностью 200 Вт в нашем T / 7i потребляет всего 7 Вт, примерно столько же, сколько привлекает детский ночник. Мы всегда делали это так, задолго до того, как стало модно заботиться об энергопотреблении и окружающей среде, потому что это было хорошей инженерной практикой.

Те самые проблемы, которые слышат и возражают многие опытные слушатели в усилителях класса D, полностью игнорируются в приложениях сабвуфера.Класс D известен своей яркостью, своего рода заусенцами с твердыми краями, которые поражают верхние средние и нижние высокие частоты музыки.

Но посмотрите, как он используется в REL. Во многих системах на основе REL пользователи нередко переключаются в диапазоне 30-40 Гц, иногда даже в диапазоне 20-30 Гц. Так почему нас это не волнует? Потому что вещи, которые многие из нас могут слышать и возражать в усилителях класса D, лежат на 6-7 октав выше, чем мы просим REL воспроизвести. Музыка состоит из 10 октав, и REL находятся почти исключительно в нижней октаве (20-40 Гц), поэтому проблемы, связанные с классом D, существуют примерно на 70% выше музыкального диапазона, в котором работает REL.Это настолько далеко за пределами области беспокойства, что мы можем спокойно игнорировать его влияние.

Но подождите, разве REL не использует класс AB в своем более доступном ассортименте И в некоторых из своих эталонных продуктов?

Да, мы это делаем, и вот наш подход и почему нам действительно наплевать, является ли усилитель, тщательно разработанный для того или иного диапазона, классом AB или классом D. Мы хотим использовать абсолютно лучшие усилители для приложения и цены. «Лучшее» означает лучшее звучание в данном ценовом диапазоне, наиболее надежное и обладающее более чем достаточной мощностью для достижения наших инженерных целей со здоровым дополнительным запасом прочности.

Профессиональный совет:

Мы устанавливаем стабильное состояние номинальной мощности нашего усилителя в частотном диапазоне с центром в нижней октаве музыки, тогда как усилители некоторых конкурентов могут достигать своих номинальных значений только в течение коротких периодов времени и на частотах, которые лежат выше рабочего диапазона сабвуфера. Собственно, какой в ​​этом смысл? Усилитель сабвуфера, проверенный на частоте 100 Гц, похож на школьный автобус, который хорошо справляется со скоростью 200 миль в час; интересно, но не имеет отношения к работе.

Суть в том, что мы стремимся производить самые надежные усилители, которые предлагают наилучшие характеристики, которые мы можем извлечь, независимо от классификации усилителей. Когда мы предлагаем класс D в нашей серии S, это связано с тем, что эти усилители предлагают гораздо более быстрый отклик, идут глубже с потрясающе четкой четкостью, чем усилители класса AB, используемые в нашей более доступной серии T / i. Так почему бы не пойти повсюду в классе D? Потому что на выходных мощностях серии T / i класс D менее привлекателен и еще не имеет проверенной репутации этих усилителей класса AB.. Мы произвели более 100 000 устройств с использованием различных разработок наших усилителей Serie T / i с невероятной степенью надежности, а надежность с отличным звуком по разумной цене — что-то исключительно редкое для доступных сабвуферов.

Мы обещаем и дальше использовать все имеющиеся в нашем распоряжении средства для создания самых прочных и надежных усилителей, обеспечивающих высочайшие характеристики для каждого производимого нами диапазона, не обращая внимания на его источник питания и классификацию усилителя.После почти 30 лет работы в бизнесе мы доказали, что принимаем правильные инженерные решения, которые уравновешивают ВСЕ достоинства наших продуктов и вызывают доверие наших клиентов, которые рассчитывают на нас в принятии этих решений. Мы благодарим тысячи клиентов REL по всему миру за это доверие, мы его очень дорожим.

---

27 февраля 2018 г. — Опубликовано в: Системное мышление

Лучший усилитель класса D Обзоры

Высококачественный усилитель класса D помогает обычным динамикам воспроизводить чистый, громкий и привлекательный звук, доставляющий удовольствие вашим ушам.

Усилители играют важную роль за кулисами; они гарантируют, что ваши домашние стереодинамики будут воспроизводиться с поразительной четкостью на любой громкости!

Помимо обычных вариантов, существуют специальные усилители для пассивных динамиков, наушников и сабвуферов. И у нас есть все, что вам нужно для потрясающего обновления стереосистемы!

Итак, если вы подумываете о том, чтобы поставить новый усилитель для вашего домашнего кинотеатра, вы обязательно найдете наши обзоры и рекомендации лучших усилителей класса d весьма полезными!

Самые популярные усилители

Что такое усилитель класса D и почему я должен его использовать?

Усилитель класса D — один из последних вариантов усилителя, который хорошо сочетается с оборудованием домашнего кинотеатра и обеспечивает качество звука, как в профессиональной студии.Какими бы эффективными и надежными ни были усилители класса D, люди всегда хотят знать, что еще могут предложить эти великолепные усилители.

Вот почему мы указали на ключевые преимущества наличия стереоусилителя класса D для вашего дома.

Обеспечивает студийное качество звука

Ни одно из устройств, которые мы используем дома в качестве основного источника звука (смартфон, ноутбук, телевизор), не может генерировать достаточно сильные цифровые сигналы, чтобы максимально использовать динамики. Либо звук кажется плотным с искажениями, либо полнота басов звучит еле слышно.

Тем не менее, вам нужны высококачественные усилители для достижения оптимального уровня выходного сигнала ваших динамиков.

Громко и ясно воспроизводит ваши динамики

Слабый сигнал воспроизводится через пассивные динамики, потому что этот тип динамиков не может усилить звук, не говоря уже о передаче его на слышимые компоненты. Это потому, что пассивные динамики требуют стороннего усилителя мощности для воспроизведения файлов с источников. Активные колонки имеют встроенный усилок; все, что им нужно, это источник питания.

С другой стороны, пассивным динамикам нужен как усилитель, так и источник питания; вот почему вы увидите усилители с «блоком питания» номиналом 13.5 В 3 А, 24 В 4,5 А постоянного тока и т. Д.

Улучшает характеристики динамиков и сабвуфера

Как мы упоминали ранее, усилители улучшают качество цифрового сигнала, чтобы динамики могли лучше воспроизводить их. Они также имеют инновационную схему, которая снижает искажения звука. Кроме того, они могут сделать звучание суб-баса и баса слышимым и полным.

Динамик или низкочастотный динамик не могут в конечном итоге генерировать аудиосигналы с исходной частотой ниже Гц. Существуют специальные внешние усилители мощности как для пассивных динамиков, так и для сабвуферов — исключительно для сабвуферов.

Наши 10 лучших обзоров усилителей класса D 2021

Чтобы получить усилитель класса D, который подходит для вашей домашней стереосистемы дома и в студии, необходимо рассмотреть десятки аспектов. Зачем испытывать трудности, когда прямо ниже мы рассмотрим 10 проверенных временем моноблочных усилителей?

1. Мини-аудиоусилитель Pyle Bluetooth HiFi

Обладая выдающимся качеством звука и удобными функциями, усилитель Pyle Bluetooth вошел в список лучших усилителей класса d, доступных прямо сейчас.Исключительная чистота звука, а благодаря своим компактным размерам этот усилитель прекрасно смотрится в любом домашнем интерьере и любой студии!

Если вы запасаетесь своим домашним кинотеатром новейшими гаджетами и оборудованием, у вас наверняка найдется место для этого стереоусилителя класса d от Pyle. Он имеет эффективные регуляторы высоких и низких частот, которые оживляют звук.

Это устройство совместимо с Bluetooth 5, поэтому вы можете рассчитывать на быстрое сопряжение с нулевой буферизацией. А диапазон — более 30 футов.Итак, потеря связи — это не проблема!

Он легко подключается к внешним устройствам, таким как радио, смартфоны, планшеты, микрофоны, динамики, ноутбуки и т. Д. Если вы не большой поклонник домашних вечеринок, вам понравится его ¼-дюймовый разъем для наушников, чтобы спокойно наслаждаться любимыми треками.

Что касается компоновки панели управления, у вас есть все кнопки на передней панели этого изящного черного Bluetooth-усилителя. Он имеет аудиовход RCA на задней панели, так что вы можете подключать его к устройствам, которые еще не поддерживают беспроводное сопряжение.

Поскольку он обеспечивает мощность 100 Вт на канал, вы можете наслаждаться мощностью 200 Вт при 100 Вт RMS не на одном, а на двух наборах динамиков. Кроме того, его защищенная схема с оконечным сопротивлением 2-8 Ом и сверхнизким общим гармоническим искажением 0,5% сделали усилитель Pyle Bluetooth нашим фаворитом!

Основные функции

• Поддерживает Bluetooth 5 и охватывает большой диапазон 30 футов
• КНИ 0,5% означает, что у вас очень низкие искажения качества звука
• Подключается к аудиосистемам через вход RCA и Bluetooth
• Идеально для домашних акустических систем
• Поставляется с 4.Кабель питания длиной 9 футов для проводных настроек

2. Fosi Audio BT20A Двухканальный стереозвук Bluetooth 5.0

Наслаждайтесь усиленным звуком в лучшем виде с Fosi Audio BT20A. Он оснащен усовершенствованной схемой Bluetooth 5.0. После того, как соединение Bluetooth будет установлено, не будет слышимого статического электричества.

Начнем с того, что Fosi Audio BT20A отличается компактным минималистичным дизайном. Его розетка постоянного тока полностью безопасна для подключения любой домашней колонки через вход RCA.Кроме того, его защищенная схема обеспечивает хорошее состояние устройства во время использования. Усилитель совместим с любым динамиком, который есть в вашем арсенале.

Его великолепное качество звука проявляется в показателе THD ниже 0,04% даже при высокой громкости. Это означает, что вы можете наслаждаться треками с исключительной четкостью, не выходя из дома. Благодаря широкому диапазону подключения по Bluetooth звук без пропусков можно использовать как на домашних вечеринках, так и на веселых мероприятиях.

Самое лучшее в моноблочных усилителях класса d — это то, что вы получаете гораздо больше, чем обычный предусилитель в удобной настройке.Кроме того, мы рекомендуем Fosi Audio BT20A, потому что он мощный, практичный и компактный для домашнего использования.

Поскольку этот усилитель Bluetooth класса D поддерживает колоссальный радиус действия 50 футов, вы можете наслаждаться потрясающим звуком, где бы вы ни находились!

Основные характеристики

• Поддерживает высококачественное воспроизведение звука с телефона, ноутбука, телевизора, PS4 и DVD
• Диапазон подключения Bluetooth 50 футов идеально подходит для малых и больших многоэтажных домов
• Up Согласующее сопротивление до 8 Ом обеспечивает профессиональную ясность и безопасность схемы
• A 0.04% THD делает этот усилитель класса D таким же эффективным, как усилители класса AB.

3. Planet Audio TR3000.1D Автомобильный усилитель класса D

. А когда дело доходит до усиления блеска сабвуферов, этот усилитель класса D от Planet Audio — лучший выбор.

Это устройство поставляется со специальными дозвуковыми фильтрами и фильтрами LP и может похвастаться высокой чувствительностью к звуковым частотам, обеспечивая только лучшее для ваших ушей.

Во-первых, его высокоэффективные транзисторы могут переключаться между полным и непроводящим режимом, создавая потрясающий звук. Вы также можете соединить два усилителя вместе с импедансом 2 Ом — благодаря его инновационной способности связывания.

И если вы всегда настраиваете свою домашнюю стереосистему в лучшую сторону, вы уже знаете, насколько великолепно звучат сабвуферы при низком сопротивлении.

Этот мощный усилитель класса d от Planet Audio также имеет автоматическую защиту от отключения. Что касается качества звука, то этот усилитель класса D позволяет настраивать нижние басы и удерживать их в желаемом диапазоне.

Кроме того, есть функция Phase Control, которая помогает синхронизировать фазу динамика с усилителем для более привлекательного качества прослушивания. По правде говоря, ничто не может сравниться с хорошим сабвуфером в плане достижения округлой акустики, подходящей для наших закрытых комнат.

Короче говоря, если мы хотим назвать лучший усилитель класса d за эти деньги, то это будет Planet Audio TR3000. Он поставляется с пультом дистанционного управления для простого управления уровнем выходного сигнала сабвуфера без подключения Bluetooth.

Основные характеристики

• Он может работать в паре со вторым усилителем с сопротивлением 2 Ом для большего звука
• Фильтры LP позволяют управлять звуковыми частотами, которые поступают в сабвуфер
• У вас есть возможность настроить низкие частоты и сабвуфер уровни звука
• Синхронизирует фазу динамика с фазой усилителя для качественного звука
• Функция автоматического отключения гарантирует, что устройство не нагревается до опасного уровня

4.Lepy LP-2021A Цифровой Hi-Fi усилитель класса D

Если вы ищете усилители ЦА лучшего класса, вам повезло. Lepy LP-2021A с передовой инженерией и надежной схемой выведет звук домашнего кинотеатра на новый уровень.

Найти экономичный способ загрузки домашнего кинотеатра непросто, особенно когда есть тонна средних усилителей и сабвуферов, которые перегорают, как только вы их подключаете.

Ну, это не то, что вам нужно Беспокойство с Lepy LP-2021A.Схема защиты динамика гарантирует, что и ваш динамик, и усилитель безопасны в использовании. Кроме того, это предотвращает повреждение ваших динамиков внезапными звуками.

Если вы плохо разбираетесь в жаргоне акустической мощности, любой обзор усилителей класса d может быть немного трудным для расшифровки. Особенно когда вы сравниваете номинальные мощности, найти совместимый усилитель класса d для вашей домашней стереосистемы — непростая задача.

К счастью для вас, Lepy LP-2021A имеет безупречный контроль мощности и схему выдержки времени.Он отключает выходное соединение, когда входное напряжение превышает пороговое значение напряжения постоянного тока 14,4. Кроме того, это помогает избежать кратковременных ударов по корпусам динамиков.

Кроме того, помехи сигнала близки к нулю. Мы также были удивлены тем фактом, что его общие гармонические искажения ниже, чем у многих высококачественных усилителей, доступных на рынке. Кроме того, он также совместим со многими устройствами, такими как ваш iPhone, MP3-плеер, ноутбук, декодер и т. Д.

Основные функции

• Обеспечивает чистые и естественные звуки с минимальными искажениями
• Включает 13.Адаптер питания 5 В, 3 А
• Частотная характеристика от 20 Гц до 20 кГц может соперничать со многими усилителями высшего уровня
• Поддерживает входное напряжение от 12 В до 13,5 В и отключает питание, когда оно превышает

5. 2-канальный стерео аудио усилитель Fosi Audio

Это усилитель класса D, который легко помещается прямо на книжную полку, на рабочий стол или подставку под телевизор. Он сохраняет низкий профиль в вашем доме и повышает качество динамиков до максимума.

Теперь вы можете наслаждаться высококачественным студийным звуком с низким уровнем искажений из гостиной в игровой уголок.Приобретение Fosi Audio TB10A — лучшее, что вы можете сделать для домашнего кинотеатра. Он обеспечивает выходную мощность 100 Вт по двум каналам для мощного звука 200 Вт. В комплект входит блок питания на 24 В.

Кроме того, сам усилитель может управлять 300-ваттными динамиками с сопротивлением 4 Ом или 200-ваттными динамиками с сопротивлением 8 Ом. Этот легкий усилитель сочетает в себе качество звука с эффектом присутствия при компактных размерах.

Он имеет три простые ручки, расположенные на матовой черной панели управления. Нам также понравился его компактный дизайн, который, как мы полагаем, будет великолепно смотреться на вашей стойке под телевизор или на рабочем столе.

Часто мы замечаем, что усилители создают низкий статический шум при включении питания. Каким бы раздражающим это ни было, вы не можете ожидать качественного звука без надлежащих усилителей и сабвуферов.

К счастью, футуристическая схема сохраняет TB10A тихим, как мышь, когда вы во что не играете.

Основные характеристики

• Гармонические искажения 0,04% достаточно низкие для высокой четкости звука
• Два чипа TPA в схеме обеспечивают превосходное качество звука для любителей музыки Hi-Fi
• Подходит для достаточно чувствительных пассивных динамиков и системы домашнего кинотеатра
• Не производит звуковых шумов, когда не используется

6.Dual Electronics DBTMA100 Bluetooth-усилитель класса D

Dual Electronics предлагает вам стереоусилитель класса d с поддержкой Bluetooth и великолепными характеристиками. Речь идет о пиковой мощности 100 Вт, сверхвысокой частотной характеристике и непревзойденной четкости звука для студийного исполнения прямо дома.

На передней панели есть несколько регуляторов и кнопок для управления басами, высокими частотами и громкостью для индивидуального восприятия. Ответственный радиатор устраняет тепло, что является основным повреждающим фактором для усиленных усилителей.

Кроме того, этот усилитель одинаково работает с проводным динамиком и динамиком Bluetooth. Диапазон подключения в сто футов дает вам множество преимуществ для размещения усилителя в любом месте.

Если вы предпочитаете минималистичный домашний декор, радиатор с подсветкой и контуры этого мощного усилителя класса d могут не соответствовать вашему вкусу. Что ж, благодаря широким возможностям подключения вы можете спрятать усилитель на верхней стойке и воспроизводить качественный звук без компромиссов.

Для универсального эксклюзивного качества звука Dual Electronics предлагает вам соединить этот усилитель с любым из их динамиков LU53 или LU43.И точно так же, как их умопомрачительный звуковой усилитель, динамики созданы с таким же уровнем яркости.

Помимо того, что этот усилитель является новаторским дополнением к вашему домашнему кинотеатру, он также вернет веселье во время домашних вечеринок. Даже когда дело доходит до игр, этот надежный усилитель класса D обеспечивает сюрреалистический звук для реалистичного воспроизведения.

Основные характеристики

• Легко сочетается с внешними динамиками, пассивными динамиками и динамиками Bluetooth
• Это портативный динамик с импедансом от 4 до 8 Ом и выдающейся частотной характеристикой от 20 Гц до 22 кГц
• Подсвечиваемый радиатор и подсветка поворотные ручки управляют низкими, высокими частотами и громкостью
• 100-футовый диапазон Bluetooth обеспечивает безупречный звук и универсальность в настройке

7.Стереоусилитель HiFi Audio S.M.S.L AD18 с Bluetooth

Оцените новые возможности управления звуком домашнего кинотеатра, как никогда раньше, с моноблочными усилителями класса d от S.M.S.L. Он щеголяет выходом на сабвуфер с несколькими вариантами сопряжения, так что вы можете воспроизводить звук высокой четкости со всех своих устройств!

Вход USB пригодится, если вы хотите использовать усилители с ноутбуком и ПК. Однако, когда дело доходит до подключения PS4, CD или ТВ-приставки, 3,5 мм. Подойдет OPTI1 jack.Точно так же гнездо OPTI2 помогает вам подключаться к другим типам аудиоисточников.

Таким образом, в вашем распоряжении всего два оптических входных гнезда. Затем есть возможность подключения Bluetooth 4.2, которая позволяет вам полностью использовать беспроводную связь с вашей домашней стереосистемой.

Все, что вам нужно сделать, это включить опцию NFC на вашем смартфоне и подключить усилитель через Bluetooth в обычном процессе. Микросхемы CS8422 и TAS1020B преобразуют оптические и коаксиальные сигналы для выдающегося 24-битного звука с максимальной частотой дискретизации 96 кГц.

Его запатентованное качество звука также проявляется в безупречной системе цифровой обработки сигналов. При нулевом фазовом сдвиге цифровые сигналы проходят через LC-фильтр. Он эффективно снижает коммутационные шумы, присутствующие в выходном сигнале, и обеспечивает плавный, четкий звук для ваших ушей.

Основные характеристики

• Поддерживает USB, AUX, системы оптического ввода и подключение Bluetooth 4.2
• Включает выход SDPI, отличный от традиционного выхода ЦАП, для повышения эффективности
• Высококачественные микросхемы усилителя обеспечивают точное преобразование сигнала
• Ноль Система подавления фазового сдвига и шума формы сигнала обеспечивает лучшую четкость звука

8.S.M.S.L SA50 TDA7492 Усилитель класса D

Среди всех протестированных нами моноблочных усилителей класса d, S.M.S.L. SA50 не только лучше всего звучит, но и выглядит потрясающе.

Не будем лгать — серые алюминиевые усилители становились все более распространенными. Если вы хотите, чтобы ваш домашний кинотеатр оставался эксклюзивным, а домашняя стереосистема впечатляла, этот элегантный черный усилитель от S.M.S.L. отличный вариант.

Во-первых, вы можете приобрести этот усилитель с ограниченным бюджетом. Обновление домашней стереосистемы больше не требует затрат рук и ног.С SA50 вы можете наслаждаться превосходной акустикой с нулевыми пропусками.

Ручка регулировки громкости с мягкой подсветкой помогает сохранять очаровательно низкий уровень звука и поднимать его до сумасшедшего уровня, когда это необходимо.

Его источник питания 24 В, 4,5 А постоянного тока может вызвать дополнительную нагрузку на вашу домашнюю цепь. Но параллельный конденсатор Philips 6600 мкФ полностью оборудован защитой от перегрузки по току. В целом, его стерео схема 2 × 50 Вт производит достаточно громкий звук, который заставит вас двигаться!

Что нам действительно понравилось в этих усилителях, так это то, что они разработаны с достойной похвалы, защищенной схемой, а снаружи выглядят великолепно.SA50 — это усилитель, которым вы щеголяете, а не тот, который прячете на полке. Наконец, это примерное устройство демонстрирует как тепловую перегрузку, так и технологию предотвращения короткого замыкания.

Основные характеристики

• Подходит для домашних стереосистем, студенческих общежитий, встреч и аудиопроизводства
• Параллельные 6600 мкФ конденсаторы Philips обеспечивают защиту от перегрузки по току
• Поставляется с защитой от тепловой перегрузки
• Совместим только с пассивными динамиками

9.Power Acoustik RZ1-3500D, 3500 Вт, моноблочный усилитель класса D

Кто сказал, что ваш любимый трек должен звучать скучно с еле слышными басами по дороге домой? После тяжелого рабочего дня вы немного потратили время на то, чтобы ваш любимый плейлист играл на полной громкости. Оцените Power Acoustik RZ1-3500D для полного преобразования домашней стереосистемы — не для вашего дома, а для вашего автомобиля!

Начнем с того, что этот усилитель доступен для многих моделей автомобилей, от блестящего Bentley до вашей скромной Honda.Cadillac, Ferrari, Dodge, Tesla, Lamborghini, могучий Land Rover — вряд ли найдется автомобильная марка, для которой Power Acoustik не производит усилители.

Независимо от размера и установки, он оснащен надежным Mosfet PWM, высокоэффективным сигналом с нулевым падением напряжения и очень низкими потерями мощности.

Этот моноблочный усилитель удобно монтируется в ограниченном пространстве — благодаря своему тонкому 4,75-дюймовому шасси, в котором размещена топология полнодиапазонного аудио мирового класса. Он обеспечивает максимальную среднеквадратичную мощность 3500 Вт при оконечном сопротивлении 4 Ом.

Более того, этот усилитель Monoblock класса d от Power Acoustik поставляется со всеми настройками предусилителя, которые заставляют ваши автомобильные стереодинамики раскачиваться до упора!

Основные характеристики

• Технология сигналов Mosfet PWM обеспечивает минимальные потери мощности и отсутствие падения напряжения
• Обеспечивает полнодиапазонный звук с помощью мощных регуляторов громкости
• Делает ваши автомобильные динамики живыми и профессиональными
• Доступны в течение года- мудрые модели автомобилей из широкого ассортимента марок

10.Orion CB2500.1D Моноблочный усилитель класса D серии Cobalt

Мы завершаем наш список Orion CB2500 — еще одним исключительным усилителем для звука вашей домашней студии. В этом минималистичном корпусе есть много возможностей. Его диапазон низких и высоких частот составляет от 10 Гц до 400 кГц, вы уже можете сказать, что такое устройство премиум-класса Orion CB2500.

Честно говоря, его превосходное усиление сигнала и частотная характеристика стоят своих денег. Хотя более высокая частотная характеристика не обязательно означает более четкое качество звука, вы не можете отрицать разницу, которую она дает в воспроизведении полнодиапазонных басов, высоких и средних частот для иммерсивного театра.

Если вы хотите, чтобы ваши домашние динамики звучали четко и громко с выдающимся диапазоном низких частот, Orion CB2500 идеально подходит для этой работы. Его профессиональная схема сделана с учетом полноценного студийного использования и, следовательно, заоблачной цены.

Не будем лгать; у нас были сомнения по поводу его частотной характеристики, потому что диапазон от 10 Гц до 400 кГц звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой. Но как только мы протестировали эти усилители, мы почувствовали, как выскакивают басы и высокие частоты, а динамики берут нужные ноты прямо из студии.

Эти усилители также намного более эффективны, чем линейные усилители, которые тратят энергию на рассеивание ненужного тепла, шума и искажений. Этот стереоусилитель класса d исключает риск короткого замыкания или полного перегрева усилителя из-за чрезмерного нагрева и скачков напряжения.

Основные характеристики

• Широкая частотная характеристика от 10 Гц до 400 кГц обеспечивает более чистый звук
• Поддерживает до 3000 Вт для превосходного усиления сигнала
• Стабильный усилитель на 1 Ом может питать два надежных динамика с низким сопротивлением
• Поставляется с 3 предохранителями для предотвращения перегрева внутренних цепей от перегрузки, перегрева и скачков напряжения

Сравнительная таблица усилителя класса D

Pyle Bluetooth 9087

Bluetooth 5.0, до 30 футов

73 Planet Audio TR3000.1D Автомобильный усилитель класса D

903

			Может работать как усилитель для наушников
	Bluetooth 5.0, до 50 футов			Регуляторы низких, высоких частот и громкости
			Дистанционное управление сабвуфером, усиление низких частот, дозвуковой фильтр
Lepy LP-2021 A Class-D Hi-Fi Digital Amplifier	183
	Схема защиты от короткого замыкания и выдержки времени
2-канальный стерео аудио усилитель Fosi Audio				Включает 24 В 4.Источник питания 5A
Dual Electronics DBTMA100	Bluetooth 4.2, RCA, 3,5 мм AUX			Беспроводной диапазон 100 футов и инновационный радиатор
Audio SMSL	Bluetooth 4.2, Apt-X, USB и DSP			Сигнал защиты от помех и высококачественный звук
				6600 UF Конденсаторы Philips для защиты от сверхтоков
				Панель управления усилением звука на приборной панели
Моноблочный усилитель класса D серии Orion CB2500 серии Cobalt					1-омный стабильный усилитель 9078 966 9100 с защитой от перенапряжения перед покупкой усилителя класса D Underst Усилители класса D не так уж и сложно, если вы увеличите словарный запас домашней стереосистемы.Существует множество показателей для сравнения одного усилителя с другим. И как только вы узнаете, что это такое и что они означают, поиск подходящего усилителя для стереодинамиков станет лишь вопросом времени. Без лишних слов, давайте начнем с нашего лучшего руководства по покупке усилителя класса d! Версия и диапазон Bluetooth Добавление возможности подключения Bluetooth к усилителям и динамикам устраняет необходимость в дополнительной паре проводов. Это на самом деле помогает вам привести в порядок стойку под телевизор и избавиться от подозрительного шнура, идущего от усилителя книжной полки. Однако более новые версии Bluetooth (4.2 или 5.0) позволяют передавать больше данных по сети с меньшим временем обработки. Излишне говорить, что версии Bluetooth могут влиять на качество звука вашего динамика. Fosi Audio BT20A поставляется с Bluetooth 5.0 и поддерживает его в широком диапазоне 50 футов. Для компактных домов 30 футов диапазона Bluetooth 5.0 вполне достаточно; а Pyle PDA20BT предлагает это беспроводное соединение с максимальным усилением сигнала. Частотная характеристика Хорошая частотная характеристика жизненно важна для ваших усилителей.Этот диапазон определяет, какие частоты цифрового сигнала усилитель будет распознавать и передавать в динамики для отличительного качества звука. Большинство современных Bluetooth-усилителей могут работать с частотами от 20 Гц до 20 кГц. У нас есть Fosi Audio BT20A, чтобы показать, насколько поистине мастерски воспроизводится диапазон от 20 Гц до 20 кГц. Однако, если у вас нет специального усилителя для сабвуфера, базовый аудиоусилитель никогда не сможет уловить этот бас с исходной глубиной звуковой сцены, независимо от частотной характеристики.Planet Audio TR3000 — это рекомендуемый нами усилитель сабвуфера для современного домашнего кинотеатра. THD Total Harmonic Disorder или THD — это влияние вашего усилителя на качество звука, передаваемого из динамиков в ваши уши. И вы хотите, чтобы этот эффект или искажение были как можно меньше. Чтобы сохранить оригинальность звукового файла, лучше всего приобрести усилитель с низким коэффициентом нелинейных искажений и блоком питания. THD Lepy LP-2021A ниже 0,4%. Это означает, что этот мощный усилитель воспроизводит звуки, близкие к оригинальным, с повышенной мощностью и энергией.Поскольку соединение Bluetooth ухудшается с расстоянием и другими факторами, усилители Bluetooth имеют незначительные, но немного большие искажения, чем проводные. Наконец, если вы хотите ощутить настоящие звуки от источника звука, ищите усилитель класса D с THD менее 0,5%. Проводное подключение Беспроводное подключение, каким бы желательным оно ни было, имеет свою долю недостатков. Например, едва ли найдется усилитель Bluetooth, который без труда соединяется с несколькими устройствами.Но когда дело доходит до проводного подключения, вы можете рассчитывать на плавное выполнение. То же самое и с усилителями для пассивных динамиков. Средний усилитель подключается к одной или двум стереосистемам через провод динамика, оставаясь подключенным к розетке постоянного тока через кабель питания. Он по-прежнему может поддерживать Bluetooth для подключения к исходным устройствам, таким как ноутбуки, ПК, телевизор, смартфон и т. Д. SMSL AD18 — наш абсолютный фаворит благодаря широким возможностям подключения через USB, AUX, оптические и коаксиальные системы ввода, отличные от Bluetooth 4. .2 Безопасность схемы Если вы еще не заметили, почти в каждом обзоре усилителей класса d, который вы читаете в Интернете, есть отдельный раздел, в котором подробно объясняются меры безопасности схемы. Это потому, что все усилители подключены к розетке или RCA во время их использования. Когда в цепь усилителя поступает слишком много мощности, усилитель не может направить всю эту мощность в динамик из-за высокого уровня импеданса последнего. Не все усилители оснащены чувствительным радиатором, как двухканальный двухканальный Bluetooth-усилитель класса D. Вот почему усилители с блоком питания должны иметь одинаковую защиту от перегрузки, перегрева, скачков напряжения и электрических нюансов. В качестве защитной меры Orion CB2500 имеет три предохранителя, которые перегорают до того, как цепь перегорит. Три ведущих бренда усилителей класса D на рынке сегодня Нельзя просто поместить цифро-аналоговый преобразователь в ШИМ в коробку с розеткой постоянного тока и назвать его усилителем. Роль усилителей, несомненно, велика. И чтобы соответствовать этому уровню великолепия, вам нужны усилители класса D от первоклассных и проверенных компаний. 1. Pyle USA Компания Pyle USA, основанная в 1960 году, занимается производством полнодиапазонных специализированных динамиков, которые потрясут вас сильнее всего. Их акустические системы имеют необычные микросхемы и еще более выдающуюся схему, которая остается в хорошем состоянии без искрения и трещин. Более того, их цифровой усилитель класса D Hi-Fi с Bluetooth — отличный вариант для недорогого домашнего кинотеатра. 2. Fosi Audio Имея за плечами всего три года опыта, Fosi Audio быстро становится ведущим брендом для всех ваших звуковых решений. Они производят портативные усилители Hi-Fi Bluetooth с декодерами DSD, 2-канальные, 2,1-канальные усилители и предусилители. Их устройства обладают непревзойденной совместимостью с аудиоисточниками, USB-устройствами и операционными системами. 3. S.M.S.L Бренд был основан в 2009 году в Шэньчжэне, Китай, с мечтой расширить границы стереосистем и сделать усилители Hi-Fi доступными большему количеству людей. S.M.S.L AD18 и SA50 — два из их великолепных полностью цифровых усилителей с мощным блоком питания, поддерживающим сабвуферы и пассивные динамики. Часто задаваемые вопросы (FAQ) 1. Что делает усилитель в домашней стереосистеме? Усилители действуют как промежуточное устройство между источником звука и динамиком. Сигнал, излучаемый источником (ваш телефон, ноутбук, ПК, PS4 или телевизор), обычно недостаточно сильный, чтобы задействовать мощные динамики в полном объеме. Есть также пики и провалы в форме волны, которые, при преобразовании в звуковую энергию, звучат жестко для ушей. Усилители уточняют, усиливают и калибруют цифровые сигналы и отправляют их на динамики для получения иммерсивного, хорошо сбалансированного звука. 2. Стоят ли автомобильные стереоусилители? Признаетесь вы или нет, но большинство автомобильных динамиков звучат либо слишком громко, либо слишком размыто, чтобы вообще почувствовать какой-либо ритм. Но если вы правильно установите автомобильный усилитель, ситуация изменится. Вам не нужно прощаться с заводской системой. Мы рекомендуем моноблочный усилитель Power Acoustik RZ1-3500D класса D из-за его новейшей топологии D, полнодиапазонной и чувствительной частотной характеристики и тонкого профиля. 3.Почему мой усилитель Bluetooth постоянно пропускает? Если ваш усилитель Bluetooth пропускает звук, отключает звук в радиоприемнике и снова включается в сеть, скорее всего, ваш источник звука находится за пределами диапазона. Часто бывает, что мы подключаем усилитель через смартфон, но выходим за пределы диапазона во время воспроизведения. Если усилитель все еще повторяет это, пора переключиться на последнюю версию Bluetooth 5.0. Мини-аудиоусилитель Pyle Bluetooth Hi-Fi безошибочно работает в пределах 30 футов и поддерживает Bluetooth 5.0. Dual Electronics DBTMA100 поставляется с Bluetooth 4.2, но его рабочий диапазон достигает 100 метров. 4. Что считается хорошей АЧХ для усилителей? Диапазон частотной характеристики — это спектр низких и высоких средних и высоких частот. Усилители с лучшей частотной характеристикой в ​​нижнем диапазоне лучше всего подходят для басов. Высокие частоты полностью воспринимаются на верхнем конце спектра (более 20 кГц). Общее практическое правило — чем шире частотная характеристика, тем лучше усилители могут распознавать и воспроизводить эти звуки через ваши динамики. 5. Каковы преимущества усилителей класса D перед усилителями классов A, B и AB? Усилители класса D работают с большей эффективностью, весят меньше и работают лучше, чем любые их альтернативы. Они могут преобразовывать цифровые аудиосигналы в ШИМ с гораздо меньшим количеством падений и пропусков. Таким образом, воспроизведение звучит очень близко к оригиналу. Однако усилители классов A, B и AB не подходят для интеграции в систему домашнего кинотеатра. Они быстро нагреваются и воспроизводят звук с меньшей эффективностью, выделяя значительное количество энергии в виде тепла. Заключительные слова Завершая нашу сегодняшнюю статью, мы хотели бы отметить, что звук является одним из важнейших атрибутов современного домашнего кинотеатра. Для этого необходим столь же впечатляющий усилитель, который доводит ваши динамики до совершенства. Вот почему так важно найти подходящий усилитель, который прекрасно сочетается со всеми вашими механизмами и улучшает силу сигнала, не нарушая пропорций слухового восприятия. Мы надеемся, что вы нашли лучший усилитель класса d из наших лучших.Счастливые покупки! IC усилитель звука класса D Infineon предлагает комплексные решения для портативных / с батарейным питанием, домашних и профессиональных усилителей. Портфель MERUS ™ от Infineon охватывает диапазоны мощности от 20 Вт до 2000 Вт на канал. Он включает однокристальные устройства, многокристальные модули (MCM) и решения для дискретных аудиоусилителей с высокой степенью масштабируемости, состоящие из мощных комбинаций HEMT MOSFET / CoolGaN ™ в режиме улучшения (e-mode) и ИС драйвера. Давайте проявим творческий подход! Давайте вводить новшества! Давайте вместе поработаем над индивидуальным дизайном.Вот некоторые из приложений, из которых мы можем выбрать. Портативные аудиоприложения с питанием от батареек Для портативных аудиоустройств / аудиоустройств с батарейным питанием важно максимально увеличить время воспроизведения от батареи при сохранении отличной производительности. Микросхемы аудиоусилителей MERUS ™ от Infineon обеспечивают в два раза больше времени воспроизведения от батареи в сочетании с лучшими в своем классе характеристиками и непревзойденным качеством звука. Громкоговорители с батарейным питанием Мобильные Bluetooth-колонки Акустическая док-станция Стреловые ящики Носимые динамики Дома и аудио приложения Современные домашние аудиоустройства бывают разных форм, размеров и конфигураций, но все они имеют одну общую черту — это требование отличного звука в сочетании с выдающимся промышленным и акустическим дизайном.Усилители MERUS ™ от Infineon открывают путь для инновационных и незабываемых звуковых продуктов для дома в форм-факторах и формах, которые ранее были немыслимы. Мультирум-системы Домашние концентраторы Телевизоры Звуковые панели Системы домашнего кинотеатра Умные колонки Профессиональные аудиоприложения Профессиональное аудиооборудование — это максимальная выходная мощность и удельная мощность.Большая, тяжелая и энергоемкая профессиональная аудиоэлектроника ушли в прошлое. Решения Infineon MERUS ™ предлагают клиентам масштабируемость уровней выходной мощности для достижения качества звука на профессиональном уровне. > Загрузите брошюру по применению решений MERUS ™ Воспользуйтесь исключительными звуковыми характеристиками, сверхвысокой энергоэффективностью, максимальной выходной мощностью, высокой надежностью, свободой проектирования и быстрым выводом на рынок, выбрав Infineon MERUS ™ для своей конструкции. В мире, где экологические технологии приобретают все большее значение, преимущества, полученные с помощью решений MERUS ™, усиливают миссию Infineon: Часть вашей жизни. Часть завтрашнего дня. Мы делаем жизнь проще, безопаснее и экологичнее — с помощью технологий, которые позволяют достичь большего, потребляют меньше и доступны каждому. Микроэлектроника от Infineon — залог лучшего будущего. Создайте свой собственный профессиональный аудиоусилитель из недорогих Этот танец называется динамическое масштабирование напряжения и частоты (DVFS) постоянно происходит в процессоре, называемом системой на кристалле (SoC), который управляет вашим телефоном и вашим ноутбуком, а также на серверах, которые их поддерживают.Все это делается для того, чтобы сбалансировать вычислительную производительность и энергопотребление, что особенно сложно для смартфонов. Цепи, которые управляют DVFS, стремятся обеспечить стабильную тактовую частоту и стабильный уровень напряжения, несмотря на скачки тока, но они также являются одними из самых непростых в проектировании. Это главным образом потому, что схемы генерации часов и регулирования напряжения являются аналоговыми, в отличие от почти всего остального на SoC вашего смартфона. Мы привыкли к почти ежегодному выпуску новых процессоров с существенно большей вычислительной мощностью благодаря достижениям в производстве полупроводников.«Перенос» цифровой конструкции из старого полупроводникового процесса в новый — это не пикник, это ничто по сравнению с попыткой перенести аналоговые схемы на новый процесс. Аналоговые компоненты, обеспечивающие DVFS, особенно схема, называемая стабилизатором напряжения с малым падением напряжения (LDO), не масштабируются, как цифровые схемы, и должны быть в основном перепроектированы с нуля с каждым новым поколением. Если бы вместо этого мы могли строить LDO — и, возможно, другие аналоговые схемы — из цифровых компонентов, их было бы гораздо легче переносить, чем любую другую часть процессора, что значительно снизило бы затраты на конструкцию и освободило инженеров для решения других проблем, связанных с передовой конструкцией микросхем. есть в магазине.Более того, полученные цифровые LDO могут быть намного меньше своих аналоговых аналогов и работать лучше в некоторых отношениях. Исследовательские группы в промышленности и академических кругах протестировали не менее десятка проектов за последние несколько лет, и, несмотря на некоторые недостатки, коммерчески полезный цифровой LDO может скоро стать доступным. Стабилизаторы напряжения с малым падением напряжения (LDO) позволяют нескольким ядрам процессора на одной шине входного напряжения (VIN) работать при разных напряжениях в соответствии с их рабочими нагрузками.В этом случае Core 1 предъявляет самые высокие требования к производительности. Его головной переключатель, на самом деле группа транзисторов, соединенных параллельно, замкнут, минуя LDO и напрямую подключающий ядро ​​1 к VIN, который получает питание от внешней ИС управления питанием. Однако ядра 2–4 имеют менее требовательные рабочие нагрузки. Их LDO используются для подачи на сердечники напряжения, позволяющего экономить электроэнергию. Базовый аналоговый регулятор напряжения с малым падением напряжения [слева] управляет напряжением через контур обратной связи.Он пытается сделать выходное напряжение (VDD) равным опорному напряжению, управляя током через силовой PFET. В базовой цифровой схеме [справа] независимые часы запускают компаратор [треугольник], который сравнивает опорное напряжение с VDD. Результат сообщает логике управления, сколько мощных полевых транзисторов нужно активировать. ТИПИЧНАЯ СИСТЕМА НА ЧИПЕ для смартфона — чудо интеграции. На одной кремниевой пластинке он объединяет несколько ядер ЦП, графический процессор, цифровой сигнальный процессор, нейронный процессор, процессор сигналов изображения, а также модем и другие специализированные логические блоки.Естественно, повышение тактовой частоты, которая управляет этими логическими блоками, увеличивает скорость, с которой они выполняют свою работу. Но для работы на более высокой частоте им также требуется более высокое напряжение. Без этого транзисторы не могут включаться или выключаться до следующего такта тактовой частоты процессора. Конечно, более высокая частота и напряжение происходит за счет энергопотребления. Таким образом, эти ядра и логические блоки динамически изменяют свою тактовую частоту и напряжение питания — часто в диапазоне от 0,95 до 0,45 В — в зависимости от баланса энергоэффективности и производительности, необходимого им для любой назначенной им рабочей нагрузки — съемки видео, воспроизведения музыки. файл, передача речи во время разговора и т. д. Как правило, внешняя ИС управления питанием генерирует несколько входных напряжений (В IN) для SoC телефона. Эти напряжения передаются в области микросхемы SoC по широким межсоединениям, называемым рельсами. Но количество соединений между микросхемой управления питанием и SoC ограничено. Таким образом, несколько ядер на SoC должны использовать одну и ту же шину VIN. Но они не обязательно должны получать одинаковое напряжение благодаря стабилизаторам напряжения с малым падением напряжения. LDO вместе с выделенными тактовыми генераторами позволяют каждому ядру на общей шине работать с уникальным напряжением питания и тактовой частотой.Ядро, которому требуется самое высокое напряжение питания, определяет общее значение VIN. Микросхема управления питанием устанавливает для VIN это значение, и это ядро ​​полностью обходит LDO через транзисторы, называемые головными переключателями. Чтобы снизить энергопотребление до минимума, другие ядра могут работать при более низком напряжении питания. Программное обеспечение определяет, каким должно быть это напряжение, и аналоговые LDO-стабилизаторы довольно хорошо справляются с его подачей. Они компактны, дешевы в сборке и относительно просты в интеграции в микросхему, поскольку не требуют больших катушек индуктивности или конденсаторов. Но эти LDO могут работать только в определенном диапазоне напряжений. На верхнем конце целевое напряжение должно быть ниже, чем разница между VIN и падением напряжения на самом LDO (одноименное «падение» напряжения). Например, если напряжение питания, которое было бы наиболее эффективным для ядра, составляет 0,85 В, но VIN составляет 0,95 В, а напряжение падения LDO составляет 0,15 В, это ядро ​​не может использовать LDO для достижения 0,85 В и должно работать на 0,95 В вместо этого, тратя немного энергии. Точно так же, если VIN уже был установлен ниже определенного предела напряжения, аналоговые компоненты LDO не будут работать должным образом, и схема не может быть задействована для дальнейшего снижения напряжения питания ядра. Основным препятствием, которое до сих пор ограничивало использование цифровых LDO, является медленная переходная характеристика. Однако, если желаемое напряжение попадает в окно LDO, программное обеспечение включает схему и активирует опорное напряжение, равное целевому напряжению питания. КАК LDO подает нужное напряжение? В базовой конструкции аналогового LDO-стабилизатора используется операционный усилитель, обратная связь и специализированный силовой p -канальный полевой транзистор (PFET).Последний представляет собой транзистор, который уменьшает свой ток с увеличением напряжения на затворе. Напряжение затвора этого силового полевого транзистора представляет собой аналоговый сигнал, поступающий от операционного усилителя, в диапазоне от 0 вольт до VIN. Операционный усилитель постоянно сравнивает выходное напряжение схемы — напряжение питания ядра или VDD — с заданным опорным напряжением. Если выходное напряжение LDO падает ниже опорного напряжения — как это происходит, когда новая активная логическая схема внезапно требует большего тока — операционный усилитель снижает напряжение затвора силового PFET, увеличивая ток и поднимая VDD до значения опорного напряжения.И наоборот, если выходное напряжение превышает опорное напряжение — как это было бы, когда логика ядра менее активна — то операционный усилитель увеличивает напряжение затвора транзистора, чтобы уменьшить ток и снизить VDD. Базовый digital LDO, с другой стороны, состоит из компаратора напряжения, управляющей логики и ряда параллельных силовых полевых транзисторов. (LDO также имеет свою собственную тактовую схему, отдельную от схем, используемых ядром процессора.) В цифровом LDO напряжения затвора на силовых полевых транзисторах являются двоичными значениями, а не аналоговыми, либо 0 В, либо VIN. С каждым тактом тактового генератора компаратор измеряет, находится ли выходное напряжение ниже или выше целевого напряжения, обеспечиваемого опорным источником. Выход компаратора направляет логику управления при определении того, сколько силовых полевых транзисторов нужно активировать. Если выходной сигнал LDO ниже целевого, логика управления активирует больше мощных полевых транзисторов. Их объединенный ток поддерживает напряжение питания ядра, и это значение возвращается на компаратор, чтобы поддерживать его на целевом уровне. Если он выходит за пределы допустимого диапазона, компаратор подает сигнал управляющей логике, чтобы отключить некоторые из PFET. НИ АНАЛОГОВЫЙ , ни цифровой LDO, конечно, не идеальны. Ключевым преимуществом аналоговой конструкции является то, что она может быстро реагировать на переходные спады и выбросы напряжения питания, что особенно важно, когда эти события связаны с резкими изменениями. Эти переходные процессы возникают из-за того, что потребность ядра в токе может сильно увеличиваться или уменьшаться в течение наносекунд. В дополнение к быстрому отклику аналоговые LDO очень хорошо подавляют вариации VIN, которые могут исходить от других ядер на рельсах.И, наконец, когда текущие требования не сильно меняются, он жестко контролирует выход, не превышая и не занижая цель таким образом, что это вызывает рябь в VDD. Когда требования к току ядра внезапно меняются, это может привести к скачку или падению выходного напряжения LDO [вверху]. Базовые конструкции цифровых LDO не справляются с этой задачей [внизу слева]. Однако схема, называемая адаптивной выборкой с пониженной динамической стабильностью [внизу справа], может уменьшить величину скачка напряжения.Это достигается за счет увеличения частоты дискретизации LDO, когда спад становится слишком большим, что позволяет схеме реагировать быстрее. Источник: S.B. Насир и др., Международная конференция по твердотельным схемам IEEE (ISSCC), февраль 2015 г., стр. 98–99. Эти атрибуты сделали аналоговые LDO привлекательными не только для питания процессорных ядер, но и практически для любой схемы, требующей тихого, стабильного напряжения питания. Однако есть некоторые серьезные проблемы, которые ограничивают эффективность этих проектов.Первые аналоговые компоненты намного сложнее цифровой логики, что требует длительного времени на разработку для их реализации в узлах с передовыми технологиями. Во-вторых, они не работают должным образом при низком VIN, ограничивая тем самым низкий VDD, который они могут передать ядру. И, наконец, падение напряжения у аналоговых LDO не так мало, как хотелось бы разработчикам. Взяв эти последние моменты вместе, аналоговые LDO предлагают ограниченный диапазон напряжений, при котором они могут работать. Это означает, что упущены возможности использовать LDO для энергосбережения — достаточно большие, чтобы заметно увеличить время автономной работы смартфона. Цифровые LDO устраняют многие из этих недостатков: не имея сложных аналоговых компонентов, они позволяют дизайнерам использовать множество инструментов и других ресурсов для цифрового дизайна. Таким образом, уменьшение масштаба схемы для новой технологии процесса потребует гораздо меньше усилий. Цифровые LDO-стабилизаторы также будут работать в более широком диапазоне напряжений. На стороне низкого напряжения цифровые компоненты могут работать со значениями VIN, которые недоступны для аналоговых компонентов. А в более высоком диапазоне падение напряжения цифрового LDO будет меньше, что приведет к значительной экономии энергии ядра. Но ничего бесплатного, а у цифрового LDO есть серьезные недостатки. Большинство из них возникает из-за того, что схема измеряет и изменяет свой выходной сигнал только в дискретные моменты времени, а не постоянно. Это означает, что схема имеет сравнительно медленную реакцию на падения и выбросы напряжения питания. Он также более чувствителен к вариациям VIN и имеет тенденцию создавать небольшие колебания выходного напряжения, которые могут ухудшить производительность ядра. Из них основным препятствием, которое до сих пор ограничивало использование цифровых LDO, является их медленная переходная характеристика.Ядра испытывают провалы и выбросы, когда ток, который они потребляют, резко меняется в ответ на изменение их рабочей нагрузки. Время реакции LDO на события спада имеет решающее значение для ограничения того, насколько сильно падает напряжение и как долго это состояние длится. Обычные жилы добавляют запас прочности к напряжению питания, чтобы гарантировать правильную работу при падении напряжения. Большее ожидаемое падение означает, что маржа должна быть больше, что снижает преимущества энергоэффективности LDO. Таким образом, ускорение реакции цифрового LDO на провалы и выбросы является основным направлением передовых исследований в этой области. НЕКОТОРЫЕ ПОСЛЕДНИЕ ДОСТИЖЕНИЯ помогло ускорить реакцию схемы на провалы и выбросы. Один из подходов использует тактовую частоту цифрового LDO в качестве ручки управления, чтобы заменить стабильность и энергоэффективность на время отклика. Более низкая частота улучшает стабильность LDO просто потому, что выходной сигнал будет меняться не так часто. Это также снижает энергопотребление LDO, поскольку транзисторы, составляющие LDO, переключаются реже. Но это происходит за счет более медленной реакции ядра процессора на переходные текущие требования.Вы можете понять, почему это происходит, если учесть, что большая часть переходного события может произойти в течение одного тактового цикла, если частота слишком низкая. И наоборот, высокая тактовая частота LDO уменьшает время отклика на переходный процесс, потому что компаратор производит выборку выходного сигнала достаточно часто, чтобы изменить выходной ток LDO раньше в переходном процессе. Однако эта постоянная выборка ухудшает стабильность выходного сигнала и потребляет больше энергии. Суть этого подхода состоит в том, чтобы ввести тактовый генератор, частота которого адаптируется к ситуации, схема, называемая адаптивной частотой дискретизации с пониженной динамической стабильностью.Когда падение или выброс напряжения превышает определенный уровень, тактовая частота увеличивается для более быстрого уменьшения переходного эффекта. Затем он замедляется, чтобы потреблять меньше энергии и поддерживать стабильное выходное напряжение. Этот трюк достигается путем добавления пары дополнительных компараторов для определения условий перерегулирования и спада и запуска часов. При измерениях с тестовой микросхемы с использованием этого метода падение напряжения VDD уменьшилось с 210 до 90 милливольт — на 57 процентов меньше, чем у стандартной цифровой конструкции LDO.А время, необходимое для стабилизации напряжения, сократилось с 5,8 мкс до 1,1 микросекунды, т.е. улучшение на 81 процент. Альтернативный подход к уменьшению времени отклика на переходные процессы — сделать цифровой LDO немного аналоговым. Конструкция включает отдельный контур с аналоговым управлением, который мгновенно реагирует на переходные процессы тока нагрузки. Контур с аналоговым управлением передает выходное напряжение LDO-стабилизатора на параллельные PFET-транзисторы LDO через конденсатор, создавая контур обратной связи, который включается только при резком изменении выходного напряжения.Таким образом, когда выходное напряжение падает, оно снижает напряжение на активированных затворах PFET и мгновенно увеличивает ток в сердечнике, чтобы уменьшить величину спада. Было показано, что такой контур с аналоговым управлением снижает спад с 300 до 106 мВ, улучшение на 65 процентов, и выброс с 80 до 70 мВ (13 процентов). Альтернативный способ заставить цифровые LDO быстрее реагировать на падения напряжения — это добавить аналоговую петлю обратной связи к силовой части PFET схемы [вверху].При падении или выбросе выходного напряжения аналоговый контур подключается, чтобы поддержать его [внизу], уменьшая величину отклонения. Источник: М. Хуанг и др., IEEE Journal of Solid-State Circuits, январь 2018 г., стр. 20–34. Конечно, у обоих этих методов есть свои недостатки. Во-первых, ни один из них не может сравниться со временем отклика сегодняшних аналоговых LDO. Кроме того, для метода адаптивной частоты дискретизации требуются два дополнительных компаратора, а также генерация и калибровка опорных напряжений для спада и выброса, поэтому схема знает, когда задействовать более высокую частоту.Контур с аналоговым управлением включает в себя несколько аналоговых компонентов, что сокращает время разработки полностью цифровой системы. Развитие коммерческих процессоров SoC может помочь сделать цифровые LDO более успешными, даже если они не могут полностью соответствовать аналоговым характеристикам. Сегодня коммерческие процессоры SoC объединяют полностью цифровые адаптивные схемы, предназначенные для смягчения проблем с производительностью при возникновении провалов. Похожие записи 04.09.2023 0 Масштабирующий усилитель: принцип работы, типы схем и применение 22.08.2023 0 Ba5406 усилитель. BA5406: Мощный двухканальный аудиоусилитель для качественного стереозвучания 15.08.2023 0 Собрать усилитель из китайских плат: Подборка проверенных плат с хорошим звуком для сборки своего усилителя мощности / Подборки товаров с Aliexpress и не только / iXBT Live Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт