Что такое усилитель класса D. Какие преимущества дает использование цифровых технологий в аудио. Как выбрать качественный усилитель класса D. На что обратить внимание при покупке.
Что представляет собой усилитель класса D?
Усилитель класса D — это цифровой усилитель мощности, работающий по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В отличие от аналоговых усилителей классов A, B или AB, в усилителях класса D выходные транзисторы работают в ключевом режиме, что обеспечивает очень высокий КПД.
Основные компоненты усилителя класса D:
- Входной каскад для преобразования аналогового сигнала в цифровой
- ШИМ-модулятор
- Выходной каскад на мощных MOSFET-транзисторах
- LC-фильтр для преобразования ШИМ-сигнала обратно в аналоговую форму
Преимущества усилителей класса D
Цифровые усилители класса D имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с аналоговыми:
- Высокий КПД — до 90-95%
- Компактные размеры и малый вес
- Низкое тепловыделение
- Возможность получения большой выходной мощности
- Хорошие динамические характеристики
- Низкий уровень искажений
Благодаря этим преимуществам усилители класса D широко применяются в автомобильных аудиосистемах, портативной электронике, домашних кинотеатрах и профессиональном звуковом оборудовании.
Особенности работы усилителя класса D
Принцип работы усилителя класса D основан на широтно-импульсной модуляции. Входной аналоговый сигнал преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов переменной ширины. Частота следования импульсов обычно составляет сотни килогерц.
Ключевые этапы работы усилителя класса D:
- Преобразование входного аналогового сигнала в цифровой
- Формирование ШИМ-сигнала
- Усиление ШИМ-сигнала по мощности
- Фильтрация выходного сигнала для восстановления аналоговой формы
Благодаря работе выходных транзисторов в ключевом режиме достигается очень высокий КПД. При этом качество звучания современных усилителей класса D практически не уступает аналоговым.
Как правильно выбрать усилитель класса D?
При выборе усилителя класса D стоит обратить внимание на следующие параметры:
- Выходная мощность — должна соответствовать акустической системе
- КПД — желательно не менее 90%
- Коэффициент нелинейных искажений — не более 0.1%
- Частотный диапазон — минимум 20 Гц — 20 кГц
- Отношение сигнал/шум — от 100 дБ
- Наличие защиты от перегрева и КЗ
- Качество комплектующих и сборки
Также важно учитывать область применения — для дома, автомобиля или профессионального использования. Стоит выбирать модели проверенных производителей с хорошими отзывами.
Топовые производители усилителей класса D
- ICEpower — передовые разработки в области цифрового усиления
- Bang & Olufsen — премиальные усилители с отличным звучанием
- NAD — модели с фирменной технологией Direct Digital
- Marantz — усилители с высокой мощностью и низкими искажениями
- Pioneer — доступные и надежные модели для дома и авто
- Alpine — автомобильные усилители с отличными характеристиками
При выборе конкретной модели стоит ориентироваться на свой бюджет и требования к качеству звучания. Дорогие модели обеспечивают более высокое качество, но и бюджетные варианты могут порадовать хорошим звуком.
Мифы об усилителях класса D
Вокруг усилителей класса D существует немало заблуждений. Разберем самые распространенные мифы:
Миф 1: Усилители класса D звучат хуже аналоговых
Это не соответствует действительности. Современные цифровые усилители обеспечивают высочайшее качество звучания, не уступающее лучшим аналоговым моделям. Ключевое значение имеет качество схемотехники и комплектующих.
Миф 2: У усилителей класса D маленький срок службы
Надежность и долговечность цифровых усилителей не уступает аналоговым. Благодаря высокому КПД транзисторы меньше греются, что положительно сказывается на сроке службы.
Миф 3: Усилители класса D подходят только для баса
Современные модели отлично работают во всем звуковом диапазоне, обеспечивая качественное воспроизведение и высоких частот. Они успешно применяются в полнодиапазонных акустических системах.
Перспективы развития усилителей класса D
Цифровые усилители продолжают активно развиваться. Основные направления совершенствования:
- Повышение КПД до 98-99%
- Снижение уровня искажений
- Расширение частотного диапазона
- Интеграция с цифровыми источниками сигнала
- Применение новых полупроводниковых материалов (GaN, SiC)
- Развитие технологий цифровой обработки сигнала
В будущем усилители класса D, вероятно, практически полностью вытеснят аналоговые модели во многих областях применения благодаря своим преимуществам.
Какой усилитель класса D выбрать? Подборка плат для DIY-усилителя ценой до 50$ с Aliexpress / Подборки товаров с Aliexpress и не только / iXBT Live
Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики. Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей Политикой в отношении файлов cookie
Цифровые усилители класса D прочно вошли в нашу жизнь, аудио бренды, включая премиальные, уже давно используют такие усилители в своей технике. Современная схемотехника таких усилителей отличается не только высокой энергоэффективностью, но высокими качественными параметрами, которые влияют на звук.
Рассмотрим доступные (до 50$) платы цифровых ШИМ усилителей на площадке Aliexpress. Все варианты проверенные, на них можно просто собрать самодельный аудиопроект с гарантированно хорошим качеством звука.
TPA3255
Узнать цену Моно вариант
Открывает подборку плата усилителя класса D на чипе TPA3255 от weiliang audio. Эта же плата и на заглавном фото топика.
Чип известный своей мощностью, эффективностью и динамичным звуком. Помимо регулировки громкости, имеется темброблок НЧ/ВЧ для настройки характера звучания.
Для расширения источников воспроизведения на плате усилителя установлен модель Bluetooth QCC5125 с поворотной антенной, который поддерживает качественные кодеки LDAC и APTX.
Размеры платы: 150х95 мм. Питание: DC 19-48 В. Реализуемая максимальная мощность: до 300 Вт.
MERUS MA12070
Узнать цену Вариант с доп. входами
Далее, популярный чип у производителей настольных HiFi систем. MERUS MA12070 компании Infineon Technologies. Там реализована технология многоуровневой коммутации и нет выходных фильтров.
В лоте выбор вариантов входного сигнала: IIS цифровой или аналоговый вход.
Размеры платы: 80х60 мм. Питание: 26 В DC. Максимальная мощность: 2×80 Вт.
Есть доступный вариант платы на этом чипе с множеством входов: 3,5 мм AUX, Bluetooth 5.0, USB плеер и внешняя звуковая карта для ПК.
TA2022
Узнать цену
Вариант со стареньким чипом класса D (точнее Т), но очень приятным «аналоговым» звучанием.
В лоте можно купить набор для сборки или готовую проверенную плату, а так же радиатор охлаждения. Микросхемы из старых запасов (уже не производятся), но можно плату без нее.
Размеры платы: 121х64 мм, питание от переменного тока (со средней точкой) нужно от 22-0-22 В. Выдает микросхема 90 Вт на 4 Ом (0.1% THD).
TPA3251D2
Узнать цену
Вариант усилителя класса D на чипе TPA3251D2 (высокая мощность при низких искажениях) от популярного китайского аудио бренда AIYIMA. Плата может работать в стерео и моно (PBTL) режиме. На плате есть выход 9 В для питания периферии.
У платы высокое качество изготовления, в фильтре питания установлены крупные электролитические конденсаторы 4700 мкФ/63 В.
Размеры платы: 150х98 мм. Питание: DC 24-36 В. Реализуемая максимальная мощность: до 140 Вт в стерео.
TDA7498E
Узнать цену
Вариант, как небольшую цену получить высокую мощность в компактном размере — TDA7498E. Плата от GHXAMP, на ней сразу установлен радиатор, регулятор громкости и даже выключатель питания с индикатором.
Максимально можно снять (в режиме BTL) 160 Вт на канал на нагрузку 4 Ом.
Размеры платы: 100х83 мм, питание необходимо DC 18-36 В.
TAS5613
Узнать цену
Вариант для создания трехканального (стерео + сабвуферный канал) DIY усилителя. Плата на чипе усилителя класса D TAS5613 от Texas Instruments (С/Ш 100 дБ, эффективность 88%), используется ОУ OPA1632 и TL072. На плате есть регулировки громкости и частоты среза НЧ канала.
Чип интересен встроенной замкнутой обратной связью, технология называется PurePath.
Размеры платы 142х97 мм, питание 36 В DC, максимальная реализуема мощность 150+75 Вт.
ICE50ASX2
Узнать цену
Завершает подборку модель платы усилителя вне конкурса по цене (дороже). Но она не перестает быть менее интересной, а сейчас в условиях санкций, продукцию ICEpower можно купить только на Алиэкспресс (восстановленную).
В лоте стерео или BTL версия платы. Сетевой импульсный блок питания уже размещен на плате, достаточно подвести 220 В.
Основные характеристики ICE50ASX2: мощность: BTL режим 100 Вт/стерео 50 Вт (1% THD), КНИ 1 Вт 0,002%.
Размеры платы: 11x8x3.5 см
Надеюсь, подборка доступных плат усилителей класса D сборки своего усилителя мощности, была полезна и Вы выберете себе вариант на свой вкус (слух) и бюджет.
Приятных покупок! Не забывайте применять купоны и скидки площадки AliExpress. Стартует летняя распродажа Aliexpress!
Новости
Публикации
Все мы привыкли при выборе PLA филамента обращать внимание на стоимость, количество пластика в катушке, производителя, отзывы обычных покупателей и исходя из всех критериев судить о качестве…
В сегодняшнем обзоре я расскажу о вертикальном аккумуляторном пылесосе Harper HVC-VR03, который имеет высокую мощность в 380Вт, долгое время работы на одном заряде (до 45 минут), 3 режима работы…
Если вы увлекаетесь инопланетными формами жизни, заговорами, неразгаданными тайнами, необъяснимыми явлениями, то наверняка слышали о Бермудском треугольнике, также известном как Треугольник.
..
Когда-то «Русский стандарт» гордился первым местом на российском рынке по количеству выданных кредитных карт. Впрочем, рынок тогда был сам по себе специфическим – Сбербанк к примеру кредитки даже…
«Все в императорской семье Нин строили хитроумные планы и мерились силой, но, в конце концов, никто не знал, кто был богомолом, а кто подстерегающим его чижом!» В феврале для российского…
При покупке холодильника необходимо определиться с основными критериями, чтобы сделать правильный выбор, исходя из требуемых параметров, своих личных запросов и финансовых возможностей….
Усилитель класса Д, специфика, задачи и преимущества цифровых технологий
Цифровая техника продолжает свое стремительное развитие – выбор усилителей класса Д постоянно расширяется. Поэтому стабильно возрастает актуальность вопроса, какой класс предпочтительнее для наших задач – цифровой или аналоговый тип?
Большинство аудиофилов, поклонников техники Hi-Fi готовы без лишних сомнений утверждать – выбор лучше делать в пользу аналоговых моделей.
Уважаем их мнение, но с выводами спешить не будем, просто сразу оговоримся – несмотря на все возможности аналоговых устройств, всё же будущее именно за цифровой техникой.
Принцип усилителя класса D – ключевые отличия, о которых нужно знать
Сигнал поступает в аналоговой форме, amplifier усиливает получаемый сигнал и передает его акустике. Принцип работы усилителя мощности звука D класса предполагает работу исключительно с цифровым сигналом. Следовательно, сам сигнал поступает в цифровой форме, усиливается и после этого преобразуется в аналоговую форму для подачи к акустическим системам
История развития цифрового усилителя D класса
Пока Hi-Fi усилитель класса D не получил широкое распространение среди аудиофилов. Но подобная ситуация остается незаслуженной. Сложился стереотип, по которому большинство аудиофилов попросту заранее отвергают цифровые усилители, даже не планируя их прослушивать.
Изначально аудиофилы повесили на него «ярлык» цифровой усилитель.
Другим дискуссионным вопросом традиционно остается возраст Hi Fi усилителей класса D. Распространено мнение о его появлении совсем недавно, не имея достаточные ресурсы для построения сложных проектов. Но будем объективны – усилитель класса Д имеет богатейшую историю, проектировался впервые еще во времена радиоламп.
Однако первые коммерческие реализации привели к обнаружению ряда недостатков моно усилителей класса D для своего времени. Поэтому не удавалось обеспечить достойное качество звука на элементной базе, доступной в те времена.
Производители не прекращали изыскания в этом направлении, значительные инвестиции делали и ведущие представители индустрии Hi-Fi, включая Infinity и Sony. Но и подобные шаги не принесли успех – элементная база была недостаточной для раскрытия потенциала D класса. Кардинально исправить ситуацию позволили разработки 80-х годов – постепенно найдя признание в устройствах широкого профиля.
Плюсы типа усилителя класса D
Основным преимуществом усилителей класса Д становится энергоэффективность. Достижение лучших показателей подтверждают не просто теоретические выкладки, но и реальные цифры, данные замеров – подтверждая прирост КПД, добиться которого позволяет лишь переход от класса A до B либо AB. Достижения в этом вопросе со стороны класса G и прочих кажутся попросту незначительными.
Автоусилитель Helix P Six DSP MK2
Благодаря специфике работы удается добиться впечатляющего уровня около 90-95% КПД. Для нагрева транзисторов задействованы только единицы процента энергии, поэтому можно работать с крайне малыми радиаторами. Чтобы на выходе обеспечить 100-200 Вт, усилителям AB класса необходимы радиаторы, которые будут занимать 1-2 боковых стенки корпуса. Благодаря специфике усилителя D класса достаточно минимального алюминиевого кусочка. Аналогична ситуация с размером платы усилителя мощности класса D – оказывается гораздо компактнее. Внимания заслуживает и меньшая себестоимость.
Возможные проблемы усилителя класса D
Повсеместное признание ценителей проектов Hi-Fi усилителям класса Д не удалось завоевать из-за наличия определенных слабых мест. Высокочастотный генератор может провоцировать помехи, сказывающиеся на качестве работы усилителя. Неподготовленные владельцы могут не заметить подобные изменения, но в Hi-Fi каждая деталь имеет значение.
Из-за высокого КПД усилителей класса Д возникает ощутимая зависимость аудио от блока питания. При работе с импульсным источником без достаточного количества фильтрации часть шумов будет проникать в динамики, нарушая общее впечатление. Плохой блок питания крайне не уместен с усилителями AB, но именно в классе Д проблема проявляется ярче всего.
Лучшие усилители D класса в «АвтоАудиоЦентре» – специфика выбора под каждый проект
Автомобильный усилитель AudioBeat PA 1.300
Продажа автомобильных усилителей D класса является одним из приоритетных направлений в работе интернет-магазина «АвтоАудиоЦентр».
Подходящая мощность, оптимальная цена в линейке проверенных производителей – инвестиция в годы наслаждения огромным потенциалом своей аудиосистемы. Проектирование систем и подбор компонентов желанного совершенства вместе с практиками своего дела, которые получают удовольствие от подготовки идеальных проектов для своих покупателей.
Усилители класса D — ICEpower
Сравните нашу линейку модулей усилителей мощности
| Спецификация | 50ASX2 | 125ASX2 | 250ASX2 | Ледяной театр7 | 80AM2 | 100АС1/2 | 300АС1 | 300А1 | 700AS1/2 | 1200АС1/2 | Двигатель400 |
| Мощность (нагрузка 4 Ом, номинальное значение THD+N) | 50 Вт (SE) 170 Вт (BTL) | 120 Вт (SE) 450 Вт (BTL) | 230 Вт (SE) | – | 80 Вт (SE) | 100 Вт | 300 Вт | 300 Вт | 700 Вт | 1200 Вт | 400 Вт |
| Мощность (нагрузка 8 Ом, номинальное значение THD+N) | 25 Вт (SE) 85 Вт (BTL) | 60 Вт (SE) 225 Вт (BTL) | 120 Вт (SE) 500 Вт (BTL) | 150 Вт | 160 Вт (БТЛ) | 50 Вт | 150 Вт | 150 Вт | 350 Вт | 600 Вт | 200 Вт |
| Полное сопротивление минимальной нагрузки | 2 Ом (SE) 3 Ом (BTL) | 3 Ом (SE*) 6 Ом (BTL) | 3 Ом (SE) 6 Ом (BTL) | 3,2 Ом | 3,2 Ом (SE) 6,4 Ом (BTL) | 3 Ом | 2,5 Ом | 2,5 Ом | 2,5 Ом | 2,7 Ом | 2 Ом |
| Верхний предел полосы пропускания (-3 дБ) | 130 кГц при 8 Ом | 120 кГц при 8 Ом | 120 кГц при 8 Ом | 100 кГц при 8 Ом | 120 кГц при 8 Ом | 50 кГц при 4 Ом | 70 кГц при 8 Ом 55 кГц при 4 Ом | 70 кГц при 8 Ом 55 кГц при 4 Ом | 70 кГц при 4 Ом | 50 кГц (все нагрузки) | 100 кГц при 4 Ом |
| Динамический диапазон | 120 дБ(А) | 120 дБ(А) | 120 дБ(А) | 115 дБ(А) | 110 дБ(А) | 109 дБ(А) | 113 дБ(А) | 113 дБ(А) | 117 дБ(А) | 129 дБ(А) | 124 дБ(А) |
Макс. эффективность усилителя | – | – | – | – | 94 % | – | – | 90 % | – | – | – |
| Макс. общая эффективность (ампер+блок питания) | 81 % | 86 % | 84 % | 83 % | – | 72 % | 80 % | – | 84 % | 80 % | – |
| Блок питания | Встроенный ИИП | Встроенный ИИП | Встроенный ИИП | Встроенный ИИП | См. примечания | Встроенный ИИП | Встроенный ИИП | См. примечания | Встроенный ИИП | Встроенный ИИП | См. примечания |
| Диапазон напряжения питания | 115/230 В переменного тока | 115/230 В переменного тока | 115/230 В переменного тока | 115/230 В переменного тока | 85–264 В переменного тока | 85–265 В переменного тока | 85–265 В переменного тока | 22–55 В пост. тока | 85–265 В переменного тока | 85–265 В переменного тока | ±(56-65) В пост. тока |
| ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ напряжение/ток | ±25 В постоянного тока/±200 мА | ±25 В постоянного тока/ ±250 мА | ±25 В постоянного тока/ ±250 мА | Н/Д | ±12 В постоянного тока | ±(16-21)В постоянного тока | ±12 В постоянного тока | Н/Д | ±15 В постоянного тока | ±15 В постоянного тока | ±(10-15 В постоянного тока) |
| Резервный источник питания 5 В | ÷ | ÷ | ÷ | ÷ | √ (с мощностью 400SM) | √ (7В-10В) | √ | ÷ | √ | √ | ÷ |
| Защита от короткого замыкания | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | (мониторинг) |
| Термозащита | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | (предупреждение) |
| Схема мягкого ограничения | √ | √ | √ | √ | √ | ÷ | √ | √ | √ | √ | ÷ |
доб. индикатор зажима | ÷ | ÷ | ÷ | ÷ | √ | √ | ÷ | ÷ | ÷ | √ | √ |
| доб. Отключить/заглушить управление | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ÷ | ÷ | √ | √ | √ |
| Примечания | 2-канальный модуль SE или 1-канальный BTL | 2-канальный модуль SE можно соединить мостом с 1 каналом | 2-канальный модуль SE можно соединить мостом с 1 каналом | 7 независимых каналов | Часть ICEmatch с 400 SM, до 16 каналов, универсальный блок питания | Подвеска Powers 300A1 | Может питаться от 300AS1, 700AS1/2 и 1200AS1/2 | Подвеска Powers 300A1 | Подвеска Powers 300A1 | Возможно питание от AUX-установки, Материнской платы-1 и сетевого блока питания | |
| Основное применение | Универсальная многоходовая система | Универсальная многоходовая система | Универсальная многоходовая система | Домашний кинотеатр Системы / AV Ресиверы | Установочные усилители, многоканальные усилители, активные громкоговорители | Активные громкоговорители, активные сабвуферы, усилители, басовые усилители | Активные громкоговорители, активные сабвуферы, усилители, басовые усилители | Активные громкоговорители, усилители | Активные громкоговорители, активные сабвуферы, усилители, басовые усилители | Активные громкоговорители, активные сабвуферы, усилители, басовые усилители |
Решения для питания аудиоусилителей класса D
- Учебный дом TI
- Учебные ресурсы по проектированию источников питания
- Семинар по проектированию источников питания 2018 технические ресурсы
- Решения для питания аудиоусилителей класса D
МЕНЮ
Семинар по проектированию источников питания 2020 технические ресурсы (29)
- Технические ресурсы семинара по проектированию блоков питания
2018 г.
(22)Обзор топологий резонансных преобразователей (5)
Проблемы управления и проектирования синхронных выпрямителей (3)
Сравнение обратноходовых преобразователей с активными фиксаторами на основе GaN и кремниевых полевых транзисторов (3)
Силовые решения для аудиоусилителей класса D (4)
Распространенные ошибки в преобразователях постоянного тока и способы их устранения (3)
Рекомендации по измерению коэффициента усиления контура в источниках питания (4)
Семинар по проектированию источников питания 2016 технические ресурсы (5)
(22) В настоящее время самые популярные аудиоусилители средней и высокой мощности используют рабочую схему класса D благодаря высокой эффективности и превосходной линейности. Похожие записи |
