Відмінності аналогових або цифрових підсилювачів
Цифрове або аналогове посилення ?
Для найстаріших ми знайомі з підсилювачами наших старих ланцюгів HIFI, які включали важкий трансформатор. І вага цього підсилювача була настільки ж сильною, як і підсилювач. Ця проблема з вагою спостерігається також на підсилених динаміках, знайдених у звукових системах, які до недавнього часу завжди були оснащені аналоговими підсилювачами (і, отже, важкими). Але в чому різниця між аналоговим підсилювачем і цифровим? Яке значення букв, що описують класи посилення (A ... D) ?
Основним принципом будь-якого підсилювача є відтворення вхідного сигналу з більшою амплітудою на виході. Це працює в ланцюжку ДЖЕРЕЛО -> ПОСИЛЕННЯ -> ДИФУЗІЯ. ДЖЕРЕЛО - це ваш mp3 або CD-програвач. Він перетворює сигнал, закодований на носії (USB-ключ, диск, компакт-диск тощо), у сигнал, форма якого буде зрозумілою людському вуху. Ця форма являє собою сукупність синусоїдальних напруг, і в кожен момент унікальне додавання цих напруг представляє музичний «тембр». Отже, форма існує, але її потужність ще не дозволяє керувати динаміком, щоб бути чутною.
Отже цифровий чи аналоговий: натисніть, щоб дізнатись більше !
Аналоговий підсилювач:
Аналоговий підсилювач (класу A, B і AB) містить транзистори та потужний блок живлення. Кожен транзистор є "затвором", який пропускає сильний струм живлення до динаміків. Цей затвор керується синусоїдальними напругами (сигналом) від ДЖЕРЕЛА. Ці двері відкриваються і закриваються точно за тим самим шаблоном, що і сигнал ДЖЕРЕЛО, від 10 до 30 000 разів на секунду.
У той момент, коли джерело наказує закрити "двері", тобто момент, коли транзистор "натягує двері", щоб закрити їх, струм джерела живлення, який не проходить через двері, перетворюється в тепло. Таким чином, між вихідною потужністю підсилювача та потужністю, необхідною для живлення, існує високий коефіцієнт і, отже, низький ККД, близько 40% (40% вихідної потужності + 60% тепла = 100% d енергії, виробленої їжа).
Очевидно, все це нагрівається. Звідси наявність алюмінієвих радіаторів, прикріплених до транзиторів. Це не єдиний мінус. Кожен транзистор через свої внутрішні характеристики буде досить повільно реагувати на сигнал ДЖЕРЕЛА. Врешті-решт, потужний вихідний сигнал не буде мати таку саму конструкцію, як сигнал SOURCE.
Ця проблема в основному пов’язана з центруванням сигналу на транзисторі. Останній не починає реагувати на сигнал із ДЖЕРЕЛА, як тільки він досягає мінімальної напруги. Поки ця напруга не досягається, транзистор «глухий». Першими транзисторними підсилювачами називали клас "В", тобто центрований на "О". Це призводить до спотворення вихідного сигналу.
Для усунення цієї проблеми підсилювачі класу «А» додають постійний струм до джерела сигналу. Таким чином, сигнал більше не центрується на 0 вольт, і мінімальна напруга все ще досягається. Звичайно, це впливає на вихідний сигнал. Але потрібен лише простий вихідний конденсатор для видалення штучно доданого компонента постійного струму, і сигнал вихідної потужності знову центрируется на 0.
Проблема полягає в тому, що тепловіддача транзистора є функцією струму та напруги на транзисторі, шляхом штучного підвищення напруги це виробляє величезну кількість тепла. Тому підсилювачі класу "А", як правило, обмежені в потужності.
Цифрове підсилення
Цифровий підсилювач все ще використовує транзистори, але у відкритому/закритому режимі, де їх ефективність максимальна. Ідея полягає в тому, щоб розглядати вже не точне значення напруги джерела сигналу, а його середнє значення. Якщо нам потрібно миттєво «t» виробляти сигнал зі значенням, рівним 5, ми можемо уявити, що в «t/2» ми виробляємо значення, рівне 10, а в «t/2», наступне за значенням, рівним до 0, що робить "t" середнім значенням 5!
Тому вихідний сигнал оцифровується таким чином, щоб генерувати імпульси, які керують транзисторами лише у 2 станах: повністю відкритих або повністю закритих. (насичений або заблокований). Однак потужність, що розсіюється в теплі транзистором, становить "струм х напруга". У заблокованому режимі немає струму і в насиченому режимі, немає напруги! Тож тепло навряд чи розсіюється! Таким чином, ефективність транзистора перевищує 90%.
Кожен виробник підсилювачів має свій алгоритм. Найвідомішою є імпульсна модуляція, яка варіює тривалість імпульсів, щоб змінювати середню вихідну напругу: (зображення-джерело wikipedia):
Перевага цих підсилювачів (класу D і E) полягає в тому, що транзистор не затримується, оскільки він працює безперервно. Таким чином, потужність завжди є, доступна для негайного гучного звуку, коли це потрібно. Тому динамічна пов'язана характеристика значно перевершує аналогові підсилювачі.
Баси глибші, гармоніка відтворюється краще, і перш за все, оскільки ці підсилювачі потребують меншої кількості компонентів, створюється менше вибухових шумів.
Ще однією перевагою є ефективність: ці підсилювачі не виробляють тепло, тим самим уникаючи надмірного блоку живлення та радіаторів, які в підсумку мають велику вагу.