Conoscenze di base come introduzione di background e classificazione degli ampli

Gli amplificatori audio hanno una storia di quasi un secolo, e la prima applicazione degli amplificatori elettronici a tubo erano gli amplificatori audio. Tuttavia, fino ad ora, è ancora in costante aggiornamento, sviluppo e avanzamento. Soprattutto perché l'udito umano è un tipo molto importante e fondamentale di sensazione tra i vari sensi. Per soddisfare le sue esigenze, gli amplificatori audio pertinenti devono essere continuamente migliorati.

Dopo essere entrati nel 21 ° secolo, vari dispositivi elettronici portatili sono diventati un'importante tendenza di sviluppo dei dispositivi elettronici. Dai telefoni cellulari come strumenti di comunicazione ai lettori MP3 come dispositivi di intrattenimento, sono diventati dispositivi elettronici portatili che quasi tutti hanno. Televisori portatili, DVD portatili e così via saranno anche resi popolari uno dopo l'altro. Una caratteristica comune di tutti questi dispositivi elettronici portatili è che hanno tutti un'uscita audio, il che significa che tutti richiedono un amplificatore audio; Un'altra caratteristica è che sono tutti alimentati a batteria. Speriamo tutti di avere una vita utile più lunga. È contro questa richiesta che sono stati sviluppati amplificatori di classe D. La sua caratteristica più grande è che può raggiungere la massima efficienza mantenendo la distorsione più bassa.

Amplificatori audio efficienti non sono necessari solo nei dispositivi portatili, ma anche nei dispositivi elettronici ad alta potenza. Perché più alta è la potenza, più importante è l'efficienza. Con il miglioramento delle condizioni di vita delle persone, stanno gradualmente emergendo apparecchiature audio ad alta fedeltà e più home cinema di fascia alta. In questi dispositivi, la potenza audio di decine o anche centinaia di watt è spesso richiesta. A questo punto, gli amplificatori audio a bassa distorsione e ad alta efficienza diventano componenti chiave.

Sfondo dell'amplificatore audio

Lo scopo dell'amplificatore audio è quello di ricostruire il segnale audio in ingresso sul componente di uscita che produce suono. Il volume del segnale e il livello di potenza dovrebbero essere ideali - veritiero, efficace e bassa distorsione. L'intervallo audio è di circa 20Hz a 20kHz, quindi l'amplificatore deve avere una buona risposta in frequenza all'interno di questo intervallo (più piccolo quando si guida altoparlanti a frequenza limitata, come subwoofer o tweeter). A seconda dell'applicazione, ci sono differenze significative nei livelli di potenza, da milliwatt in cuffia a diversi watt in audio TV o PC, a decine di watt in stereo "mini" casa e auto, a centinaia di watt o più in sistemi audio domestici e commerciali più grandi in grado di soddisfare i requisiti sonori dell'intero cinema o auditorium.

Un semplice schema di implementazione analogico per gli amplificatori audio consiste nell'utilizzare transistor in modalità lineare per ottenere una tensione di uscita proporzionale alla tensione di ingresso. Il guadagno di tensione in avanti è solitamente molto alto (almeno 40dB). Se il ciclo di feedback contiene un guadagno positivo, anche il guadagno complessivo del ciclo è alto. Poiché l'elevato guadagno del loop può migliorare le prestazioni sopprimendo la distorsione causata dalla non linearità nel percorso in avanti e riducendo il rumore di potenza migliorando la capacità di soppressione dell'alimentazione (PSR), il feedback è spesso utilizzato.

Categoria di amplificatori audio

Per lungo tempo, le categorie di funzionamento degli amplificatori audio di alta qualità sono state limitate alla classe A (classe A) e alla classe AB (classe A e classe B). Il motivo è che in passato esistevano solo dispositivi come i tubi elettronici, e la distorsione generata dagli amplificatori elettronici a tubi di classe B (classe B) li rendeva difficili da accettare anche quando utilizzati nelle trasmissioni pubbliche. Tutti gli amplificatori autoproclamati ad alta fedeltà operano in classe push-pull A (classe A).

Con l'emergere e lo sviluppo di dispositivi a semiconduttore, la progettazione di amplificatori ha guadagnato più libertà. Per quanto riguarda le categorie di amplificatori, non si limitano più alla classe A (classe A) e alla classe AB (classe A e classe B), ma sono emerse più categorie di amplificatori. Per aiutare i lettori a capire questo, ecco una breve introduzione dei vari tipi di amplificatori di cui l'autore è a conoscenza. Tuttavia, va sottolineato che attualmente, i tre tipi di amplificatori utilizzati per gli amplificatori di potenza audio, classe A (classe A), classe AB (classe A e classe B), coprono ancora la stragrande maggioranza degli amplificatori a semiconduttore

1,Amplificatore di classe A

L'amplificatore di classe A (classe A) si riferisce ad un amplificatore in cui la corrente scorre continuamente attraverso tutti i dispositivi di uscita. Questo tipo di amplificatore, per evitare la non linearità causata dalla commutazione del dispositivo, può essere considerato un buon amplificatore lineare solo dal punto di vista della distorsione, purché il bias e la gamma dinamica siano adeguatamente controllati.

Gli amplificatori di classe A hanno due diverse modalità di funzionamento in termini di struttura. Un tipo è quello di collegare due follower emettitori per il funzionamento, con una corrente di bias che aumenta abbastanza da fluire sotto carico normale senza causare lo spegnimento di alcun dispositivo. Il più grande vantaggio di questa misura è che non esaurisce improvvisamente la corrente di uscita. Se l'impedenza di carico è inferiore al valore di calibrazione, l'amplificatore sperimenterà un fenomeno di cut-off a breve termine, che può aumentare leggermente nella distorsione, ma non causerà gravi difetti nell'induttanza diretta. Un altro tipo può essere chiamato Control Current Source (VCIS), che è essenzialmente un seguace separato dell'emettitore con un carico attivo dell'emettitore per ottenere una scarica di corrente appropriata. Quando si utilizza questo tipo di stadio di uscita, è necessario chiarire quanto bassa è l'impedenza da guidare prima di iniziare la progettazione.

2,Amplificatore di classe B

Amplificatore di classe B (classe B) si riferisce a un tipo di funzionamento in cui il dispositivo ha un tempo di conduzione del 50%. Questo tipo di amplificatore può essere detto essere il più popolare, e forse il 99% degli amplificatori attualmente prodotti appartengono a questa categoria.

3,Amplificatore di classe AB

Gli amplificatori di classe AB (A e B) sono in realtà una combinazione di classe A (A) e classe B (B), con ogni dispositivo che ha un tempo di conduzione compreso tra il 50-100%, a seconda della grandezza della corrente di polarizzazione e del livello di uscita. Il bias di questo tipo di amplificatore è progettato secondo la Classe B (Classe B), e quindi la corrente di bias è aumentata per far entrare l'amplificatore in Classe AB (Classe A e Classe B).

l'amplificatore di classe AB (classe A e classe B) funziona nello stato di classe A (classe A) quando entrambi i dispositivi di uscita sono conduttivi quando l'uscita è inferiore a un certo livello; Quando il livello aumenta, entrambi i dispositivi saranno completamente tagliati fuori, mentre l'altro dispositivo fornirà più corrente. All'inizio dello stato della classe AB (classe A e B), la distorsione aumenterà improvvisamente e la sua linearità sarà inferiore alla classe A (classe A) o alla classe B (classe B). Tuttavia, l'autore ritiene che il suo uso legittimo risiede nel suo supplemento alla classe A (classe A), e può continuare a funzionare bene quando si trova di fronte a bassa impedenza di carico.

4,Amplificatore di classe C (classe C)

Amplificatore di classe C (classe C) si riferisce alla categoria operativa in cui il tempo di conduzione del dispositivo è inferiore al 50%. Questo tipo di amplificatore è generalmente utilizzato per l'amplificazione RF ed è difficile trovare esempi per l'amplificazione audio.

5,amplificatore di classe D (classe D)

Questo tipo di amplificatore è caratterizzato dall'accensione intermittente del dispositivo, con una frequenza superiore a quella dell'audio. Il ciclo di lavoro del segnale può essere controllato in modo che il suo valore medio possa rappresentare il livello istantaneo del segnale audio. Questa situazione è chiamata modulazione della larghezza di impulso (PWM), e la sua efficienza è teoricamente elevata. Tuttavia, le difficoltà pratiche sono ancora molto significative, in quanto non è ancora chiaro se un'onda quadrata ad alta potenza di 200kHz sia un buon punto di partenza; Dal punto di vista della distorsione, al fine di garantire l'efficacia della frequenza di campionamento, è necessario inserire un filtro passa basso con una frequenza di taglio ripida tra l'amplificatore e l'altoparlante per eliminare la maggior parte dei componenti RF, che richiede almeno 4 induttori (considerando il suono stereo), e il costo naturalmente non sarà basso. Inoltre, in termini di risposta in frequenza, può garantire una risposta in frequenza piatta solo per una specifica impedenza di carico.

6,Amplificatore di classe E (classe E)

Questo tipo di amplificatore è un'applicazione tecnologica a semiconduttori estremamente intelligente che passa attraverso una piccola tensione o corrente durante quasi tutte le ore di lavoro, il che significa una bassa dissipazione di potenza. Purtroppo, è utilizzato solo per la tecnologia RF e non per l'audio.

7,Classe F (self class) amplificatore

Questo tipo di amplificatore, per quanto ne so, non esiste e sembra essere un gap che deve essere integrato.

8,Amplificatore di classe G (classe G)

Questo tipo di amplificatore sembra essere in qualche modo simile agli amplificatori di classe B (classe B) o AB (classe A e B). Per i piccoli segnali di uscita, la loro corrente di alimentazione proviene da una fonte di bassa tensione; Per i "segnali di grandi dimensioni", l'alimentatore sarà convertito in una fonte di tensione più elevata. In questo modo, l'efficienza è decisamente superiore a quella della classe B (classe B). Tuttavia, questo miglioramento non sembra superare il costo di più dispositivi di uscita e le difficoltà tecniche di rendere puliti i diodi di commutazione ad alte frequenze, rendendo il loro uso inadatto a determinate apparecchiature professionali ad alta potenza. Inoltre, la distorsione generata dagli amplificatori Classe G (Classe G) è probabilmente maggiore di quella dei corrispondenti amplificatori Classe B (Classe B), ma ci sono anche dati che dimostrano che un'attenta progettazione dei dettagli di conversione farà la differenza più piccola.

9,amplificatore di classe H (simplettico)

Questo tipo di amplificatore sembra simile anche alla Classe B (Classe B), caratterizzata dall'aumento dinamico di una singola tensione di alimentazione (senza passare ad un'altra fonte di tensione) per migliorare l'efficienza.

10,amplificatore di classe S

Classe S è un amplificatore chiamato dal Dr. Sandman. Questo tipo di amplificatore utilizza un circuito amplificatore di classe A (classe A) con capacità di corrente molto limitata, e con un circuito amplificatore di classe B (classe B) come backup, il carico presenta un'elevata resistenza nella connessione. Il metodo utilizzato da Tech-nicsSE-1000 è molto simile a questo.