Penguat Kelas Diterangkan: Cara Memilih Kelas AB, D atau H untuk Reka Bentuk Pembesar Suara

Dua petikan tiba di meja anda untuk papan subwufer berkuasa 2 x 500 W yang sama. Yang pertama dibina di sekitar peringkat Kelas AB dengan heatsink kira-kira saiz buku kertas. Yang kedua menggunakan pentas Kelas D pada papan yang hampir tidak lebih besar daripada telefon. Kedua-duanya jujur ​​tentang penarafan kuasa. Hanya satu daripadanya yang sesuai dengan kabinet yang telah anda gunakan, dan hanya satu yang akan lulus ujian haba dalam kandang kayu tertutup pada ambien 40 °C.

Itulah keputusan sebenar di sebalik frasa "penguat kelas". Kelas penguat menerangkan cara peranti outputnya mengalirkan arus merentasi satu kitaran isyarat. Pilihan tunggal itu menetapkan berapa banyak haba yang perlu anda keluarkan, jenis bekalan kuasa yang anda mesti beli, berapa banyak penapisan dan perlindungan yang diperlukan oleh papan, dan berapa banyak aluminium yang masuk ke dalam casis. Ia tidak, dengan sendirinya, memutuskan sama ada produk itu berbunyi baik.

Perkara yang sebenarnya diterangkan oleh label kelas

Nama kelas berasal daripada satu sifat fizikal: berapa lama peranti output kekal konduktif semasa satu kitaran isyarat audio. Kelas A memastikan mereka mengendalikan sepanjang masa. Kelas B membahagikan kitaran antara dua peranti, setiap satu mengendalikan separuh. Kelas AB memastikan kedua-dua peranti terbuka sedikit pada lintasan sifar supaya penyerahan lancar. Kelas D meninggalkan idea linear sepenuhnya dan menukar peranti output pada beberapa ratus kilohertz, mengekod audio sebagai lebar nadi. Kelas H mengekalkan peringkat audio linear tetapi membuat rel bekalan naik dan turun untuk mengikuti sampul isyarat.

Semua yang lain mengikuti daripada itu. Peringkat yang mengalir sepanjang masa membazirkan sebahagian besar bekalannya sebagai haba. Peringkat yang menukar hampir kehilangan apa-apa dalam peranti tetapi menolak masalah reka bentuk ke dalam penapis output, pemacu pintu dan bajet gangguan elektromagnet. Peringkat yang menggerakkan relnya mengurangkan voltan merentasi peranti keluaran, yang mana asalnya haba dalam penguat linear.

Apa yang label tidak memberitahu anda ialah kualiti binaan. Modul Kelas D yang disusun dengan baik dan modul yang direka bentuk dengan teliti mempunyai nama yang sama dan boleh berbeza sebanyak 15 °C dalam suhu sinki haba pada tahap output yang sama.

Kecekapan, haba dan herotan bersebelahan

Rujukan reka bentuk yang diterbitkan memetik jalur kecekapan yang luas, kerana bilangan sebenar bergantung pada tahap output, galangan beban dan reka bentuk bekalan. Angka di bawah ialah julat yang biasanya digunakan oleh jurutera apabila membandingkan topologi pada atau berhampiran output berkadar penuh.

Kelas AB: kelinearan yang anda bayar dalam haba

Kelas AB wujud untuk mengalihkan takuk silang bagi Kelas B tanpa membayar kos penuh Kelas A. Arus pincang kecil memastikan kedua-dua peranti keluaran mengalir di sekitar lintasan sifar, jadi penyerahan antara keduanya kekal lancar. Arus senyap biasa dalam modul pro-audio berada dalam berpuluh-puluh miliamp setiap pasangan peranti, cukup untuk mengekalkan takuk daripada julat yang boleh didengar tetapi cukup kecil sehingga penguat tidak masak semasa melahu.

Perdagangannya ialah haba berterusan. Modul Kelas AB 400 W menarik arus yang bermakna walaupun tanpa isyarat, dan heatsink perlu bersaiz untuk kes yang paling teruk: bunyi merah jambu pada kuasa satu perlapan selama sejam dalam rak dengan aliran udara yang lemah. Itulah sebabnya modul analog cenderung untuk membawa heatsink tersemperit besar, kurungan aluminium berbentuk U dan kadangkala kipas. Pembeli yang membandingkan hanya watt pada label sering terlepas ini, kemudian mendapati bahawa 400 W yang sama dalam modul Kelas D memerlukan sebahagian kecil daripada logam.

Kelebihannya difahami dengan baik: tiada sisa pensuisan, tiada penapis keluaran yang berinteraksi dengan beban, bekalan berasaskan pengubah ringkas dan tingkah laku yang sudah diketahui oleh juruteknik lapangan cara servis.

Kelas D: kecekapan bergantung pada bekalan yang anda pasangkan

Modul Kelas D bertukar pada beberapa ratus kilohertz dan bina semula audio melalui penapis keluaran LC. Peranti menghabiskan sebahagian besar masanya sama ada dihidupkan sepenuhnya atau dimatikan sepenuhnya, jadi kerugian pengaliran adalah kecil dan tajuk kecekapan adalah nyata. Perkara yang disembunyikan oleh tajuk berita ialah kelebihan itu hanya memegang hampir kuasa undian. Pada tahap pendengaran latar belakang, kehilangan pensuisan dan pemacu get mendominasi dan kecekapan menurun secara mendadak, yang lebih penting untuk produk berkuasa bateri berbanding produk berkuasa utama.

Selebihnya reka bentuk membawa berat yang sama. Masa mati yang terlalu singkat menyebabkan shoot-through; terlalu lama dan herotan meningkat pada output yang rendah. Penapis output perlu kekal stabil merentasi beban sebenar, bukan perintang tiruan di bangku simpanan. Dan bekalannya perlu diteruskan: peringkat Kelas D yang dipasangkan dengan rel yang lembut dan tidak terkawal akan melorot pada transien bass dan membatalkan faedah. Itulah sebabnya bekalan LLC resonan dan hujung hadapan yang diperbetulkan faktor kuasa telah menjadi standard dalam modul yang serius.

EON522SUB Modul Penguat Kuasa Subwufer Aktif Pasangkan bekalan resonan 800 W LLC dengan pentas bes Kelas D 500 W, menangani kendur rel dan menukar bunyi dalam subwufer berkuasa. Lihat Produk →

Sebagai contoh corak, modul seperti EON522D-2092 memasangkan peringkat Kelas D laluan rendah 500 W dan 200 W laluan tinggi dengan bekalan resonan LLC, iaitu gabungan yang mengekalkan kendur rel dan bunyi bertukar terkawal dalam kepungan 2.1.

Kelas H: pensuisan rel untuk bahagian atas julat kuasa

Kelas H mengekalkan peringkat keluaran linear tetapi memberikannya lebih daripada satu rel bekalan. Apabila sampul isyarat melepasi ambang, penguat beralih ke rel yang lebih tinggi; apabila ia jatuh ke belakang, rel jatuh semula. Oleh itu, peranti output hanya melihat beberapa volt merentasinya dan bukannya rel penuh, dan haba yang akan masuk ke dalam heatsink tidak pernah terhasil. Dalam amalan modul Kelas H menyampaikan kuasa reka bentuk Kelas AB yang lebih besar dalam kedalaman casis yang sama.

Kecekapan itu bukan percuma. Litar pensuisan rel menambah bahagian dan kos, peralihan boleh menghasilkan artifak jika ambang pembanding dipilih dengan buruk, dan pengubah memerlukan berbilang pili. Ia juga menjadikan dokumentasi perkhidmatan lebih penting, kerana juruteknik yang melayan modul seperti papan AB biasa akan salah mendiagnosis kerosakan rel sebagai kegagalan peranti output.

Modul Penguat Kuasa AMP400H 7294 Kelas H Menggabungkan peringkat rendah/pertengahan Kelas H 400 W dengan peringkat frekuensi tinggi Kelas AB 100 W dan radiator aluminium berbentuk U untuk output yang stabil. Lihat Produk →

Modul dalam kategori ini, seperti AMP400H-7294 dengan radiator aluminium berbentuk U, biasanya ditentukan untuk tugas subwufer dan tatasusunan talian di mana output tinggi berterusan dijangka selama berjam-jam berbanding minit.

Perkara yang diubah oleh pilihan kelas lebih jauh ke bawah timbunan modul

Peringkat kuasa ialah satu papan dalam rantaian, dan keputusan kelas bergelombang melalui selebihnya. Peringkat Kelas D dengan pengehad pantas memerlukan modul praamp yang boleh memberinya isyarat yang bersih dan berskala baik; peringkat Kelas AB dengan 20 dB ruang kepala keuntungan akan berkelakuan berbeza dengan sumber yang sama. Dapatkan struktur, gelagat klip, ambang perlindungan dan juga pilihan tirus volum semuanya berubah dengan topologi.

DSP1903 ADAU1701 Modul DSP untuk Sistem 2.1 Modul DSP berasaskan ADAU1701 dengan empat mod EQ pratetap, Bluetooth dan XLR I/O, sesuai untuk memadankan gelagat pengehad dalam sistem tatasusunan baris 2.1. Lihat Produk →

Dalam amalan di sinilah pembekal modular memperoleh simpanan mereka. Modul DSP seperti DSP1903, dibina pada ADAU1701 dan membawa empat mod EQ pratetap untuk sistem tatasusunan baris 2.1, perlu dipadankan dengan gelagat pengehad mana-mana peringkat kuasa yang berada di bawahnya. Jika kedua-duanya ditentukan secara bebas, sistem sama ada klip awal atau melindungi lewat. kami penelusuran pertukaran reka bentuk A, AB, D dan H mendalami cara ambang tersebut ditetapkan.

Memadankan kelas dengan produk yang anda bina

Kebanyakan projek pembesar suara berkuasa jatuh ke dalam beberapa corak, dan setiap satu menyempitkan pilihan kelas dengan cepat:

• Sistem tatasusunan baris dan lajur. Berat dan ketumpatan rak membuat keputusan. Kelas D dengan bekalan resonan adalah lalai, dengan Kelas H dikhaskan untuk modul yang mesti dijalankan pada output yang sangat tinggi untuk tempoh yang lama.
• Subwoofer. Kuasa berterusan tinggi ke dalam beban impedans rendah. Kelas D dengan bekalan yang mantap mengendalikan ini dengan terbaik; bekalan, bukan penguat, biasanya bahagian yang mengehadkan.
• Pembesar suara mudah alih dan berkuasa bateri. Kecekapan pada beban bahagian lebih penting daripada nombor puncak. Kelas D ialah satu-satunya pilihan yang realistik, dan kerugian terbiar patut diberi perhatian sebanyak output maksimum.
• Pengadun berkuasa dan kotak analog sensitif kos. Kelas AB dengan pengubah linear memastikan bil bahan mudah dan cerita perkhidmatan biasa, dengan kos heatsink yang lebih besar.
• Subwufer touring berkuasa tinggi. Kelas H atau reka bentuk Kelas D rel tinggi, bergantung pada sama ada pasukan reka bentuk lebih suka gelagat linear atau berat minimum.

Perkara yang perlu diperiksa dengan pembekal modul sebelum anda membuat komitmen

Watt lembaran data ialah nombor yang paling kurang berguna dalam perbualan. Ini adalah perkara yang memisahkan reka bentuk yang bertahan dalam penggunaan medan daripada reka bentuk yang kembali:

1. Kecekapan dan suhu kotak pada kuasa satu per lapan, bukan hanya pada output berkadar penuh, diukur dalam udara pegun pada ambien yang anda maksudkan.
2. Herotan pada 1 W dan pada 10 W, tempat artifak silang dan penukaran sebenarnya hidup.
3. Gelagat perlindungan: apa yang berlaku pada output terpendek, beban tidak sepadan atau kendur bekalan, dan sama ada modul pulih dengan sendirinya.
4. Keperluan bekalan, termasuk sama ada pembetulan faktor kuasa diperlukan untuk pasaran yang anda hantar.
5. EMI dan hingar melahu, terutamanya untuk modul Kelas D yang memberi pemacu mampatan kecekapan tinggi.
6. Ketekalan antara prototaip dan pengeluaran besar-besaran, yang merupakan persoalan pembuatan sama seperti persoalan kejuruteraan.

Bagi pembeli yang memerlukan konfigurasi bukan standard, urutan yang wajar adalah untuk menyelesaikan kelas dan topologi bekalan terlebih dahulu, kemudian mengambil modul melalui pembangunan adat untuk mendapatkan struktur, penyambung dan kelakuan pratetap. Menukar kelas selepas kabinet dan bekalan kuasa dibekukan adalah mahal.

Soalan lazim tentang penguat kelas