사운드 앰프 클래스

확실히 많은 사람들이 현대 증폭기가 다른 클래스에 속할 수 있다고 들었습니다. 그러나 음향 시스템과 음향 장비의 기술적 특징에서 멀리 떨어진 사람들은 문자 지정 뒤에 숨겨진 내용을 이해하지 못할 것입니다.

우리의 리뷰에서 우리는 증폭기 클래스가 무엇인지, 무엇인지, 최적의 모델을 선택하는 방법에 대해 더 자세히 이야기할 것입니다.

증폭기 클래스는 정현파 입력 신호에 의해 한 작동 주기 동안 기능 다이어그램에서 구동되고 이 효과의 결과로 변경되는 출력 신호의 값입니다. 증폭기를 클래스로 분류하는 것은 카테고리에서 들어오는 신호를 완전히 비선형으로 다소 감소된 효율성으로 증가된 정확도로 증폭하는 데 사용되는 모드의 선형성 매개변수에 따라 달라집니다. 이 경우 신호의 사운드 재생 정확도는 그리 크지 않지만 효율성은 상당히 높습니다. 다른 모든 종류의 증폭기는 이 두 그룹 사이의 일종의 중간 모델입니다.

모든 종류의 증폭기는 조건부로 두 개의 하위 그룹으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 클래스 A, B, AB 및 C의 클래식 제어 모델을 포함합니다. 그들의 범주는 출력 신호의 특정 섹션에서 전도도 매개 변수에 의해 결정됩니다. 따라서 출력에서 ​​내장 트랜지스터의 동작은 "off"와 "on"의 중간에 위치합니다.

두 번째 범주의 장치에는 소위 스위칭 클래스로 간주되는 최신 모델이 포함됩니다. 이는 모델 D, E, F 및 G, S, H 및 T입니다.

이 증폭기는 작동 시 펄스 폭 변조를 사용하고 디지털 회로를 사용하여 신호를 "완전히 꺼짐"과 "완전 켜짐" 사이에서 지속적으로 전환합니다. 결과적으로 포화 영역에서 강력한 출력이 발생합니다.

다양한 종류의 증폭기에 대해 더 자세히 설명하겠습니다.

클래스 A 모델은 디자인의 단순성으로 인해 가장 널리 사용됩니다. 이것은 들어오는 신호 왜곡의 여러 매개 변수와 그에 따라 다른 모든 범주의 앰프 설치와 비교하여 높은 음질 때문입니다. 이 범주의 모델은 다른 모델에 비해 매우 선형적입니다.

일반적으로 클래스 A 증폭기는 작업에 단일 버전의 트랜지스터를 사용합니다. 게르마늄 트랜지스터가 위상 신호가 없는 경우에도 항상 통과하도록 신호의 두 절반에 대한 기본 이미 터 구성에 연결됩니다. 이것은 출력에서 ​​스테이지가 신호 컷오프 및 포화 영역으로 완전히 전달되지 않음을 의미합니다. 로드 라인의 대략 중앙에 자체 오프셋 포인트가 있습니다. 이러한 구조는 트랜지스터가 단순히 활성화되지 않는다는 사실로 이어집니다. 이것이 기본적인 단점 중 하나로 간주되는 것입니다.

클래스 A 장치는 단일 종단이고 주어진 모든 곡선의 선형 영역에서 작동하기 때문에 하나의 출력 장치는 전체 360도를 이동하며 이 경우 카테고리 A 장치는 전류 소스와 완전히 호환됩니다.

이 범주의 증폭기는 이미 말했듯이 초선형 영역에서 작동하므로 DC 바이어스를 올바르게 설정해야 합니다. - 이것은 적절한 작동을 보장하고 24와트의 전력으로 사운드 스트림을 제공합니다. 그러나 출력 장치는 항상 오프 상태에 있기 때문에 지속적으로 전류를 전도하고 이는 전체 구조에서 일정한 전력 손실 조건을 만듭니다. 이 기능은 많은 양의 열을 방출하지만 효율성은 40%를 초과하지 않으므로 일종의 강력한 음향 시스템과 관련하여 비실용적입니다. 게다가, 설치의 증가된 무부하 전류로 인해 전원 공급 장치는 적절한 크기를 가져야 하고 가능한 한 많이 필터링되어야 합니다. 그렇지 않으면 증폭기 및 타사 윙윙거리는 소리를 피할 수 없습니다. 제조업체가보다 효율적인 범주의 앰프 제작을 계속해야한다는 사실로 이어진 것은 이러한 단점이었습니다.

클래스 B 증폭기는 이전 범주의 설치에 내재된 낮은 효율 및 과열 수준 증가와 관련된 문제를 해결하기 위해 제조업체에서 만들었습니다. 그들의 작업에서 카테고리 B 모델은 일반적으로 양극성인 한 쌍의 추가 트랜지스터를 사용합니다. 차이점은 신호의 양쪽 절반에 대해 출력 에지가 푸시-풀 회로에 따라 구축되므로 각 트랜지스터 장치는 출력 신호의 절반만 증폭한다는 것입니다.

대기 전류가 0이기 때문에 이 클래스의 증폭기에는 기본 DC 바이어스 전류가 없으므로 DC 전력 정격은 일반적으로 낮습니다. 따라서 효율성은 장치 A의 효율성보다 훨씬 높습니다. 동시에 신호가 포지티브가 되면 포지티브 바이어스 트랜지스터가 신호를 구동하고 네거티브 바이어스 트랜지스터는 꺼진 상태를 유지합니다. 마찬가지로 입력 신호가 음의 값을 취하는 순간 양의 값이 꺼지고 반대로 음으로 바이어스 된 트랜지스터가 활성화되어 신호의 음의 절반을 제공합니다. 결과적으로 작동 중 트랜지스터는 들어오는 신호의 양수 또는 음수 반주기에서만 1/2주기를 수행합니다.

이 푸시풀 디자인은 클래스 A 증폭기보다 약 45-60% 더 효율적입니다. 이 유형의 모델의 문제는 -0.7V에서 +0.7 사이의 값을 갖는 입력 전압 회랑에서 트랜지스터의 "데드존"으로 인해 오디오 신호가 통과할 때 상당한 왜곡을 제공한다는 것입니다. V.

모두가 물리학 과정에서 알 수 있듯이 바이폴라 트랜지스터가 전체 배선을 시작하려면 베이스 에미터가 약 0.7V의 전압을 제공해야 합니다.이 전압이 이 표시를 초과할 때까지 출력 트랜지스터는 켜짐 위치로 이동하지 않습니다. 이는 0.7V 회랑으로 들어가는 신호의 절반이 부정확하게 재생되기 시작한다는 것을 의미합니다. 따라서 카테고리 B 장치는 정밀한 음향 설비에 사용하기에 사실상 부적합합니다.

을 위한 이러한 왜곡을 극복하기 위해 소위 클래스 AB 절충안 장치가 만들어졌습니다.

이 모델은 일종의 카테고리 A와 카테고리 B 디자인의 탠덤(tandem) 형태로, 오늘날 AB형 앰프는 가장 일반적인 디자인 옵션 중 하나로 간주됩니다. 두 트랜지스터 장치가 동시에 파형 교차점 근처에서 신호를 전도할 수 있다는 점만 제외하면 카테고리 B 제품과 약간 유사하게 작동합니다. 이것은 이전 그룹 B 증폭기의 모든 신호 왜곡 문제를 완전히 제거합니다.차이점은 한 쌍의 트랜지스터가 상당히 낮은 바이어스 전압을 가지며 일반적으로 대기 전류 매개 변수의 5 ~ 10%입니다. 이 경우 전도 장치는 1/2 주기의 시간보다 더 오래 켜져 있지만 동시에 입력 신호의 전체 주기보다 훨씬 적습니다.

라고 자신있게 말할 수 있다. 유형 AB 장치는 효율성과 선형성 측면에서 클래스 A와 클래스 B 모델 간의 탁월한 절충안으로 간주됩니다.오디오 신호 변환 효율은 약 50%입니다.

클래스 C 설치는 가능한 한 효율적으로 설계되었지만 다른 모든 범주에 비해 선형성이 좋지 않습니다. C급 증폭기는 상당히 눈에 띄게 바이어스되므로 입력 전류는 0이 되고 들어오는 신호의 1/2 주기 이상 동안 유지됩니다. 이 때 트랜지스터는 그것을 끄기 위한 대기 모드에 있다.

이러한 설계 기능으로 인해 음향 시스템에서 증폭기를 사용할 수 없습니다. 일반적으로 이러한 모델은 출력에서 ​​방출되는 전류 펄스가 주어진 주파수의 사인파로 변환되는 개별 버전의 무선 주파수 증폭기뿐만 아니라 고주파 발생기에서 사용 범위를 찾았습니다.

카테고리 D 증폭기는 2채널 비선형 스위칭 모델을 말하며 PWM 증폭기라고도 합니다.

대부분의 오디오 시스템에서 출력 단계는 클래스 A 또는 AB에서 작동합니다. 그룹 D의 통합 증폭기에서 라인 입력의 전력 손실은 가장 완벽하고 거의 이상적인 구현의 경우에도 중요합니다. 이것은 D-클래스 모델이 다른 디자인의 모델에 비해 배터리 수명이 증가하는 동안 발열을 최소화하고 장치의 무게와 크기를 줄여 제품 비용을 낮추기 때문에 대부분의 응용 분야에서 상당한 이점을 제공합니다.

클래스 F 증폭기. 이 모델은 효율성이 향상되었으며 효율성은 약 90%입니다.

클래스 G 앰프. 사실 이 증폭기는 TDA에 있는 기본 클래스 AB 장치의 고급 고선형 설계입니다. 이 범주의 모델은 들어오는 신호의 매개변수가 변경되는 경우 다른 전력선 간에 자동으로 전환할 수 있습니다. 이러한 스위칭은 에너지 소비를 크게 줄여 열 손실로 인한 전력 소비를 줄입니다.

클래스 I 증폭기. 이러한 모델에는 몇 가지 추가 출력 장치 세트가 있습니다. 전원을 켜기 전에 푸시-풀 구성으로 배열됩니다. 첫 번째 장치는 신호의 양극 부분을 전환하고 두 번째 장치는 카테고리 B 증폭기와 유사한 음극 부분을 전환합니다.입력에 오디오 신호가 없거나 신호가 제로 크로스오버 지점에 도달하면 스위칭 메커니즘은 메인 사이클과 동시에 켜지고 꺼집니다.

클래스 S 앰프. 이 종류의 증폭기는 비선형 스위칭 메커니즘으로 분류됩니다. 작동 메커니즘 측면에서 카테고리 D 증폭기와 다소 유사하며 이러한 증폭기는 아날로그 입력 신호를 디지털 신호로 변환하여 여러 번 증폭합니다. 따라서 출력 전력을 높이려면 일반적으로 스위칭 장치의 디지털 신호가 완전히 켜지거나 완전히 꺼지므로 이러한 장치의 효율은 100%가 될 수 있습니다.

클래스 T 증폭기. 디지털 앰프의 또 다른 버전. 오늘날 이러한 모델은 들어오는 신호의 디지털 처리를 허용하는 미세 회로와 내장형 다중 채널 3D 사운드 증폭기로 인해 점점 더 인기를 얻고 있습니다.이 효과는 아날로그 신호를 높은 PWM 디지털 유형의 사운드로 변환할 수 있도록 하는 설계에 의해 제공됩니다. 클래스 C 장치의 설계는 클래스 D 모델의 효율성을 유지하면서 카테고리 AB와 유사한 낮은 왜곡 신호의 특성을 결합합니다.

우선 증폭기가 원칙적으로 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 확실히 당신은 놀랄 것입니다. 그러나 사실 공장 앰프는 아무 것도 증폭하지 않습니다. 사실로, 작동 메커니즘은 가장 간단한 크레인의 작동과 유사합니다. 손잡이를 돌리면 급수기의 물이 강하거나 약하게 흐르기 시작하고 비틀면 흐름이 차단됩니다. 증폭기에서 모든 프로세스는 동일한 방식으로 발생합니다. 강력한 전원 모듈에서 장치에 연결된 스피커를 통해 전류가 흐릅니다. 이 경우 탭의 기능은 트랜지스터에 의해 인계됩니다. 출력에서 ​​닫히고 열리는 정도는 증폭기로 전달되는 신호에 의해 제어됩니다. 이 크레인이 정확히 어떻게 작동하는지, 즉 출력 트랜지스터가 어떻게 작동하는지에 따라 증폭기의 등급이 결정됩니다.

우리가 AB 장치에 대해 이야기하고 있다면 그 안에 있는 트랜지스터는 신호에 불균형적으로 열리고 닫히는 불쾌한 속성을 가질 수 있습니다. 따라서 그들의 작업은 변경되지 않습니다. 수도꼭지 비유로 돌아가서 수도꼭지 손잡이를 돌릴 수 있지만 처음에는 물이 천천히 흐르다가 갑자기 물이 갑자기 증가합니다.

이러한 이유로 카테고리 AB 트랜지스터는 신호가 없더라도 열려 있어야 합니다. 이것은 즉시 작동을 시작하고 신호가 특정 수준에 도달할 때까지 기다리지 않도록 하기 위해 필요합니다. 이 경우에만 증폭기가 최소한의 왜곡으로 사운드를 재생할 수 있습니다. 실제로 이것은 유용한 에너지의 일부가 낭비된다는 것을 의미합니다. 아파트의 모든 수도꼭지를 열면 작은 물방울이 계속해서 흘러 나온다고 상상해보십시오. 결과적으로 이러한 모델의 효율은 50-70%를 초과하지 않으며 클래스 AB 증폭기의 주요 단점은 낮은 효율입니다.

D 급 장치에 대해 이야기하면 작동 원리는 정확히 동일합니다. 닫고 열 수 있는 자체 출력 트랜지스터가 있습니다. 따라서 연결된 스피커를 통한 전류의 통과는 규제되지만 신호 만 개구부를 제어하며 구성에서 들어오는 스피커와 매우 멀리 떨어져 있습니다.

이것이 신호가 D급 장치의 출력 트랜지스터에 적용되는 방식입니다. 이 경우 완전히 다른 방식으로 작동합니다. 완전히 닫히거나 중간 값 없이 열립니다. 이는 이러한 모델의 효율성이 100%에 가까울 수 있음을 의미합니다.

물론 이러한 신호를 오디오 시스템에 전송하기에는 너무 이르므로 먼저 표준 구성으로 돌아가야 합니다. 이것은 출력 초크와 커패시터를 사용하여 수행할 수 있습니다. 처리 후 증폭된 신호가 출력에서 ​​형성되어 그 형태로 들어오는 신호를 완전히 반복합니다. 연사에게 전달되는 사람은 바로 그 사람입니다.

D급 장치의 주요 이점은 효율성 증가입니다. 결과적으로 더 많은 에너지 소비를 절약할 수 있습니다.

오랫동안 가정되었다. 고품질 음향 설비를 연결하려면 AB 앰프가 최고의 솔루션이 될 것입니다.. 카테고리 D 모델은 들어오는 신호를 주파수가 감소된 펄스 신호로 변환하여 결과적으로 서브우퍼 모드에서만 좋은 사운드를 제공했습니다. 오늘날 기술은 큰 발전을 이루었고 오늘날 거의 즉시 열리고 닫힐 수 있는 고속 트랜지스터가 이미 있으며 매장에는 D급 광대역 장치가 꽤 있습니다.

이 모델은 서브우퍼뿐만 아니라 모든 유형의 최신 음향 시스템과 함께 사용하도록 설계되었습니다. 고출력이 필요하지 않은 옵션의 경우 상당히 컴팩트한 앰프를 구입하는 것이 좋습니다.

따라서 스피커를 연결할 공간이 충분하다면 AB급 모델을 선택하는 것이 좋습니다. 수십 년 동안이 모델의 회로는 잘 개발되었으며 상당히 좋은 음질을 제공하며 고장이 발생한 경우 가장 가까운 서비스 센터에서 쉽게 수리할 수 있습니다.

사운드 설치 공간이 제한적이라면 그룹 D의 광대역 모델을 자세히 살펴봐야 합니다. AB급 제품과 동일한 전력 매개변수를 사용하여 훨씬 작고 가벼우며 발열도 적으며 일부 모델에서는 최소한의 개입으로 신중하게 설치할 수도 있습니다.

서브우퍼 연결의 경우 D-클래스 설치의 최대 이점, 저음 톤 블록이 가장 에너지를 많이 소비하는 주파수 범위이기 때문에 이 경우 제품의 효율성이 근본적으로 중요하며 D 클래스 제품에 대한 경쟁자는 없습니다.

이 비디오에서는 사운드 앰프의 클래스에 대해 더 명확하게 알 수 있습니다.