Какой класс моноблоков лучше

Усилитель мощности используется для управления громкоговорителями. Его задача — подавать высокое напряжение и большой ток на нагрузку с низким сопротивлением в широком диапазоне частот так, чтобы иметь минимальные искажения сигнала. Усилитель может быть выполнен в идее отдельного устройства, а может представлять собой функциональный блок в составе какого-либо устройства.

Ключевым показателем работы усилителя является его эффективность, но также важным критерием служит степень генерации тепла (чем меньше придется отводить тепла от усилителя, тем лучше) и связанное с этим энергопотребление.

Общие принципы устройства усилителя

Если в двух словах, то усилитель состоит из последовательности каскадов усиления, соединенных между собой. Хотя бывают и однокаскадные усилители. Каскад усиления представляет собой ступень усилителя, состоящую из одного или нескольких усилительных элементов, цепи нагрузки и связи с другими ступенями. Усилительные элементы могут быть представлены электронными лампами, транзисторами и даже туннельными диодами.

Помимо прямых межкаскадных связей существуют и отрицательные обратные связи, позволяющие сделать работу усилителя более стабильной и снизить степень искажения сигнала. Для этой цели в усилителях используют, например, термисторы для стабилизации температуры во время работы усилителя или частотнозависимые составляющие, которые выравнивают частную характеристику.

Также между каскадами усилителя, во входных и выходных цепях могут использоваться аттенюаторы или потенциометры, чтобы регулировать степень усиления сигнала, и фильтры, чтобы регулировать и задавать частотную характеристику.

Усилители можно разделить на аналоговые и цифровые. Очевидно, в аналоговых устройствах входной сигнал усиливается аналоговыми каскадами и не подвергается дальнейшей оцифровке, оставаясь аналоговым на выходе. В цифровых усилителях аналоговый входной сигнал после аналогового усиления подвергается аналого-цифровым преобразованиям, и выходной сигнал оказывается уже цифровым.

Классы усилителей мощности

Класс усилителя – это характеристика, на которую большинство покупателей обращают вниманию в первую очередь, указывающая на режим работы усилительного элемента. Класс усилителя обозначается латинской буквой.

Класс А

Это самый простой класс усилителей. В них используется один транзистор, причем, всегда проводящий, благодаря чему почти исключаются нелинейные искажения сигнала. Практически никогда не применяется в выходных каскадах усилителя мощности, зато отлично подходит для входных каскадов. Именно в классе А работает первый каскад усилителей других классов, это связано с тем, что любые искажения и помехи от первого каскада будут усиливаться последующими.

Можно найти модели усилителей, где используются пары дополнительных выходных транзисторов с противоположной полярностью. При низком уровне сигнала они пропускают весь ток, который требуется для управления громкоговорителем на полной номинальной мощности.

Негативный момент в работе усилителей класса А заключается в том, что на транзисторе выделяется очень большое количество теплоты, что требует громоздких систем охлаждения и высокого потребления электроэнергии.

Несмотря на низкий КПД усилителей класса А, среди аудиофилов они считаются золотым стандартом качества, что связано с точным, почти неискаженным сигналом. Но низкая эффективность, существенные потери энергии и повышенное выделение тепла, высокий уровень тока покоя, КПД 15-35% — с эти не готовы мириться большинство пользователей.

• низкая эффективность (КПД около 25%)
• высокое потребление электроэнергии
• повышенное выделение тепла

Класс B

Усилители класса В — двухтактные, где каждый выходной транзистор проводит только половину волны. Эффективность усилителей этого класса существенно выше, чем класса А, но они сильно искажают сигнал (кроссоверное искажение), что очень неприятно для слуха, поэтому в чистом виде класс В не используется. Усилители данного класса теперь полностью вытеснены классом D.

Класс AB

Наиболее распространенный класс усилителей мощности, к которым можно отнеси большинство AV-ресиверов для домашних кинотеатров и стереоусилителей. Из названия видно, что данный класс усилителей представляет собой комбинацию усилителей классов А и В, когда КПД усилителя гораздо выше, чем в А-классе, но при этом искажения сигнала ниже, чем в В-классе. То есть, усилители класса АВ позволили прийти к компромиссу между качеством звука и нагреванием устройства. При этом используется простая схемотехника с невысокими требованиями к качеству компонентов, что сделало этот класс усилителей очень распространенным в различных моделях.

• КПД выше, чем в усилителях класса А
• Искажения меньше, чем в усилителях класса В
• Меньший нагрев, чем в усилителях класса А

Класс D

Транзистор имеет два стабильных состояния (открыт или закрыт), поэтому в нем не выделяется много тепла, как это происходит при переключении режимов. Качество усилителя класса D напрямую зависит от типа и частоты модуляции, что влечет за собой сложность схемотехники, соответствующее качество компонентов, а значит и образует цену устройства. Приходится платить за качество и результат.

Важным является тот факт, что для усилителей D-класса сохранятся низкий уровень искажений во всем рабочем диапазоне громкости, в отличие от класса АВ.

В дорогих и высококачественных усилителях класса D используется дельта-сигма-модуляция, которая выводит шумы в область ультразвука, благодаря чему ухом они не воспринимаются.

Усилители класса D малой мощности широко применяются в портативной технике, например, в Bluetooth-колонках. Состоят они их одной микросхемы, которая не требует дополнительных фильтров. Обратная связь компенсирует искажения сигнала в схеме а также пульсации питания. Высокая частота модуляции помогает фильтровать «лишние» высокие частоты.

Ценностью усилителей класса D является отсутствие необходимости прогревать даже очень мощные модели. Они сразу готовы к работе, в отличие от усилителей класса А, которым требуется прогрев для того, чтобы достичь паспортных характеристик.

Дальше – больше. Встроенные в усилитель конвертеры PCM в DSD, помогают избежать лишних преобразований аналого-цифрового сигнала. Цифровой сигнал проходит через усилитель до конечного транзистора, работающий в Hi-end устройствах на частотах около десятков мегагерц.

Также в цепь цифрового сигнала включают цифровой сигнальный процессор (DSP), он компенсирует фазово-частотные искажения, обусловленные самим динамиком и акустическими характеристиками помещения. Такое сочетание цифрового усилителя и цифрового процессора выдает максимально качественный звук, на который только способен динамик. А так как для профессионалов важен результат, то усилители класса D – именно их выбор!

• компактные размеры и вес
• отсутствие фонового шума
• готовность к работе сразу же после включения

Классы G,H, E, F

Усилители классов G и H представляют собой, по сути, класс AB, в которых присутствуют дополнительные источники напряжения, подключающиеся в процессе к выходному каскаду (в Н-классе – один, в G-классе – два и более). Напряжение питания выходного каскада в таких устройствах изменяется в зависимости от уровня сигнала, что повышает КПД устройства. Класс Н идеально подходит для компактных усилителей высокой мощности, которые применяют в профессиональных туровых акустических системах.

Еще более высоким КПД могут похвастать усилители классов E и F, в которых транзистор переключается в тот момент, когда через него не проходит ток. При этом наблюдаются очень большие искажения, поэтому такие устройства не используют для усиления звука.

Выводы

Если подытожить вышесказанное, то независимо от класса, любой усилитель может быть как плохим, так и хорошим. Результат зависит не от класса, а от конкретной схемотехники. КПД – важный показатель усилителя, и самый высокий он у D-класса.

При выборе усилителя, по большому счету, стоит обращать внимание на две вещи: выдаваемую мощность на заданное сопротивление нагрузки и цену. Наиболее популярны сейчас усилители А/В класса, что объясняется наилучшим соотношением вышеназванных критериев: работают они хорошо при относительно невысокой стоимости. Аудиофилы остаются поклонниками А-класса за их чистый звук. Профессионалы с деньгами всё чаще смотрят на D-класс, всё-таки его КПД существенно выше, а также в большинстве своем они имеют на борту дополнительную динамическую обработку – кроссовер, эквалайзер, лимитер и даже настройку задержки аудио сигнала, необходимую для крупных инсталляций, где акустические системы могут находиться от сцены на расстоянии порядка сотни метров. Нет предела совершенству, как и поискам новых решений. Поэтому экспериментируйте и ищите лучшее решение для своих задач.

Что такое «класс усилителя»? На самом деле слово «класс» в данном случае обозначает принцип работы усилителя.

Класс А 
Этот класс по праву считается безнадёжно устаревшим. В настоящее время его можно встретить, пожалуй, только в домашней аудиотехнике, да и то всё реже. Главное достоинство таких усилителей — минимальные искажения на малых уровнях сигнала, они прекрасно передают мельчайшие нюансы. А вот на высоких уровнях сигнала всё уже далеко не так прекрасно. К тому же КПД таких усилителей редко превышает 30%, основная часть энергии уходит в тепло, из-за чего они очень сильно греются. В автомобильной технике таких усилителей единицы, и в основном это старые модели.

Класс В 
Такие усилители имеют низкий ток покоя (почти не потребляют энергии при отсутствии сигнала). Как следствие, у них более высокий КПД. Но из-за особенностей своей работы имеют и более высокий коэффициент гармонических искажений на малой громкости. Впрочем, на высокой громкости они уже не так заметны. В классе В работают подавляющее большинство недорогих, но мощных автомобильных усилителей, несмотря на то, что на них пишут «Класс АВ».

Класс АВ
«Золотая середина» между классами А и В. Усилители АВ-класса намного эффективнее усилителей А-класса и имеют заметно меньшие искажения, чем усилители B-класса. Оригинальные схемные решения позволили получить в этих моделях очень высокое качество звука при совсем небольшой цене.

Класс D 
Многие называют такие усилители «цифровыми», хотя это неправильно. Буква D действительно пошла от слова Digital, но в данном случае оно переводится как «импульсный». В таких усилителях входной сигнал преобразуется в последовательность импульсов разной длительности: выше амплитуда — импульс длиннее, ниже амплитуда — импульс короче.

Импульсный сигнал усиливается, как и в обычных усилителях, но из-за того, что выходные каскады работают в «ключевом режиме» (включено-выключено, без промежуточных значений), потери получаются минимальными, а КПД очень высоким. Перед подачей на динамик импульсный сигнал проходит через LC-фильтр (катушка индуктивности и конденсатор) и снова приобретает исходную непрерывную (аналоговую) форму.

Существует стереотип, что усилители класса D уступают качеством звучания традиционным усилителям класса АВ. И так действительно было лет десять-пятнадцать тому назад. Но сегодня даже консервативный домашний High End вовсю строится на D-классе. Причина проста — современная элементная база позволяет поднять несущие частоты (частоты следования импульсов) до 400 и даже выше килогерц. Более того, D-класс сейчас даже лучше подходит для систем, ориентированных на аудиоформаты высокого разрешения (Hi-Res Audio).

Информация подготовлена агентством автомобильных новостей «Автолайн»

Как выбрать усилитель в машину

Перед тем, как выбрать усилитель для сабвуфера, рассмотрим чем они (усилители) отличаются и какие из них подойдут для вашего низкочастотного динамика.

В основном усилители делятся по:

Мощность

Мощность — это основной параметр при выборе усилителя, от правильной подборки будет зависеть качество звучания и сохранность динамика.

Не раз приходилось слышать мнение, что усилитель не должен превышать сабвуфер по мощности, чтобы его не спалить- ЭТО НЕ ВЕРНО!

Запомните правило — избыточная мощность лучше чем недостаточная

Динамик намного быстрее сгорит при недостатке подводимой мощности и искажений, возникающих из-за этого (клиппинг).

При равных значениях сабвуферу все равно будет недостаточно контроля, так как необходим запас для прохождения кратковременных пиковых нагрузок. При наличии этого запаса бас будет плотнее, быстрее и глубже.

Но не нужно впадать в крайности, а лучше руководствоваться принципом разумной достаточности, в конечном итоге все будет зависеть от максимальной громкости качественного звучания, которая необходима. Подробнее смотрите в видео ролике в конце статьи.

При изучении характеристик оборудования не обращайте внимания на яркие цифры, типа 1000 Ватт. и т.п., при этом чем ярче и больше цифры, тем дальше они от правды.

Ориентируйтесь на значение RMS, многие путают ее с номинальной мощностью, но на самом деле RMS — это максимальная (предельная) синусоидальная мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Но не будем зарываться в определения, тем более, что этот параметр будет правильным ориентиром при выборе.

При оценке RMS обязательно учитывайте для какого импеданса (сопротивления) она указана и поддерживает ли вообще усилитель сопротивление, предусмотренное вами (подробнее о сопротивлении читайте здесь).

Количество каналов

Одноканальный усилитель, сделан специально для работы с сабвуфером, по этому имеет один канал и отличается повышенной мощностью, иногда в ущерб качеству звучания. Выбирайте его, если вам нужно много громкого баса.

Двухканальный усилитель

Бытует мнение, что двухканальный усилитель работающий в мост (подробнее о мостовом подключении) звучит приятнее моноблока. Стоит выбрать в роли отдельного усилителя для сабвуфера, когда хочется звук «покачественнее», возможно в ущерб мощности или бюджету.

Четырехканальный усилитель

К четырехканальнику можно подключить сабвуфер мостом, а оставшуюся пару каналов использовать для акустики (например подключить миды и твиттеры через кроссоверы), тем самым закрыв одним усилителем всю аудиосистему. Но такой усилитель с достаточной мощностью для нормального сабвуфера будет отличаться высокой ценой.

Пятиканальный усилитель

Данный усилитель имеет выделенный канал для для саба и может обеспечить поканальное усиление (отдельный канал для каждого динамика) всей системы, если у вас «двушка +саб». Утилитарное решение, но это не подойдет для мощного, ярковыраженного баса, так как форм фактор «все в одном» не позволяет впихнуть крупную начинку. Но если у вас не громкая и спокойная система можно остановится на таком варианте, правда выбор в пятиканальниках сравнительно не велик.

К сожалению, как бы ни хотелось обратного, но на рынке автозвука действует упрямый закон «лучше-дороже», бывают исключения, но они довольно редки. По этому обмануть судьбу и получить супер качество по бросовой цене не получится.

Чтобы выяснить в какой ценовой категории выбрать усилитель для сабвуфера, поймите — аудиосистема звучит на столько хорошо, на сколько хорош ее самый слабый компонент. Другими словами, достоинствами одного компонента не вытянуть недостатки другого. Это значит, что если у вас усилитель за 100 000 р., а сабвуфер за 3 000 р. то и звучать эта связка будет на 3 000, так что всегда необходим баланс и правильное распределение бюджета. Поэтому все зависит от вашего «аппетита».

О классах усилителей

В заключение коротко о классах усилителей. В наше время это в первую очередь инструмент маркетологов для манипуляции сознанием потребителей. Поэтому, выбирая усилитель, в первую очередь смотрите на его конкретные параметры, а не на название класса.

Видео

Нажмите кнопку, чтобы поделиться материалом:

Выбираем усилитель для вашей аудио системы

На первый взгляд, может показаться что, процесс выбора усилителя в автомобиль на динамики или сабвуфер не так уж и прост. Но имея краткую инструкцию “Как выбрать усилитель” проблем не возникнет. Целью усилителя для аудиосистемы — принятие сигнала низкого уровня и преобразование его в сигнал высокого уровня для приведения динамика в действие.

Они могут отличаться количеством каналов усиления, мощностью и стоиостью. Наибольшим спросом среди автолюбителей пользуются двух и четырёхканальные усилители. А теперь давайте более подробно ответим на вопрос как выбрать усилитель в автомобиль.

Классы автомобильных усилителей

В первую очередь хочется рассказать про классы усилителей, на данный момент их насчитывают большое количество, но мы рассмотрим два основных, которые очень часто встречаются в автомобильных аудиосистемах. Если вам эта тема интересна более подробно в конце статьи есть видео где рассказывается обо всех классах автоусилителей, которые сейчас встречаются.

• Усилитель класса AB. Данные усилители имеют очень хорошее качество звучания, при правильном подключение надёжны и долговечны. Если усилитель АБ класса обладает большой мошьность, то у него очень габаритные размеры, эти усилители имеют маленькое КПД около 50-60% т. е. если в них подать 100 Вт. энергии то до динамиков дойдёт тока 50-60 вт. Остальная энергия просто превратиться в тепло. Устанавливать усилители АБ класса нельзя в закрытом пространстве, иначе при жаре он может уходить в защиту.
• Усилитель класса D (цифровой усилитель). В основном D класс встречается в моноблоках (одноканальных усилителях), но также бывают и четырёх и двухканальные для подключения акустики. Плюсов у данного усилителя много. По сравнению с АБ классом при одинаковой мощности имеет очень компактные размеры. КПД у этих усилителей может достигать 90%, он практически не греется. Д класс может стабильно работать при низко Омной нагрузке. Всё бы хорошо но качества звучания у этих усилителей уступает АБ классу.

В заключение по данному разделу сделаем вывод. Если вы гонитесь за качеством звучания (SQ), то правильнее будет использовать усилители АБ класса. Если же вам хочется построить очень громкую систему, то лучше остановить свой выбор на усилителях D класса.

Количество каналов усилителя.

Следующий важный момент — это количество каналов усилителя, от этого зависит, что вы сможете подключить к нему. Здесь всё просто, но все, же давайте разберёмся подробнее:

• Двухканальные усилители, как вы уже догадываетесь к нему можно подключить пару колонок. Но также большинство двухканальных усилителей могут работать в мостовом режиме. Это когда на два канала подключается сабвуфер. Настройки (фильтра) данные усилители имеют универсальные, т. е. на них есть переключатель HPF данный режим воспроизводит тока высокие частоты, а при переключении на фильтр LPF усилитель будет подавать на выход тока низкие частоты (эта настройка необходима для сабвуфера).
• Если вы поняли что такое двухканальный усилитель то с четырёх канальным всё просто, это два двухканальных усилителя т. е. к нему можно подключить четыре колонки, или 2 колонки и сабвуфер, в редких случаях подключают два сабвуфера, но мы не рекомендуем так делать. Усилитель будет сильно греться и в дальнейшем может, прети в негодность. Трёх и пяти канальные усилители встречаются крайне редко. Здесь всё просто, к трёхканальному усилителю можно подключить две колонки и сабвуфер, к пятиканальному 4 колонки и сабвуфер. Они обладают всеми фильтрами для настройки подключённых к ним компонентов, но как правило мощность у этих усилителей маленькая.

В заключение по разделу хочется сказать следующее. Если вы новичок в автозвуке, и хотите получить качественное, сбалансированное звучание советуем обратить выбор на четырёх канальный усилитель. С его помощью вы сможете подключить передние динамики и пассивный сабвуфер. Это даст вам качественный мощный фронт, подкрепленный савуферным звеном.

Мощность усилителя.

Мощность является одним из наиболее важных параметров. Для начала давайте разберёмся, в чем разница между номинальной и максимальной мощностью. Последняя, как правило, указывается на корпусе усилителя,она не соответствует действительности и используется в качестве промохода. Обращать внимание при покупке необходимо именно на номинальную мощность (RMS). Посмотреть данную информацию можно в инструкции, если известна модель динамика можно найти характеристики в интернете.

Теперь пару слов, как подбирать мощность усилителя и динамиков. Хотите узнать про выбор динамиков более подробно? прочитайте статью «как выбрать автомобильную акустику». У автомобильной акустики также имеется номинальная мощность, в инструкции она обозначатся как RMS. То есть если акустика имеет номинальную мощность 70 Вт. То и номинальная мощность усилителя должна быть примерно такой же, от 55 до 85 Вт. Пример второй, какой усилитель нужен для сабвуфера? Если у нас есть сабвуфер номинальной мощностью (RMS) 300 Вт. Мощность усилителя должна составлять 250–350 Вт. Вывод по разделу. Много мощности это конечно хорошо, но не стоит за ней гнаться, т. к. есть усилители имеющие меньшую мощность, а играют они гораздо качественнее и громче чем не дорогие но с какими-то заоблачными показателями.

Именитость производителя.

При покупке усилителя крайне важно обращать внимание на то, какой производитель его изготовил. Если приобрести товар кустарного производства, то вряд ли можно рассчитывать на хорошее качество звука. Лучше всего обратиться к бредовым маркам, которые давно на рынке и уже завоевали уважение и дорожат репутацией. К примеру, такие фирмы как Hertz, Alpine, DLS, Focal. Из более бюджетных можно обратить своё внимание на такие бренды как; Alphard, Blaupunkt, JBL, Ural, Swat и т.д

Определились с выбором усилителя? Следующая статья, которая будет вам полезна «как подключить автомобильный усилитель».

Как выбрать усилитель к сабвуферу

Сабвуфер – это динамик, предназначенный для передачи самых низких частот, без которых не обходится танцевально-электронная музыка. Но чтобы получился действительно качественный звук, дополнительно к сабвуферу необходимо приобрести усилитель. Как же его выбрать?

Если для акустического усилителя основное внимание должно быть обращено на качество звучания, то в случае с сабвуфером ключевая характеристика при выборе – мощность. Она бывает двух видов:

• Максимальная (PMPO). Как правило, указывается на корпусе и означает общую мощность для всех каналов с искажениями. Ориентироваться на этот показатель не стоит, так как он не соответствует действительности и служит лишь в качестве приманки для покупателя.
• Номинальная (RMS). Обычно фиксируется в техпаспорте или обозначается на коробке. Номинальная мощность – та самая цифра, которой следует руководствоваться, совершая покупку. Параметр должен быть указан при КНИ меньше 0,1% и напряжении, составляющем 14,4 В.

Хорошие усилители для сабвуферов комплектуются сертификатом, который содержит информацию о серийном номере изделия и реальном показателе мощности, полученном в условиях заводского замера. Подобные данные традиционно предоставляют серьезные компании вроде Rockford Fosgate, Alpine или MTX.

Известна привычка преобладающего количества фирм слегка завышать значение мощности, чтобы привлечь внимание потенциального клиента. На этом фоне выгодно выделяется марка DLS: производитель специально немного занижает настоящую цифру, переходя в более низкую категорию устройств, где без труда удерживает лидерство.

По поводу того, каким должно быть значение мощности усилителя для сабвуфера, идут нескончаемые споры. Точки зрения всего три:

• Необходимо, чтобы по сравнению с сабвуфером усилитель был менее мощным. Такое мнение ошибочно, поскольку слабое устройство приведет к сгоранию звуковой катушки.
• Следует отдавать предпочтение усилителю, равному по мощности с сабвуфером. В этом случае также есть подвох – номинальная мощность нормируется для напряжения 14,4 В, которое практически никогда не удерживается на выходах усилителя. Такая ситуация чревата перегревом звуковой катушки.
• Лучше, чтобы усилитель превосходил сабвуфер по мощности. Оптимальный вариант с точки зрения безопасности для аппаратуры. Единственный риск заключается в вероятности механического повреждения катушки, но его можно избежать, если не выводить динамик на максимум и не слушать слишком часто треки на сверхнизкой частоте.

Поскольку превосходство усилителя над сабвуфером в плане мощности дает наибольшие шансы на продолжительный период полезной эксплуатации устройств, то рекомендуется предпочитать именно этот вариант. Также в Сети не утихают дискуссии по поводу требуемого количества ватт. Как показывает практика, лучше выбирать модель усилителя в 1,5-2 раза мощнее, чем сабвуфер.

Какой выбрать? Технические параметры

Для усилителя критично важен лишь показатель мощности, на остальные характеристики можно смотреть постольку-поскольку. Но все же следует обратить внимание на такие параметры:

• Частотный диапазон. Пользователю нужно убедиться, что разброс не слишком большой. Серьезные компании дают максимально конкретные значения – например, от 15 до 350 Гц. Если же диапазон указан в пределах 10-500 Гц, то, скорее всего, это просто уловка маркетолога, и усилитель не будет качественно работать на заявленных частотах.
• Класс усилителя. Он может быть: АВ – аналоговое устройство с хорошим качеством усиления, но малым КПД и такой же мощностью;D – мощный цифровой усилитель, демонстрирующий высокий КПД, но отличающийся плохим качеством работы.
• АВ – аналоговое устройство с хорошим качеством усиления, но малым КПД и такой же мощностью;
• D – мощный цифровой усилитель, демонстрирующий высокий КПД, но отличающийся плохим качеством работы.
• Количество каналов. По этому критерию устройства делятся на следующие группы: одноканальные (моноблоки) – рассчитаны на низкоомную нагрузку в пределах 1-2 Ом. Встречаются редко, в основном – в профессиональных автомобильных аудиосистемах, где выдаваемая мощность гораздо важнее качества звучания. Практически всегда относятся к классу D. Хорошие примеры – DLS XM10, Alpine PDX-M6, DLS MAD15;двухканальные – предназначены для сабвуферов, рассчитанных на 4-8 Ом. Могут подключаться по мостовой схеме или по сабвуферу/катушке в случае достаточной мощности. Неплохо себя зарекомендовали следующие модели – Eton SR 100.2, Genesis Profile Two, DLS MA23;трехканальные – практически не встречаются, так как вытеснены 4-канальными усилителями;четырехканальные – пользуются наибольшей популярностью. Такие устройства можно применять для 4-х динамиков, сабвуфера и пары динамиков, а также 2-х сабвуферов. Благодаря универсальности и простоте установки 4-канальные усилители рекомендуется выбирать в большинстве случаев. Например, можно остановиться на одной из следующих моделей – Focal FPP 4100, Alpine PMX-F640, Eton SR 60.4, DLS XM40;пятиканальные – представляют собой четырехканальные усилители с дополнительным сабвуферным каналом, благодаря чему также можно подключить фронтальную и тыловую акустику. Эти модели позволяют сэкономить место, а также потратить гораздо меньше денег, чем если бы усилители для сабвуфера и акустики устанавливались отдельно. Обратить внимание стоит на такие устройства – Audison SR 5, DLS MA51, Alpine PDX-V9;шестиканальные – практически никогда не применяются, поскольку редкая система автозвука требует наличия подобных усилителей. Но все же на рынке встречаются 6-канальные модели, например, Gladen XS 75c6 и Mosconi Gladen One 60.6.
• одноканальные (моноблоки) – рассчитаны на низкоомную нагрузку в пределах 1-2 Ом. Встречаются редко, в основном – в профессиональных автомобильных аудиосистемах, где выдаваемая мощность гораздо важнее качества звучания. Практически всегда относятся к классу D. Хорошие примеры – DLS XM10, Alpine PDX-M6, DLS MAD15;
• двухканальные – предназначены для сабвуферов, рассчитанных на 4-8 Ом. Могут подключаться по мостовой схеме или по сабвуферу/катушке в случае достаточной мощности. Неплохо себя зарекомендовали следующие модели – Eton SR 100.2, Genesis Profile Two, DLS MA23;
• трехканальные – практически не встречаются, так как вытеснены 4-канальными усилителями;
• четырехканальные – пользуются наибольшей популярностью. Такие устройства можно применять для 4-х динамиков, сабвуфера и пары динамиков, а также 2-х сабвуферов. Благодаря универсальности и простоте установки 4-канальные усилители рекомендуется выбирать в большинстве случаев. Например, можно остановиться на одной из следующих моделей – Focal FPP 4100, Alpine PMX-F640, Eton SR 60.4, DLS XM40;
• пятиканальные – представляют собой четырехканальные усилители с дополнительным сабвуферным каналом, благодаря чему также можно подключить фронтальную и тыловую акустику. Эти модели позволяют сэкономить место, а также потратить гораздо меньше денег, чем если бы усилители для сабвуфера и акустики устанавливались отдельно. Обратить внимание стоит на такие устройства – Audison SR 5, DLS MA51, Alpine PDX-V9;
• шестиканальные – практически никогда не применяются, поскольку редкая система автозвука требует наличия подобных усилителей. Но все же на рынке встречаются 6-канальные модели, например, Gladen XS 75c6 и Mosconi Gladen One 60.6.

Чувствительность для сабвуферного усилителя неважна, поэтому ее можно проигнорировать.

Человек, серьезно относящийся к своей машине, не может допустить, чтобы ее аудиосистема «хромала». Следует позаботиться о приобретении действительно качественного усилителя для сабвуфера, который обеспечит точную передачу низких частот и позволит водителю в полной мере наслаждаться любимой музыкой.

Время на прочтение

В комментариях к предыдущим статьям возникало масса вопросов относительно выбора HI-FI усилителя. Судя по комментариям и специфическим форумам, на текущий момент актуальны вопросы о критериях качества звука при выборе современных усилителей, о паспортных характеристиках, значимых при покупке, о зависимости качества (верности воспроизведения) от класса усилителя. Отдельно спрашивают о том, действительно ли все усилители класса D хуже, чем усилители других классов. Под катом краткие ответы на эти вопросы.

Критерии качества и проблема компетенций потребителя

Существует несколько подходов потребительского определения качества, но ни один не дает гарантию удачной покупки. Если верность воспроизведения и мощность (громкость) можно оценить субъективно, то с надежностью и стабильностью параметров могут возникнуть проблемы. Сталкивался даже со случаями, когда очень прилично звучащие дорогие усилители малоизвестных high end производителей начинали работать как генераторы, начинали издавать гул в приступе самовозбуждения.

Если не вдаваться в подробности, то для понимания качества продукта следует обладать минимальными познаниями в схемотехнике усилителей и физике процессов, на которых они построены, иметь на руках схему конкретного усилителя и знать об особенностях элементов, использованных в конструкции устройства. Т.е. в идеале для такой оценки нужно быть инженером или как минимум опытным радиолюбителем. Большинство покупателей такими компетенциями не обладает. Это дает возможность для многочисленных маркетинговых манипуляций, начиная от внешнего вида устройства, заканчивая манипулятивным подходом к измерениям базовых параметров.

Формальными критериями качества усилителя для потребителя являются данные мануалов или даташитов. Следует помнить, что они отражают реальную картину лишь в том случае, если измерения проведены в рамках принятых стандартов и там обязательно должна быть указана мощность устройства, диапазон воспроизводимых частот и неравномерность АЧХ, коэффициент нелинейных искажений, соотношение сигнал/взвешенный шум, перечислены аналоговые и цифровые интерфейсы. Реже в документации можно встретить данные о демпфинг-факторе, переходном затухании между каналами и различии усиления каналов.

Любые данные в даташитах могут искажаться с целью маркетингового манипулирования. Чаще это происходить с мощностью, о чем мы писали здесь. Так, вместо RMS и DIN, которые имеют четкие критерии расчета, могут использоваться термины вроде program power, которые, по сути, ничего не значат, так как методика расчета мощности известна только создателям усилителя. Тут имеет смысл посмотреть на значение потребляемой мощности, если она приблизительно равна, незначительно больше, и тем более, если меньше заявленной program power, то данные о мощности явно искажены, а использованная методика измерения не дает увидеть сколько-нибудь реальной картины.

Для потребителя это означает, что следует искать в указание RMS и то, что ориентироваться на значение Program power нельзя, т.к. это значение фактически означает т.н. маркетинговую мощность устройства. Достоверные значения это:

DIN — значение мощности на реальной нагрузке (для усилителя), ограниченной появлением нелинейных искажений. Измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD (КНИ). Этот стандарт расчета мощности идентичен японскому стандарту EIAJ, принятому Electronic Industries Association of Japan.

DIN Music Power описывает значение длительной нагрузки музыкальным сигналом без риска повреждения. IEC Power — тот же DIN Music Power, но со строго определённой длительностью измерений в 100 часов.

RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) — максимальная (предельная) синусоидальная мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно на 20 — 25 % выше DIN. RMS практически аналогичен AES power, определённый стандартом AES2-1984.

В советской и российской документации также можно встретить параметр “Номинальная мощность” — он определяется при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании. Это манипулятивный показатель, как и program power, так как может измеряться при наиболее выгодном значении нелинейных искажений и может подгоняться под действующие стандарты. Что интересно, при всей манипулятивности “Советский номинал”, как правило, ниже прочих значений, например, номинальная мощность 35 Вт приблизительно соответствует 110 Вт RMS (AES power), 90 Вт — IEC Power (DIN Music Power). Значения Program power обычно в два раза (и более) больше RMS, т.е. 35 Вт номинала могут соответствовать 220 Вт Program power.

АЧХ и частотный диапазон

Ещё интересней с частотным диапазоном. Известно, что человек способен слышать частоты от 20 Гц до 20 кГц, при этом в музыкальном сигнале HiRes форматов могут сохраняться ультразвуковые составляющие записи. При этом, очевидно, что широкий частотный диапазон усилителя создается не просто так. Повышение верхнего порога частотного диапазона — это способ улучшить переходную характеристику усилителя, так как области верхних частот соответствует переходная характеристика в области малых времен. Подробнее об этом здесь.

Так, действующие до настоящего времени ГОСТ 24388-88. Усилители сигналов звуковой частоты бытовые. Общие технические условия, частично заимствованный из немецкого стандарта DIN 45500 1977 года и доработанный, предполагает для усилителей нулевой группы сложности (т.е. высокой верности воспроизведения) частотный диапазон 10 до 40000 Гц, а для усилителей первой группы сложности — от 20 до 25000 Гц.

При этом неравномерность в стандарте указывается как раз в диапазоне слышимых частот и должна составлять не больше ±0,3 дБ для нулевой и ±0,5 для первой группы. Актуальным международным стандартом для усилителей является IEC 60268-3: 2018, нормы стандарта относительно АЧХ практически идентичны российскому (советскому) ГОСТ и немецкому DIN 45500.

Для потребителя это означает, что имеет смысл выбирать усилитель с диапазоном воспроизводимых частот как минимум от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью АЧХ не более ±0,5 дБ. Также, если верность воспроизведения очень критична, имеет смысл выбирать усилитель с диапазоном от 10 Гц до 40 кГц (и выше) и неравномерностью в слышимом спектре (от 20 Гц до 20 кГц) не более ±0,3 дБ. Подчеркну, не потому, что покупатель стал летучей мышью и слышит выше 20 кГц, а от того, что расширение частотного диапазона улучшает переходную характеристику.

КНИ (THD)

К значимой характеристике усилителя, которая объективно говорит о качестве, относится коэффициент гармонических (нелинейных) искажений (total harmonic distortion), согласно того же советского стандарта для предварительных и интегральных усилителей (как отдельных устройств) он должен составлять до 0,005% и для усилителей мощности до 0,007% для нулевой группы. А также 0,05% и 0,07%, соответственно, для первой группы. Как и в случае с АЧХ, аналогичные требования существуют во всех современных (и не очень) мировых стандартах для аудиоаппаратуры высокой верности воспроизведения.

Для потребителя это означает, что имеет смысл искать усилитель со значением КНИ с максимальным значением КНИ от 0,07%, а при высоких притязаниях и аудиофильских требованиях к верности воспроизведения 0,007% и ниже. Надо сказать, что найти такой усилитель достаточно просто, так как большинство современных могут похвастаться сравнительно низким КНИ.

IMD

Надо отметить, что помимо гармонических искажений, усилительная аппаратура является источником интермодуляционных, которые крайне редко попадают в даташиты, а между тем, серьезно вредят верности воспроизведения, воспринимаются, как замыленность звука. Стандарт DIN 45500, считающийся источником норм для аппаратуры HI-FI-класса, определял, что для усилителей высокой верности воспроизведения “коэффициент интермодуляционных искажений (IMD) в полосе воспроизводимых частот 250—8000 Гц (также вне этой полосы при снижении уровня звукового давления на 6 дБ)”, не должен превышать 3 %.

Из 400 даташитов и мануалов усилителей, которые мне доводилось видеть за последнее время, значения IMD были указаны в пяти, все они стояли больше 100К рублей. И дело даже не в том, что производитель во чтобы-то ни стало пытается скрыть истину, а в том, что измерение дополнительного параметра, о котором знает от силы 0,1% потребителей массовой техники, расценивается как не очень рациональное решение.

Для потребителя это означает, что скорее всего даже в документах достаточно дорогих устройств он этого параметра не найдёт. Определить интермодуляции можно на слух для этого достаточно использовать записи детского и женского дикант хора. Нужно постараться сконцентрировать внимание на отдельных голосах, если этого сделать не удаётся, а отдельные голоса слышаться не четко — вероятно, речь идёт о достаточно большом коэффициенте интермодуляционных искажений. Важно также понимать, что их источником может быть не усилитель, а акустическая система, поэтому для этого субъективного теста имеет смысл использовать лучшую из возможных акустических систем либо сравнение с неким эталонным усилителем на одной акустической системе.

Отношение сигнал/взвешенный шум

Отношение сигнал/взвешенный шум — параметр усилителей, демонстрирующий уровень шума при отсутствии сигнала. В соответствии с упоминавшимися стандартами, соотношение сигнал/взвешенный шум должно быть не менее 80 — 90 дБ для предварительных и интегральных HI-FI усилителей и 100 — 110 для усилителей мощности высокой верности. Минимальным значением для предварительных и интегральных усилителей является 63 дБ и для усилителей мощности — 86 дБ. Надо сказать, что с этим параметром у большинства современных усилителей полный порядок, и если значения существенно отличаются от приведённых выше, можно говорить, что речь идёт явно об устройстве низкого качества.

Потребителю имеет смысл обратить внимание на соотношение сигнал/взвешенный шум, так как попытки сделать схемотехническое решение дешевле или не очень профессиональный подход к разводке печатной платы в современной аппаратуре иногда дают плачевные результаты. Важно, чтобы значение было как минимум 60-80 дБ, для притязательных меломанов следует ориентироваться на 90 дБ и выше.

Ламповые чудеса

Иногда в дорогих ламповых устройствах показатель сигнал/взвешенный шум ниже, в силу несовершенства архаичных схемотехнических решений, когда этот параметр отдается в “жертву” ради каких-либо других полезных, с точки зрения создателей или эксцентричных потребителей, эффектов, например, какого-то характерного звучания, которое оценивают, как более “музыкальное”, “тёплое”, “жанрово совместимое”. К слову, аналогичная история происходит с нелинейными искажениями. Так, коэффициент гармоник даже в сверхдорогих ламповых усилителях может достигать 3 и даже 5%.

Традиционно считается, что наибольшей верностью воспроизведения обладают усилители класса A. В теории, простая схемотехника и, как правило, однотактный режим работы без отсечки сигнала позволяет свести к минимуму нелинейные искажения (как THD, так и IMD), а также уменьшить порядок гармоник. Обратной стороной решения являются крошечные КПД, которые редко превышают 15 — 17%, а соответственно, дополнительными проблемами становятся громадные размеры и масса. Закономерно растет и энергопотребление.

Для потребителей, стремящихся к максимальной верности воспроизведения, не стесненных в средствах и не опасающихся огромной массы и габаритов — этот вариант идеален. Для всех остальных не рационален и неприемлем.

В классе B, режим работы двухтактный, элемент (лампа, npn-транзистор) воспроизводит либо положительные, либо отрицательные(pnp-транзисторы) входные сигналы. При этом угол проводимости равен 180° или незначительно превосходит эту величину, в связи с чем растут IMD и THD. Достоинством режима является сравнительно высокий КПД, который в теории может достигать 75%. Сегодня этот класс почти полностью заменили усилители класса D класса A/B.

Из класса АВ, понятно, что это попытка объединить высокий КПД и низкий коэффициент нелинейных искажений. Чтобы отказаться от ступенчатого перехода, существующего в классе B, применяют угол отсечки 90 градусов и более при переключении усилительных элементов. Соответственно, рабочая точка находится в начале линейного участка вольтамперной характеристики. По этой причине исключается запирание усилительных элементов и через них протекает ток покоя, порой достаточно значительный. Это несколько снижает КПД, по сравнению с классом B, но значительно уменьшает нелинейные искажения. Недостатком этого класса является незначительная проблема стабилизации тока покоя, которая решается различными способами.

Самым распространенным, дешевым и высокопроизводительным, а также одним из самых спорных классов усилителей, является класс D. Такие усилители часто называют цифровыми, так как для усиления используется ШИМ-модуляция. Они состоят из блока фильтрации, 4-х канального ШИМ-контроллера, усилителя тока, выходного НЧ-фильтра, блока защит и блока питания. Ключевое достоинство: предельно высокий, по сравнению с другими классами КПД, в теории способный достигать 90% и более. Также класс D имеет ряд проблем, а именно:

• Нелинейности, вызванные способом модуляции (ошибки тактирования).
• Несоответствие временных характеристик цепей управления выходными транзисторами.
• Нелинейность LC-фильтра низких частот.
• Электромагнитные наводки, в.т.ч. помехи от источника питания.

“Врожденными болезнями” являются лишь первый и второй пункт, их влияние становится всё меньше с совершенствованием производимых усилительных чипов. Очень многие проблемы, благодаря которым эти усилители заслужили не очень хорошую репутацию, были побеждены производителями ещё в конце нулевых. Нелинейность LC-фильтра низких частот решается схемотехнически и зависит исключительно о схемотехники конкретного усилителя. Электромагнитные наводки и помехи от источника питания решаются также схемотехнически и конструктивно. Соответственно, класс D — это совсем не приговор.

Сухой остаток

Основными критериями качества для усилителей являются такие параметры, как мощность, АЧХ, THD. Также имеет смысл обратить внимание на IMD и соотношение сигнал/взвешенный шум. Стандартами, созданными в разных странах за после 40 лет описаны значения этих, которым должны соответствовать усилители высокой верности воспроизведения, к таким стандартам относятся DIN 45500, ГОСТ 24388-88, IEC 60581, IEC 60268-3: 2018, в соответствии с нормами которых созданы большинство современных усилителей. Усилитель высокой верности воспроизведения можно построить в любом классе, в том числе и в классе D, которые в настоящий момент являются наиболее распространёнными. Я постарался выбрать критерии наиболее значимые для верности воспроизведения усилителя. Описал безусловно не все, так демпфинг фактор, разделение каналов по усилению и переходное затухание между стереоканалами я оставил для других материалов. Если вам есть, что добавить — буду искренне признателен за дополнительные сведения в комментариях.

В нашем каталоге представлен широкий ассортимент разнообразной электроники: наушников, усилителей, акустических систем, телевизоров и других устройств, мы также не обошли стороной приверженцев божественного звука.

Здравствуй, Хабр!

В данной статье мы рассмотрим звуковые усилители классов: А, B, AB, D, G, H

Сначала рассмотрим классы по положению рабочей точки. Каждый транзистор имеет выходную характеристику, которую можно найти в DataSheet.

Пример характеристики на рисунке ниже.

Выходная характеристика транзистора.

Именно с помощью данной характеристики мы сможем выбрать класс усилителя по положению точки покоя.

Выходная характеристика показывает какой ток нам нужно задать базе транзистора, для того чтобы получить определённый класс усилителя, также мы узнаем Iк.

Класс А — это такой режим работы усилительного элемента, при котором входные значения, проходя через усилительный элемент не прерывается. То есть точно повторяет входной сигнал.
Усилительный элемент приоткрыт всегда и точно повторяет отрицательную и положительную волну.

Элемент, работающий в данном классе способен усиливать только одну полуволну, положительную либо отрицательную.

Такой класс используют в двухтактных усилителях, где положительную полуволну усиливает один транзистор, а отрицательную другой.

Двухтактный усилительный каскад класса В. Но на выходе усилителя работающего в данном классе мы имеем искажение. Данное искажение называется «Ступенькой».

Минусом данного каскада являются искажения. Они вознакают из-за способа модуляции так-как существует «мертвый» период который необходим для предотвращения сквозных утечек.

Также сильными источниками искажений являются L и C элементы в фильтре (НЧ).

Усилители класса G и H

Сначала поговорим о питании усилителей. Для получения большой мощности, необходимо иметь большое напряжение питания.

Но сигнал входной и соответственно выходной не всегда обладают большой амплитудой и на маленькой мощности большое напряжение питания не является необходимым, более того КПД данного усилителя на маленькой мощности падает.

Отсюда и вытекают классы усилителей G и H.

Отличие данных усилителей заключается в питании, напряжение которого меняется при необходимости, а в зависимости какой класс G или H оно меняется либо ступенчато, либо плавно.

В усилителе класса H напряжение питания меняется плавно то есть транзисторы находятся в усилительном режиме, а в классе G оно меняется ступенчато, транзисторы в данном классе находятся в ключевом режиме (полностью открыты или полностью заперты).

Усилитель класса H

Усилитель класса G

Вывод: Усилители для комфортного прослушивания звукового тракта в домашних условиях должны работать в классе А, АB или D.

Спасибо за внимание.