Class A vs Class AB Amplifier: Bias, Heat at Powered Speaker Trade-offs

Para sa halos bawat proyektong pinapagana ng speaker, ang isang mahusay na disenyong yugto ng Klase AB ay ang mas ligtas na pagpipilian sa engineering at komersyal. Nanalo lang ang Klase A kapag ang sinusukat na linearity sa napakababang antas ng pakikinig ay mas mahalaga kaysa init, timbang at gastos sa kuryente. Ang nag-iisang pangungusap na iyon ay nagpapaliwanag kung bakit ang mga module ng Klase AB ay nasa loob pa rin ng karamihan sa mga production loudspeaker, kahit na ang Klase A ay may mas magandang reputasyon sa papel.

Ang dalawang klase ay hindi magkaibang teknolohiya. Ang mga ito ay ang parehong komplementaryong yugto ng output ng transistor, na bias sa iba't ibang mga punto ng operating. Lahat ng iba pa, mula sa laki ng heatsink hanggang sa bigat ng pagpapadala, ay sumusunod mula sa kasalukuyang bias na iyon.

Ang Bias Point ang Nagpapasya sa Lahat

Sa isang Class A na yugto ng output, ang mga device ay nagsasagawa para sa buong 360 degrees ng signal cycle. Ang tahimik na kasalukuyang ay itinakda nang mas mataas kaysa sa peak current na ihahatid ng amplifier sa load nito, kaya hindi kailanman na-off ang mga transistor. Walang crossover region, walang hand-off sa pagitan ng mga device, at ang transfer curve ay nananatiling linear mula sa ilang millivolts pataas.

Ang Klase AB ay nasa pagitan ng Class B at Class A. Ang isang maliit na standing bias ay nagpapanatili sa parehong device na gumagana nang humigit-kumulang 200 degrees ng cycle, sapat lang para mag-overlap sa zero crossing at alisin ang notch distortion na sumasalot sa purong Class B. Sa labas ng overlap na window na iyon, gumagana ang bawat device sa kalahati lang ng oras, kung saan nanggagaling ang kahusayan.

Ang praktikal na kahihinatnan ay madaling obserbahan sa isang bangko. Ang isang Class A channel ay kumukuha ng halos parehong kapangyarihan mula sa supply kung ito ay tahimik o tumatakbo sa buong output. Ang isang Klase AB channel ay kumukuha ng kaunti sa idle at unti-unting lumalago habang tumataas ang output. Iyon ang dahilan kung bakit ang isang Class A na chassis ay mainit sampung segundo pagkatapos ng switch-on, habang ang isang AB chassis ay nananatiling cool hanggang sa dumating ang materyal ng programa.

Kahusayan at Init: Ang Gastos ng Hindi Kailanman Magpapatay

Ang theoretical ceiling para sa Class A stage ay 50% na may transformer-coupled load, at mas malapit sa 25% para sa mas karaniwang single-ended arrangement. Ang mga tunay na disenyo ay tumira sa 15-30% na banda. Ang Class AB ay umabot sa humigit-kumulang 78.5% sa teorya at naghahatid ng 50-70% sa pagsasanay, kaya naman ito ang naging default para sa high-power na analog audio.

Isalin iyon sa isang desisyon sa pagbili. Ang isang 200 W Class AB module ay maaaring gumuhit ng 300-350 W mula sa mains sa buong output at 20-30 W sa idle. Ang isang katumbas na disenyo ng Class A ay nangangailangan ng supply at heatsink na may sukat para sa ilang daang watts ng tuluy-tuloy na dissipation, na karaniwang nangangahulugan ng tatlo hanggang apat na beses ng dami ng metal, transformer at cabinet sa bawat inihatid na watt.

Distortion: Ang Isang Magandang Class AB ay Karaniwang Nakakatalo sa Murang Class A

Ang reputasyon ng Class A ay nakasalalay sa dalawang tunay na pakinabang: walang crossover distortion, at isang harmonic profile na pinangungunahan ng low-order, benign second harmonic. Parehong genuine. Ngunit ang paghahambing na mahalaga sa isang produkto ay bihirang perpekto laban sa ideal.

Lumalabas ang crossover distortion sa Class AB bilang mga high-order harmonic sa mababang antas ng output, kung saan mismo ang tainga ay pinakasensitibo. Ito ay kinokontrol ng tatlong bagay: sapat na bias current, masikip na thermal tracking ng bias network para hindi maanod ang setting habang umiinit ang heatsink, at sapat na loop gain. Isinasagawa nang maayos, ang mga module ng Class AB ay nagtataglay ng kabuuang harmonic distortion sa 0.01-0.05% na hanay sa na-rate na kapangyarihan, na hindi maririnig sa anumang normal na konteksto ng pag-playback.

Kung saan ang Class A ay tunay na nauuna ay nasa mga antas ng milliwatt sa mga driver na may mataas na sensitivity. Kung ang iyong produkto ay isang near-field monitor para sa kritikal na pakikinig, ang margin na iyon ay sulit na bayaran. Kung ito ay isang portable PA box, isang column speaker o isang subwoofer, nawawala ang pagkakaiba sa ilalim ng ingay ng silid at materyal ng programa.

Class A vs Class AB sa isang Sulyap

Ang talahanayan sa ibaba ay nagsasama ng paghahambing sa mga parameter na aktwal na nagtutulak ng isang bill ng mga materyales at isang thermal na disenyo.

Ano ang Ibig Sabihin nito para sa Powered Speaker Module Design

Ang mga professional powered speaker, line array, at subwoofer ay itinayo sa paligid ng Class AB, at parami nang parami sa paligid ng Class D at Class H, sa isang dahilan: ang isang gumaganang produkto ay kailangang makaligtas sa mahabang duty cycle sa loob ng isang mainit na rack. Ang thermal arithmetic sa itaas ay nag-aalis lamang ng Class A sa mga antas ng kapangyarihan na hinihiling ng mga system na iyon.

Sa loob ng tipikal na disenyo ng AB, pinangangasiwaan ng power amplifier module ang pagtaas ng boltahe at kasalukuyang paghahatid, habang ang kontrol ng tono, pag-input ng mikropono at paglilimita nang live sa hiwalay na mga functional module na inilagay sa harap nito. Ang split na iyon ay nagpapanatiling maikli ang analog signal chain at hinahayaan ang isang amplifier platform na magamit muli sa ilang mga cabinet model.

PL35 Horizontal Analog Front-End Module para sa Class AB Amplifier Ang balanseng mikropono at mga input ng linya kasama ang isang five-band graphic equalizer ay ginagawa itong pahalang na module na isang compact na front end para sa mga Class AB amplifier platform. Tingnan ang Produkto →

PL21 / PL21E Vertical Functional Module na may Limit na Proteksyon Isang vertical na front-end na opsyon para sa makitid na mga enclosure, pinagsasama ang balanseng mikropono at mga line input, isang five-band equalizer at proteksyon sa limitasyon; Ang PL21E ay nagdaragdag ng mikropono echo control. Tingnan ang Produkto →

Ang dalawang front-end na module sa itaas ay sumusunod sa pattern na iyon: balanseng mikropono at mga line input na may limang-band na graphic equalizer sa pahalang na format, o ang parehong equalizer na may proteksyon sa limitasyon sa vertical na format kapag makitid ang enclosure. Parehong idinisenyo para sa mga platform ng amplifier ng Class AB, kaya ang bias na gawi ng yugto ng output ay nananatiling nangingibabaw na variable.

Kung ang thermal budget ng isang AB na disenyo ay huminto sa pag-scale, kadalasang higit sa ilang daang watts bawat channel sa loob ng isang compact cabinet, ang susunod na hakbang sa propesyonal na audio ay hindi babalik sa Class A ngunit pasulong sa Class H, na nagpapalipat-lipat ng supply rail sa hakbang ng signal. Ang isang module tulad ng AMP400H ay nagpapanatili ng isang linear-transformer supply at isang U-shaped na aluminum heatsink, na pinapanatili ang analogue output stage habang pinuputol ang dissipation sa mababa at kalagitnaan ng mga antas.

AMP400H 7294 Class H Power Amplifier Module Isang Class H module na may 400 W mid/low at 100 W high-frequency na mga output, isang linear-transformer na supply at U-shaped na heatsink, at maramihang mga circuit ng proteksyon. Tingnan ang Produkto →

Para sa mga team na nagmamapa sa buong pamilya bago gumawa, ang aming gabay sa amplifier classes A, AB, D at H para sa powered speaker module na disenyo lumalakad sa parehong mga trade-off para sa bawat topology. Maaari mo ring i-browse ang kasalukuyang Mga module ng amplifier ng loudspeaker ng Class AB upang ihambing ang mga antas ng output at mga opsyon sa supply.

Pagpili sa Pagitan Nila para sa Bagong Produkto

Apat na tanong ang kadalasang nagsasaayos ng desisyon nang mas mabilis kaysa sa anumang pagsubok sa pakikinig:

1. Ano ang duty cycle? Ang isang speaker na tumatakbo ng walong oras sa mataas na output ay hindi kayang bayaran ang isang yugto na nawawala ang buong bias na kapangyarihan nito sa buong oras.
2. Saan napupunta ang init? Sa isang selyadong plastic enclosure, ang isang disenyo ng AB ay nangangailangan na ng thermal path sa plato; Ang Class A ay mangangailangan ng mas malaki.
3. Sa anong antas talaga naririnig ang pagbaluktot? Sukatin sa mga antas na talagang lalaruin ng produkto, hindi sa 1 W sa isang dummy load.
4. Ano ang timbang ng natapos na yunit? Ang transformer at heatsink mass ay isang umuulit na gastos sa kargamento at pag-install, hindi isang one-off.

Sagutin nang tapat ang mga iyon at ang bias na punto, kasama ang platform ng module, ay may posibilidad na piliin ang sarili nito.

Mga Madalas Itanong