Ipinaliwanag ang Mga Class Amplifier: Paano Pumili ng Class AB, D o H para sa Disenyo ng Speaker

Dalawang quotation ang lumapag sa iyong desk para sa parehong 2 x 500 W powered subwoofer board. Ang una ay binuo sa paligid ng isang Klase AB stage na may heatsink na halos kasing laki ng isang paperback na libro. Ang pangalawa ay gumagamit ng Class D stage sa isang board na halos mas malaki kaysa sa isang telepono. Parehong tapat tungkol sa rating ng kapangyarihan. Isa lang sa mga ito ang magkasya sa cabinet na nagamit mo na, at isa lang ang makakapasa sa thermal test sa isang closed wooden enclosure sa 40 °C ambient.

Iyan ang tunay na desisyon sa likod ng pariralang "class amplifier". Ang klase ng isang amplifier ay naglalarawan kung paano ang mga output device nito ay nagsasagawa ng kasalukuyang sa isang ikot ng signal. Itinatakda ng solong pagpipiliang iyon kung gaano karaming init ang dapat mong alisin, anong uri ng power supply ang dapat mong bilhin, kung gaano karaming pag-filter at panangga ang kailangan ng board, at kung gaano karaming aluminyo ang napupunta sa chassis. Hindi ito, sa sarili nitong, ang magpapasya kung maganda ang tunog ng produkto.

Kung ano talaga ang inilalarawan ng label ng klase

Ang pangalan ng klase ay nagmula sa isang pisikal na katangian: kung gaano katagal nananatiling conductive ang mga output device sa isang solong cycle ng audio signal. Pinapanatili sila ng Class A na magsagawa ng buong oras. Hinahati ng Klase B ang cycle sa pagitan ng dalawang device, bawat isa ay humahawak sa kalahati. Pinapanatili ng Klase AB na bahagyang nakabukas ang parehong device sa zero crossing para maayos ang handover. Ang Class D ay ganap na inabandona ang linear na ideya at inililipat ang mga output device sa ilang daang kilohertz, na naka-encode sa audio bilang pulse width. Ang Class H ay nagpapanatili ng linear audio stage ngunit ginagawang pataas at pababa ang supply rail upang sundan ang signal envelope.

Lahat ng iba pa ay sumusunod mula doon. Ang isang yugto na nagsasagawa sa lahat ng oras ay nag-aaksaya ng malaking bahagi ng suplay nito bilang init. Ang isang yugto na lumilipat ay halos walang mawawala sa mga device ngunit itinutulak ang problema sa disenyo sa output filter, ang gate drive at ang electromagnetic interference na badyet. Ang isang yugto na gumagalaw sa mga riles nito ay binabawasan ang boltahe sa mga output device, na kung saan mismo nagmumula ang init sa isang linear amplifier.

Ang hindi sinasabi sa iyo ng label ay ang kalidad ng build. Ang isang hindi maayos na pagkakalatag ng Class D na module at isang maingat na ininhinyero ay may parehong pangalan at maaaring mag-iba ng 15 °C sa temperatura ng heatsink sa parehong antas ng output.

Kahusayan, init at pagbaluktot nang magkatabi

Ang mga nai-publish na sanggunian sa disenyo ay sumipi ng malawak na mga banda ng kahusayan, dahil ang tunay na numero ay nakasalalay sa antas ng output, impedance ng pag-load at disenyo ng supply. Ang mga figure sa ibaba ay ang mga saklaw na karaniwang ginagamit ng mga inhinyero kapag naghahambing ng mga topolohiya sa o malapit sa full rate na output.

Class AB: linearity na binabayaran mo sa init

Umiiral ang Class AB upang alisin ang crossover notch ng Class B nang hindi binabayaran ang buong halaga ng Class A. Ang isang maliit na bias current ay nagpapanatili sa parehong output device na nagsasagawa sa paligid ng zero crossing, kaya ang handover sa pagitan ng mga ito ay mananatiling maayos. Ang karaniwang quiescent current sa isang pro-audio module ay nasa sampu-sampung milliamps bawat pares ng device, sapat na upang panatilihing malayo ang notch sa naririnig na hanay ngunit sapat na maliit para hindi maluto ang amplifier sa idle.

Ang kalakalan ay ang init ay tuluy-tuloy. Ang isang 400 W Class AB na module ay kumukuha ng makabuluhang kasalukuyang kahit na walang signal, at ang heatsink ay dapat sukatin para sa pinakamasamang kaso: pink na ingay sa ika-walong kapangyarihan sa loob ng isang oras sa isang rack na may mahinang airflow. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga analog module ay may posibilidad na magdala ng malalaking extruded heatsink, hugis-U na aluminum bracket at kung minsan ay fan. Ang mga mamimili na naghahambing lamang ng wattage sa label ay madalas na nakakaligtaan ito, pagkatapos ay natuklasan na ang parehong 400 W sa isang Class D na module ay nangangailangan ng isang bahagi ng metal.

Ang baligtad ay lubos na nauunawaan: walang switching residue, walang output filter na nakikipag-ugnayan sa load, simpleng transformer-based na mga supply, at pag-uugali na alam na ng mga field technician kung paano magseserbisyo.

Class D: ang kahusayan ay depende sa supply na iyong ipinares dito

Ang mga module ng Class D ay lumipat sa ilang daang kilohertz at muling buuin ang audio sa pamamagitan ng isang LC output filter. Ang mga device ay gumugugol ng halos lahat ng kanilang oras alinman sa ganap na naka-on o ganap na naka-off, kaya ang mga pagkalugi sa pagpapadaloy ay maliit at ang headline ng kahusayan ay totoo. Ang itinatago ng headline ay ang kalamangan ay may hawak lamang malapit sa na-rate na kapangyarihan. Sa mga antas ng pakikinig sa background, nangingibabaw ang pagkawala ng switching at gate-drive at bumababa nang husto ang kahusayan, na mas mahalaga para sa mga produktong pinapagana ng baterya kaysa sa mga pinapagana ng mains.

Ang natitirang bahagi ng disenyo ay nagdadala ng pantay na timbang. Ang patay na oras na masyadong maikli ay nagiging sanhi ng shoot-through; masyadong mahaba at tumataas ang pagbaluktot sa mababang output. Ang output filter ay kailangang manatiling matatag sa aktwal na pagkarga, hindi ang dummy risistor sa bangko. At ang supply ay kailangang sumunod: ang isang Class D na yugto na ipinares sa isang malambot, hindi kinokontrol na riles ay lulubog sa mga bass transient at aalisin ang benepisyo. Iyon ang dahilan kung bakit naging pamantayan sa mga seryosong module ang mga matunog na supply ng LLC at power-factor-corrected front ends.

EON522SUB Active Subwoofer Power Amplifier Module Ipinapares ang isang 800 W LLC resonant supply na may 500 W Class D bass stage, tinutugunan ang rail sag at switching noise sa powered subwoofers. Tingnan ang Produkto →

Bilang halimbawa ng pattern, ang isang module tulad ng EON522D-2092 ay nagpapares ng 500 W na low-pass at 200 W na high-pass na Class D na yugto sa isang LLC resonant supply, na siyang kumbinasyong nagpapanatili sa rail sag at switching noise sa ilalim ng kontrol sa isang 2.1 enclosure.

Class H: rail switching para sa tuktok ng power range

Ang Class H ay nagpapanatili ng isang linear na yugto ng output ngunit nagbibigay ito ng higit sa isang supply rail. Kapag tumawid ang signal envelope sa isang threshold, lilipat ang amplifier sa mas mataas na riles; kapag bumagsak ito pabalik, bumaba muli ang riles. Ang mga output device samakatuwid ay nakakakita lamang ng ilang boltahe sa kabuuan ng mga ito sa halip na ang buong riles, at ang init na sana ay mapupunta sa heatsink ay hindi kailanman nabubuo. Sa pagsasagawa, ang isang Class H module ay naghahatid ng kapangyarihan ng isang mas malaking disenyo ng Class AB sa parehong lalim ng chassis.

Ang kahusayan na iyon ay hindi libre. Ang rail switching circuitry ay nagdaragdag ng mga bahagi at gastos, ang paglipat ay maaaring makagawa ng mga artefact kung ang mga threshold ng comparator ay hindi maganda ang pagpili, at ang transpormer ay nangangailangan ng maraming gripo. Ginagawa rin nitong mas mahalaga ang dokumentasyon ng serbisyo, dahil ang isang technician na tinatrato ang module na parang plain AB board ay maaring mag-misdiagnose ng rail fault bilang isang output device failure.

AMP400H 7294 Class H Power Amplifier Module Pinagsasama ang 400 W Class H low/mid stage na may 100 W Class AB high-frequency stage at isang aluminum radiator na hugis-U para sa stable na output. Tingnan ang Produkto →

Ang mga module sa kategoryang ito, gaya ng AMP400H-7294 kasama ang hugis-U na aluminum radiator nito, ay karaniwang tinutukoy para sa subwoofer at line array duty kung saan ang tuluy-tuloy na mataas na output ay inaasahan para sa mga oras sa halip na minuto.

Ano ang binago ng pagpipilian ng klase sa ibaba ng module stack

Ang power stage ay isang board sa isang chain, at ang desisyon ng klase ay umaagos sa iba pa nito. Ang isang Class D na yugto na may mabilis na limiter ay nangangailangan ng isang preamp module na makakapagbigay dito ng malinis at mahusay na sukat na signal; ang isang Class AB stage na may 20 dB ng gain headroom ay magiging iba sa iisang source. Makakuha ng istraktura, pag-uugali ng clip, mga limitasyon ng proteksyon at maging ang pagpili ng volume taper lahat ay nagbabago sa topology.

DSP1903 ADAU1701 DSP Module para sa 2.1 Systems ADAU1701-based DSP module na may apat na preset na EQ mode, Bluetooth, at XLR I/O, na angkop sa pagtutugma ng limiter na gawi sa 2.1 line array system. Tingnan ang Produkto →

Sa pagsasagawa, ito ay kung saan kumikita ang mga modular na supplier ng kanilang panatilihin. Ang isang module ng DSP tulad ng DSP1903, na binuo sa ADAU1701 at nagdadala ng apat na preset na EQ mode para sa isang 2.1 line array system, ay kailangang itugma sa limiter na gawi ng anumang power stage na nasa ibaba nito. Kung ang dalawa ay independiyenteng tinukoy, ang system ay maaaring mag-clip nang maaga o nagpoprotekta sa huli. Ang aming walkthrough ng A, AB, D at H design trade-offs lumalalim sa kung paano itinatakda ang mga limitasyong iyon.

Pagtutugma ng klase sa produktong iyong ginagawa

Karamihan sa mga proyektong pinapagana ng speaker ay nahuhulog sa ilang mga pattern, at ang bawat isa ay mabilis na nagpapaliit sa pagpili ng klase:

• Line array at column system. Ang timbang at densidad ng rack ang magpapasya. Ang Class D na may resonant na supply ay ang default, na ang Class H ay nakalaan para sa mga module na dapat tumakbo sa napakataas na output sa mahabang panahon.
• Mga subwoofer. Mataas na tuloy-tuloy na kapangyarihan sa isang mababang-impedance load. Ang Class D na may matatag na supply ay pinangangasiwaan ito nang pinakamahusay; ang supply, hindi ang amplifier, ay kadalasang naglilimita sa bahagi.
• Portable at pinapagana ng baterya na mga speaker. Ang kahusayan sa bahagi ng pagkarga ay higit na mahalaga kaysa sa peak number. Ang Class D ay ang tanging makatotohanang opsyon, at ang mga idle na pagkalugi ay karapat-dapat ng pansin gaya ng maximum na output.
• Mga pinapagana na mixer at mga analog box na sensitibo sa gastos. Pinapanatili ng Class AB na may linear transformer na simple ang bill ng mga materyales at pamilyar ang kwento ng serbisyo, sa halaga ng mas malaking heatsink.
• High-power touring subwoofers. Class H o isang high-rail na Class D na disenyo, depende sa kung mas gusto ng design team ang linear behavior o minimum na timbang.

Ano ang dapat suriin sa isang supplier ng module bago ka mag-commit

Ang datasheet ng wattage ay ang hindi gaanong kapaki-pakinabang na numero sa pag-uusap. Ito ang mga puntong naghihiwalay sa isang disenyo na nananatili sa paggamit ng field mula sa isa na babalik:

1. Efficiency at case temperature sa one-eighth power, hindi lang sa full rated na output, sinusukat sa still air sa iyong nilalayon na ambient.
2. Distortion sa 1 W at sa 10 W, kung saan aktwal na nakatira ang crossover at switching artefact.
3. Pag-uugali ng proteksyon: kung ano ang nangyayari sa isang pinaikling output, isang hindi tugmang pagkarga, o isang paghina ng supply, at kung ang module ay bumabawi sa sarili nitong.
4. Mga kinakailangan sa supply, kabilang ang kung kailangan ng power factor correction para sa mga market kung saan ka nagpapadala.
5. EMI at idle noise, lalo na para sa mga Class D module na nagpapakain ng mga high-efficiency compression driver.
6. Consistency sa pagitan ng prototype at mass production, na isang tanong sa pagmamanupaktura gaya ng isang engineering.

Para sa mga mamimili na nangangailangan ng hindi karaniwang pagsasaayos, ang makabuluhang pagkakasunud-sunod ay ayusin muna ang klase at ang topology ng supply, pagkatapos ay dalhin ang module sa pamamagitan ng pasadyang pag-unlad para sa pagkakaroon ng istraktura, mga konektor at preset na pag-uugali. Ang pagpapalit ng klase pagkatapos ma-freeze ang cabinet at power supply ay mahal.

Mga madalas itanong tungkol sa mga amplifier ng klase