Поиск по сайту
Рубрики
Статистика
Rambler's Top100


Усилители мощности

Источником сигнала для акустической системы обычно выступает линейный выход магнитолы или звуковой карты компьютера. Максимальная амплитуда сигнала такого выхода составляет 1 В (0,707 В — действующее напряжение), а мощность — от 50 мВт до 1 Вт. Если этот сигнал подать непосредственно на вход акустической колонки, то в лучшем случае вы услышите еле различимый звук, а в худшем — выведете из строя выходной усилитель устройства. Чтобы добиться высокой громкости воспроизведения, не испортив при этом оборудование, нужно усилить сигнал по напряжению. Кроме того, усилитель должен обладать высоким входным сопротивлением, чтобы оказывать минимальное воздействие на источник сигнала, и низким выходным сопротивлением, чтобы обеспечить высокий выходной ток. Такие усилители называют усилителями мощности.

Первые усилители для звуковой аппаратуры появились в начале XX века после открытия вакуумных полупроводниковых приборов. Ламповые усилители того времени были очень несовершенны. В первую очередь это было связано с низкой выходной мощностью, высоким уровнем гармонических искажений и наличием фона. Кроме того, ламповые усилители обладали очень низким КПД, они были довольно громоздкими и менее надежными, чем усилители на полупроводниковых элементах. Но несмотря на это, ламповые усилители производят до сих пор один из них  усилитель Grimmi — супер звук. Многие считают, что качество сигнала у ламповых усилителей выше, чем у полупроводниковых. Впрочем, истинность такого утверждения довольно спорна.

В середине XX века на смену ламповым усилителям начали приходить усилители на полупроводниковых транзисторах. Они обладали меньшими габаритами и лучшим качеством усиления. Однако расчет параметров электрической схемы представлял определенные трудности даже для опытных радиолюбителей. Дело в том, что транзистор обладает нелинейными характеристиками, следовательно, усиленный сигнал всегда будет искажен, и вопрос только в том, насколько сильно. Чтобы снизить искажение сигнала, выбирают режим работы транзисторов в участках характеристики, где она максимально сохраняет свою линейность, и применяют цепи, компенсирующие искажения. Все это приводит к увеличению числа элементов схемы и усложняет ее наладку.

Современные усилители все чаще собираются на основе полупроводниковых микросхем. Микросхема содержит в себе практически все необходимые компоненты усилителя, причем их подбирают таким образом, чтобы максимально упростить наладку схемы при сохранении наилучшего качества усиления.

Представьте себе процесс конструирования усилителя на транзисторах. Сначала необходимо составить электрическую схему усилителя. После этого нужно выполнить сложный расчет всех элементов схемы с учетом взаимного влияния и температурных режимов. Отлично, на бумаге эта схема уже работает. Далее предстоит собрать ее из настоящих компонентов. Заметьте, что электрические параметры элементов всегда имеют разброс. Это значит, что резистор номиналом в 1 кОм может иметь сопротивление от 950 до 1050 Ом, если его точность составляет 5%. Вдобавок сопротивление этого резистора зависит и от его температуры. Таким образом, после сборки схемы для обеспечения наилучшего качества звучания потребуется подкорректировать номиналы некоторых элементов. И до чего же будет обидно, если качество работы усилителя даже после его наладки не будет вас удовлетворять!'

Микросхема при прочих равных показателях содержит в себе больше элементов, чем усилитель на транзисторах. В первую очередь это связано с тем, что себестоимость производства одной микросхемы примерно такая же, как у одного мощного транзистора, поэтому в микросхеме целесообразно реализовать как можно больше полезных функций. Во всех микросхемах, применяемых в звукоусилительной аппаратуре, содержится большое количество корректирующих цепочек, максимально устраняющих нелинейность сигнала. Часть из них следит за тем, чтобы характеристики усилителя оставались в норме при изменении температуры кристалла, питающего напряжения и сопротивления нагрузки. Многие микросхемы имеют встроенную защиту от короткого замыкания на выходе и от перегрева. Также встречаются функции «mute» («интим»), индикация перегрузки, компенсация пульсации питающего напряжения и др. Все эти функции непросто реализовать на обычных транзисторах.

Таким образом, микросхема — это своего рода черный ящик, и вам обычно не известно, что именно в нем находится. После производства микросхема обязательно проходит проверку основных показателей. Если эти показатели в норме, микросхему направляют для дальнейшей реализации. Если характеристики отличаются от нормы, ее либо уничтожают, либо маркируют как микросхему с худшими характеристиками.

Одним из требований усилителя мощности есть надежность усилителя мощности звуковой частоты(УМЗЧ).

В рамках этого сайта мы будем рассматривать усилители низкой частоты, выполненные именно на микросхемах, как самые простые и в то же время самые современные.

Комментарии запрещены.

Реклама