3, amplificator de putere
Amplificator de putere, cunoscut și sub numele de amplificator de semnal, funcția sa de bază este de a amplifica semnalele audio pentru a conduce difuzoarele pentru a reda sunetul. În general, gazda are un amplificator de putere încorporat, dar intervalul său de amplificare a puterii este relativ mic, astfel încât nu poate îndeplini cerințele de nivel înalt de ascultare, cu atât mai puțin să fie comparat cu un amplificator de putere extern. Mai mult, unitatea de bas trebuie să fie condusă de un amplificator de putere, iar gazda nu are capacitatea de a conduce o putere atât de mare a unității de bas. Amplificatorul de semnal este o parte esențială a întregului sistem audio auto.
Tensiunea amplificatorului de putere al mașinii este de 12V DC, ceea ce este în concordanță cu tensiunea de alimentare din interiorul mașinii. Pentru a extinde intervalul dinamic al semnalului și a îmbunătăți puterea de ieșire, tehnologia de amplificare a invertorului este în general utilizată în amplificatoarele de putere, ceea ce înseamnă că tensiunea este crescută de la 12V la 35-40V. Un alt beneficiu al invertorului boost este că, atunci când există o fluctuație a tensiunii de alimentare, circuitul de putere al amplificatorului de putere va regla automat tensiunea pentru a asigura stabilitatea puterii de ieșire. În prezent, această tehnologie este utilizată pe scară largă în amplificatoarele de putere ale vehiculelor.
(1) Disiparea căldurii amplificatoarelor de putere
Există două tipuri de disipare a căldurii pentru amplificatoarele de putere montate pe mașină: disiparea căldurii naturale și disiparea căldurii prin ventilator. Disiparea căldurii ventilatorului este utilizată în general la amplificatoarele de putere de ultimă generație. Disiparea bună a căldurii are un impact semnificativ asupra puterii de ieșire.
(2) Clasificarea amplificatoarelor de putere
① Amplificatoarele de putere auto sunt clasificate în funcție de diferite metode conductive: Clasa A, Clasa B, Clasa AB și Digital.
Clasa A: Amplificatorul de putere Pure Class A, cunoscut și sub denumirea de amplificator de putere Clasa A, este o formă de amplificare complet liniară a amplificatorului. Când funcționează într-un amplificator de putere pur de clasă A, canalele pozitive și negative ale tranzistorului sunt într-o stare normal deschisă, cu sau fără semnale, ceea ce înseamnă că se consumă mai multă putere sub formă de căldură, dar rata de distorsiune este extrem de scăzută. Amplificatoarele de putere Pure Class A sunt relativ rare în aplicațiile audio auto, deoarece eficiența lor este foarte scăzută, de obicei doar 20-30%. Cu toate acestea, pasionații de sunet sunt pasionați de performanța lor sonoră.
Clasa B: amplificator de putere de clasă B, cunoscut și sub numele de amplificator de putere de clasă B, cunoscut și sub denumirea de amplificator liniar, dar principiul său de funcționare este complet diferit de amplificatorul de putere de clasă A pur. Când amplificatoarele de putere din clasa B sunt în funcțiune, canalele pozitive și negative ale tranzistorului sunt de obicei într-o stare închisă, cu excepția cazului în care există o intrare de semnal. Adică, când vine semnalul de fază pozitivă, funcționează doar canalul de fază pozitivă, în timp ce canalul de fază negativă este închis și cele două canale nu vor funcționa niciodată simultan. Prin urmare, în absența unui semnal, nu există nicio pierdere de putere. Cu toate acestea, atunci când canalele pozitive și negative sunt pornite și oprite, apare adesea distorsiuni încrucișate, în special la niveluri scăzute, astfel încât amplificatoarele de putere din clasa B nu sunt cu adevărat amplificatoare de putere de înaltă fidelitate. În aplicațiile practice, multe amplificatoare audio auto timpurii erau amplificatoare de clasă B datorită eficienței lor ridicate.
Clasa AB: Amplificatoarele de putere de clasă A și B, cunoscute și ca amplificatoare de putere de clasă AB, sunt un design compatibil cu avantajele amplificatoarelor de putere de clasă A și clasa B. Când nu există semnal sau semnalul este foarte mic, atât canalele pozitive, cât și cele negative ale tranzistorului sunt în mod normal deschise, rezultând o pierdere de putere, dar nu la fel de gravă ca amplificatoarele de clasă A. Când semnalul este pozitiv, canalul negativ rămâne deschis până când semnalul devine mai puternic, dar când semnalul devine mai puternic, canalul negativ se închide. Când semnalul este în fază negativă, funcționarea canalelor pozitiv și negativ este exact invers. Dezavantajul amplificatoarelor de putere din clasa AB este că produc o ușoară distorsiune încrucișată, dar în comparație cu eficiența și fidelitatea lor, sunt superioare amplificatoarelor din clasa A și clasa B. Amplificatoarele din clasa AB sunt în prezent cel mai utilizat design în audio auto.
Clasa D: Spre deosebire de amplificatoarele de clasă A, B sau AB menționate mai sus, amplificatoarele de clasă D funcționează pe baza tranzistoarelor de comutare și pot conduce sau întrerupe complet într-un timp extrem de scurt. Două tranzistoare nu conduc în același timp, deci generează foarte puțină căldură. Acest tip de amplificator are o eficiență extrem de ridicată (în jur de 90%), ajungând la 100% în condiții ideale, în timp ce amplificatoarele din clasa AB nu pot atinge decât 78,5% în comparație. Pe de altă parte, modul de funcționare a comutatorului crește și distorsiunea semnalului de ieșire. Circuitul amplificatorului de clasă D este împărțit în trei etape: treapta de comutare de intrare, etapa de amplificare a puterii și etapa de filtrare a ieșirii. Amplificatoarele de clasa D pot funcționa într-un mod de modulare a lățimii impulsului (PWM) atunci când sunt în modul pornit/oprit. Prin utilizarea PWM, semnalul de intrare audio poate fi convertit într-un semnal de comutare de înaltă frecvență. Semnalul audio este comparat cu o undă triunghiulară de înaltă frecvență printr-un comparator. Când tensiunea la capătul inversor este mai mare decât tensiunea la capătul în fază, ieșirea este la un nivel scăzut; Când tensiunea la borna inversă este mai mică decât tensiunea la borna aceeași fază, ieșirea este la un nivel ridicat.
În amplificatoarele de clasă D, ieșirea comparatorului este conectată la circuitul amplificatorului de putere, care utilizează tranzistoare cu efect de câmp cu oxid de metal (MOSFET) în loc de tranzistoare bipolare (BJT). Acest lucru se datorează faptului că primul are un timp de răspuns mai rapid și este potrivit pentru modurile de funcționare de înaltă frecvență. Amplificatoarele de clasa D necesită două MOSFET-uri care pot funcționa complet pornit sau oprit într-un timp foarte scurt. Când un MOSFET este complet conductiv, căderea sa de tensiune este foarte mică; Când MOSFET-ul este complet întrerupt, curentul care trece prin tub este zero. Viteza de comutare a două MOSFET care lucrează alternativ în stările de pornire și oprire este foarte rapidă, rezultând o eficiență extrem de ridicată și o generare scăzută de căldură. Prin urmare, amplificatoarele din clasa D nu necesită un radiator mare.
② În funcție de tipul de tub amplificator din amplificator, acesta poate fi împărțit în mașini biliare și de piatră:
③ Mașină de piatră (tranzistor): dinamică și rapidă, prezentând putere analitică puternică, ierarhie și luminozitate în muzica dinamică mare
④ Vezica biliară (tub electronic): sunetul este moale, înaltele sunt netede și există suficient spațiu (muzică pură, voce).
