Усилители мощности звуковой частоты
1. Введение
Усилитель звуковой частоты (УМЗЧ), рус. жарг. усь, англ. amplifier, англ. жарг. amp — прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот.
Задачей звуковых усилителей является передача входного звукового сигнала к системе воспроизведения звука с необходимыми громкостью и уровнем мощности — точно, эффективно и с малыми помехами. Звуковые частоты — это диапазон от 20 Гц до 20 кГц, соответственно усилитель должен обладать хорошей АЧХ во всем диапазоне (или же в более узкой области, если речь идет о динамике с ограниченной полосой воспроизведения, например о среднечастотном или высокочастотном динамике в многополосной системе). Мощности могут быть разными (в зависимости от конкретного устройства): милливатты в наушниках, ватты в звуковых телевизионных системах и аудио для ПК, десятки ватт в домашних и автомобильных звуковых системах, сотни и более ватт в мощных домашних и концертных звуковых системах.
Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств — головных устройств (ГУ), телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников, радиопередатчиков, радиотрансляционной сети и т. д.
2. Виды
Предварительный усилитель (предусилитель) — усилитель, предназначенный для усиления сигнала до величины, необходимой для нормальной работы оконечного усилителя. Наличие фильтров ВЧ (высокочастотных) и НЧ (низкочастотных) является очень полезной функцией, имеющейся в части усилителей.
При включении фильтра ВЧ и настройке его на определенную частоту на выходе получаем сигнал, который как бы «обрезан» ниже заданной частоты. При использовании НЧ фильтра получаем обратную картину, т.е. выходной сигнал как бы «обрезан» выше заданной частоты.
Фильтрами пользуются для выполнения следующих действий: стыковка по частоте сабвуфера с остальными акустическими системами, «обрезка» акустических систем по низкой частоте (редкая акустическая система может отыгрывать без искажений частоты ниже 60-70 Гц), стыковка по частоте компонентов акустической системы при локанальном усилении (на каждый компонент акустической системы подается сигнал от отдельного канала усилителя). При необходимости пользования при построении системы встроенными фильтрами усилителя, очень важно заранее оценить имеющиеся возможности этих встроенных фильтров (диапазон регулировки, крутизна фильтра, возможность одновременного использования, возможность полосового включения – когда с помощью фильтра «вырезается» какой-то определенный частотный диапазон, ограниченный одновременно сверху и снизу). В некоторых усилителях встречается особая разновидность фильтра ВЧ, которая называется subsonic. Он служит для «обрезки» инфранизких частот, которые не могут воспроизводиться системой (даже имеющей сабвуфер) без искажений. Subsonic может быть регулируемым или нет. Обычно, subsonic используется для «обрезки» частот с ~25Гц и ниже.
Для чего обрезать инфранизкие частоты? – Известно, что эти частоты, особенно в диапазоне около частоты 12 Гц, хотя и не воспринимаются ухом, однако действуют угнетающе на нервную систему.
Оконечные усилители ( мощности ) (жарг. концы, конец) - усилители, лишённые любых фильтров, служащие исключительно для усиления поданного сигнала. Это устройства, позволяющие повышать мощность полученных с звуковоспроизводящей аппаратуры сигналов, без искажений. Физический смысл работы усилителей мощности, заключается в увеличении интенсивности электрических колебаний, без изменения их формы, то есть с сохранением того же частотного спектра и фазовых отношений. Усилители сегодня бывают ламповые, транзисторные и гибридные. Ламповые появились очень давно и стали широко использоваться еще в середине прошлого века, сейчас они встречаются все реже. (Ими пользуются фанаты от музыки).
Интегрированный усилитель ( полный усилитель ) — состоит из двух каскадов: предварительный управляет громкостью и переключает входы, а оконечный повышает уровень и мощность сигнала. Оба размещены в одном корпусе. Раздельные предварительные и оконечные усилители звучат лучше, но и стоят дороже.