2. Усилители мощности

Усилитель – устройство которое обеспечивает увеличение амплитуды тока и (или) напряжение на выходе по сравнению со входным сигналом не изменяя его формы. Усилитель низких частот – прибор для усиления электрических колебаний соответствующих слышимому человеку звуковому диапазону частот. Усилитель низких частот обычно состоит из предварительного усилителя и усилителя мощности. Предварительный усилитель предназначен для повышения мощности и напряжения и доведения их до велечин необходимых для работы оконечного усилителя. Как правило включает в себя регуляторы громкости, тембра или эквалайзер. Иногда может быть выполнен как отдельное устройство. Усилитель мощности отдает в цепь нагрузки (потребителю) заданную мощность электрических колебаний. Его нагрузкой являются излучатели звука – аккустические системы, наушники, радио-трансляционная сеть и т.п.

1. Классы усилителей

Необходимость повышения эффективности усиления привела применение кескольких транзисторов в одном каскаде, каждый из которых выполняет работу в определенном диапазоне напряжений усиливаемого сигнала. В аналоговых усилителях класс усиления определяет долю периода синусоидального сигнала в течении которого транзистор находится в открытом состоянии. Усилительные каскады в аналоговом усилителе работают в режимах: A, B, AB, G, H. В цифровых усилителях используются режимы D и T. Принята следующая класиффикация усилителей:

класс A – активный элемент открыт в течении всего периода синусоидального входного сигнала. Усилители класса A используются в маломощных каскадах, имеют максимально возможный КПД 25%, но обеспечивают наименьший уровень нелинейных искажений.

Класс AB – активный элемент открыт в течении более чем 50% но менее чем 100% периода синусоидального входного сигнала. Пример можно считать что при отсутстии или небольшом входном сигнале транзисторы работают в режиме A. При увеличении входного сигнала выше некоторой величины один из транзисторов выходит из линейного режима и каскад переходит в режим B. Таким образом мы имеем низкие нелинейные искажения и высокую энергетическую эффективность каскада усилителей.

Класс B активный элемент открыт в течении полупериода синусоидального входного сигнала. Усилители класса B усиливают одну полуволну синусоидального сигнала. Такой режим генерирует большое количество нелинейных искажений однако КПД каскада значительно увеличивается.

1. Параметры усилителей мощности.

Выходная мощность – представляет собой произведение эффективных значений выходного тока и напряжений. Выражается в ваттах.

Сопротивление нагрузки – некоторые виды усилителей расчитаны на определенносе сопротивление нагрузки, другие допускают его изменения в довольно широком диопазоне. Низкие значения сопротивления нагрузки способствуют минимизации паразитных колебаний диффузора динамика возникающий изза наличия упругих элементов в конструкции. Низкие сопротивление нагрузки – 2Ома, 4Ома. Чем чревата работа на низких сопротивлениях – малейший перегруз, артефакт – и калонки вылетают. При низком сопротивлении нагрузки – (2,4 Ома) возникает риск, повреждения компонентов аккустических систем при превышении номинальных значений уровня выходного сигнала усилителя мощности.

Коэффициент демпфирования – отношения сопротивления нагрузки внутреннему сопротивлению усилителя. Этот параметр важен для оценки поведения усилителя на низких частотах т.к. в среднем в электрическом демпфировании не нуждаются.

Рассеиваимая мощность – разность между сумарной мощностью потребляемой усилителем от всех источников питания и выходной мощностью, замеренной непосредственно на выходных клемах усилителя.

Коэффициент нелинейных искажений – величина для количественной оценки нелинейных искажений, равная отношению среднеквадратичной сумме спектральных компонентов выходного сигнала, к отсутствующей в спектре входного сигнала.