Усилители класса А, В, AB, С, D, E, F, G, H, S, T, Z

Усилители класса А, В, AB, С, D, E, F, G, H, S, T, Z краткий ликбез по теории услиения звука на разный лад.
А вы знали, что только аналоговых классов усилителей с десяток? Я до недавнего времени даже и не знал о таком количестве. Итак давайте начнем разбираться.
Первое, усилители могут быть аналоговыми и цифровыми. Классы усилителей можно разделить на Аналоговые (A, B, AB, A+, SuperA, … C, G, DLD, H, S) и на основе ШИМ (D, E, F, T, Z)
классификация усилителей мощности
Class A — форма тока через каскад соответствует форме сигнала (букв перевод: каскад проводит ток в течении всего цикла)
Class B — ток воспроизводит только полуволну входного сигнала
Class AB — ток воспроизводит больше полуволны входного сигнала
В однотактных усилителях мощности применяется только режим класса А. В, АВ -как правило двухтактные.
Индексы «1» или «2» после буквенного обозначения класса указывают на работу соответственно без токов или с токами сетки. Например, режим АВ2 — режим с сеточным током.
Class А+ — Принцип работы усилителей класса A+ заключается в использовании управляемого источника питания. Выходной каскад класса A работает от «плавающего» (не связанного с «землей») источника низкого напряжения (обычно ±5 вольт), поэтому тепловые потери в этом каскаде невелики. Средняя точка «плавающего» источника питания управляется отдельным мощным усилителем класса B, питающемся от «нормального» источника достаточно высокого напряжения (несколько десятков вольт). За счет совместного использования двух усилителей достигается и качество, и экономичность. Коэффициент гармоник не превышает обычно 0,003%.
Class SuperA Поскольку основные искажения в усилителях классов AB и B возникают в моменты запирания-отпирания транзисторов (коммутационные искажения), существует и более простое решение — нужно запретить транзисторам запираться. Этим занимается специальная схема. Так появились усилители класса SuperA или non-switching. Качество звучания и экономичность практически такие же, как и у A+, но конструкция существенно проще, искажений меньше, поэтому старый вариант быстро сошел со сцены.
А+ может состоять не только из А+В но и А+С. И еще суммирование возможно, как по напряжению так и по току .
Class C — рабочая точка выбрана так, что усиливается меньше полуволны. В УМ не используется
Class D — ШИМ Усилители класса D тоже разделяются на классы по количеству уровней выходных импульсов:
два уровня (+U и -U) — режим AD
три уровня (+U, 0 и -U) — режим BD
и по модуляции:
— Односторонняя модуляция: смещается во времени только один фронт импульсов (передний или задний)
— Двухсторонняя модуляция: смещаются во времени оба фронта импульсов симметрично относительно момента тактирования
Класс D делится на AD, ABD, BD

Фильтр НЧ на выходе выделяет полезный сигнал, подавляя при этом несущую частоту, ее гармоники и боковые полосы спектра модуляции.

В целом выводы таковы:
— КПД этих усилителей доходит до фантастической цифры 92-95%.
— искажения сигналов малого уровня больше, чем среднего. Коэффициент нелинейных искажений обычно лежит в пределах от 0,01 до 0,1%.
— В режиме AD искажения меньше, чем в режиме BD.
— В режиме AD КПД хуже, чем в BD.
— Двухсторонняя модуляция лучше односторонней, поскольку при этом отсутствуют четные гармоники частоты дискретизации.
— Повышение частоты дискретизации уменьшает нелинейные искажения.
Class E — насколько я понял, это «обратноходный» D, в котором объединены LC фильтры между УМ и нагрузкой и УМ и питанием :-). Используются обычно на радиочастотах, где время переключения транзисторов сравнимо с длительностью импульса.
Class F — Если я правильно понял, то это D с фильтром, объединенным с нагрузкой, т.е. нагрузка имеет высокий импеданс на частоте ШИМ и ее гармониках, … .
Class G — В усилителях класса G и H применяется два значения напряжения питания выходного каскада, автоматически переключаемых при изменении сигнала на входе.
Class DLD — Дальнейшим развитием этой схемы стал каскад с динамическим линейным возбуждением (DLD, Dynamic Linear Drive). Принцип его работы практически такой же, но для снижения переходных искажений мощный высоковольтный каскад вступает в работу до того, как исчерпает свои возможности маломощный. Для реализации этого режима используется специальная схема управления. Применялись также усилители с управляемым источником питания, напряжение которого зависело от уровня сигнала.
Class H — В усилителях класса H источник питания отслеживает входное напряжение и плавно изменяется в соответствии с ним. Характеризуется более высоким к.п.д и низкими искажениями, чем у класса G

Class S — назван так A M Sandman в опубликованной в Wireless World (sept. 1982) разработке, представляет из себя 2х-каскадный УНЧ с драйвером в классе А, ВК в классе В и специфической ОС. Модифицированная схема была использована Техниксом и названа Class AA
Class T — Класс Т (патент фирмы «Tripath Technology») похож на класс D, только вместо аналоговой обратной связи с выхода фильтра используется цифровая обратная связь в обход выходного фильтра. Таким образом, из цепи обратной связи исключается задержка, связанная с постоянной времени фильтра.
А.И.Шихатов 2002 Источник: «Мастер 12вольт» №33 (май-июнь 2001)»Усилители мощности класса T» http://gete.ru/page_47.html 🙂 (ну так написано!!!)
Class Z — ТМ «Zetex Semiconductors» и представляет из себя «УМ с прямой цифровой ОС».

Думаю, что эта статья будет дописываться и разростаться.

Лучший способ выразить благодарность автору - поделиться с друзьями!

0

1 comment for “Усилители класса А, В, AB, С, D, E, F, G, H, S, T, Z

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *