中文简体
Domů / Novinky / Novinky z oboru / Vysvětlení zesilovače třídy AB: Výhody, nevýhody, účinnost a jak si jeden vybrat
Když otevřete desku zesilovače uvnitř dobře vyrobeného aktivního monitoru nebo kompaktního kytarového komba, je velká šance, že se díváte na výkonový stupeň třídy AB. Lineární, předvídatelná a relativně snadno implementovatelná, třídy AB je tahounem audio zesilovačů po celá desetiletí a stále zaujímá ústřední místo v návrzích, které upřednostňují zvukový charakter před výdrží baterie. Krátká verze je jednoduchá: Třída AB vám poskytuje většinu zvukové čistoty třídy A se zhruba dvojnásobnou účinností a zabraňuje crossover zkreslení třídy B. Zde je uvedeno, jak to funguje, jak se srovnává s třídou A, B a D a co zkontrolovat, když stavíte nebo kupujete modul zesilovače.
Co je a Zesilovač třídy AB ?
Třída AB je topologie lineárního push-pull zesilovače, ve které dva komplementární výstupní tranzistory vedou o něco více než polovinu cyklu signálu. Překrytí mezi kladnou a zápornou polovinou odstraňuje výhybku, která je hlavní slabinou čistého provozu třídy B, zatímco předpětí zůstává dostatečně nízké, aby účinnost zůstala daleko nad třídou A. Výsledkem je čistý, analogový zvuk s velmi praktickým tepelným postihem.
Jak funguje úhel vedení
Představte si jeden cyklus zvukové sinusovky. Ve stupni třídy A vede výstupní tranzistor celých 360 stupňů. Ve fázi třídy B provádí kladné zařízení jednu polovinu cyklu a záporné zařízení druhou, každý asi 180 stupňů, což šetří energii zkreslení, ale vytváří viditelnou mezeru, když signál prochází nulou. Stupeň třídy AB je nastaven tak, že každé zařízení vede mezi zhruba 180 a 220 stupni, v závislosti na nastavení klidového proudu. Protože obě zařízení zůstávají na přechodu nulou mírně aktivní, jedno ruce plynule přechází na druhé. Podle přehledu tříd výkonových zesilovačů na Wikipedii třída AB a třída D dominují na audio trhu minimálně od roku 2010, přičemž AB dává přednost vždy, když na zkreslení a linearitě záleží více než na hrubé účinnosti.
Výstupní napětí během jednoho cyklu. Plochá oblast ve křivce třídy B ukazuje mrtvou zónu přechodu, kterou třída AB eliminuje.
Proč na bodu zkreslení záleží
Klidový proud stupně třídy AB je nastaven sítí předpětí, obvykle násobičem VBE nebo vyhrazeným předpěťovým tranzistorem namontovaným na stejném chladiči jako výstupní pár. Nastavte ji příliš nízko a pódium se posune směrem ke třídě B, která běží chladněji, ale vytváří slyšitelné crossover zkreslení. Nastavte příliš vysoko a pódium se blíží třídě A s krásným zvukem, ale vysokým klidovým proudem, který zahřívá chladič i v tichu. Dobře navržený modul udržuje předpětí stabilní napříč teplotou, a proto je tepelný design koncového stupně a chladiče neoddělitelný od třídy zesilovačů.
Rozložený izometrický pohled na typický modul zesilovače třídy AB: stupně zesílení na řídicí desce, doplňková výstupní zařízení na napájecí desce a chladič ve tvaru U s lineárním vstupem napájecího zdroje.
Třída AB vs třída A, B a D: Praktické kompromisy
Zde je pořadí, které je důležité pro rozhodnutí o nákupu: Třída A je zvukově čistá, ale neefektivní, třída B je účinná, ale příliš zkreslená pro zvuk, třída D je účinná a kompaktní, ale přidává artefakty přepínání, a třída AB je kompromisem, který nejlépe funguje v nejširším spektru reproduktorových aplikací. Pokud vybíráte třídu zesilovače pro nový design nebo upgrade, třída AB je zřídka špatnou volbou pod několik set wattů na kanál.
Představte si výrobce, který vyrábí 100W aktivní PA reproduktor. Trasa třídy AB potřebuje větší transformátor, více chladiče a těžší skříň. Třída D poskytuje stejný výstup se zlomkem tepla, ale kvalita vstupního filtrování, uzemnění a výstupního filtru nyní rozhoduje o zvuku. U studiových monitorů a nástrojových zesilovačů volba často padne na AB, protože jeho chování na hranici ořezu je shovívavější a muzikálnější.
| Class | Vedení | Typická účinnost | Zkreslený charakter | Teplo | Typická síla | Běžná aplikace |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 360° | 20–30 % | Nízká při malých signálech; nepřetržité zkreslení | Velmi vysoká | Pod 50 W | Sluchátkové zesilovače, předzesilovače, high-end hi-fi |
| AB | 180-220° | 45–65 % | Nízká; hladký přechod nulou | Mírný | 20–500 W | Hi-fi zesilovače, aktivní reproduktory, kytarové zesilovače |
| B | Asi 180° | 50–70 % | Křížový zářez | Mírný | Zřídka používané samostatně | Staré push-pull PA stupně |
| D | Přepínání (PWM) | 80–92 % | Spínací šum vyžaduje výstupní filtr | Nízká | 50–2000 W | Subwoofery, přenosné PA, kompaktní aktivní reproduktory |
Čtení kompromisů pro váš reproduktor
Redakční pětiosé srovnání. Hodnoty jsou relativní úsudky pro typické návrhy, nikoli naměřené specifikace.
Čísla účinnosti, která můžete plánovat
Účinnost přímo řídí velikost napájecího zdroje a hmotnost chladiče. Pro 100 W nepřetržitého výkonu odvádí 25% účinný stupeň třídy A asi 300 W tepla, 55% účinný stupeň AB asi 82 W a 88% účinný stupeň třídy D zhruba 14 W. To je důvod, proč se zesilovače třídy AB vždy cítí těžší: kov odvádí skutečnou práci.
300 W
třída A
82 W
třída AB
14 W
Třída D
Vypočítané odpadní teplo při trvalém výkonu 100 W s použitím typických středních účinností (A 25 %, AB 55 %, D 88 %).
Výhody a nevýhody: Co vlastně získáte
Pro většinu aktivních reproduktorů, nástrojových zesilovačů a hi-fi provedení, Třída AB zůstává nejjednodušším způsobem, jak dosáhnout přirozeného zvuku, aniž byste museli platit inženýrský účet třídy D. Dvěma skutečnými náklady jsou teplo a hmotnost.
Kde vyhrává třída AB
- Nízké crossover zkreslení bez složitého korekčního obvodu
- Stabilní chování při reaktivním zatížení reproduktorů, bez potřeby výstupního filtru
- Odpouštějící výstřižky, které zní méně drsně, když se přeženou na maximum
- Jednoduchá, opravitelná topologie, kterou většina servisních techniků dobře zná
- Nízká hlučnost při spárování s napájením lineárního transformátoru
Kde vás stojí třída AB
- Účinnost 45–65 % znamená, že 35–55 % vstupní energie se při středních úrovních stává teplem
- Větší chladiče, těžší transformátory a větší skříně
- Trvalý výstup na vysoké úrovni vyžaduje promyšlené řízení teploty a ochranu
Typická účinnost při jmenovitém výkonu
Typické rozsahy účinnosti při jmenovitém výkonu; hodnota třídy B je teoretické maximum pro stupeň push-pull.
Kde jsou zesilovače třídy AB stále první volbou
Třídu AB stále najdete v profesionálních studiových monitorech, středních PA horních skříních, špičkových kytarových zesilovačích a mnoha domácích integrovaných zesilovačích. Jeho tlumicí faktor do basových měničů je obvykle vyšší než u průměrného designu třídy D, který poskytuje těsné, kontrolované chování při nízkých frekvencích. Protože zvuk při přetížení postupně degraduje, je třída AB často popisována jako muzikálnější ve skutečných situacích hraní a zpěvu.
Pro konstruktéry práce se známým výkonovým stupněm činí zbytek systému předvídatelným. To je jeden důvod moduly audio zesilovačů zlepšují kvalitu zvuku v reproduktorových systémech především díky konzistentní linearitě a stabilnímu tlumení spíše než okázalým specifikacím. Samostatná, ale stejně praktická otázka je jak moduly zesilovačů reagují na různé impedance reproduktorů ; Konstrukce třídy AB normálně zůstávají stabilní na 4 nebo 8 ohmech, pokud jsou napájecí zdroj a ochrana správně dimenzovány. Před výběrem jakékoli desky také pomáhá kontrola co vlastně obsahuje audio modul v napájeném reproduktoru , takže výkonový stupeň, předzesilovač a funkce DSP jsou zvoleny jako jeden koherentní systém.
Sestavení výkonného reproduktoru kolem třídy AB: Vhodné pro přední modul
Koncový stupeň je jen polovina zesilovače. Přední modul ovládá zesílení, ekvalizaci, míchání a ochranu, tedy funkce, kterých se uživatelé skutečně dotýkají. Když je stupeň třídy AB součástí napájeného reproduktoru, analogový funkční modul je často nejpřímější cestou, protože nepřidává žádnou latenci, stojí málo a lze jej oříznout jednoduchými potenciometry.
Pro dvoupásmové nebo celorozsahové provedení s koncovým stupněm třídy AB, Pl1 řídicí modul EQ výšek a basů pro zesilovače třídy AB poskytuje přímočaré tvarování tónů plus výstup mixu. Pokud reproduktor obsahuje i mikrofonní vstup, běžný u přenosných PA a instalačních reproduktorů, pl35 symetrický mikrofonní a linkový vstupní modul s 5-pásmovým grafickým ekvalizérem přidává úpravu kanálu a hudební 5pásmový EQ. Pro jednoduchý napájený mixpult nebo sloupový reproduktor, pl3 5pásmový grafický ekvalizér s mikrofonním efektovým modulem kombinuje EQ a echo na jedné kompaktní desce.
Velkoobchod PL3: 5pásmový grafický ekvalizér a mikrofonní efekt horizontální analogová funkce Jako Čína PL3: 5pásmový grafický ekvalizér a horizontální analogový funkční modul s mikrofonním efektem pro dodavatele a společnost zesilovačů třídy AB, Zh... Zobrazit produkt → 
Velkoobchod PL35: Vyvážený mikrofon a linkový vstup 5pásmový grafický ekvalizér horizontální Jako Čína PL35: Vyvážený mikrofon a linkový vstup 5-pásmový grafický ekvalizér Horizontální analogový funkční modul pro dodavatele zesilovačů třídy AB a... Zobrazit produkt → 
Velkoobchod PL1: Horizontální analogový funkční modul pro ovládání EQ a basů Jako Čína PL1: Horizontální analogový funkční modul pro řízení výšek a basů EQ pro dodavatele zesilovačů třídy AB a společnost, Zhenhai Huage p... Zobrazit produkt → Tyto moduly jsou navrženy pro systémy zesilovačů třídy AB, protože předpokládají čistý, lineární vstupní stupeň s předvídatelnou impedancí. Výkonový stupeň, transformátor a chladič je stále třeba vybrat pro vaši cílovou výstupní úroveň a velikost krytu. U produktů s vyšším výkonem mnoho výrobců přechází na výkonové stupně třídy H s lineárními zdroji, pokud chtějí zachovat analogový charakter při vyšším výkonu, nebo na moduly třídy D s rezonančními zdroji LLC, pokud jsou limitujícími faktory hmotnost a teplo.
Často kladené otázky
Je třída AB lepší než třída D?
Pro kvalitu zvuku při středním výkonu obvykle ano. Třída AB vytváří lineární analogový výstup bez spínacích artefaktů, zatímco třída D nabízí mnohem vyšší účinnost a méně tepla, ale pro dosažení srovnatelné věrnosti závisí na kvalitě výstupního filtru.
Proč jsou zesilovače třídy AB tak horké?
Běží v lineárním režimu s trvalým předpětím. Při nízkých výstupních úrovních se většina výkonu kolejnice přeměňuje na teplo, takže dostatečný chladič a ventilace jsou povinné.
Jaká je skutečná účinnost třídy AB?
Typicky 45–65 % při jmenovitém výkonu, ve srovnání s 20–30 % pro třídu A a 80–92 % pro třídu D. Přesné číslo závisí na nastavení zkreslení a úrovni signálu.
Může zesilovač třídy AB řídit 4ohmové reproduktory?
Ano, ale proud a teplo jsou zhruba dvojnásobné ve srovnání s 8ohmovou zátěží. Zkontrolujte jmenovitý výkon modulu při 4 ohmech a podle toho naplánujte chladič a ochranu.
Která třída je nejlepší pro kytarový zesilovač?
Většina polovodičových kytarových komb používá třídu AB, protože její měkčí ořez a jednoduchá údržba se dobře hodí k signálům na úrovni nástroje. Třída A je preferována pouze pro velmi nízkovýkonový tón ve stylu vintage.
Mám si vybrat třídu AB nebo třídu A pro sestavu hi-fi?
Třídu A použijte, když je výkon malý, pod přibližně 10–20 W a teplo je přijatelné. Navíc třída AB poskytuje velmi podobný zvuk s mnohem menším plýtváním energie a menším transformátorem.
