Усилители мощности

Усилители мощности - 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.

Усилители мощности подбираются для разных типов помещений, в зависимости от их размеров и вида прослушиваемой музыки.

Усилители мощности являются важным звеном, передающим музыку от исполнителя к слушателю. От того, как хорошо работают концертные усилители, целиком зависит успех мероприятия. Помимо надежности и высокого качества обработки звука, концертные усилители, также характеризуются ограниченными размерами, ведь перевозить с собой огромные приборы с одного места проведения концерта на другое никто не будет. Дома вы можете поставить усилители мощности любого размера, если позволяет площадь, а для проведения концертов очень важна портативность аппаратуры.

Трансляционные моноусилители отношения к музыкальной индустрии не имеют. Их назначение это усиление звукового сигнала при организации радиовещания, систем оповещения на предприятиях промышленности, в торговых центрах, учреждениях культуры, здравоохранения и других объектах массового посещения.

Предприятие НОЭМА ориентировано на выпуск продукции для широкого круга потребителей. Основные направления – это звуковые инсталляции, музыкальные и танцевальные мероприятия, не только в залах, но и в парках культуры и на базах отдыха, кафе, ресторанах, туровые комплекты, системы трансляции и оповещения школ, производственных предприятий, торговых центров. Отдельное место занимают системы звукоусиления стадионов и других спортивных учреждений.

Усилители мощности НОЭМА серии РА 700 – это высокое качество, доступная цена, простота в эксплуатации. Усилители НОЭМА могут применяться как в стационарных, так и в мобильных комплексах.

В усилителях используется независимая для каждого канала, адаптивная система охлаждения с защитой от перегрева усилителя.

Система защиты представляет собой не отключаемый клип-лимитер - защита от перегрузки по входу (до +20дБ), от короткого замыкания, от частоты ниже 5Гц, от радиопомех, а так же защита акустики от постоянного напряжения на выходе и плавное нарастание выходного сигнала при включении.

Выходные разъемы выполнены на разъемах Jack, Speacon.

В серию РА 700 входят три модели: РА700-7 (350Вт на канал*4Ом, 220Вт на канал*8Ом),РА 700-9 (450Вт на канал*4Ом, 350Вт на канал*8Ом), РА 700-12 (600Вт на канал*4Ом, 450Вт на канал*8Ом).

Все усилители линейки имеют металлический корпус высотой 2U.

 

Технические характеристики усилителей серии РА 700

Характеристики:	РА 700-7	РА 700-9	РА 700-12
Выходная мощность, Вт В режиме стерео: При нагрузке 8Ом                         4Ом	250*2 350*2	320*2 500*2	450*2 600*2
В мостовом режиме При нагрузке 8Ом	500	700	900
Входная чувствительность, В	0,775
Входное сопротивление, кОм	20 (симм.), 10(несимм).
Отношение "сигнал/шум", дБ	100
Коэффициент нелинейных искажений	менее 0,05%
Рабочий диапазон, Гц	10-40000
Тип усилителя	G
Габариты, мм (ш*г*в)	440*400*85
Вес, кг	12

 

 

Понятие режима работы или класса усилителя определяется соотношением анодного тока покоя к величине тока сигнала и формой анодного тока. До сих пор во всех примерах рассматривались усилители класса А, хотя данный факт до сих пор никак не акцентировался. Для исправления указанного упущения необходимо ввести некоторые определения.

Режим класса А

При этом режиме величина анодного тока покоя всегда задается такой, чтобы даже при минимально возможном значении входного сигнала (а также и при его отсутствии) анодный ток не снижался до нулевого значения. Иными словами, лампа, работающая в классе А, никогда не запирается. Если на вход (управляющую сетку) такого каскада усиления будет подано синусоидальное напряжение, форма анодного тока также будет синусоидальной. Режим класса А характеризуется наилучшей линейностью усиления, однако по энергетической эффективности он самый плохой. Теоретическое значение максимального КПД при синусоидальной форме выходного сигнала в режиме класса А равно 50%. Наиболее простое тому объяснение — большой ток покоя, существующий даже при полном отсутствии входного сигнала. Низкий КПД кроме очевидного высокого энергопотребления, неудобен тем, что на анодах ламп рассеивается повышенная тепловая мощность, что уменьшает максимально достижимую полезную мощность, отдаваемую ими.

Режим класса В

В этом режиме ток покоя равен нулю, а сам анодный ток протекает только при действии положительной полуволны входного сигнала. Таким образом, лампа заперта в период действия отрицательной полуволны входного сигнала. Так как входной сигнал фактически претерпевает однополупериодное выпрямление, в сигнале возникают существенные искажения в виде гармоник. Для решения данной проблемы приходится принимать дополнительные меры (применение двухтактных схем усиления). Однако, в режиме класса В анодный ток существует при любом значении амплитуды входного сигнала, что не нарушает линейности амплитудно-амплитудной характеристики усилителя. Теоретическое значение максимального КПД (при полном использовании лампы по напряжению и току, что на практике недостижимо) при синусоидальной форме выходного сигнала в случае двухтактного усилителя класса В составляет 78,5%. Это напрямую связано с отсутствием тока покоя.

Режим класса С

В режиме класса С время протекания анодного тока меньше времени действия положительной полуволны входного сигнала. Данный метод используется только в ВЧ усилителях радиопередатчиков, в которых могут использоваться резонансные методы восстановления основной гармоники сигнала. Это режим характеризуется гораздо более высокими значениями КПД и уровнем искажений по сравнению с применяемым в усилителях режимом класса В.

Угол отсечки. Режим класса АВ

Для характеристики длительности той части полупериода, в течение которой протекает анодный ток, радиоинженеры используют термины угловая длительность импульса и угол отсечки. Под угловой длительностью импульса тока понимается часть периода (выраженная в радианах), в течение которой существует анодный ток. Под углом отсечки (наиболее часто применяемом для количественного описания режима работы усилительных приборов) понимается половинное значение этой длительности. Используя данный термины, и учитывая, что полный период гармонических колебаний равен 360°, можно сказать, что для усилителей класса А длительность импульса тока равна целому периоду (ток непрерывен), а угол отсечки равен 180°. Для усилителей класса В угол отсечки составит 90°, а для усилителей класса С он составляет менее 90°.

Так как переходная область между классом А и классом В в их чистом виде достаточно обширна, то ввели промежуточный класс усилителей, известный как режим класса АВ, где анодный ток существует более полупериода, а угол отсечки превышает 90°, но не достигает 180°.

На рис. 7.4 приведена идеализированная проходная характеристика лампы (считая проницаемость равной нулю). Как видно из рисунка, режим работы усилителя (определяемый формой анодного тока) зависит от напряжения смещения на сетке лампы. В режиме класса А смещение выбирается на середине линейного участка проходной характеристики, благодаря чему анодный ток существует весь период действия входного (сеточного) напряжения. В усилителях класса В напряжение смещения выбирается равным напряжению отсечки проходной характеристики лампы, что запирает ее при всех более отрицательных напряжениях. Поэтому только во время действия положительного полупериода входного сигнала обеспечиваются условия для существования анодного тока. В режиме класса С напряжение смещения выбирается более отрицательным, чем напряжение отсечки лампы. Чем более отрицательное смещение выбрано, — тем меньше будет угол отсечки. Для получения режима класса АВ, наоборот, смещение выбирается менее отрицательное, чем напряжение отсечки. В этом случае, чем менее отрицательное смещение выбрано, тем больше будет угол отсечки.

Режимы классов АВ1 и АВ2

В аудиотехнике, как правило, вводят дополнительную классификацию режимов АВ, опираясь на наличие или отсутствие тока управляющей сетки.

Режимом АВ1 считается режим класса АВ, при котором ток управляющей сетки не существует. Большая часть мощных (свыше 50 Вт) классических усилителей представляют собой двухтактные усилители класса АВ 1.

Рис. 7.4 Соотношение между формой входного сигнала и анодным током для усилителей классов А, В и С

Режимом АВ2 считается режим, при котором входной сигнал создает положительный относительно катода потенциал на сетке, что создает условия для протекания сеточного тока. Это увеличивает эффективность работы, так как при этом условии остаточное анодное напряжение может в большей степени приближаться к нулевому значению, что особенно важно при работе триодов. С началом протекания сеточного тока входное сопротивление выходного каскада катастрофически падает (в соответствии с соотношением 1/gm) и в этих условиях для задающего каскада должно выполняться требование иметь очень низкое выходное сопротивление, чтобы обеспечить передачу обработанного сигнала в эту исключительно нелинейную нагрузку без искажений. Единственным способом снизить влияние этого дополнительно возникающего источника искажений является применение сеточного резистора утечки с низким значением сопротивления, который пропускал бы больший по величине ток сигнала по сравнению с ожидаемым сеточным током; таким образом, в момент, когда протекает сеточный ток, относительное изменение тока нагрузки (а, следовательно, и вызываемые его наличием нелинейные искажения) будут небольшими. Для некоторых современных усилителей с несимметричным выходом разработчиками также заявлен класс работы А2.

Далее будет показано, что эффективность работы усилителя может быть повышена только за счет улучшения линейности его характеристики.