Principe de fonctionnement
Usethecurrentcontrolfunctionofthetriodeorthevoltagecontrolfunctionofthefieldeffecttubetoconvertthepowerofthepowersupplyintoacurrentthatchangesaccordingtotheinputsignal.Becausesoundiswavesofdifferentamplitudesandfrequencies, thatis, ACsignalcurrent, thecollectorcurrentofthetransistorisalwaysβtimesthebasecurrentintheamplificationarea, andβisthecurrentamplificationfactorofthetransistor.Applyingthispoint, ifthesmallsignalisInjectintothebase, thecurrentflowingthroughthecollectorwillbeequaltoβtimesthebasecurrent, andthenisolatethissignalwithaDCblockingcapacitortoobtainalargesignalwithacurrent (orvoltage) thatisβtimestheoriginal.Becometheamplifyingeffectofthetriode.Aftercontinuouscurrentamplification, poweramplificationiscompleted.
Catégories principales
Les systèmes de lecture vocale numériques traditionnels comprennent deux processus principaux :
1.La conversion des données vocales numériques en signaux vocaux analogiques (à l'aide du convertisseur numérique-analogique DAC haute précision) pour obtenir ;
2.Utilisez des amplificateurs de puissance analogiques pour l'amplification du signal analogique, tels que les amplificateurs de classe A, de classe et de classe AB.
Amplificateur de classe :
ThemainfeatureoftheClassAamplifieris: theoperatingpointQoftheamplifierissetnearthemidpointoftheloadline, andthetransistorisintheTheinputsignalisonduringtheentirecycle.Theamplifiercanworkinasingletubeorpush-pull.Sincetheamplifierworksinthelinearrangeofthecharacteristiccurve, transientdistortionandalternatingdistortionaresmall.Thecircuitissimpleandthedebuggingisconvenient.Buttheefficiencyislow, thetransistorpowerconsumptionislarge, thetheoreticalmaximumefficiencyisonly25%, andthereisalargenonlineardistortion.Therefore, theefficiencyisrelativelylow.
Amplificateur de classe B :
ThemainfeatureofClassBamplifieris: thestaticpointoftheamplifierisat (VCC, 0), whenthereisnosignalinput, Theoutputendconsumesalmostnopower.InthepositivehalfcycleofVi, Q1isturnedonandQ2isturnedoff, andtheoutputisapositivehalf-cyclesinewave; inthesameway, whenViisanegativehalf-wavesinewave, twotubesmustbeusedforpush-pullwork.Itischaracterizedbyhighefficiency (78%), butbecausetheamplifierhasasectionofworkinthenon-linearregion, itsdisadvantageisthatthe "crossoverdistortion" isrelativelylarge.Thatis, whenthesignalisbetween -0.6V~0.6V, les Q1 et Q2 ne peuvent pas être allumés. Ainsi, ce type d'amplificateur est progressivement abandonné par les concepteurs.
Amplificateur ClassAB :
La principale caractéristique de l'amplificateur de classe AB est : le temps de fils du transistor est légèrement plus long qu'un demi-cycle, et deux tubes doivent être utilisés pour le fonctionnement en push-pull.
Amplificateur de classe :
ThemainfeatureofClassCamplifieristhatthetransistoronlyworkswithinashortperiodofeachcycleoftheinputsignal.Whenthecircuitisworking, anegativebiasisusuallyprovidedtotheamplifiertubetoensurethatthetransistordoesnotworkinaClassBstate.ItscollectorloadisnotaresistorbutanLCparallelresonantcircuit, sotheclassCamplifierisalsocalledaresonantamplifiercircuit.Thefrequencyselectionfunctionisachievedbyadjustingthecapacitancevalueofthecapacitorortheinductancevalueoftheinductor.TheconversionefficiencyofclassCamplifiersisextremelyhigh, reaching98% .Cependant, becausetheloadisaresonantcircuit, thecircuitoftenworksathighfrequency, sothedistortionislarge.Therefore, theclassCamplifierisnotsuitableasanaudiopoweramplifier.Onthecontrary, itiswidelyusedintheradioworldbecauseofitsoptionalfrequencycharacteristics, soitisusuallyusedasaradiofrequency.Amplifiers, tuningamplifiersandfrequencymultipliers.
Amplificateur de classe :
ClasseD (digitalaudiopower) amplifierisakindofinputanalogaudiosignalorPCMdigitalinformationintoPWM (pulseWidthmodulation) orPDM (PulseDensityModulation) pulsesignal, andthenusePWMorPDMpulsesignaltocontrolthehigh-powerswitchingdeviceon / offaudiopoweramplifier, alsoknownasswitchingamplifier.Hastheoutstandingadvantageofhighefficiency.Thedigitalaudiopoweramplifieralsolookslikeaone-bitpowerdigital à analogconverter.Theamplifierconsistsofaninputsignalprocessingcircuit, aswitchingsignalformingcircuit, ahigh-powerswitchingcircuit (demi-pont-bridgeandfull) andalow-passfilter ( LC)etautresquatreparties.amplificateurdeclasseDouamplificateurnumérique.Lesystèmeutiliseuncircuitde commutationàhautefréquencepouramplifierlesignalaudio.
Avantages :
1) C'est un rendement très élevé, qui peut généralement atteindre plus de 85 % ;
2) Il est de petite taille et peut être économisé par rapport aux circuits amplificateurs analogiques Grand espace ;
3) aucun bruit de craquement n'est connecté ;
4) Faible distorsion, bonne réponse en fréquence. Peu de composants périphériques, faciles à concevoir et à déboguer.
ClassA, ClassBandClassABamplifiersareanalogamplifiers, andClassDamplifiersaredigitalamplifiers.ClassBandClassABpush-pullamplifiershavehigherefficiencyandlessdistortionthanClassAamplifiers.Thepoweramplifiertransistorsconsumelesspowerandhavebetterheatdissipation.However, ClassBamplifierswillhavepoorswitchingcharacteristicsduringthetransitionbetweentransistoronandoffstates.Oralternatedistortionduetoimproperselectionofcircuitparameters.TheClassDamplifierhashighefficiencyandlowdistortion, andagoodfrequencyresponsecurve.Advantagesoffewerperipheralcomponents.ClassABamplifiersandClassDamplifiersarethebasiccircuitformsofaudiopoweramplifiers.
Amplificateur de classe T :
Le circuit de sortie de puissance de l'amplificateur de puissance de classe T est le même que celui de l'amplificateur de puissance de classe D à modulation de largeur d'impulsion, et le transistor de puissance fonctionne également à l'état marche-arrêt., Le rendement est équivalent à celui d'un amplificateur de puissance de classe D.
Firstofall, itdoesnotusepulsewidthmodulation.Tripathcompanyinventedadigitalpoweramplifierprocessorcalled "DigitalPowerProcessing (DPP)" "Digitalpowertechnology, itisthecoreoftheT-classpoweramplifier.Itusestheadaptivealgorithmandpredictionalgorithmforsmallsignalprocessingincommunicationtechnologyhere.AftertheinputaudiosignalandthecurrententeringthespeakeraredigitallyprocessedbyDPP, theyareusedtocontroltheturn-onandturn-offofthepowertransistor.Sothatthesoundqualitycanachievehigh-fidelitylinearamplification.
Deuxièmement, la fréquence de commutation de son transistor de puissance n'est pas fixe et le spectre de puissance des composants inutiles n'est pas concentré dans une bande de fréquences étroite de part et d'autre de la fréquence porteuse, mais s'étend sur une large bande de fréquences.
De plus, les amplificateurs de puissance de classe T ont une plage dynamique plus large et une réponse en fréquence plate. L'émergence de DPH a poussé l'amplificateur de puissance de l'ère numérique à un nouveau niveau.
Composition de base
L'amplificateur de puissance est généralement composé de trois parties : un préamplificateur, un amplificateur de commande et un amplificateur de puissance final.
1.Le préamplificateur joue un rôle correspondant, son impédance d'entrée est élevée (pas moins de 10 kΩ), il peut absorber la plupart du signal précédent, et l'impédance de sortie est faible (inférieure à quelques dizaines de ), ce qui peut augmenter le signal partiellement émis.
2. L'amplificateur d'entraînement agit comme un pont. Il amplifie encore le signal de courant envoyé par le préamplificateur et l'amplifie en signal de puissance moyenne pour entraîner l'amplificateur de puissance final pour qu'il fonctionne normalement.
3.L'amplificateur de puissance final joue un rôle clé. Il forme un signal de forte puissance à partir du signal de courant envoyé par l'amplificateur de pilotage pour faire sonner l'enceinte. Ses indicateurs techniques déterminent les indicateurs techniques de l'ensemble de l'amplificateur de puissance.
La compositiondesdispositifsactifsutilisésdanslesamplificateurs de puissance
Theactivedevicesusedinpoweramplifiersaremainlytransistors (bipolarorfield-effecttransistors), whichoperateathighfrequenciesorrequirehighoutputpower.Inlargeandotheroccasions, electrontubes (includinghigh-powertransmittingelectrontubes) arealsoused; travelingwavetubesareusedinthemicrowaverange.PoweramplifierscanbedividedintoClassA (A), ClassAandB (AB), ClassB (B), ClassC (C) andClassD (D) accordingtotheoperatingpointsoftheiractivedevices.Thetableliststhehighestefficiencythatpoweramplifiersofdifferentworkingtypescanachieveagainstsinewaves.
Les amplificateurs de puissancesontsouventutilisésdansl'étagedesortiedesémetteursdediffusionetdecommunication,l'étagedesortiedessystèmesaudioetlesamplificateursdusystèmedecommandepourcommanderlesactionneurs.Différentesoccasionsd'application,différentesexigencesdeperformance,lacompositiondescircuitsetlestypesdefonctionnementsontégalementdifférents.
Linearpoweramplifierisusedforoccasionsrequiringlownonlineardistortion.Commonlyusedcircuitformsincludesingletubeamplifiercircuitandpush-pullamplifiercircuit.Thecircuitformofthesingle-tubeamplifiercircuitissimilartothatofthevoltageamplifier.ItmustworkinClassA, withthelowestefficiency, andismostlyusedforsmallpoweramplifiers.Thepush-pullamplifiercircuitiscomposedoftwoactivedevices, whicharerespectivelyexcitedbyinputsignalswithaphasedifferenceof180 °, andthentheiroutputsignalsareinverselysuperposedandsuppliedtotheload.Figure1showstheprinciplecircuitofapush-pullamplifierthatusesatransformertoachieveinversesuperposition.Intheory, thetwodevicescanworkinclassB, andtheoutputisundistorted.However, theactualactivedevicecharacteristicsarenotcompletelyideal, andtheyneedtoworkinClassAandB.Thepush-pullamplifiercircuitcanalsobecomposedofcomplementarypairsofCPNP-typeandNPN-typebipolartransistorsorapairofN-channelandP -canauxtransistors à effet de champavecpolarités opposées.Lecircuitconstruitenutilisantleurcomplémenta Les caractéristiques ry n'ont pas besoin de deux signaux d'entrée avec un déphasage de 180°, et le signal de sortie n'a pas besoin d'être inversé et superposé.
ResonantpoweramplifierAresonantcircuitastheloadofactivedevices, anamplifierthatspecializesinamplifyingnarrow-bandsignals.Thiskindofamplifierallowslargedistortionofthecurrentwaveform, andthenusestheresonantcircuittofilterouttheharmonics; itcanmaketheactivedeviceworkinClassCtoobtainhighefficiency; itismostlyusedinthefinalstageofhigh-powertransmitters.Iftheresonancecircuitistunedtotheharmonicsoftheinputsignalandanappropriateoperatingpointisselected, afrequencymultipliercanbeformed.
L'amplificateur de puissance à large bande utilise le transformateur de ligne de transmission comme charge de l'appareil actif. La fréquence limite supérieure de ce type d'amplificateur de puissance peut atteindre plusieurs centaines de mégahertz, et la couverture de bande est large.
TechnologiesynthèsedepuissanceLes amplificateursmultiplesamplifientlemêmesignald'entrée,puisutiliselaméthodedesynthèsepourajouterlapuissancedesortiedechaqueamplificateur.La figure 2estlecircuitprincipaldelasynthèsedepuissance,quiestcomposéd'amplificateurs,deréseauxdesynthèsedepuissanceetdedistribution.Leréseaudesynthèseetdedistributionestgénéralementcomposédetransformateursdetransmission.
Afin d'améliorer encore l'efficacité de l'amplificateur de puissance, le signal d'entrée est d'abord converti en une séquence d'impulsions, puis converti en un signal analogique après amplification.
En raison des caractéristiques de commutation peu satisfaisantes des appareils actifs, l'augmentation de la fréquence de fonctionnement de ce type d'amplificateur est limitée.
Dans l'amplificateur de puissance, en raison des pertes de chaleur importantes, la partie principale génératrice de chaleur de l'appareil actif doit être complétée par un dissipateur thermique, et parfois un refroidissement par air, par eau ou par évaporation est utilisé pour réduire l'échauffement de l'appareil.
Compétences d'achat
Lors du choix d'un amplificateur de puissance, vous devez d'abord prêter attention à certains de ses indicateurs techniques :
1.Impédance d'entrée : indique généralement la résistance de l'amplificateur de puissance. L'interférence est généralement de 5000 à 15 000 Ω.
2,ledegrédedistorsion :se réfère audegrédedistorsiondusignaldesortiepar rapportausignald'entrée,pluslavaleurestpetite,laqualitéMeilleure,généralement inférieure à 0,05 % ;
3.Rapport signal/bruit : fait référence au rapport entre le signal musical et le signal sonore dans le signal de sortie. Plus la valeur est élevée, plus le son est clair.
De plus,lorsdel'achatd'unamplificateur de puissance,ilestnécessaired'indiquer clairementl'intention d'achat.Si vous souhaitezinstallerun subwoofer,il est préférable d'acheterunamplificateur de puissance5canaux.Habituellement,lesenceintes2canauxet4canauxnepeuventêtreutilisésquepourpromouvoirlesenceintesavantetarrière.
Types communs
Amplificateur de puissance radiofréquence :
L'amplificateur de puissance radiofréquence (RFPA) est un élément important de divers émetteurs sans fil.
L'amplificateur de puissance RF est une partie importante de l'équipement de transmission. Les principaux indicateurs techniques des amplificateurs de puissance RF sont la puissance de sortie et le rendement.
Amplificateur de puissance haute fréquence :
L'amplificateur de puissance à haute fréquence est utilisé dans l'étage final de l'étage d'émission et sa fonction est d'amplifier le signal d'onde modulé à haute fréquence.
Thehigh-frequencypoweramplifierisanimportantcomponentofthetransmittingdeviceinthecommunicationsystem.Accordingtothewidthofitsworkingfrequencyband, itisdividedintotwotypes: étroit bandhigh-frequencypoweramplifiersandbroadbandhigh-frequencypoweramplifiers.Narrow-bandhigh-frequencypoweramplifiersusuallyuseafrequencyselectivecircuitwithfrequencyselectivefilteringasanoutputloop, soitisalsocalledatunedpoweramplifierorResonantpoweramplifier; theoutputcircuitofthebroadbandhigh-frequencypoweramplifierisatransmissionlinetransformerorotherbroadbandmatchingcircuit, soitisalsocalledanuntunedpoweramplifier.Thehigh-frequencypoweramplifierisanenergyconversiondevicethatconvertstheDCenergysuppliedbythepowersupplyintoahigh-frequencyACoutput.Itisknowninthe "lowfrequencyelectroniccircuit" coursethatamplifierscanbedividedintothreetypesofworkingstates: A, B, andCaccordingtothecurrentconductionangle.ThecurrentflowangleoftheClassAamplifieris360o, ce qui convient à un petit signe permet une amplification de puissance. eclassBamplifierisapproximatelyequalto180o; thecurrentflowangleoftheclassCamplifierislessthan180o.BothClassBandClassCaresuitableforhigh-powerwork.TheoutputpowerandefficiencyoftheClassCworkingstatearethehighestamongthethreeworkingstates.Mosthigh-frequencypoweramplifiersworkinClassC.However, thecurrentwaveformdistortionoftheClassCamplifieristoolarge, soitcannotbeusedforlow-frequencypoweramplification, andcanonlybeusedforresonantpoweramplificationwithatuningloopasaload.Duetothefilteringcapabilityofthetuningloop, theloopcurrentandvoltagearestillveryclosetothesinusoidalwaveform, andthedistortionissmall.Inadditiontotheabove-mentionedworkingstatesclassifiedbythecurrentflowangle, therearealsoClassDamplificationandClassEamplificationthatmaketheelectronicdeviceworkintheswitchstate.TheefficiencyoftheClassDamplifierishigherthanthatoftheClassCamplifier, theoreticallyupto100%, butitsmaximumoperatingfrequencyislimitedbythepowerconsumptionofthedevice (collectordissipationpoweroranodedissipationpower) generatedat le moment de la commutation..
Ifthecircuitisimprovedtominimizethepowerconsumptionoftheelectronicdeviceatthemomentofon-offtransition, theoperatingfrequencycanbeincreased.ThisistheClassEamplifier.Inordertoobtainsufficientlow-frequencyoutputpowerinthelow-frequencyamplifiercircuit, alow-frequencypoweramplifiermustbeused, andthelow-frequencypoweramplifierisalsoanenergyconverterthatconvertstheenergyprovidedbytheDCpowersupplyintoanACoutput.Thecommoncharacteristicsofhigh-frequencypoweramplifierandlow-frequencypoweramplifierarelargeoutputpowerandhighefficiency, buttheworkingfrequencyandrelativebandwidthofthetwoarequitedifferent, whichdeterminestheessentialdifferencebetweenthem.Theworkingfrequencyoflowfrequencypoweramplifierislow, buttherelativefrequencybandwidthisverywide.Forexample, from20to20000Hz, theratioofhightolowfrequencyreaches1000times.Therefore, theyalluseuntunedloadssuchasresistorsandtransformers.Theworkingfrequencyofhighfrequencypoweramplifierishigh (fromseveralhundredkHztoseveralhundred, plusieurs milliers d'événementssofthousan dsMHz), buttherelativefrequencybandisverynarrow.Forexample, thebandwidthofanAMbroadcastingstation (bandrangeof535-1605kHz) is10kHz.Ifthecenterfrequencyissetto1000kHz, therelativebandwidthisonlyequivalenttoonehundredthofthecenterfrequency.Thehigherthecenterfrequency, thesmallertherelativebandwidth.Therefore, frequencypoweramplifiersgenerallyuseafrequency-haut selectivenetworkastheloadloop.Becauseofthislatterfeature, theworkingconditionsofthetwoamplifiersaredifferent: faible frequencypoweramplifierscanworkinClassA, ClassA, B, orClassB (limitedtopush-pullcircuits); Les amplificateurs de puissance à haute fréquence fonctionnent généralement en classe C (certaines circonstances particulières peuvent fonctionner en classe B).
Eachintermediatestageofthebroadbandtransmitteralsowidelyusesanewtypeofbroadbandhigh-frequencypoweramplifier, whichdoesnotuseafrequency-selectivenetworkasaloadloop, butusesatransmissionlinewithawidefrequencyresponseasaload.Inthisway, itcanchangetheoperatingfrequencyinawiderangewithoutre-tuning.Insummary, itcanbeseenthatthecommonpointofhigh-frequencypoweramplifierandlow-frequencypoweramplifieristhattheyrequirelargeoutputpowerandhighefficiency; theirdifferenceisthattheirworkingfrequencyandrelativebandwidtharedifferent, sotheloadnetworkandworkingThestatusisalsodifferent.
Themaintechnicalindicatorsofhigh-frequencypoweramplifiersare: outputpower, efficacité, powergain, bande passante, andharmonicsuppression (orsignaldistortion) .Theseindexrequirementsarecontradictory.Whendesigninganamplifier, someindexesshouldbehighlightedaccordingtospecificrequirements, andsomeotherindexesshouldbetakenintoconsideration.Forexample, insomecircuitsinpractice, preventinginterferenceisthemaincontradiction, andrequireshigherharmonicsuppression, whilethebandwidthrequirementscanbeappropriatelyreduced.Theefficiencyofthepoweramplifierisaprominentproblem, anditsefficiencyisdirectlyrelatedtotheworkingstateoftheamplifier.TheworkingstateoftheamplifiercanbedividedintoClassA, ClassBandClassC.Inordertoimprovetheworkingefficiencyoftheamplifier, itusuallyworksinClassBandClassC, thatis, thetransistoroperationextendstothenon -régionlinéaire.Cependant,danscesconditionsdefonctionnement,desdistorsionsnonlinéairesgravesentrelecourantdesortieetlatensiondesortiedel'amplificateur. tsasloadsduetothelargefrequencycoverageoftheirsignals, sotheygenerallyworkinClassAstate; theycanworkinClassBwhenusingpush-pullcircuits.High-frequencypoweramplifierscanuseresonantcircuitsasloadsduetotheirlowsignalfrequencycoverage.Therefore, theyusuallyworkinClassC.Throughthefrequencyselectionfunctionoftheresonantcircuits, theharmoniccomponentsinthecollectorcurrentoftheamplifiercanbefilteredout.Thefundamentalcomponentthusbasicallyeliminatesnonlineardistortion.
Par conséquent, haut-frequencypoweramplifiershavehigherefficiencythanlow-frequencypoweramplifiers.Becausehigh-frequencypoweramplifiersworkinthenon-linearstateoflargesignals, linearequivalentcircuitanalysiscannotbeused.Inengineering, analyticalapproximateanalysismethods-brokenlinemethodsaregenerallyusedtoanalyzetheirworkingprinciplesandworkingconditions.Thephysicalconceptofthisanalysismethodisclear, andtheanalysisworkstatusisconvenient, butthecalculationaccuracyislow.Amongthevarioustypesofhigh-frequencypoweramplifiersdiscussedabove, affinez-bandhigh-frequencypoweramplifiersareusedtoprovidesufficientlystrongnarrow-bandsignalpowercenteredonthecarrierfrequency, ortoamplifynarrow-bandmodulatedsignalsortoachievefrequencydoubling.ItusuallyworksinBClass, ClassCstatus.Broadbandhigh- amplificateur de puissance de fréquence : utilisé pour les étages d'amplification intermédiaires de certains signaux porteurs avec une large gamme de fréquences de stations de radio à ondes courtes et à ondes ultracourtes, afin d'éviter les réglages fastidieux de différents Fc. Fonctionne généralement dans un état de classe.
Indicateurs principaux
Indicateurstechniques
1.Puissance nominale (puissance nominale) : fait référence à la puissance d'onde sinusoïdale continue, à 500 Hz d'entrée d'onde sinusoïdale et à une certaine sous-charge, la distorsion harmonique est inférieure à 1 % de la puissance de sortie, exprimée en W/CH (watts par canal). De manière générale, plus la puissance nominale est élevée, plus le coût est élevé.
2.Distorsion harmonique totale (THD) : se réfère au pourcentage d'harmoniques d'ordre élevé à l'onde fondamentale. Plus la distorsion harmonique totale est petite, mieux c'est. La distorsion harmonique totale d'un bon amplificateur de puissance peut atteindre 0,02 %
3.Slewrate : l'amplitude de tension augmentant par unité de temps, en volts/microseconde, reflète la capacité de l'amplificateur de puissance à suivre les signaux sonores transitoires, qui sont des indicateurs caractéristiques d'état transitoire.
4.Facteur d'amortissement : il est défini comme l'impédance de charge de l'amplificateur de puissance (la résistance interne du tube haute puissance plus la résistance de câblage du haut-parleur), par exemple 8 : 0,04 Ω = 200 : 1, généralement le rapport doit être relativement grand, mais pas trop important.
5.Impédance de sortie (ou impédance de charge nominale) : généralement 8 , 4 , 2 , etc. Plus la valeur est petite, plus la capacité de charge de l'amplificateur de puissance est élevée.
Des indicateurs de performance
Indépendamment de l'amplificateur AV et de l'amplificateur de puissance Hi-Fi, les exigences relatives à l'amplificateur de puissance sont très strictes en termes de puissance de sortie, de réponse en fréquence, de distorsion, de rapport signal/bruit, d'impédance de sortie et de coefficient d'amortissement. Il existe des exigences claires dans d'autres aspects.
Puissance de sortie:
La puissance de sortie fait référence à la puissance délivrée par le circuit de l'amplificateur de puissance à la charge.
1.Puissance nominale (RMS) : il s'agit de la puissance maximale que l'amplificateur de puissance peut fournir pendant une longue période dans une certaine plage d'harmoniques (à proprement parler, c'est un signal sinusoïdal).
2.Puissance de sortie maximale : lorsque la distorsion n'est pas prise en compte, la puissance de sortie du circuit de l'amplificateur de puissance peut être beaucoup plus élevée que la puissance nominale, et il peut également fournir une valeur de puissance plus élevée.
3.Musicoutputpower(MPO) :MusicoutputpowerMPOestl'abréviationdeMusicPowerOutpurenanglais.Il fait référenceàlapuissancedesortielorsquelecircuitamplificateur de puissance fonctionne sur des signaux musicaux,c'est-à-dire queladistorsiondesortienedépassepaslesréglementationsDanslaconditiondelavaleur,lapuissancedesortiemaximaleinstantanéedel'amplificateur de puissance.
La puissance de sortie musicale peut être utilisée pour évaluer l'effet d'écoute dynamique de l'amplificateur de puissance. Par exemple, après un processus musical régulier, un fort impact des sons de percussion apparaît soudainement.
4.Puissance de sortie musicale de crête (PMPO) : c'est la puissance de sortie musicale maximale, qui est un autre indicateur dynamique du circuit de l'amplificateur de puissance.
Habituellement, la puissance de sortie maximale de la musique est supérieure à la puissance de sortie de la musique, la puissance de sortie de la musique est supérieure à la puissance de sortie maximale et la puissance de sortie maximale est supérieure à la puissance de sortie nominale. Selon les statistiques pratiques, la puissance de sortie maximale de la musique est 5 à 8 fois supérieure.
Fréquence de réponse:
La réponse en fréquence reflète la capacité de l'amplificateur de puissance à amplifier chaque composante de fréquence du signal audio, et la plage de réponse en fréquence de l'amplificateur de puissance ne doit pas être inférieure à celle des humains.
Distorsion:
La distorsion est un phénomène dans lequel la forme d'onde du signal audio reproduit change.
Plage dynamique:
Le rapportdusignalminimumsurleniveaudesignalmaximumdel'amplificateursansdistorsionestlaplagedynamiquedel'amplificateur.En application,lerapportutilisedBpourindiquerladifférencedeniveauentrelesdeuxsignaux,etlaplagedynamiquedel'amplificateurhautefidélitédevraitêtresupérieureà90dB.
Variousnoisesinnatureformthesurroundingbackgroundnoise, andthesurroundingbackgroundnoiseisverydifferentfromthesoundintensityoftheperformance.Undernormalcircumstances, thisdifferenceinintensityiscalleddynamicrange, agoodsoundsystemWhenastrongsignalisinput, itshouldnotproduceoverloaddistortion, andwhenaweaksignalisinput, itshouldnotbeoverwhelmedbythenoisegeneratedbyitself.Forthisreason, agoodaudiosystemshouldhavealargedynamicrange, andthenoisecanonlybeminimized, butItisimpossiblenottogeneratenoise.
Rapport signal sur bruit:
Le rapport signal/bruit fait référence à la relation proportionnelle entre la taille du signal sonore et la taille du signal de bruit.
Impédance de sortie et coefficient d'amortissement :
1.Impédance de sortie : l'impédance interne équivalente indiquée par l'extrémité de sortie de l'amplificateur de puissance et la charge (haut-parleur) est appelée l'impédance de sortie de l'amplificateur de puissance ;
2.Coefficient d'amortissement : le coefficient d'amortissement fait référence à la capacité du circuit de l'amplificateur de puissance à fournir une résistance à la charge.
Termes connexes
Plage de travail
La plage de travail fait référence à la bande passante de travail de l'amplificateur de puissance sous la distorsion spécifiée et la puissance de sortie nominale, c'est-à-dire la plage de la fréquence de fonctionnement la plus basse à la fréquence de fonctionnement la plus élevée, en Hz (hertz). La plage de fréquences de fonctionnement réelle de l'amplificateur peut être supérieure à la plage de fréquences de fonctionnement définie.
Modes de travail
Le mode de fonctionnement de l'amplificateur de puissance est principalement le suivant :
Mode duplex à répartition dans le temps (TDD) :
Dans un système de communication mobile en mode TDD, la réception et l'émission sont dans des tranches horaires différentes du même canal de fréquence (c'est-à-dire la porteuse) et le temps garanti est utilisé pour séparer les canaux de réception et d'émission.
Le système TDD a les caractéristiques suivantes :
1.Il ne nécessite pas de fréquences appariées et peut utiliser différentes ressources fréquentielles.
2. La liaison montante et la liaison descendante fonctionnent à la même fréquence, et les caractéristiques symétriques de propagation des ondes radio facilitent l'utilisation des nouvelles technologies telles que les antennes intelligentes pour atteindre l'objectif d'améliorer les performances et de réduire les coûts.
Mode TimeDivisionMultipleAccess (TDMA) :
TDMAestl'abréviation anglaisedeTimeDivisionMultipleAccess.Leporteurdelamêmefréquenceestdiviséenplusieurspetitespériodeségalesdansunecertainepériodedetemps,de sorte que les utilisateursavecdesnumérosdifférentspeuventutiliserdifférentespetitespériodesstockentlemodedecommunicationconnecté.
Gain de transmission
se réfère au rapport puissance de sortie de l'amplificateur à la puissance d'entrée, et l'unité est généralement exprimée en " dB " (décibel). Le gain de sortie de l'amplificateur de puissance augmente ou s'atténue lorsque la fréquence du signal d'entrée change.
Puissance de sortie
Strictlyspeaking, thepowerindexofthepoweramplifierisdividedintothenominaloutputpowerandthemaximuminstantaneousoutputpower.Theformeristheratedoutputpower, whichcanbeinterpretedasthemaximumvalueoftheoutputpowerwhentheharmonicdistortionchangeswithinthestandardrangeandcanworksafelyforalongtime, thelatterreferstothe "pic" outputpowerofthepoweramplifier, whichisinterpretedasthepoweramplifieracceptsWhenanelectricalsignalisinput, themaximumoutputpowerthatcanbewithstoodinstantaneouslyunderthepremiseofensuringthatthesignalisnotdamaged.
Recevoirgain
Gainestundesprincipauxindicateursdel'antenne.C'estleproduitducoefficientdedirectivitéetde l'efficacité,etestlaperformancedurayonnementdel'antenneoulatailledesondesradioréçues.Lechoixdugaindépenddesexigencesdelaconceptiondusystèmepourlazonede couverturedesondesradio.
Protection contre la foudre
Mesures courantes de protection contre la foudre directe :
Lightningrods: Lightningrodsareusedtoprotectindustrialandcivilhigh-risebuildings, motopropulseurs, andtransformersubstations.Powerdistributiondevices, individualsectionsoftransmissionlines, andwhenthelightningpilotcircuitextendstotheground, willgraduallyturntoandhitthelightningrodduetotheinfluenceofthelightningroddistortioncircuit, therebypreventingthelightningfromleadingtotheprotectedequipmentanddestroyingtheprotectedequipmentAndconstructionpossibilities.Itcanbeseenthatthelightningrodisactuallyalightningrod, whichleadsthelightningtoitself, therebyprotectingotherequipmentfromlightningstrikes.
Fil de foudre : Le fil de foudre est également appelé fil aérien. Il est placé le long de la ligne au sommet de la tour et possède un fil métallique mis à la terre.
Ceintures de protection contre la foudre et filets de protection contre la foudre : grilles métalliques disposées le long des angles, des faîtes, des angles d'avant-toit et des avant-toits des bâtiments vulnérables aux coups de foudre.
Protection contre les surtensions
La surtension est également appelée surtension, car son nom l'implique, c'est une surtension instantanée qui dépasse la tension de fonctionnement normale.
Le parasurtenseur, également appelé parafoudre, est un dispositif électronique qui assure la sécurité de divers équipements, instruments et lignes de communication.
Questions nécessitant une attention
Theamplifiercircuitwhosemainfunctionistoprovidepowertotheloadisusuallycalledapoweramplifiercircuit.Itsmainfeaturesareasfollows:
1.OutputpowerItreferstotheproductofalternatingvoltageandalternatingcurrent,thatis,ACpower;
2,ACpowerisdefinedwhentheinputisasinewaveandtheoutputwaveformisbasicallyundistorted;
3.Theoutputpowerislarge,sotheenergyconsumedinthecircuitandtheenergyprovidedbythepowersupplyarealsolarge;
4.Thetransistoroftenworksintheextremeapplicationstate,soitisnecessarytoconsiderthenecessaryheatdissipationmeasuresandovercurrent,Overvoltageprotectionmeasures.
Impedancematching
Inallelectronicaudiovisualequipment,thereisaproblemofthebestsolutionforpoweroutput,thatis,inordertoobtainthemaximumpoweroutputwithoutincreasingtheinvestmentcostofthecircuit,Thisisthebestcombinationofpoweramplifierandspeakersystem.
Thepurposeofthepoweramplifiercombinationistoachievetheminimumequipmentinvestmentandobtainthemaximumpoweroutput.
Inordertoachievethemaximumoutputpower,thesizeoftheloadshouldmaximizetheproductofthecurrentoutputandthevoltageoutputofthepowertube.Thestateatthistimeiscalledthepowermatchingstate.Inthespeakersystemoftheaudioequipment,theoutputimpedanceoftheaudioshouldbethetotalimpedanceofthespeakercombinationstate,sothattheoutputpoweroftheaudioisthemarkedratedstandardpower,otherwisetheoutputpoweroftheaudiowillnotmeettherequirements.
Forexample:theaudiostandardconnectorismarkedas4Ω,100W,thentheimpedanceontheconnectoristheparallelconnectionoftwo8Qspeakers,eachspeakercanget50W,sotheintegratedspeakersystemis4Ω,100W,Otherwise,thepoweroutputof100wcannotbeachieved.
Protectivemeasures
Thepowertubeisthemostvulnerabledeviceinthepoweramplifiercircuit.Mostofthereasonsforthedamagearethattheactualpowerdissipationofthetubeexceedstheratedvalue.Inaddition,ifthepoweramplifierandthespeakeraremismatchedorthespeakerisoverloadedforalongtime,itisalsoveryeasytodamagethespeaker(orspeaker).Therefore,inaudioequipment,thepurposeofprotectionistoprotectexpensivepoweramplifiersandspeakers.Theoverloadandshort-circuitprotectionofthespeakeriscompletelynecessary.
1.Powersupplyprotection:Whenusingaswitchingpowersupply,thereisaspecialprotectioncontrolterminal,aslongastheinputofover-currentorover-voltagesignalscanachievethepurposeofprotection.
2.Poweramplifiertransistorprotection:Inadditiontopayingattentiontotheambienttemperatureandselectingasuitableheatsinkinuse,thepoweramplifiertransistormainlyconsiderstheproblemsofovercurrentandovervoltageprotection.TheappliedintegratedcircuitsareallequippedCurrentlimitprotectionandthermalcut-offprotectionfunction,soyoumustpayattentiontoovervoltageprotectionwhenmakingyourownpoweramplifier.
3.Speakerspeakersystemprotection:Theprotectionoftheaudiosystemhastwomeanings:oneistheoverloadoftheaudiospeaker;theotherisnottheexcessiveaudiopower,butthedeviationoftheDCpotential,resultinginOCLorBTLcircuitspeakerswithoutcapacitorisolationareburntout.
Mainfeatures
Poweramplifiersareabbreviatedaspoweramplifiers.Intermsoftheirmainpurposes,poweramplifierscanbedividedintotwomaincategories,namelydedicatedpoweramplifiersandcivilianpoweramplifiers.Thepoweramplifiersusedinstadiums,movietheaters,dancehalls,conferencehalls,publicplaces,soundreinforcement,andrecordingmonitoring,etc.,generallyhavesomeuniquerequirementsintheirtechnicalparameters.ThistypeofpoweramplifierisusuallycalleddedicatedPoweramplifierorprofessionalpoweramplifier.
ThepoweramplifiersusedforhomeHi-Fimusicappreciation,AVsystemplayback,andkaraokeentertainmentareusuallycalledcivilianpoweramplifiersorhomepoweramplifiers.
Althoughspecialpoweramplifiersandcivilianpoweramplifiersaredifferentinsomecharacteristicparameters,itisdifficulttosaythatthereisaclearboundary.Forexample,thepoweramplifierusedformusicrecordingmonitoringislikelytobeahomeHi-FiisevenaHi-endamplifier.
Hi-FipoweramplifierandAVpoweramplifier:
Hi-FipoweramplifierandAVpoweramplifierarethetwomaincategoriesofhouseholdpoweramplifiers.Thesetwotypesofpoweramplifiersareusedfordifferentpurposes,andtheirdesignfocusesaredifferent.Hi-Fipoweramplifiersareusedtoenjoymusic,andwhatuserspursueistobeas"authentic"aspossible.TheusersofAVpoweramplifierspursuethe"live"effectthatmatchesthescreen,oreventheexaggerated"live".Effect.Thesetwotypesofpoweramplifiersarenotverygoodanddirectlycomparewhichoneisbetter.Forexample,Hi-FipoweramplifiersandAVpoweramplifiersthatarepricedatthesamepriceofmorethanthreethousandyuan,thecostofHi-Fipoweramplifiersisonlyontwochannels,whileAVpoweramplifiersThecostinvestmentmusttakeintoaccount5-6channels,butalsohaveacertaineffectprocessingfunction.Ifyouonlylookattheinputofitstwomainchannels,itisdefinitelylowerthantheinputofthetwochannelsoftheHi-Fiamplifier.Thedifferenceintheplaybackeffectisobvious.ButwhetheritisHi-FipoweramplifierorAVpoweramplifier,therearehigh-endboutiquetypeandvalue-addedpopulartype.
Generallyspeaking,itisdifficulttohaveanAVamplifierthatisfullycompatiblewithHi-FiandAV.ItisaconditionforAVamplifierstotakeintoaccountHi-Fimusicappreciation.ThisconditionisthatusersenjoymusicTimerequirementsandstandards.Iftheuserisonlyusedtoenjoysomecasualmusic,oronlyrequirestobeabletohearthemelodyofthemusic,theAVamplifierisrelativelyeasytomeet,butiftherearehigherrequirementsformusicappreciation,itisgenerallyAVpoweramplifiersaredifficulttosatisfy.
Transistoramplifiersandtubeamplifiers:
TheamplifiersusedforHi-Fiappreciationcanbedividedintotwocategories:transistoramplifiersandtubeamplifiers.Theywerestillusefulinthepast.Hi-Fipoweramplifiersforintegratedcircuitsormodularcircuitsarerarenow.Thereisnodifferencebetweentheadvantagesanddisadvantagesoftransistorpoweramplifiersandtubepoweramplifiers.Theonlydifferenceisthatthedevicesusedaredifferent(oneisatransistorandtheotherisatube).Becausethetwotypesofdevicesaredifferent,theirphysicalprinciplesandcircuitcharacteristicsarealsodifferent..
Theelectriccurrentoftheelectrontubeisformedbythemovementofelectronsattractedbytheelectricfieldforceinthevacuum.Thecurrentofthetransistorisformedbythetransferofthepositionoftheouterelectronofthesemiconductorelementundertheactionoftheelectricfieldforce.Thisdifferenceinphysicalfundamentalsresultsindifferentcircuitcharacteristicsinpracticalapplications.Relativelyspeaking,theworkingvoltageofthetubepoweramplifierisrelativelyhigh,buttheworkingcurrentisrelativelysmall,whiletheworkingvoltageofthetransistorpoweramplifierisrelativelylowandtheworkingcurrentisrelativelylarge.Thetimbreofthetubeamplifierandthetransistoramplifierisindeeddifferent,andtheresponseofthetwototransientsignalsisalsodifferent.Thisdifferencehasbeenadaptedtodifferenttypesofmusicanddifferentmusiclisteners,soHi-Fipoweramplifiershaveformedthecoexistenceoftransistorpoweramplifiersandtubepoweramplifiers.However,intermsofbrand,model,andquantity,theshareoftransistorpoweramplifiersisstilldefinitelygreaterthanthatoftubepoweramplifiers.
ClassApoweramplifierandClassBpoweramplifier:
TheworkingstateoftransistorpoweramplifieroutputstagetransistorcanbedividedintoClassAandClassB.Theso-calledtypeAsimplymeansthattheoutputstagetransistorsworkinthelinearregionduringthepositiveandnegativehalfcyclesofthesinusoidalACsignal,whilethetypeBonlymakestheoutputstagetransistorsworkinthepositivehalfcycle(ornegativehalfcycleofthesinusoidalACsignal).)Workinthelinearregion.Duetothedifferentworkingstatesoftheoutputstagetransistors,thepowerutilizationefficiencyoftheoutputstage(thatis,theratiooftheoutputpoweramplifiertothepowerconsumption)isalsodifferent.Inapracticaloutputcircuit,theefficiencyofTypeBis2-3timeshigherthanthatofTypeA.
ThereisnocrossoverdistortionintheClassApoweramplifier,andregardlessoftheactualoutputpower,theinternalresistanceoftheoutputstagecrystalisconstant.AndClassBpoweramplifiersalwayshaveacertainamountofcrossoverdistortion(althoughthisdistortionmaybeextremelysmall).Inaddition,theinternalresistanceoftheoutputstagetransistorisrelativelysmallwhentheoutputislarge,buttheinternalresistanceoftheoutputstagetransistorisrelativelylargewhentheoutputissmall..Thesedifferencesresultinadifferentsenseofhearing.ThesoundoftheClassApoweramplifierissofterthanthatoftheClassBpoweramplifier.Inaddition,thelowfrequencycontrolpowerofthespeakersisstrongerthanthatoftheClassBpoweramplifier,especiallythebasstextureisbetteratlowvolume.ThesecharacteristicsofClassApoweramplifiersmakeClassApoweramplifiersdonotneedalargeoutputpowermargininpracticalapplications.A20W-30WClassApoweramplifiercanalreadypromotemostspeakersverywell.
Asmentionedearlier,thepowerefficiencyofClassApoweramplifiersislow,whichcausesalotofheattobedissipatedwhenClassApoweramplifierswork.Inordertokeeptheworkingtemperatureofthetransistorwithinacertainlimit,aradiatorwithalargervolumeandareaisrequired,whichmakesthevolumeandweightoftheClassApoweramplifierrelativelylarge.
Purepoweramplifierandmonopoweramplifier:
Commonpoweramplifiersarepreamplifiers(preamplifiers)andpoweramplifiersthatamplifysmallsignals.Theamplifier(post-stage)isbuiltinacabinet.Thistypeofpoweramplifierisoftencalleda"combinedpoweramplifier".Thecombinedpoweramplifieriseasytouseandhasarelativelygoodprice-performanceratio.Butthiskindofcombinedpoweramplifierhassomeinherentshortcomings.Amongthem,themostdifficultthingtoovercomeistheproblemofmutualinterferencebetweenthefrontstageandtherearstage.Inordertosolvethisproblem,thefrontstageandtherearstageareseparatelymadeintwocabinets,sothatthereisapurerearstagepoweramplifier.Mostpurepoweramplifiershaveadual-channelstructure,butthisstructuremakesitdifficulttosolvetheproblemofmutualinterferencebetweenthetwochannels.Inordertosolvethemutualinterferencebetweenthetwochannels,therearetwoSinglechannelpurepoweramplifierwithseparatechannels.
Themainsignificanceofdividingthepoweramplifierintopieceslikethisistoimprovethequalityofthepoweramplifier,nottopursuethisform.Ifthemutualseparationisachievedonlyinform,althoughthemutualinterferenceproblemcanbesolved,otherparametershavenotbeensignificantlyimproved,sothisseparationisstilllimitedtotheimprovementoftheoverallqualityofthepoweramplifier.
Poweramplifiersaredividedintotransistorsandelectrontubes,andthefrontstagealsohastransistorsandelectrontubes.Foraudioenthusiastsandmusiclovers,thereareavarietyofcombinationsintheselectionoffrontandrearstages,anddifferentcombinationshavedifferentsoundcharacteristics,whichgivesusersmoreroomforchoice.
Thepre-amplifierconnectedtothepurepost-amplifierhasagreaterimpactontheprosandconsoftheentireaudiosystem.Firstofall,itmusthaveacertainquality,otherwise,theadvantagesofapureback-endormonowillnotbeabletoplayout,anditmayevenhighlightthe"problems"ofapoor-qualityfront-end,andtheoverallsoundeffectwillbeworse.Inaddition,differentfrontandrearstageshavedifferenttimbrecharacteristics,anduserscanchoosedifferentcombinationsaccordingtopersonalpreference.
Forexample,manyaudioandmusicloversliketousethecombinationof"beforethegallbladder,behindthestone"(iethefrontstageofthetubeandtherearstageofthetransistor).Theyfeelthatthiscombinationnotonlyexertsthepoweroutputofthetransistorrearstage.Thecharacteristicsoflarge,goodtransientresponse,andatasteofthesweetandmellowtimbreofthetubefrontstage,butthiscombinationisnota“goldenrule”,becausethespecificfrontstageandtherearstagehavetheirowncharacteristics.Thepreferencefortimbrevariesfrompersontoperson,anduserscanfindtheirfavoritecombinationaccordingtothespecificsituation.
HowmuchoutputpowershouldtheHi-Fiamplifierhave:
TheoutputpoweroftheHi-Fiamplifierisaffectedbymanyfactors.Firstofall,thisoutputThepowerhasagreaterrelationshipwiththespeakersthatareconnected,andsecondly,itisrelatedtothequalityofthepoweramplifier,andthenitisrelatedtotheenvironmentused,thatis,thespacevolumeoftheroom.
Thespeakerhasaparametercalledsensitivity,anditsunitisdB/m?W,whichmeansthesoundpressure(dB)producedat1mawayfromthespeakerwhenthespeakerreceives1Wofelectricpower.Ifthesensitivityofacertainspeakeris90dB,then1Wofpowerisneededtodrivethesoundpressureof90dBat1m.Togetasoundpressureof100dB,10Wofpowerisneededtodriveit.Butifthesensitivityofthespeakeris80dB(suchasATC'sSCM-10),ifyouwanttoachieveasoundpressureof100dB,youneed100Wofpowertodriveit.Thesensitivityofmostspeakersisabout85dB-90dB.Forthesespeakers,10W-30Wofundistortedpowercanalreadyhaveenoughsoundpressure.
Thequalityofthepoweramplifieritselfiscloselyrelatedtotheoutputpowerthatthepoweramplifiershouldhave.Oneoftheparametersofthepoweramplifieriscalledthedampingcoefficient,whichisaparameterthatindicatestheabilitytocontrolthespeaker,butthisparameterhasamoderaterangeandisdirectlyrelatedtothespecificspeaker.Generallyspeaking,ifthequalityofapoweramplifierisverygood,itcanstillmaintainitsperformanceparametersatacertainlevelwhentheoutputis30W.Thenthereisnoneedtorequireagreaterpoweroutputfromthepoweramplifier.However,ifthequalityofthepoweramplifierisnotideal,anditsperformanceparameterswilldeterioratewhentheoutputpowerincreases,thentheoutputpowerofthepoweramplifiershouldhaveacertainmargintoensurethattherearestillcertaingoodparametersunderthepracticaloutputpower..Undernormalcircumstances,whenthepoweramplifierisaClassAoutputoratubepoweramplifier,thereisnoneedtohavetoomuchoutputpowermargin,andtheoutputpowerof20W-30Wisenough.ButifitisaClassBpoweramplifierorapoorqualitypoweramplifier,thentheoutputpowerofthepoweramplifiershouldhavealargermargin.Inaddition,iftheconnectedspeakerisalarge-scaleinverter,thepoweramplifiershouldalsohavealargeroutputpowermargin.Whenconsideringtheoutputpowerofthepoweramplifierfromthequalityofthepoweramplifieritself,selectingalargerpowermargincanindeedimprovethefitbetweenthepoweramplifierandthespeaker.
Themainsignificanceofchoosingapoweramplifierwithalargeroutputpowerisnotbecauseoftheneedforsuchalargesoundpressure,buttoimprovethefitofthepoweramplifiertothespeakers.Ifapoweramplifierwithamoderateoutputpowercancontrolthespeakershandily,thenthereisnoneedtoputforwardhigheroutputpowerrequirementsforthispoweramplifier.
Theuseenvironment,thatis,thespacevolumeoftheroomisalsorelatedtothepoweroutputofthepoweramplifier.Theoutputpowermentionedaboveisbasedonthespacevolumeoftheroombelow40.IftheroomThevolumeofthespaceislarger,sotheoutputpowerofthepoweramplifiershouldbeincreased.
Characteristicsoftheoutputstageofthetubeamplifier:
Thepoweroutputstageofthetubeamplifierhasthreecircuittypes,oneisthepush-pulloutputcircuitwithoutputtransformer.Thistypeofoutputcircuitoccupiesthevastmajorityoftubepoweramplifiers.Intheoutputtransformerofthepush-pullcircuit,theDCcomponentisverysmall,andthesecondharmonicdistortionisalsoverysmall.Theoutputpowerofthistypeofcircuitcanbemaderelativelylarge,sothescopeofapplicationisrelativelylarge.Generallyspeaking,foraudioenthusiastswhoareinterestedinthesoundofthetubeamplifier,thistypeofoutputstagetubeamplifierisverysuitable.However,forthistypeofpoweramplifier,thedesignandprocessoftheoutputtransformerisveryimportant.Ifthedesignandprocessoftheoutputtransformerhaveshortcomings,thefrequencyresponseandtransientresponseofthistypeofpoweramplifierareoftennotideal.Inaddition,duetothelimitationoftheoutputtransformer,theadaptablerangeofmatchingspeakersisrelativelysmall.
Thecircuittypeofanothertypeofpoweroutputstageisasingle-endedClassAcircuit.Thistypeofcircuitalsohasatransformer,buttheoutputtransformerofthistypeofcircuithasalargeDCcomponent,andtherequirementsfortheoutputtransformerarehigherthanthoseforoutputtransformationinthepush-pulloutputcircuit.Inaddition,therequirementsforpowersupplyarerelativelyhigh.Thecharacteristicofthistypeofoutputcircuitisthattherearemoresecondharmoniccomponents.Althoughthisisakindofharmonicdistortion,formusicsignals,thesecondharmonicisahighlyconsonantsound,soitsoundsveryear-like.Thisfeaturemakesthepowerofthisoutputcircuitveryuniqueinthetimbreofthesound,especiallywhenthepoweramplifierstageusesatriode,thehumanvoicesoundssweet,andthestringsinchambermusicsoundverydelicate,orinotherwords,Thesoundofthistypeofpoweramplifierisveryflavorful.However,theoutputpowerofthistypeofpoweramplifierisnoteasytobelarge,soifthesensitivityofthespeakerislow,itwillbemorereluctanttobroadcastlarge-scaleorchestralmusic.Thistypeoftubeamplifierisverypopularwithaudioplayers.Inadditiontoahigh-powertransistoramplifier,thereisalsoonesuchamplifier.Iwanttocomplementeachotherintone.However,thisalsoshowsthatthistypeofamplifierThetimbrecharacteristicsofitareindeedtouching.
ThereisalsoanOTLcircuitfortheoutputstageofatubepoweramplifier.Theso-calledOTLcircuitisacircuitwithoutanoutputtransformer.TheoutputstagesofmoderntransistorpoweramplifiersarealmostallOTLcircuitsorimprovedversionsofOTLcircuits.Thecharacteristicparametersoftubesandtransistorsaredifferentfromtheirworkingconditions.Transistoramplifiersareeasilysuitableforspeakerswithimpedancesof4-8,whiletubeamplifiersrequiresometroubleiftheydonotneedanoutputtransformertoadapttospeakerswith4-8.SincetheoutputtransformerisremovedfromthetubeOTLpoweramplifier,itstechnicalparametersaregreatlyimprovedcomparedwiththetwotypesofcircuitsmentionedabove.Thesoundofthistypeofoutputcircuitpoweramplifierisverydistinctive.Comparedwiththeprevioustwotypesofoutputcircuits,itIthasamagnificentmomentumandawidesoundfield.Comparedwithatransistorpoweramplifier,itssoundiswarmanddelicate.Sincethistypeofpoweramplifierdoesnothaveanoutputtransformer,itcanadapttoawiderangeofspeakerimpedance.However,thepoweramplifierofthistypeofoutputstagehaslowpowersupplyefficiency,andthedesign,technology,anddebuggingarerelativelycomplicated.Thepoweramplifierofthistypeofoutputcircuitisonlyfoundinsomehigh-endmodels,anditisdifficulttoseelow-pricedpopularmodels.
Currentcharacteristics:
Theunderstandingorevaluationofthepoweramplifiercircuitismainlyconsideredfromthethreeaspectsofoutputpower,efficiencyanddistortion.
1.Inordertoobtaintherequiredoutputpower,thecircuitmustselectatransistorwithalargeenoughcollectorpowerconsumption,andtheworkingcurrentandcollectorvoltageofthepoweramplifiertubearealsohigh.Incircuitdesignanduse,wemustfirstconsiderhowtogivefullplaytothefunctionofthetriodewithoutdamagingthetriode.Sincetheworkingstateofthepoweramplifiertubeinthecircuitisoftenclosetothelimitvalue,becarefulwhenadjustingandusingthepoweramplifiercurrent,andshouldnotexceedthelimit.
2.Fromtheperspectiveofenergyconsumption,theoutputpowerofthepoweramplifierisultimatelyprovidedbythepowersupply.Forexample,thepowerconsumptionofthepoweramplifierintheradioaccountsfor2/3ofthewholemachine,sowemustpaygreatattentiontoimprovingthecircuitefficiency,namelyTheratioofoutputpowertopowerconsumption.
3.Theinputsignalofthepoweramplifiercircuithasbeenamplifiedinseveralstageswithsufficientstrength,whichwillmaketheworkingpointofthepoweramplifiertubemovesignificantly,sothepoweramplifiercircuitisrequiredtohavealargerdynamicrange.Iftheworkingpointofthepoweramplifiertubeisnotproperlyselected,theoutputwillbeseverelydistorted.
Tips
Thepoweramplifierdominatesthewholesystemtoacertainextentwhetheritcanprovidegoodsoundqualityoutput.
Formanypeople,theydon'tknowmuchaboutamplifiers,andtheydon'tknowwhichaccessoriesareneededtoconfigurethepoweramplifierspeakersinordertoplaytheeffectofthepoweramplifiertoanoptimalstate.
Thefirsttypeistoinstallaresistorunderthespeakerforcurrentsampling.Infact,thefeedbackisstillthevoltagesignal,whichistheanalogcurrentfeedback.Themostpeopledoit,butthecircuitisflawed.Therearetworeasons:
1.Hisoutputgainwillchangewiththechangeofimpedance.Asaresult,thevoltageappliedtothehorn2isnotconstant,asifthepowerappliedtothehorncanbemadeconstant.
Becausethesoundpressurecharacteristiccurveoftheloudspeakeristestedunderconstantpressureoutput,thiskindofcircuitisnotgoodsound,thehearingisnotgood,anditisfun.However,thereareimprovedcircuits.Voltagenegativefeedbackisthemainone.Addinganappropriateamountofthistypeofcurrentnegativefeedbackcanmakeagoodsound,butatthistime,theroleofcurrentnegativefeedbackistochangethedampingcoefficientofthepoweramplifier,whichhaslittleeffectontheamplitude-frequencycharacteristics.
2.Thesamplingpointisbelowthehorn.Thehornisaninductor.Thephaseofthecurrentflowingthroughtheinductorwillchange.Thelowfrequencyisgood,butthehighfrequencycanbeshiftedby90degrees,andthephasecharacteristicsareextremelypoor.
Thesecondtype:Negativeimpedanceamplifier,exceptinsomespecialoccasions,thefirsttobeusedinaudioandsucceededisYAMAHA,itsmainfunctionistoimprovetheextensionoflowfrequency.Itiseffective,butitwilldegradethesoundqualityforfrequenciesabove200Hz,soitisgenerallyusedinultra-lowfrequencyactivespeakers.
Actually,thiskindofcircuitisusedinconjunctionwiththespeaker,andthereisnopracticaluseofitalone.Itsworkingprincipleis:ifthespeakerisarigidbody,thenaddingatubecanbecomeanidealHolmozresonancebox,thennomatterthesizeoftheboxandthethicknessofthetube,aslongasitmeetstheHolmozresonanceCalculationformula.Eventheresonancepointof20Hzcanbeachieved.Thesizeoftheboxisjusttheefficiency.Duetothepresenceofthespeaker,thespeakerismovingwhenitsounds.Thespeakerisnotarigidbody,sotheboxwillnotproduceHolmozresonated.
Therefore,ifthediaphragmofthehornisstationarywhenitissounding.Then,theboxisclosetoarigidbody,whichcanmeettheconditionsofHolmozresonance,andtheresonancepointofthisboxcanbearbitrarilydesigned.Thejobofkeepingthehornstationarywhensoundingisthetaskofthenegativeresistancepoweramplifier.Theworkingprincipleofthenegativeresistancepoweramplifieristhatwhenthespeakerisworkinginthelowfrequencyband,itsimpedancecharacteristicchangessharply.Theamplifiercircuittakesoutthischangethroughcurrentsamplingandfeedsitbacktothepoweramplifier,sothatthepoweramplifiercontrolsthespeakerintheformofcurrent.Equivalentanalysisofthecircuit,itcanbefoundthattheinternalresistanceofthepoweramplifieriscalculatedasanegativeresistancecharacteristic.
Duringdynamicamplification,theinternalresistanceofthespeakerplusamplifieriscloseto0.Asaresult,thiscircuitmakesthehornreceivestrongdampingnomatterwhichdirectionitfaces.Aslongasthesoundisover,thehornwillnotmoveandtheboxwillbecomerigid.
Thethirdtype:currentmodefeedbackamplifiercircuit.Thisisapracticalcurrentamplifiercircuit,anditisalsoarealcurrent-typenegativefeedback.Thefeedbacksignaliscurrent,notvoltage,thatis,atthenegativefeedbackterminal.Notadding,butjoining,thereiscurrentflowingin.Thiskindofcircuitwasfirstusedinvideotransmission,orequipmentsuchasoscilloscope.
Becauseofthelow-resistancenegativecurrentfeedbackinput,thiscircuithasexcellenthigh-frequencycharacteristics,andthedrivingabilityofcapacitiveloadsissuperstrong.Aslongasitisimproved,itisfoundthatitisverygoodtobeapoweramplifier,whichcancompensateforthevoltage.Someinherentdeficienciesofthetypeamplifier,suchaslowopen-loopfrequencyresponse,closed-looptransientfrequencyresponsedistortion,andextremelyweakcapacitiveloaddrivingability.Thedisadvantageisthattheopen-loopgainofthiscircuitisrelativelylow,andthedistortionaftertheclosed-loopwillbeanorderofmagnitudehigherthanthatofavoltage-typeamplifier.However,thetotaldistortionwillnotexceed0.01%whendonewell.
Mainapplications
Whetherincivilfieldssuchasglobalmobilecommunicationsystems,third-generationmobilecommunicationsystems,wirelesslocalareanetworks,ormilitaryfieldssuchasradar,electronicwarfare,andnavigation,radiofrequencypowerAsthefront-enddevicesinthesesystems,amplifiershaverapidlyincreasedtheirrequirementsforlowpowerconsumption,highefficiency,andsmallsize.
Asweallknow,thepoweramplifierhasthelargestpowerlossamongthemanymodulesoftheradiofrequencycircuit.Asthecoreandfront-endpartofthesystem,itsefficiencywilldirectlyaffectthesystemefficiency.Therefore,theefficiencyproblemhasbecomearesearchhotspotofmodernpoweramplifiers.Inmostpoweramplifiers,themainpowerlossistransistorloss,whichismainlycausedbyvoltageandcurrent.Therefore,switchingpoweramplifiersareproposed,whichmainlyincludeclassD,classE,andclassF.Amongthem,theclassFpoweramplifierspeciallydesignsaharmonicnetworktorealizethedrainvoltageandcurrentwaveformcontrol.Theoretically,thedrainefficiencyofaclassFpoweramplifieris100%,whichiscalledanewgenerationpoweramplifier.
Becauseofthepowerconsumptionontheoutputcircuit,thetraditionalpoweramplifierhasverylowworkingefficiency.Inordertoincreasetheworkingefficiencyofthetraditionalpoweramplifier,theidealclassFpoweramplifierusesanoutputfiltertocontroltheharmoniccomponentsintheoutputvoltageorcurrentofthetransistor,andnormalizethevoltageandcurrentwaveformsoutputbythetransistor.Inthisway,theangleparameterofthecollectorcurrentis90°,thatis,thecollectorwaveformiskeptasahalfsinewave,thecollectorvoltagewaveformisasquarewave,andthephasedifferencebetweenthetwoisλ/4,sothatthecollectorvoltageandcurrentwaveformsThereisnooverlapzone,thusachievingtheidealefficiencyof100%.