Первые усилители звука были изобретены более 100 лет назад американским изобретателем Ли де Форестом. Конструктивно они представляли электронную лампу с тремя выводами и назывались триод. С развитием полупроводниковой техники удалось значительно уменьшить размеры, а также потребление аудиоусилителей.
Время чтения: 7 минут
Основным предназначением усилителей мощности звука (УМЗ) является прием и усиление слабых сигналов, передаваемых в акустическом диапазоне (20 Гц – 20 кГц). УМЗ применяют в конструировании домашней и автомобильной акустики, портативных музыкальных систем, а также иных устройствах обработки сигналов в звуковом диапазоне.
Вместе с тем, в выборе УМЗ, следует учитывать:
Все УМЗ делятся на открытые и закрытые.
Закрытые модели подойдут для блочных конструкций, когда нет возможности или отсутствует надобность совмещения в единое устройство: источника сигнала, звукоусилителя, динамиков и источника питания. Такие звукоусилители имеют прочный корпус, обеспечивающий защиту от попадания влаги, пыли, а также механических повреждений.
УМЗ открытого типа не имеют собственного защитного корпуса. Они должны размещаться внутри конструируемой установки. Такие модели обладают хорошим охлаждением за счет свободной вентиляции, но более чувствительны к условиям окружающей среды. При наличии внешних органов регулировки, УМЗ монтируются в боковую стенку конструируемой установки.
Существует два исполнения усилителей звука: с регулировкой выходной мощности и без нее.
УМЗ без регулировки предпочтительнее в том случае, когда источник имеет собственное управление выходным сигналом. К ним относятся магнитолы, проигрыватели, радио и другие устройства. Если источник акустического сигнала не имеет собственной регулировки или она недостаточно функциональна, то следует выбрать УМЗ с регулировкой выходной мощности.
Можно выделить три типа питания реализуемых в УМЗ:
Модели с сетевым питанием более громоздки, из-за наличия преобразователя напряжения, однако позволяют использовать такие устройства для конструирования домашних медиа устройств. Устройства, рассчитанные на бортовую сеть, подходят для создания автомобильных акустических систем. УМЗ, требующие двухполярного питания, нуждаются в соответствующем источнике питания.
Существует множество классов звукоусилителей. Они обозначаются одно- или двухбуквенным кодом от A до Z. Однако к основной классификации режимов усиления относятся только классы A, B, AB, C и D. При этом набольшее распространение получили УМЗ классов AB, а также D.
Класс AB характеризуются повышенным КПД (до 72%), а также имеет более высокие акустические характеристики на высоких мощностях (по сравнению с А и В). Устройства ранга D относятся к категории цифровых усилителей мощности звука. Связано это с тем, что управляющий сигнал предварительно оцифровывается. К преимуществам относится больший КПД (до 95%), а также компактность устройств.
Тип акустической системы показывает число каналов, усиливаемых УМЗ. Этот показатель важен в конструировании конечного продукта, так как напрямую влияет на качество звучания, а также на размер самой установки.
Число усиливаемых каналов обозначается двумя цифрами, разделенными точкой – «Х.Х». На первом месте указывается число основных динамиков, на втором – число сабвуферов. Из наиболее распространённых выделяют усилители звука с такими акустическими системами: 1.0 (монозвуковые), 2.0 и 2.1 (стереозвуковые), 5.1 (объемное звучание).
Эта характеристика отражает диапазон рабочих частот, в котором амплитуда сигнала достигает значения -3 дБ. У большинства устройств он составляет 20 Гц – 20 кГц, однако некоторые производители обещают линейность АЧХ (амплитудно-частотная характеристика) до 80-100 кГц. Хотя большинство людей не воспринимают звуки с частотами выше 20 кГц, это не значит, что такие устройства бесполезны. Усилители с широким частотным диапазоном обеспечивают минимальное искажение в верхнем диапазоне частот (от 5 до 20 кГц).
В процессе усиления в сигнал могут проникать высокочастотные помехи (гармонические составляющие). Это ухудшает чистоту выходного сигнала. Показателем, характеризующего величину нелинейных (гармонических) искажений, является коэффициент гармонических искажений (THD). Обычно он измеряется на частоте в 1 кГц. При этом нужно помнить, что с ростом частоты и мощности THD тоже растет. Для большинства УМЗ коэффициент гармонических искажений составляет не выше 0,1%.
Показателем эффективности является выходная мощность усилителя звука, измеряемой в Ваттах. В технических характеристиках может отражаться как номинальная, так и максимальная (что чаще) мощность каждого канала. Например, указание «300 + 2х150 Вт» говорит нам о том, что для основных динамиков мощность составляет 150 Вт, а для сабвуфера – 300 Вт.
Наличие дополнительного функционала значительно расширяет возможности конструируемой автономной музыкальной системы.
УМЗ часто оборудуются различными модулями приема и передачи: Bluetooth, FM-приемником, разъемами USB, а также TF (для подключения SD карт). Также некоторые платы звуковых усилителей звука могут иметь пульт дистанционного управления.
При выборе УМЗ необходимо учитывать не только количество каналов, но и класс усилителя, его исполнение, мощность, а также наличие дополнительного функционала. Если к устройству предъявляются более серьёзные требования, то вам также необходимо учесть: коэффициент гармонических искажений, динамический диапазон, потребляемый ток, а также другие более специфические характеристики.
Если у вас возникли сложности с выбором усилителя звуковой мощности или возникли вопросы вы можете обратиться за помощью к нашим специалистам.
