Войти
Усилитель мощности стерео аудио производства Unitra 
Внутренний вид интегрированного аудиоусилителя Mission Cyrus 1 Hi Fi (1984) усилитель мощности звука (или усилитель мощности ) - это электронный усилитель, который усиливает маломощные электронные аудиосигналы, такие как сигнал от радиоприемника или звукоснимателя электрогитары , до уровня, достаточно высокого для вождения громкоговорители или наушники. Усилители мощности звука встречаются во всех звуковых системах, включая звукоусиление, системы оповещения и домашнее аудио, а также музыкальные инструментальные усилители, например гитарные усилители. Это последний электронный этап в типичной цепочке воспроизведения звука перед отправкой сигнала на громкоговорители.
Предыдущие каскады в такой цепочке являются усилителями звука малой мощности, которые выполняют такие задачи, как предварительное усиление сигнала (это, в частности, связано с сигналами проигрывателя, микрофон сигналы и сигналы электрических инструментов от звукоснимателей, таких как электрогитара и электробас), эквализация (например, регулировка низких и высоких частот), регуляторы тембра, смешивание различных входных сигналов или добавление электронных эффектов, таких как реверберация. Входами также может быть любое количество источников звука, таких как проигрыватели, проигрыватели компакт-дисков, цифровые аудиоплееры и кассетные проигрыватели. Для большинства усилителей мощности звука требуются эти входы низкого уровня, которые имеют линейный уровень.
, в то время как входной сигнал для усилителя мощности звука, например сигнал от электрогитары, может измеряться всего в несколько сотен микроватт., его выходная мощность может составлять несколько ватт для небольших устройств бытовой электроники, таких как радиочасы, десятки или сотни ватт для домашней стереосистемы, несколько тысяч ватт для звуковая система ночного клуба или десятки тысяч ватт для большого рок-концерта система звукоусиления. В то время как усилители мощности доступны в виде отдельных устройств, обычно ориентированных на hi-fi рынок аудиофилов (нишевый рынок) для энтузиастов звука и систем звукоусиления для профессионалов, большинство потребительской электроники звуковые продукты, такие как радиочасы, бумбоксы и телевизоры, имеют относительно небольшие усилители мощности, которые встроены в шасси основного продукта.
Прототип аудиоусилителя Де Фореста 1914 года. Аудиоусилитель был изобретен примерно в 1912 году Ли Де Форест, что стало возможным благодаря его изобретению первого практического усилительного электрического компонента, триод вакуумная трубка (или «клапан» в британском английском) в 1907 году. триод представлял собой трехполюсное устройство с управляющей сеткой, которая могла модулировать поток электронов от нити к пластине. Триод вакуумный усилитель был использован при создании первого AM-радио. Ранние звуковые усилители мощности были основаны на электронных лампах, и некоторые из них обеспечивали особенно высокое качество звука (например, усилитель Williamson 1947-1949 гг.).
Звуковые усилители мощности на основе транзисторов стали практичными с широкой доступностью недорогих транзисторов в конце 1960-х годов. Начиная с 1970-х годов, большинство современных усилителей звука основаны на твердотельных транзисторах , особенно на транзисторе с биполярным переходом (BJT) и полевом транзисторе металл-оксид-полупроводник. (МОП-транзистор). Усилители на основе транзисторов легче по весу, более надежны и требуют меньшего обслуживания, чем ламповые усилители.
MOSFET, изобретенные Мохамедом Аталлой и Давоном Канг в Bell Labs в 1959 году, был адаптирован в силовой MOSFET для аудио Дзюн-ичи Нисидзава в Университете Тохоку в 1974 году. Вскоре компания Yamaha начала производить силовые полевые МОП-транзисторы для своих hi-fi усилителей звука. JVC, Pioneer Corporation, Sony и Toshiba также начали производство усилителей с силовыми полевыми МОП-транзисторами в 1974 году. В 1977 году Hitachi представил LDMOS (MOS с боковым рассеиванием), тип силового MOSFET. Hitachi был единственным производителем LDMOS в период с 1977 по 1983 год, когда LDMOS использовался в усилителях мощности звука таких производителей, как HH Electronics (серия V) и Ashly Audio, и были используется для музыки и систем громкой связи. усилители класса D стали успешными в середине 1980-х, когда стали доступны недорогие полевые МОП-транзисторы с быстрой коммутацией. Многие транзисторные усилители используют полевые МОП-транзисторы в своих секциях мощности, потому что их кривая искажений больше ламповых.
В 2010-х годах все еще есть энтузиасты аудио, музыканты ( в частности, электрогитаристов, электробасистов, исполнителей на органе Хаммонда и игроков Fender Rhodes электрических пианино и других), звукорежиссеры и музыкальные продюсеры, которые предпочитают ламповые усилители, и то, что воспринимается как «более теплый» ламповый звук.
Три монтируемых в стойку усилителя мощности звука, используемых в a система звукоусиления.Ключевыми проектными параметрами для усилителей мощности звука являются частотная характеристика, усиление, шум и искажение. Они взаимозависимы; увеличение усиления часто приводит к нежелательному увеличению шума и искажений. Хотя отрицательная обратная связь фактически снижает усиление, она также снижает искажения. Большинство звуковых усилителей представляют собой линейные усилители, работающие в классе AB.
. До 1970-х годов большинство усилителей были ламповыми, в которых использовались электронные лампы. В течение 1970-х ламповые усилители все чаще заменялись усилителями на основе транзисторов , которые были легче по весу, более надежными и не требующими обслуживания. Тем не менее, все еще есть нишевые рынки потребителей, которые продолжают использовать ламповые усилители и ламповые предусилители в 2010-х годах, например, домашние hi-fi энтузиасты, аудиоинженеры и музыкальные продюсеры (которые используют ламповые предусилители в студийных записях для «разогрева» сигналов микрофонов) и электрогитаристы, электрические басисты и исполнители на органе Хаммонда, из которых меньшинство продолжают использовать ламповые предусилители, ламповые усилители мощности и ламповые блоки эффектов. В то время как энтузиасты Hi-Fi и звукорежиссеры, занимающиеся живым звуком или мониторингом треков в студии, обычно ищут усилители с наименьшими искажениями, исполнителей на электрических инструментах в таких жанрах, как блюз, рок-музыка и в музыке хэви-метал, среди прочего, используются ламповые усилители, потому что им нравится естественный перегруз, который создают ламповые усилители при сильном нажатии.
В 2000-е годы усилитель класса D, который намного эффективнее усилителей класса AB, широко использовался в бытовой электронике аудиотехнике, НЧ усилители и система звукоусиления шестерни, так как усилители класса D намного легче по весу и выделяют гораздо меньше тепла.
Поскольку современные цифровые устройства, включая проигрыватели компакт-дисков и DVD, радиоприемники и магнитофоны, уже обеспечивают «ровный» сигнал на линейном уровне, предусилитель не требуется, кроме как в качестве регулятор громкости и селектор источника. Альтернативой отдельному предусилителю является простое использование пассивных регуляторов громкости и переключения, иногда интегрированных в усилитель мощности для формирования интегрированного усилителя.
Последний каскад усиления, после предусилителей, является выходным каскадом, где самые высокие требования предъявляются к транзисторам или лампам. По этой причине выбор конструкции, сделанный вокруг устройства вывода (для несимметричных выходных каскадов, например, в усилителях несимметричных триода ) или устройств (для двухтактных выходных каскадов), например, Класс работы выходных устройств часто рассматривается как описание всего усилителя мощности. Например, усилитель класса B, вероятно, будет иметь только выходные устройства высокой мощности, отключенные на половину каждого цикла, в то время как другие устройства (такие как дифференциальный усилитель, усилитель напряжения и, возможно, даже транзисторы драйвера) работают в классе A. бестрансформаторный выходной каскад, устройства по существу включены последовательно с источником питания и выходной нагрузкой (например, громкоговорителем), возможно, через некоторый большой конденсатор и / или малое сопротивление.
В течение нескольких лет после появления полупроводниковых усилителей их воспринимаемый звук не обладал превосходным качеством звука лучших ламповых усилителей (см. ламповый усилитель звука ). Это заставило аудиофилов поверить, что «ламповый звук» или звук клапана имеет внутреннее качество благодаря самой ламповой технологии. В 1970 году опубликовал статью о происхождении ранее ненаблюдаемой формы искажения: переходных интермодуляционных искажений (TIM), позже также называемых искажениями, вызванными нарастанием (SID). Было обнаружено, что искажение TIM происходит во время очень быстрого увеличения выходного напряжения усилителя.
TIM не проявлялся при измерениях синусоидального тона в установившемся режиме, что помогало скрыть его от инженеров-проектировщиков до 1970 г. Проблемы с искажением TIM возникают из-за уменьшения АЧХ без обратной связи твердотельных усилителей. Дальнейшие работы Отала и других авторов нашли решение для искажения TIM, включая увеличение скорости нарастания, уменьшение полосы частот предусилителя и включение схемы компенсации запаздывания во входной каскад усилителя. В высококачественных современных усилителях частота отклика разомкнутого контура составляет не менее 20 кГц, что исключает искажение TIM.
Следующим шагом в усовершенствованном дизайне была теорема Баксандалла, созданная Питером Баксандаллом в Англии. Эта теорема ввела понятие сравнения отношения между входным искажением и выходным искажением усилителя. Эта новая идея помогла инженерам-проектировщикам звука лучше оценить процессы искажения в усилителе.
Pyle двухканальный усилитель мощности Важные области применения включают системы оповещения, театральные и концертные системы звукоусиления и бытовые такие системы, как стерео или система домашнего кинотеатра. Инструментальные усилители, включая гитарные усилители и электрические клавишные усилители, также используют усилители мощности звука. В некоторых случаях усилитель мощности для инструментального усилителя интегрирован в одну «головку» усилителя, которая содержит предусилитель, регуляторы тембра и электронные эффекты. Эти компоненты могут быть установлены в деревянном корпусе динамика для создания «комбоусилителя». Музыканты с уникальными характеристиками и / или потребностью в очень мощном усилителе могут создать индивидуальную установку с отдельными предусилителями для монтажа в стойку, эквалайзерами и усилителем мощности, установленным в 19-дюймовом дорожном футляре.
Power усилители доступны в виде отдельных блоков, которые используются hi-fi энтузиастами аудио и разработчиками систем громкой связи (системы громкой связи) и систем звукоусиления. A Hi-Fi пользователь усилителей мощности может иметь стереоусилитель мощности для управления левым и правым динамиками и одноканальный усилитель мощности «моноблок» для управления сабвуфером . Количество усилителей мощности, используемых в настройке звукоусиления зависит от размера помещения. В небольшой кофейне может быть один усилитель мощности, управляющий двумя динамиками PA. В ночном клубе может быть несколько усилителей мощности для основных динамиков, один или несколько усилителей мощности усилители для мониторных динамиков (указывает на полосу) и дополнительный усилитель мощности для сабвуфера э. Концерт на стадионе может иметь большое количество усилителей мощности, установленных в стойках. Большинство бытовой электроники звуковой продукции, такой как телевизоры, бумбоксы, аудиосистемы для домашнего кинотеатра, электронные клавиатуры Casio и Yamaha , «комбинированные» гитарные усилители и автомобильные стереосистемы имеют усилители мощности, встроенные в шасси основного продукта.
 | Викискладе есть материалы, связанные с усилителями мощности звука. |
