Skaņas pastiprinātāji: pārskats par veidiem un izvēles noslēpumiem

Lielākajai daļai sistēmu, kas paredzētas skaņas reproducēšanai, ir īpašs piederums, ko sauc par audio pastiprinātāju. Ar tās palīdzību skaņa tiek pārraidīta diezgan skaļi, bez svešiem elektromagnētiskiem traucējumiem un dažādiem kropļojumiem. Pastiprinātāji atšķiras viens no otra ar savu dizainu, kā arī tiem ir dažādas pielietojuma jomas un sinhronizācija ar citām audio iekārtām.

Skaņas jaudas pastiprinātāju var iebūvēt jebkuras ierīces sistēmā vai būt atsevišķai neatkarīgai ierīcei ar savu vadības paneli.

Skaņas pastiprinātāju var atrast jebkurā kvalitatīvā skaļruņu aprīkojumā. Tas var būt radio magnetofons mūzikas klausīšanai automašīnā, stereo sistēma, mājas kinozāle vai parasts skaņas atskaņotājs, telefons vai portatīvais dators - vārdu sakot, pastiprinātājs ir piemērojams visur, kur iekārtai ir skaļruņi. Pastiprinātājs ir ierīce, kas darbojas elektrotīklā un pārveido elektrisko signālu, padarot to spēcīgāku par sākotnējiem parametriem, palielinot elektriskās strāvas jaudu.

Skaņas pastiprināšanas ierīces tiek iedalītas sīkāk atkarībā no to lietošanas jomas. Galvenās pastiprinātāju pielietošanas jomas ir profesionāli un patērētāji... Turklāt pastiprinātājus var klasificēt pēc to konstrukcijas – ir viena gala vai push-pull iespējas. Piemēram, viena gala pastiprinātājs darbojas lineārā pastiprinājuma režīmā, kad pilnā periodā caur tranzistoru iet elektriskā strāva.

Sadzīves pastiprinātāja uzdevums ir pievienot skaņai papildu jaudu, nogādāt skaņas signālu līdz tādiem diapazona indikatoriem, ko var dzirdēt parasta cilvēka auss, tas ir, līdz 15-23 kHz. Šāds skaņas pārraides pieaugums ir pamatots ar to, ka līdz ar vecumu cilvēka dzirdes jutība samazinās, un cilvēki nobriedušā vecumā uztver skaņas ar frekvenci, kas nav augstāka par 16-18 kHz.

Rūpnieciskie audio pastiprinātāji ir arī svarīgi un plaši izmantoti. Tos izmanto informatīviem paziņojumiem ēkās un būvēs, ražošanas darbnīcās, atklātās vietās, kā arī lielos iepirkšanās vai izklaides centros.

Jebkuram audio jaudas pastiprinātājam ir noteiktas īpašības.

• Izejas audio jauda - tas var būt nomināls, ko mēra attiecībā pret noteikto nelineāras kārtas skaņas kropļojumu koeficientu, vai maksimālais, tas ir, mēra attiecībā pret patvaļīgi noteiktu koeficientu.
• Efektivitāte - nosaka skaņas pastiprināšanas parametru attiecībā pret tā sākotnējo skaņas jaudu.
• Frekvenču diapazons - norāda, ar kādām frekvences svārstībām pastiprināšanas ierīce var darboties. Parasti tas ir no 20 līdz 22 kHz.
• Harmoniskie kropļojumi - tas ir koeficients, kas nosaka kropļojuma daļu, kas rodas, kad pastiprināta skaņa tiek pārraidīta ar atsauces frekvenci 1 kHz. Izkropļojumi parasti var būt no 0,001% līdz 0,1%.
• Skaņas un trokšņa attiecība - parāda līmeni, kādā skaņas pastiprinātāja paša troksnis ir saistīts ar tā raidīto pastiprināto skaņu.
• Dempinga koeficients - atspoguļo pastiprinātāja spēju nomākt nevēlamus traucējumus, kas rodas elektriskā sprieguma laukā, kas var būtiski ietekmēt skaņas pārraides kvalitāti.

Bieži vien parastajiem cilvēkiem rodas jautājums, kāpēc ir nepieciešams skaņas pastiprinātājs, ja jūs varat vienkārši pievienot skaļumu. Tomēr pastiprinātājs ne tikai palielina skaļumu, bet arī dod jaudu pārraidītajai skaņai. Dažādas skaņas pārraidīšanai izmantotās ierīces ne vienmēr to pārraida kvalitatīvi. Bet, ja šīs ierīces pievienojat pastiprinošajam aprīkojumam, izejošā skaņa būtiski mainīs tās īpašības:

• audio signāls izejā kļūst kvalitatīvāks, tas ir aizsargāts no kropļojumu un dažādu traucējumu ietekmes;
• ir iespēja pārraida skaņu vairākas reizes skaļāk un jaudīgāk nekā sākotnējā stāvoklī.

Apsveriet, kā darbojas parastais pastiprinātājs, kas darbojas, lai pastiprinātu skaņu audio skaļruņos.

• Svarīga detaļa ir ievades sistēma, kurai ir pievienots skaņas avots. Ieejas spriegums parasti atšķiras starp avotu un pastiprinātāju.
• Transformators - tas pārvērš pastiprinātājā ienākošās elektriskās strāvas jaudu vērtībā ar augstu veiktspēju.
• Izejas stadija - tas sastāv no tranzistoriem, kas veic uzdevumu pārveidot augstsprieguma elektrisko strāvu, kas nāk no barošanas avota. No izejas stadijas pārveidotais signāls tiek nosūtīts uz audio izvades ierīci.
• Iestatījumu pielāgošana - šo ierīci var atrast tikai atsevišķos pastiprinātājos. Regulēšana ļauj izvēlēties pārraidītā audio signāla kvalitātes līmeni.

Tālāk ir parādīta parastās tipiskās ierīces skaņas jaudas pastiprinātāja darbības shēma.

• Elektriskā strāva no elektrotīkla vai transportlīdzekļa barošanas sistēmasko nodrošina akumulators, ieejot transformatorā, tiek pārvērsts līdzstrāvas parametros.
• Konvertēts un pastiprināts audio signāls, nemainot audio viļņa garumu, pāriet uz izvadierīci, no kurienes skaņa nāk kvalitatīvākā un jaudīgākā formā. Parasti šo apraidi veic audio skaļruņi.

Pastiprināšanas ierīce, ko izmanto sadzīves iekārtām, piemēram, dators vai magnetofons, arī saņem signālu no pievienota skaņas avota caur ievades sistēmu, pārveido to, palielinoties svārstīgo viļņu amplitūdas jaudai, un pārraida skaņu. uz izvades ierīci.

Mūsdienīgā audio tehnika ir aprīkota ar skaņas pastiprinātāju – vai tā būtu ierīce, kas pārraida digitālā procesora signālu, vai bezvadu sīkrīks, kas darbojas ar Bluetooth, tajās var atrast gan mono pastiprinātāju, gan stereo modeli. Skaņu pastiprinoša ierīce var izskatīties kā mini pastiprinātājs, ko izmanto ierīcēs ar maziem izmēriem, un, piemēram, viedtālrunī ir iebūvēts mikro pastiprinātājs. Būtu nepareizi teikt, ka liels pastiprinātājs ir labāks par mazu.

Skaņas jaudas pastiprinātāju iespējas ir iedalītas kategorijās atbilstoši to pielietojumam.

• Automašīnas audio pastiprinātāji — paredzēti, lai palielinātu skaļruņu un zemfrekvences skaļruņu jaudu. Tie ir iedalīti ierīcēs ar 1 līdz 6 kanāliem. Viena kanāla versija darbojas ar lieljaudas ierīcēm.Divu kanālu versija darbojas ar audio sistēmu, kurai ir atsevišķi kanāli, kas rada stereo skaņu. Trīs kanālu ierīcēm ir iespēja savienot ar zemfrekvences skaļruni un diviem skaļruņiem. Visizplatītākais pastiprinātājs ar četriem kanāliem, kur var pieslēgt 4 skaļruņus uzreiz vai 3 skaļruņus un zemfrekvences skaļruni. Pastiprinātāji ar 5 un 6 kanāliem piedāvā arī elastību vairāku audio ierīču savienošanai, ievērojami ietaupot vietu, taču tie ir dārgāki.

• Mājas audio pastiprinātāji - atsevišķi pastiprinātāji mājas lietošanai ir reti, jo jebkurai multivides iekārtai tie jau ir iebūvētā versijā. Šī iemesla dēļ papildu pastiprinātāja izmantošana ikdienas dzīvē nav nepieciešama, lai palielinātu skaņas jaudu, bet gan lai novērstu iespējamos traucējumus tās pārraides laikā. Šo opciju veic īpašs bloks, kas kontrolē tembru, paaugstinot vai, gluži pretēji, samazinot skaņas augstās un zemās frekvences.

• Koncertu pastiprinātājs Ir profesionāls aprīkojuma veids, kas paredzēts sinhronizācijai ar elektrotīklam pieslēgtiem mūzikas instrumentiem. Šāda pastiprinātāja ierīcē ir arī skaļruņi, dažādu specefektu bloks, toņu vadības bloks.

• Studijas pastiprinātājs - pieder arī profesionālajam aprīkojuma veidam, kura uzdevums ir nedaudz pastiprināt skaņu un maksimāli palielināt tās kvalitāti. Studijas pastiprinātājam ir daudz atšķirību salīdzinājumā ar patērētāju pastiprinātāju. Tie sastāv no augstākas jutības diapazona, sasniedzot līdz 100 000 Hz, kanāli tiek regulēti atsevišķi, un toņu vadības bloka vietā studijas pastiprinātājam ir miksēšanas pults. Studijas iekārtas ir daudz jaudīgākas un paredzētas lielām slodzēm lietošanas ilguma ziņā, tām ir aizsardzība pret elektrisko pārspriegumu, uzticamāki un kvalitatīvāki savienotāji utt.

Ierīces, kas pastiprina skaņu, papildus savam mērķim tiek iedalītas arī pēc jaudas līmeņa.

Jaudas līmenis tiek saprasts kā kopējais izejas signāla indikators, kas tiek ņemts vērā vienam ierīces darbības ciklam atkarībā no ierīces ķēdes.

Tradicionāli skaņas pastiprinātāja jaudas klases ir sadalītas vairākās grupās.

Augstākā kvalitāte - A, B, AB, C klases. Šādas ierīces spēj nodrošināt tīrāko un beztrokšņu analogo skaņu. Ierīces dizains ir tranzistoru vai caurules metode skaņas pārveidošanai. Šādas iekārtas tiek izmantotas mājsaimniecībā un profesionālajā jomā.

Augstākās kvalitātes skaņas pārveidošana tiek veikta tikai ar A klases lampas pastiprinātāja palīdzību. Šīs ierīces ir dārgas, un to cenas var sasniegt vairākus miljonus rubļu. Caurules pastiprinātājiem ir iespēja precīzi atkārtot ievades skaņas izskatu un izvadīt to bez jebkādiem kropļojumiem, bet ar ievērojamu pastiprinājuma daudzumu.

Ierīces mazām ierīcēm - D, E, F un T klases. Šie pastiprinātāji izmanto digitālās shēmas un impulsu ieslēgšanas un izslēgšanas modulāciju.

Visbiežāk D klases pastiprinātāji, kas atšķirībā no analogajiem tipiem ieejas signāls tiek uztverts nevis sinusoīda formā, bet gan taisnstūra impulsa veidā. Impulsu amplitūda ir nemainīga, un to ilgums ir atkarīgs no ieejas signāla. Ierīce darbojas ar frekvenci no 10 līdz 100 000 Hz. Iegūtos skaņas impulsus pastiprina tranzistori, un izejošā skaņa tiek filtrēta zemas caurlaidības režīmā.

Automobiļu pastiprinātājs — H klase. Šo paņēmienu izmanto vidēs ar ierobežotu elektriskā sprieguma līmeni. Ierīces dizains ietver AB klases pastiprinātāju.Šāda pastiprinātāja efektivitāte ir 83-85%, un tas tiek uzskatīts par mazjaudas, bet skaņas kropļojumu līmenis ir tikai 0,1%.

Lai izvēlētos pastiprinātāja modeli, jāņem vērā ne tikai tā izskata un īpašību vintage parametri, bet arī jāvadās pēc profesionāļu atsauksmēm akustikas jomā. Pastiprinātāji var būt diezgan lieli, un ir arī kompakti modeļi. Iebūvētajām ierīcēm ir ļoti miniatūrs izskats, taču ir arī tikai pārnēsājama versija, ko izmanto automašīnā.

Apskatīsim dažus mūsdienu modeļus kā piemēru.

• Denon PMA-520AE - Uzticams divu kanālu modelis ar 70 W izejas jaudu kanālā. Tranzistorā integrētais pastiprinātājs darbojas frekvencēs no 5 līdz 100 kHz. Izkropļojuma koeficients ir 0,02%. Izmaksas ir 18 000-20 000 rubļu.

• Pioneer A-30 - integrēts divu kanālu tranzistoru pastiprinātājs, klase AC. Jauda kanālam 70 W. Darbojas frekvenču diapazonā no 5 līdz 100 kHz. Izmaksas ir 25 000-28 000 rubļu.

• Marantz PM5005 - integrēts tranzistoru divkanālu pastiprinātājs ar jaudu 40 W katram kanālam. Darbojas frekvenču diapazonā no 10 līdz 20 kHz. Izkropļojuma koeficients ir 0,01%. Izmaksas ir 25 000-30 000 rubļu.

• Onkyo A-9150 - integrēts tranzistoru pastiprinātājs, divkanālu, klase AC. Katra kanāla jauda ir 60 vati. Darbojas frekvenču diapazonā no 10 līdz 100 kHz. Izkropļojuma koeficients ir 0,08%. Izmaksas ir 45 000-60 000 rubļu.

• Yamaha A-S801 - integrēts tranzistoru pastiprinātājs, divu kanālu. Katra kanāla jauda ir 100 vati. Darbojas frekvenču diapazonā no 20 līdz 200 kHz. Kondensatoru jauda ir 12 μF. Izmaksas ir 55 000-60 500 rubļu.

Lai izvēlētos pareizo modeli aktīvajai skaņas akustikai, neatkarīgi no tā, vai tas ir miniatūrs automašīnas pastiprinātājs vai liela ierīce grīdas koncertu aprīkojumam, ir noteikti parametri, kuriem jāpievērš uzmanība.

• Pirms pastiprinātāja iegādes vispirms ir jāizvēlas akustiskais aprīkojums. un tikai pēc tam, koncentrējoties uz tā parametriem, izvēlieties skaņu pastiprinošu ierīci. Abām ierīcēm ir jāsinhronizējas viena ar otru ar darbības diapazona jaudu un frekvenci.
• Izvēloties skaņas pastiprināšanas ierīci, jums jāņem vērā telpas vai atvērtās telpas platība, kurā viņam jāstrādā.
• Izturīgām skaņas pastiprināšanas iekārtām eksperti iesaka to izvēlēties ar jaudas rezervi attiecībā pret to, kas jums nepieciešams. Tas tiek darīts, lai neizmantotu pastiprinātāju līdz tā iespēju robežai.
• Augstas kvalitātes aprīkojuma skaņas izkropļojumu līmenis nepārsniedz 3%. Jo zemāks šis indikators, jo labāks ir pastiprinātājs.
• Pastiprināšanas ierīces signāla un trokšņa attiecībai jābūt pēc iespējas augstākai - tas sniedz priekšstatu par skaņas skaidrību pie maksimālā skaļuma opcijas.
• Pastiprinātāji strādā dažādos frekvenču diapazonos, bet vislabākais būs tāds, kas var darboties frekvencēs no 16 līdz 100 kHz. Šajā diapazonā cilvēka auss vislabāk uztver skaņas kvalitāti.

Tālāk varat uzzināt, kā darbojas skaņas pastiprinātājs.