中文简体
الصفحة الرئيسية / أخبار / أخبار الصناعة / دليل فئة مكبر الصوت: A وAB وD وH لتصميم وحدة السماعات التي تعمل بالطاقة
حدد مرحلة 500 واط من الفئة أ.ب لمكبر صوت محكم الغلق وستتحمل ما يقرب من 400 واط من الحرارة المهدرة داخل خزانة بحجم حقيبة محمولة. حدد وحدة من الفئة D لنفس الـ 500 واط وينخفض الحمل الحراري إلى حوالي 55 واط. يمكن أن يبدو الإخراج الصوتي في ورقة المواصفات متطابقًا تقريبًا؛ لن يتم تطبيق التصميم الحراري وتصنيف المحولات وحجم الخزانة ووزن الشحن.
الإجابة المختصرة: بالنسبة لمكبرات الصوت الجديدة ومصفوفات الخطوط والأنظمة المحمولة، فإن الفئة D هي الفئة الافتراضية. لا تزال الفئة H تحظى بمكانتها في مكبرات الصوت عالية الإخراج وأنظمة الصوت المثبتة حيث يفضل مرحلة الإخراج الخطي وإمدادات المحولات البسيطة. تظل الفئة AB منتشرة على نطاق واسع في التصميمات القديمة ومكبرات الصوت والخلاطات التي تعمل بالطاقة. تشرح الأقسام أدناه ما يتحكم فيه حرف الفصل فعليًا، وأين تفوز كل فئة، وما هي عمليات التحقق التي تمنع الوحدة من الفشل في الإنتاج.
ما تصفه فئة مكبر للصوت في الواقع
تصف فئة مكبر الصوت حالة التحيز لمرحلة الإخراج، وعلى وجه التحديد مقدار دورة إشارة الإدخال التي يجريها كل جهاز إخراج. تحدد هذه المعلمة سقف الكفاءة النظرية وآلية التشويه والحرارة التي يجب أن تتخلص منها المرحلة.
- الفئة أ - يعمل الجهاز خلال 360 درجة كاملة من الدورة. خطية ممتازة، وأقل كفاءة من أي فئة خطية.
- الفئة ب - جهازين يدور كل منهما 180 درجة ويتم تسليمهما عند معبر الصفر. كفاءة من الناحية النظرية، ولكن عملية التسليم تخلق تشويهًا متقاطعًا.
- الفئة أB — يقوم كل جهاز بإجراء ما بين 180 و360 درجة، مما يدفع التشوه المتقاطع إلى ما دون مستوى السمع على حساب بعض الكفاءة.
- الفئة د - يتم تشغيل وإيقاف أجهزة الإخراج بتردد عالٍ بدلاً من تتبع شكل الموجة، وبالتالي فإن الكفاءة تأتي من التبديل بدلاً من التضخيم الخطي.
- الفئة G و H - المراحل الخطية التي تتحرك بها سكة الإمداد أو تتعقب الإشارة، وبالتالي فإن أجهزة الإخراج لا ترى إلا الجهد الذي تحتاجه.
الرسالة الصفية ليست تصنيف الجودة. يمكن لمرحلة التبديل التي تم تنفيذها بشكل جيد أن تقيس بشكل أفضل من المرحلة الخطية المتوسطة، ويمكن لوحدة الفئة D التي تمت تصفيتها بشكل سيئ أن تنتج قطعًا أثرية لن يظهرها تصميم الفئة AB أبدًا. ما تتنبأ به الرسالة بشكل موثوق هو الطاقة المهدرة، وغرفة التبريد، وحجم العرض، وتكلفة بناء المنتج النهائي وشحنه.
كفاءة الطاقة الكاملة النموذجية حسب فئة مكبر الصوت
النطاقات العملية لمراحل إخراج الصوت. تعتمد كفاءة الفئة H على عدد مرات تحرك القضبان أو مسارها.
مقارنة فئة مكبر للصوت في لمحة
يلخص الجدول أدناه الفئات التي من المرجح أن تراها في كتالوج الوحدات، بالإضافة إلى قرار التصميم الذي تفرضه كل فئة.
| فئة | التوصيل أو الوضع | الكفاءة النموذجية | حيث يظهر | نتيجة التصميم |
|---|---|---|---|---|
| A | 360 درجة | 25-30% | شاشات الاستوديو، هاي فاي | غرفة تبريد كبيرة، تيار خامل عالي |
| B | 180 درجة لكل جهاز | 50-70% | نادر في الصوت، شائع في الكتب المدرسية | تشويه كروس عند التسليم |
| AB | 180-360 درجة | 50-65% | مضخمات PA، ومضخمات الأجهزة، والخلاطات التي تعمل بالطاقة | إمداد بسيط، حجم مبدد حراري للإخراج المستمر |
| C | تحت 180 درجة | 60-80% | أجهزة إرسال الترددات اللاسلكية، وليس الصوت | التشويه مرتفع جدًا لاستخدام الصوت |
| D | تشغيل وإيقاف | 80-92% | مكبرات الصوت بالطاقة، ومصفوفات الخطوط، ومكبرات الصوت | تخطيط EMI، مرشح الإخراج، التحكم في الوقت الميت |
| G | صعدت قضبان العرض | 60-75% | أنظمة هاي فاي مثبتة عالية الطاقة | يضيف تبديل السكك الحديدية التكلفة والتعقيد |
| H | تتبع القضبان بشكل مستمر | 65-80% | مكبرات الصوت، صوت مثبت كبير | المغير السكك الحديدية بالإضافة إلى إمدادات المحولات الخطية |
تنتمي الفئتان E وF إلى تصميم الترددات الراديوية ونادرًا ما تظهران في أجهزة الصوت، ولهذا السبب تم استبعادهما من الجدول أعلاه.
لماذا تتحول الكفاءة إلى حجم الخزانة والوزن والتكلفة
تصبح نسب الكفاءة مفيدة بمجرد تحويلها إلى واط. بالنسبة لمرحلة خرج بقدرة 500 واط، فإن تصميم الفئة A بكفاءة 30% تقريبًا يسحب حوالي 1667 واط من التيار الكهربائي، ومرحلة الفئة AB بنسبة 55% تسحب حوالي 909 واط، ومرحلة الفئة H بنسبة 75% تسحب حوالي 667 واط، ووحدة الفئة D بنسبة 90% تسحب حوالي 556 واط.
يجب توفير كل هذه الواطات بواسطة المحول وإزالتها من العلبة. يؤدي ذلك إلى زيادة كتلة المبدد الحراري وضوضاء المروحة وفتحات التهوية ووزن كل وحدة تقوم بشحنها. تؤثر درجة الحرارة أيضًا على الموثوقية: فالقاعدة الأساسية المستخدمة على نطاق واسع في إلكترونيات الطاقة هي أن كل انخفاض بمقدار 10 درجات مئوية في درجة حرارة التشغيل يضاعف تقريبًا عمر المكثف الإلكتروليتي.
يتم سحب الطاقة الرئيسية لكل 500 واط من إخراج الصوت
1667 و الفئة أ
909 دبليو الفئة أB
667 واط فئة ح
556 واط الفئة د
حساب توضيحي باستخدام كفاءات نموذجية تبلغ 30% و55% و75% و90% على التوالي.
وحدات مكبر الصوت من الفئة D: الافتراضي لمكبرات الصوت الجديدة التي تعمل بالطاقة
تقوم أجهزة الإخراج من الفئة D بالتبديل بدلاً من التضخيم خطيًا، لذلك يهيمن التوصيل والتحويل على الخسائر بدلاً من التيار المتحيز الثابت. تصل كفاءة الوحدات العملية إلى 80-92%، وهذا هو السبب في أن كل مكبر صوت محمول جديد تقريبًا وعنصر مصفوفة خطية ومضخم صوت صغير الحجم يتم بناؤه حول وحدة تبديل.
تنتقل المقايضات إلى العرض وتخطيط اللوحة. يحافظ مصدر LLC الرنان مع تصحيح عامل الطاقة على استقرار الحافلة عبر نطاق واسع من التيار الكهربائي ويحافظ على ضوضاء التبديل في نطاق يمكن التنبؤ به، مما يجعل تصفية EMI أسهل. تحدد محاثات مرشح الإخراج والوقت الميت وتوجيه محرك البوابة ما إذا كانت الوحدة تتجاوز حدود الانبعاثات وتظل مستقرة في حمل 4 أوم.
ومن الأمثلة التمثيلية على ذلك وحدة eon520-2092، المصنفة LP500W/HP200W مع واجهة أمامية رنانة PFC وLLC ومدخل واسع الجهد.
وحدات الفئة H: لا تزال الإجابة الصحيحة لمكبرات الصوت عالية الإخراج
الفئة H هي فئة خطية ذات قضبان إمداد تعمل على نقل الإشارة الصوتية أو تتبعها. نظرًا لأن أجهزة الإخراج لا تسقط أبدًا جهد الناقل الكامل عبر نفسها عند مستويات خرج منخفضة، فإن الكفاءة تهبط في النطاق 65-80٪ - أقل بكثير من الفئة D، ولكن مع محتوى تحويل عالي التردد أقل بكثير. وهذا هو أحد أسباب بقاء تصميمات الفئة H شائعة في مكبرات الصوت الكبيرة وأنظمة الصوت المثبتة.
تستخدم الوحدات في هذه الفئة عادةً مصدر محول خطي وتعتمد على المبدد الحراري الكبير. على سبيل المثال، تم تصنيف amp400h-7294 على أنه LP400W/HP100W ويستخدم مشعاع ألومنيوم على شكل حرف U للتعامل مع الإخراج المستمر، في حين أن amp600s-fp يهدف بشكل خاص إلى تشغيل مضخم الصوت.
AMP400H 7294: خرج قوي LP 400W HP 100W مع مشعاع ألومنيوم على شكل حرف U من الفئة H ● قوة المحول الخطي: 500 وات ● مضخم الطاقة المتوسط والمنخفض التردد: الفئة H 400 وات - 4 أوم ● مضخم الطاقة عالي التردد: الفئة AB 100 وات - 8 أوم ● الألومنيوم على شكل حرف U... عرض المنتج → مطابقة فئة مكبر الصوت مع بقية مجموعة الوحدات
فئة مكبر الصوت منطقية فقط في سياق مجموعة الوحدات بأكملها. عادةً ما يجمع مكبر الصوت الذي يعمل بالطاقة أربع وظائف: التحكم في الإدخال ومستوى الصوت، ونواة DSP، ومرحلة التقاطع أو EQ، ومرحلة الطاقة التي تحرك محولات الطاقة.
مكدس نموذجي مكون من أربع طبقات في مكبر صوت نشط
الطبقات الوظيفية لمجموعة وحدات السماعات النشطة، من الإدخال إلى إخراج مكبر الصوت.
مطابقة الأمور على الحدود. تقوم وحدة DSP بتعيين عتبة المحدد ونقطة التقاطع، لذلك تحتاج إلى معرفة تأرجح جهد الخرج الحقيقي لمرحلة الطاقة، وتحتاج مرحلة الطاقة إلى حمل يمكنه القيادة بأمان عند الحد الأدنى من مقاومة السائق. تحافظ الوحدات المبنية على منصة DSP واحدة على اتساق واجهة التحكم والبنية المعدة مسبقًا عبر النماذج - على سبيل المثال، يقوم dsp1903 بتخزين أربعة أوضاع EQ مخصصة محددة مسبقًا لنظام صفيف خطي 2.1 قناة. المورد الذي يصمم كلا النصفين في المنزل، مثل نينغبو هواج للإلكترونيات ، يمكن تعديل هذه الحدود معًا بدلاً من التفاوض عليها بين اثنين من الموردين.
DSP1903: 4 أوضاع EQ مخصصة معدة مسبقًا، مكبر صوت مصفوف خطي 2.1CH ADAU1701 قائم على وظيفة DSP ● تم تصميمه على أساس نظام الصوت ADAU1701. استخدم برنامج sigma studio DSP لتكوين معلمات معالجة الإشارة. ● يمكن اختيار أربعة أوضاع مخصصة معدة مسبقًا والتي... عرض المنتج → فحوصات عملية قبل الالتزام بالفصل الدراسي
أيًا كانت الفئة التي قمت بإدراجها في القائمة المختصرة، فإن عمليات التحقق الخمسة هذه تكتشف معظم المشكلات قبل بدء الأدوات.
- العمل من الحد الأدنى من المعاوقة، وليس الاسمية. يمكن للسائق الذي تم تصنيفه عند 8 أوم أن ينخفض إلى ما دون ذلك بكثير في بعض الترددات، و مطابقة وحدة مكبر الصوت ومقاومة مكبر الصوت يجب التحقق منها مقابل هذا الحد الأدنى.
- تحويل الكفاءة إلى حرارة في أسوأ الأحوال، وليس المتوسط. تحتوي مادة البرنامج على عامل القمة، ولكن المحدد سيحافظ على قوة طويلة المدى قريبة من التصنيف أثناء العرض.
- تحقق من العرض مقابل التيار الكهربائي. تتحمل وحدات التبديل ذات الجهد العريض انقطاع التيار الكهربائي وإمدادات المولدات بشكل أفضل من القضبان الخطية الثابتة.
- قم بتأكيد نظام الحماية كتابيًا. ينبغي تحديد سلوك التيار الزائد ودرجة الحرارة الزائدة وإزاحة التيار المستمر، وليس افتراضه.
- التحقق من المسار الحراري. يؤثر عزم دوران تركيب المبدد الحراري ومواصفات الوسادة الحرارية وتدفق الهواء على معدلات فشل المجال.
تمت مقارنة الفئات AB وD وH عبر خمسة معايير تصميم
الفئة د فئة ح الفئة أB
مقارنة نوعية على مقياس من خمس نقاط للتصميمات النموذجية على مستوى الوحدة.
الأسئلة المتداولة حول فئات مكبر الصوت
س1. ما هي فئات مكبر الصوت الرئيسية المستخدمة في الصوت؟
الفئة أ, Class AB, Class D and Class H cover almost all audio equipment. Class A conducts through the full signal cycle, Class AB through more than half of it, Class D switches the output devices at high frequency, and Class H is a linear stage whose supply rails track the signal.
س2. ما هي فئة مكبر الصوت الأفضل لمكبر الصوت أو مضخم الصوت؟
بالنسبة للسماعات التي تعمل بالطاقة ومصفوفات الخطوط والأنظمة المحمولة، عادة ما تكون الفئة D هي نقطة البداية بسبب كفاءتها وبصمتها الحرارية الصغيرة. بالنسبة لمكبرات الصوت ذات الإخراج العالي جدًا والأنظمة المثبتة، غالبًا ما توفر الفئة H توازنًا أفضل بين التكلفة والسلوك الخطي وتصميم بسيط لإمدادات المحولات.
س3. هل وحدة مضخم الطاقة من الفئة D جيدة مثل الفئة AB؟
عندما يتم تصميمه بشكل صحيح، نعم. تعمل وحدات الفئة D الآن على تشغيل صفائف الخطوط ومكبرات الصوت الفرعية بشكل روتيني. العوامل الحاسمة هي مرشح الإخراج، وتخطيط محرك البوابة، وأداء EMI وتصميم الحماية بدلاً من حرف الفئة نفسه.
س 4. ما مدى كفاءة مكبر الصوت من الفئة D مقارنة بالفئتين A والفئة AB؟
تعمل الوحدات الصوتية العملية من الفئة D بحوالي 80-92% بكامل طاقتها، مقابل حوالي 50-65% للفئة AB و25-30% للفئة A. وبالتالي فإن وحدة الفئة D بقدرة 500 واط تتبدد في منطقة 45-125 واط من الحرارة بدلاً من 400 واط أو أكثر التي ستنتجها مرحلة الفئة AB.
س5. ماذا تعني الفئة H في وحدة مضخم الطاقة؟
فئة ح is a linear output stage whose supply rail steps up or tracks the audio signal, so the output devices only see the voltage they need. Efficiency typically lands between 65% and 80%, higher than Class AB but below Class D, with less high-frequency switching content than a switching module.
س6. هل تؤثر فئة مكبر الصوت على جودة الصوت أم على الكفاءة والحرارة فقط؟
يغير الفصل آلية التشويه والسلوك الحراري بدلاً من جودة الصوت بحد ذاته. يمكن أن تكون وحدة الفئة D النظيفة ووحدة الفئة AB النظيفة شفافة؛ عادةً ما تأتي الاختلافات المسموعة من التنفيذ والتصفية وسلوك الحماية وإعدادات DSP أمام مرحلة الطاقة.
