Skaņas kompozīcija un saskaņošana 4

3, jaudas pastiprinātājs
Jaudas pastiprinātājs, kas pazīstams arī kā signāla pastiprinātājs, tā pamatfunkcija ir pastiprināt audio signālus, lai vadītu skaļruņus, lai atskaņotu skaņu. Parasti resursdatoram ir iebūvēts jaudas pastiprinātājs, taču tā jaudas pastiprināšanas diapazons ir salīdzinoši mazs, tāpēc tas nevar atbilst augsta līmeņa klausīšanās prasībām, nemaz nerunājot par salīdzināšanu ar ārēju jaudas pastiprinātāju. Turklāt basu bloks jāvada ar jaudas pastiprinātāju, un resursdatoram nav iespējas vadīt tik lielu basa bloka jaudu. Signāla pastiprinātājs ir būtiska visas automašīnas audio sistēmas sastāvdaļa.
Automašīnas jaudas pastiprinātāja spriegums ir 12V DC, kas atbilst barošanas avota spriegumam automašīnas iekšpusē. Lai paplašinātu signāla dinamisko diapazonu un palielinātu izejas jaudu, jaudas pastiprinātājos parasti tiek izmantota invertora pastiprināšanas tehnoloģija, kas nozīmē, ka spriegums tiek paaugstināts no 12V uz 35-40V. Vēl viens invertora pastiprinājuma ieguvums ir tāds, ka strāvas padeves sprieguma svārstību gadījumā jaudas pastiprinātāja strāvas ķēde automātiski pielāgos spriegumu, lai nodrošinātu izejas jaudas stabilitāti. Šobrīd šī tehnoloģija tiek plaši izmantota transportlīdzekļu jaudas pastiprinātājos.
(1) Jaudas pastiprinātāju siltuma izkliede
Automašīnās uzstādītajiem jaudas pastiprinātājiem ir divi siltuma izkliedes veidi: dabiskā siltuma izkliede un ventilatora siltuma izkliede. Ventilatora siltuma izkliedi parasti izmanto augstas klases jaudas pastiprinātājos. Labā siltuma izkliede būtiski ietekmē izejas jaudu.
(2) Jaudas pastiprinātāju klasifikācija
① Automobiļu jaudas pastiprinātāji tiek klasificēti pēc dažādām vadītspējas metodēm: A klase, B klase, AB klase un digitālā.

A klase: tīrs A klases jaudas pastiprinātājs, kas pazīstams arī kā A klases jaudas pastiprinātājs, ir pilnībā lineāra pastiprinātāja pastiprināšanas forma. Strādājot tīrā A klases jaudas pastiprinātājā, tranzistora pozitīvie un negatīvie kanāli ir normāli atvērtā stāvoklī ar vai bez signāliem, kas nozīmē, ka vairāk enerģijas tiek patērēts kā siltums, bet kropļojumu līmenis ir ārkārtīgi zems. Tīri A klases jaudas pastiprinātāji ir salīdzinoši reti sastopami automobiļu audio lietojumprogrammās, jo to efektivitāte ir ļoti zema, parasti tikai 20-30%. Tomēr audio entuziasti aizraujas ar savu skaņas sniegumu.

B klase: B klases jaudas pastiprinātājs, pazīstams arī kā B klases jaudas pastiprinātājs, kas pazīstams arī kā lineārais pastiprinātājs, taču tā darbības princips pilnīgi atšķiras no tīra A klases jaudas pastiprinātāja. Kad darbojas B klases jaudas pastiprinātāji, tranzistora pozitīvie un negatīvie kanāli parasti ir slēgtā stāvoklī, ja vien nav signāla ieejas. Tas ir, kad nāk pozitīvais fāzes signāls, darbojas tikai pozitīvās fāzes kanāls, savukārt negatīvās fāzes kanāls ir aizvērts, un abi kanāli nekad nedarbosies vienlaicīgi. Tāpēc, ja nav signāla, jaudas zudums vispār nav. Tomēr, kad tiek ieslēgti un izslēgti pozitīvie un negatīvie kanāli, bieži rodas šķērseniski kropļojumi, īpaši zemā līmenī, tāpēc B klases jaudas pastiprinātāji nav īsti augstas precizitātes jaudas pastiprinātāji. Praktiski daudzi sākotnējie automašīnu audio pastiprinātāji bija B klases pastiprinātāji to augstās efektivitātes dēļ.

AB klase: A un B klases jaudas pastiprinātāji, kas pazīstami arī kā AB klases jaudas pastiprinātāji, ir dizains, kas ir saderīgs ar A un B klases jaudas pastiprinātāju priekšrocībām. Ja signāla nav vai signāls ir ļoti mazs, tranzistora pozitīvie un negatīvie kanāli parasti ir atvērti, kā rezultātā rodas jaudas zudumi, taču ne tik nopietni kā A klases pastiprinātājiem. Kad signāls ir pozitīvs, negatīvais kanāls paliek atvērts, līdz signāls kļūst spēcīgāks, bet, kad signāls kļūst stiprāks, negatīvais kanāls aizveras. Kad signāls ir negatīvā fāzē, pozitīvā un negatīvā kanāla darbība ir tieši pretēja. AB klases jaudas pastiprinātāju trūkums ir tāds, ka tie rada nelielus kropļojumus, taču salīdzinājumā ar to efektivitāti un precizitāti tie ir pārāki par A un B klases pastiprinātājiem. AB klases pastiprinātāji pašlaik ir automobiļu audio visplašāk izmantotais dizains.

D klase: Atšķirībā no iepriekš minētajiem A, B vai AB klases pastiprinātājiem, D klases pastiprinātāji darbojas, pamatojoties uz tranzistoru pārslēgšanu un var pilnībā vadīt vai izslēgties ļoti īsā laikā. Divi tranzistori nevada vienlaikus, tāpēc tie rada ļoti maz siltuma. Šāda veida pastiprinātājiem ir ārkārtīgi augsta efektivitāte (ap 90%), ideālos apstākļos sasniedzot 100%, savukārt AB klases pastiprinātāji salīdzinājumā var sasniegt tikai 78,5%. No otras puses, slēdža darbības režīms palielina arī izejas signāla kropļojumus. D klases pastiprinātāja ķēde ir sadalīta trīs posmos: ieejas pārslēgšanas pakāpe, jaudas pastiprināšanas pakāpe un izejas filtrēšanas stadija. D klases pastiprinātāji var darboties impulsa platuma modulācijas (PWM) režīmā, kad tie ir ieslēgti/izslēgti. Izmantojot PWM, audio ieejas signālu var pārveidot par augstfrekvences pārslēgšanas signālu. Audio signāls tiek salīdzināts ar augstfrekvences trīsstūrveida vilni, izmantojot komparatoru. Ja spriegums invertējošā galā ir augstāks par spriegumu fāzes galā, izeja ir zemā līmenī; Ja reversā spailes spriegums ir zemāks par tās pašas fāzes spailes spriegumu, izeja ir augstā līmenī.

D klases pastiprinātājos komparatora izeja ir savienota ar jaudas pastiprinātāja ķēdi, kurā tiek izmantoti metāla oksīda lauka efekta tranzistori (MOSFET), nevis bipolāri tranzistori (BJT). Tas ir tāpēc, ka pirmajam ir ātrāks reakcijas laiks un tas ir piemērots augstfrekvences darbības režīmiem. D klases pastiprinātājiem ir nepieciešami divi MOSFET, kas var pilnībā ieslēgties vai izslēgties ļoti īsā laikā. Ja MOSFET ir pilnībā vadītspējīgs, tā sprieguma kritums ir ļoti zems; Kad MOSFET ir pilnībā nogriezts, strāva, kas iet caur cauruli, ir nulle. Divu MOSFET, kas darbojas pārmaiņus ieslēgtā un izslēgtā stāvoklī, pārslēgšanās ātrums ir ļoti ātrs, kā rezultātā tiek panākta ārkārtīgi augsta efektivitāte un zema siltuma ražošana. Tāpēc D klases pastiprinātājiem nav nepieciešama liela siltuma izlietne.

② Atkarībā no pastiprinātāja caurules veida to var iedalīt žults un akmens mašīnās:
③ Akmens mašīna (tranzistors): dinamiska un ātra, ar spēcīgu analītisko spēku, hierarhiju un spilgtumu lielā dinamiskā mūzikā
④ Žultspūšļa (elektroniskā caurule): skaņa ir maiga, augstie ir vienmērīgi un ir pietiekami daudz vietas (tīra mūzika, vokāls).