ध्वनि प्रवर्धक कक्षाएं

निश्चित रूप से कई लोगों ने सुना है कि आधुनिक एम्पलीफायर विभिन्न वर्गों से संबंधित हो सकते हैं। हालांकि, जो लोग ध्वनिक प्रणालियों और ध्वनि उपकरणों की तकनीकी विशेषताओं से दूर हैं, उन्हें यह समझने की संभावना नहीं है कि अक्षर पदनामों के पीछे क्या छिपा है।

हमारी समीक्षा में, हम अधिक विस्तार से बात करेंगे कि एम्पलीफायर वर्ग क्या हैं, वे क्या हैं, और इष्टतम मॉडल कैसे चुनें।

एम्पलीफायर वर्ग आउटपुट सिग्नल का मूल्य है जिस पर यह एक ऑपरेटिंग चक्र के दौरान एक साइनसॉइडल इनपुट सिग्नल द्वारा कार्यात्मक आरेख में संचालित होता है और इस प्रभाव के परिणामस्वरूप बदलता है। एम्पलीफायरों का वर्गों में वर्गीकरण, मोड के रैखिकता मापदंडों पर निर्भर करता है, जिसका उपयोग श्रेणियों से आने वाले संकेतों को पूरी तरह से गैर-रैखिक के बजाय कम दक्षता पर बढ़ी हुई सटीकता के साथ बढ़ाने के लिए किया जाता है। इस मामले में, सिग्नल के ध्वनि प्रजनन की सटीकता इतनी महान नहीं है, लेकिन दक्षता काफी अधिक है। एम्पलीफायरों के अन्य सभी वर्ग इन दो समूहों के बीच किसी प्रकार के मध्यवर्ती मॉडल हैं।

एम्पलीफायरों के सभी वर्गों को सशर्त रूप से दो उपसमूहों में विभाजित किया जा सकता है। पहले में ए, बी, साथ ही एबी और सी कक्षाओं के शास्त्रीय नियंत्रित मॉडल शामिल हैं। उनकी श्रेणी आउटपुट सिग्नल के एक निश्चित खंड में उनकी चालकता के पैरामीटर द्वारा निर्धारित की जाती है। इस प्रकार, आउटपुट पर अंतर्निर्मित ट्रांजिस्टर का संचालन "ऑफ" और "ऑन" के बीच में स्थित है।

उपकरणों की दूसरी श्रेणी में अधिक आधुनिक मॉडल शामिल हैं, जिन्हें तथाकथित स्विचिंग वर्ग माना जाता है - ये मॉडल डी, ई, एफ, साथ ही जी, एस, एच और टी हैं।

ये एम्पलीफायर ऑपरेशन में पल्स-चौड़ाई मॉडुलन का उपयोग करते हैं, साथ ही डिजिटल सर्किट "पूरी तरह से बंद" और "पूरी तरह से" के बीच सिग्नल को लगातार संक्रमण करने के लिए उपयोग करते हैं। नतीजतन, संतृप्ति क्षेत्र में एक शक्तिशाली उत्पादन होता है।

हम एम्पलीफायरों के विभिन्न वर्गों के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे।

क्लास ए मॉडल उनके डिजाइन की सादगी के कारण सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। यह आने वाले सिग्नल विरूपण के कई मापदंडों के कारण है और, तदनुसार, एम्पलीफायर प्रतिष्ठानों की अन्य सभी श्रेणियों की तुलना में उच्च ध्वनि की गुणवत्ता। इस श्रेणी के मॉडल दूसरों की तुलना में अत्यधिक रैखिक होते हैं।

आमतौर पर, क्लास ए एम्पलीफायर अपने काम में ट्रांजिस्टर के एकल संस्करण का उपयोग करते हैं। यह सिग्नल के दो हिस्सों के लिए मूल एमिटर कॉन्फ़िगरेशन से जुड़ा है ताकि जर्मेनियम ट्रांजिस्टर हमेशा इसके माध्यम से गुजरता है, भले ही कोई चरण संकेत न हो। इसका मतलब है कि आउटपुट पर, चरण पूरी तरह से सिग्नल कटऑफ और संतृप्ति क्षेत्र में नहीं जाएगा। इसका अपना ऑफसेट बिंदु लगभग लोड लाइन के केंद्र में होता है। इस तरह की संरचना इस तथ्य की ओर ले जाती है कि ट्रांजिस्टर बस सक्रिय नहीं होता है - इसे इसके मूल नुकसानों में से एक माना जाता है।

क्योंकि क्लास ए डिवाइस सिंगल एंडेड हैं और सभी दिए गए कर्व्स के लीनियर ज़ोन में काम करते हैं, एक आउटपुट डिवाइस पूरे 360 डिग्री के माध्यम से यात्रा करता है, इस मामले में एक श्रेणी ए डिवाइस वर्तमान स्रोत के साथ पूरी तरह से अनुपालन करता है।

चूंकि इस श्रेणी में एम्पलीफायर संचालित होते हैं, जैसा कि हमने पहले ही कहा है, अल्ट्रा-लीनियर क्षेत्र में, डीसी पूर्वाग्रह को सही ढंग से सेट किया जाना चाहिए। - यह उचित संचालन सुनिश्चित करेगा और 24 वाट की शक्ति के साथ एक ध्वनि प्रवाह देगा। हालांकि, इस तथ्य के कारण कि आउटपुट डिवाइस हमेशा ऑफ स्टेट में होता है, यह लगातार करंट का संचालन करता है, और यह पूरे ढांचे में बिजली के लगातार नुकसान की स्थिति पैदा करता है। यह सुविधा बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई की ओर ले जाती है, जबकि उनकी दक्षता काफी कम है - 40% से अधिक नहीं होती है, जो किसी प्रकार की शक्तिशाली ध्वनिक प्रणालियों की बात करते समय उन्हें अव्यवहारिक बनाती है। अलावा, स्थापना के बढ़े हुए नो-लोड करंट के कारण, बिजली की आपूर्ति में उपयुक्त आयाम होने चाहिए और जितना संभव हो उतना फ़िल्टर किया जाना चाहिए, अन्यथा एम्पलीफायर और थर्ड-पार्टी ह्यूम की आवाज़ से बचा नहीं जा सकता है। इन कमियों ने इस तथ्य को जन्म दिया कि निर्माताओं को अधिक कुशल श्रेणी के एम्पलीफायरों के निर्माण पर काम करना जारी रखने के लिए मजबूर होना पड़ा।

निर्माताओं द्वारा क्लास बी एम्पलीफायरों का निर्माण कम दक्षता और ओवरहीटिंग के बढ़े हुए स्तर से जुड़ी समस्याओं को हल करने के लिए किया गया था, जो पिछली श्रेणी की स्थापना में निहित हैं। अपने काम में, श्रेणी बी मॉडल अतिरिक्त ट्रांजिस्टर की एक जोड़ी का उपयोग करते हैं, आमतौर पर द्विध्रुवी। उनका अंतर यह है कि सिग्नल के दोनों हिस्सों के लिए, आउटपुट एज को पुश-पुल सर्किटरी के अनुसार बनाया गया है, इसलिए प्रत्येक ट्रांजिस्टर डिवाइस आउटपुट सिग्नल के केवल आधे हिस्से का प्रवर्धन देता है।

एम्पलीफायरों के इस वर्ग में कोई बेस डीसी बायस करंट नहीं है क्योंकि इसकी मौन धारा शून्य है, इसलिए डीसी पावर रेटिंग आमतौर पर कम होती है। तदनुसार, इसकी दक्षता डिवाइस ए की तुलना में काफी अधिक है। साथ ही जब संकेत सकारात्मक हो जाता है, तो सकारात्मक-पक्षपाती ट्रांजिस्टर इसे चलाता है, और नकारात्मक-पक्षपाती ट्रांजिस्टर बंद रहता है। इसी तरह, उस समय जब इनपुट सिग्नल एक नकारात्मक मान लेता है, तो सकारात्मक बंद हो जाता है, और नकारात्मक पक्षपाती ट्रांजिस्टर, इसके विपरीत, सक्रिय होता है और सिग्नल का नकारात्मक आधा प्रदान करता है। नतीजतन, ट्रांजिस्टर अपने संचालन के दौरान आने वाले सिग्नल के सकारात्मक या नकारात्मक आधे चक्र में केवल 1/2 चक्र का संचालन करता है।

यह पुश-पुल डिज़ाइन क्लास ए एम्पलीफायरों की तुलना में लगभग 45-60% अधिक कुशल है। इस प्रकार के मॉडल के साथ समस्या यह है कि वे इनपुट वोल्टेज कॉरिडोर में ट्रांजिस्टर के "मृत क्षेत्र" के कारण -0.7 वी से +0.7 तक के मूल्यों के साथ ऑडियो सिग्नल के पारित होने के समय महत्वपूर्ण विकृति देते हैं। वी

जैसा कि भौतिकी पाठ्यक्रम से सभी जानते हैं, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर को पूर्ण वायरिंग शुरू करने के लिए बेस एमिटर को लगभग 0.7 V का वोल्टेज देना चाहिए।जब तक यह वोल्टेज इस निशान से अधिक नहीं हो जाता, तब तक आउटपुट ट्रांजिस्टर चालू स्थिति में नहीं जाएगा। इसका मतलब यह है कि 0.7 वी कॉरिडोर में जाने वाले सिग्नल का आधा गलत तरीके से पुन: पेश होना शुरू हो जाएगा। तदनुसार, यह श्रेणी बी उपकरणों को सटीक ध्वनिक प्रतिष्ठानों में उपयोग के लिए व्यावहारिक रूप से अनुपयुक्त बनाता है।

के लिये इन विकृतियों को दूर करने के लिए, तथाकथित वर्ग AB समझौता उपकरण बनाए गए।

यह मॉडल श्रेणी ए और श्रेणी बी डिजाइन का एक प्रकार है। आजकल, एबी प्रकार एम्पलीफायरों को सबसे आम डिजाइन विकल्पों में से एक माना जाता है। वे श्रेणी बी उत्पादों की तरह थोड़ा काम करते हैं, एकमात्र अपवाद यह है कि दोनों ट्रांजिस्टर डिवाइस एक ही समय में तरंग चौराहे के पास एक संकेत का संचालन कर सकते हैं। यह पिछले समूह बी एम्पलीफायर की सभी सिग्नल विरूपण समस्याओं को पूरी तरह से समाप्त कर देता है। अंतर यह है कि ट्रांजिस्टर की जोड़ी में काफी कम पूर्वाग्रह वोल्टेज होता है, एक नियम के रूप में, यह अर्ध-वर्तमान मापदंडों के 5 से 10% तक है। इस मामले में, कंडक्टिंग डिवाइस एक आधे-चक्र के समय से अधिक समय तक रहता है, लेकिन साथ ही यह इनपुट सिग्नल के पूर्ण चक्र से बहुत कम है।

पूर्ण विश्वास के साथ कहा जा सकता है कि टाइप एबी डिवाइस को दक्षता और रैखिकता के मामले में क्लास ए और क्लास बी मॉडल के बीच एक उत्कृष्ट समझौता माना जाता है।और, जबकि ऑडियो सिग्नल परिवर्तन दक्षता लगभग 50% है।

क्लास सी इंस्टॉलेशन को यथासंभव कुशल होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन अन्य सभी श्रेणियों की तुलना में खराब रैखिकता है। सी-क्लास एम्पलीफायर काफी हद तक पक्षपाती है, इसलिए इनपुट करंट शून्य हो जाता है और आने वाले सिग्नल के 1/2 से अधिक चक्र तक वहीं रहता है। इस समय, ट्रांजिस्टर इसे बंद करने के लिए स्टैंडबाय मोड में है।

इस तरह की डिज़ाइन सुविधाएँ ध्वनिक प्रणालियों में एम्पलीफायरों का उपयोग करना असंभव बनाती हैं। एक नियम के रूप में, इन मॉडलों ने उच्च-आवृत्ति जनरेटर के साथ-साथ रेडियो-आवृत्ति एम्पलीफायरों के व्यक्तिगत संस्करणों में उपयोग के अपने दायरे को पाया है, जहां आउटपुट पर उत्सर्जित वर्तमान दालों को किसी दिए गए आवृत्ति के साइनसोइडल तरंगों में परिवर्तित किया जाता है।

श्रेणी डी एम्पलीफायर दो-चैनल गैर-रैखिक स्विचिंग मॉडल को संदर्भित करता है, उन्हें पीडब्लूएम एम्पलीफायर भी कहा जाता है।

अधिकांश ऑडियो सिस्टम में, आउटपुट चरण कक्षा ए या एबी में संचालित होते हैं। समूह डी के एकीकृत एम्पलीफायरों में, लाइन इनपुट की शक्ति अपव्यय उनके सबसे पूर्ण, लगभग आदर्श कार्यान्वयन के मामले में भी महत्वपूर्ण है। यह न्यूनतम गर्मी उत्पादन, कम वजन और डिवाइस के आयामों और तदनुसार, कम उत्पाद लागत के कारण अधिकांश अनुप्रयोगों में डी-क्लास मॉडल को एक महत्वपूर्ण लाभ देता है, जबकि ऐसे मॉडलों में बैटरी जीवन अन्य डिजाइनों के मॉडल की तुलना में बढ़ जाता है।

कक्षा एफ एम्पलीफायर। ये मॉडल बढ़ी हुई दक्षता प्रदान करते हैं, उनकी दक्षता लगभग 90% है।

कक्षा जी एम्पलीफायर। यह एम्पलीफायर, वास्तव में, टीडीए पर बुनियादी वर्ग एबी डिवाइस का एक उन्नत उच्च-रेखीय डिजाइन है। आने वाले सिग्नल के मापदंडों में बदलाव की स्थिति में इस श्रेणी के मॉडल स्वचालित रूप से विभिन्न बिजली लाइनों के बीच स्विच कर सकते हैं। इस तरह के स्विचिंग से ऊर्जा की खपत बहुत कम हो जाती है और तदनुसार, बिजली की खपत कम हो जाती है, जो गर्मी के नुकसान के कारण होती है।

कक्षा I एम्पलीफायर। ऐसे मॉडल में अतिरिक्त आउटपुट डिवाइस के कुछ सेट होते हैं। स्विच ऑन करने से पहले, उन्हें पुश-पुल कॉन्फ़िगरेशन में व्यवस्थित किया जाता है। पहला उपकरण सिग्नल के सकारात्मक भाग को स्विच करता है, और दूसरा नकारात्मक भाग को स्विच करने के लिए जिम्मेदार है, श्रेणी बी एम्पलीफायरों के समान। यदि इनपुट पर कोई ऑडियो सिग्नल नहीं है, या यदि सिग्नल शून्य क्रॉसओवर बिंदु पर पहुंच जाता है, तो स्विचिंग तंत्र मुख्य चक्र के साथ ही चालू और बंद होता है।

कक्षा एस एम्पलीफायर। एम्पलीफायरों के इस वर्ग को गैर-रैखिक स्विचिंग तंत्र के रूप में वर्गीकृत किया गया है। संचालन के अपने तंत्र के संदर्भ में, वे कुछ हद तक श्रेणी डी एम्पलीफायरों के समान हैं। ऐसा एम्पलीफायर एनालॉग आने वाले संकेतों को डिजिटल में परिवर्तित करता है, उन्हें कई बार बढ़ाता है। इस प्रकार, आउटपुट पावर बढ़ाने के लिए, आमतौर पर स्विचिंग डिवाइस का डिजिटल सिग्नल या तो पूरी तरह से चालू या पूरी तरह से बंद होता है, इसलिए ऐसे उपकरणों की दक्षता 100% हो सकती है।

कक्षा टी एम्पलीफायर। डिजिटल एम्पलीफायर का एक और संस्करण। आज, ऐसे मॉडल माइक्रोक्रिकिट्स की उपस्थिति के कारण अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं जो आने वाले सिग्नल के डिजिटल प्रसंस्करण के साथ-साथ अंतर्निहित मल्टी-चैनल 3 डी ध्वनि एम्पलीफायरों की अनुमति देते हैं।यह प्रभाव एक डिज़ाइन द्वारा प्रदान किया जाता है जो आपको एनालॉग सिग्नल को उच्च-पीडब्लूएम डिजिटल-प्रकार की ध्वनियों में परिवर्तित करने की अनुमति देता है। क्लास डी मॉडल की दक्षता को बनाए रखते हुए, क्लास सी उपकरणों का डिज़ाइन श्रेणी एबी के समान कम विरूपण संकेत की विशेषताओं को जोड़ता है।

शुरू करने के लिए, आइए इस बात पर ध्यान दें कि एम्पलीफायर सिद्धांत रूप में कैसे कार्य करता है। निश्चित रूप से आपको आश्चर्य होगा, लेकिन वास्तव में कारखाना एम्पलीफायर कुछ भी नहीं बढ़ाता है। वास्तव में, इसके संचालन का तंत्र सबसे सरल क्रेन के संचालन जैसा दिखता है: आप हैंडल को घुमाते हैं और पानी की आपूर्ति से पानी बहने लगता है, मजबूत या कमजोर, और यदि आप इसे मोड़ते हैं, तो प्रवाह अवरुद्ध हो जाएगा। एम्पलीफायरों में, सभी प्रक्रियाएं एक ही तरह से होती हैं। एक शक्तिशाली पावर मॉड्यूल से, डिवाइस से जुड़े स्पीकर के माध्यम से करंट प्रवाहित होता है। इस मामले में, नल का कार्य ट्रांजिस्टर द्वारा लिया जाता है - आउटपुट पर, उनके बंद होने और खुलने की डिग्री को सिग्नल द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो एम्पलीफायर को जाता है। यह क्रेन वास्तव में कैसे कार्य करता है, अर्थात आउटपुट ट्रांजिस्टर कैसे संचालित होता है, एम्पलीफायरों का वर्ग निर्धारित किया जाता है।

अगर हम एबी उपकरणों के बारे में बात कर रहे हैं, तो उनमें ट्रांजिस्टर में आने वाले संकेतों के अनुपातहीन रूप से खुलने और बंद करने के लिए एक अप्रिय संपत्ति हो सकती है। इस प्रकार, उनका काम अपरिवर्तित हो जाता है। नल सादृश्य पर लौटकर, आप नल के हैंडल को चालू कर सकते हैं, लेकिन पानी पहले धीरे-धीरे बहेगा, और फिर अचानक प्रवाह बढ़ जाएगा।

इस कारण से श्रेणी एबी ट्रांजिस्टर को सिग्नल न होने पर भी अजर रखना पड़ता है। यह आवश्यक है ताकि वे तुरंत काम करना शुरू कर दें, और तब तक प्रतीक्षा न करें जब तक कि संकेत एक निश्चित स्तर तक न पहुंच जाए - केवल इस मामले में एम्पलीफायर न्यूनतम विरूपण के साथ ध्वनि को पुन: उत्पन्न करने में सक्षम होगा। व्यवहार में, इसका मतलब है कि कुछ उपयोगी ऊर्जा बर्बाद हो जाती है। ज़रा सोचिए कि आपने अपार्टमेंट में पानी के सभी नल खोल दिए हैं, और उनमें से पानी की एक छोटी-सी बूंद लगातार निकलती रहेगी। नतीजतन, ऐसे मॉडलों की दक्षता 50-70% से अधिक नहीं होती है, यह कम दक्षता है जो कक्षा एबी एम्पलीफायरों का मुख्य नुकसान है।

अगर हम डी-क्लास उपकरणों के बारे में बात करते हैं, तो उनके संचालन का सिद्धांत बिल्कुल वैसा ही है: उनके पास अपने स्वयं के आउटपुट ट्रांजिस्टर हैं जो बंद करने और खोलने में सक्षम हैं। इस प्रकार, उनसे जुड़े वक्ताओं के माध्यम से वर्तमान का मार्ग विनियमित होता है, लेकिन केवल एक संकेत उनके उद्घाटन को नियंत्रित करता है, जो इसके विन्यास में आने वाले से बहुत दूर है।

इस प्रकार डी-क्लास उपकरणों के आउटपुट ट्रांजिस्टर पर सिग्नल लागू होता है। इस मामले में, वे पूरी तरह से अलग तरीके से कार्य करेंगे: या तो पूरी तरह से बंद करें, या बिना किसी मध्यवर्ती मूल्यों के खुलें। इसका मतलब है कि ऐसे मॉडलों की दक्षता 100% के करीब हो सकती है।

बेशक, इस तरह के संकेतों को ऑडियो सिस्टम में प्रसारित करना बहुत जल्दी है; सबसे पहले, इसे मानक कॉन्फ़िगरेशन पर वापस जाना चाहिए। यह एक आउटपुट चोक, साथ ही एक संधारित्र का उपयोग करके किया जा सकता है - उनके प्रसंस्करण के बाद, आउटपुट पर एक प्रवर्धित संकेत बनता है, जो अपने रूप में आने वाले को पूरी तरह से दोहराता है। यह वह है जो वक्ताओं को प्रेषित किया जाता है।

डी-क्लास उपकरणों का मुख्य लाभ दक्षता में वृद्धि है और, परिणामस्वरूप, अधिक बख्शते ऊर्जा खपत

लंबे समय से यह माना जा रहा था कि उच्च गुणवत्ता वाले ध्वनिक प्रतिष्ठानों को जोड़ने के लिए, एबी एम्पलीफायर सबसे अच्छा समाधान होगा. श्रेणी डी मॉडल ने आने वाले सिग्नल को कम आवृत्ति के साथ स्पंदित सिग्नल में परिवर्तित कर दिया, नतीजतन, यह केवल सबवूफर मोड में अच्छी आवाज देता है। प्रौद्योगिकी ने इन दिनों एक बड़ा कदम आगे बढ़ाया है, और आज पहले से ही उच्च गति वाले ट्रांजिस्टर हैं जो खुल सकते हैं और साथ ही लगभग तुरंत बंद हो सकते हैं, दुकानों में कुछ डी-क्लास वाइडबैंड डिवाइस हैं।

ये मॉडल न केवल सबवूफ़र्स के साथ, बल्कि किसी भी प्रकार के आधुनिक ध्वनिक प्रणालियों के उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उन विकल्पों के लिए जहां उच्च शक्ति की आवश्यकता नहीं होती है, यह काफी कॉम्पैक्ट एम्पलीफायर खरीदने के लिए समझ में आता है।

इस प्रकार, यदि आपके पास स्पीकर कनेक्ट करने के लिए पर्याप्त जगह है, तो आप एबी-क्लास मॉडल चुन सकते हैं। कई दशकों के अस्तित्व के लिए, इन मॉडलों के सर्किटरी को अच्छी तरह से विकसित किया गया है, वे काफी अच्छी ध्वनि की गुणवत्ता देते हैं, और टूटने की स्थिति में, आप उन्हें निकटतम सेवा केंद्र में आसानी से मरम्मत कर सकते हैं।

यदि ध्वनि स्थापना के लिए क्षेत्र सीमित है, तो आपको समूह डी के ब्रॉडबैंड मॉडल पर करीब से नज़र डालनी चाहिए। एबी-क्लास उत्पादों के समान पावर पैरामीटर के साथ, वे बहुत छोटे और हल्के होते हैं, इसके अलावा, वे कम गर्म होते हैं, और कुछ मॉडल आपको कम से कम हस्तक्षेप के साथ उन्हें बुद्धिमानी से स्थापित करने की अनुमति भी देते हैं।

सबवूफर कनेक्शन के लिए, डी-क्लास इंस्टॉलेशन में अधिकतम लाभ, चूंकि बास टोन ब्लॉक सबसे अधिक ऊर्जा-खपत आवृत्ति रेंज है - इस मामले में, उत्पाद की दक्षता मौलिक महत्व की है, और इसमें डी वर्ग के उत्पादों के लिए कोई प्रतिस्पर्धी नहीं हैं।

इस वीडियो में, आप ध्वनि एम्पलीफायरों की कक्षाओं से अधिक स्पष्ट रूप से परिचित हो सकते हैं।