3, eindversterker
Eindversterker, ook wel signaalversterker genoemd, heeft als basisfunctie het versterken van audiosignalen om luidsprekers ertoe aan te zetten geluid opnieuw af te spelen. Over het algemeen heeft de host een ingebouwde eindversterker, maar het bereik van de vermogensversterking is relatief klein, zodat hij niet aan de hoge luistereisen kan voldoen, laat staan te vergelijken is met een externe eindversterker. Bovendien moet de baseenheid worden aangestuurd door een eindversterker, en heeft de host niet de mogelijkheid om zo'n groot vermogen van de baseenheid aan te sturen. De signaalversterker is een cruciaal onderdeel van het gehele autoradiosysteem.
De spanning van de auto-eindversterker is 12 V DC, wat consistent is met de voedingsspanning in de auto. Om het dynamische bereik van het signaal uit te breiden en het uitgangsvermogen te verbeteren, wordt in eindversterkers doorgaans de technologie van inverterboost gebruikt, wat betekent dat de spanning wordt verhoogd van 12 V naar 35-40V. Een ander voordeel van inverterboost is dat wanneer er een fluctuatie in de voedingsspanning optreedt, het stroomcircuit van de eindversterker de spanning automatisch zal aanpassen om de stabiliteit van het uitgangsvermogen te garanderen. Momenteel wordt deze technologie veel gebruikt in eindversterkers van voertuigen.
(1) Warmteafvoer van eindversterkers
Er zijn twee soorten warmteafvoer voor in de auto gemonteerde eindversterkers: natuurlijke warmteafvoer en warmteafvoer door een ventilator. Warmteafvoer door ventilatoren wordt over het algemeen gebruikt in hoogwaardige eindversterkers. De goede warmteafvoer heeft een aanzienlijke invloed op het uitgangsvermogen.
(2) Classificatie van eindversterkers
① Eindversterkers voor auto's worden geclassificeerd volgens verschillende geleidende methoden: Klasse A, Klasse B, Klasse AB en Digitaal.
Klasse A: Pure Klasse A eindversterker, ook wel Klasse A eindversterker genoemd, is een volledig lineaire versterkingsvorm van een versterker. Bij gebruik in een pure Klasse A-eindversterker bevinden de positieve en negatieve kanalen van de transistor zich in een normaal open toestand, met of zonder signalen, wat betekent dat er meer stroom wordt verbruikt als warmte, maar de vervormingssnelheid extreem laag is. Pure klasse A-eindversterkers zijn relatief zeldzaam in auto-audiotoepassingen omdat hun efficiëntie erg laag is, meestal slechts 20-30%. Audioliefhebbers zijn echter gepassioneerd door hun geluidsprestaties.
Klasse B: Klasse B eindversterker, ook bekend als Klasse B eindversterker, ook wel lineaire versterker genoemd, maar het werkingsprincipe is compleet anders dan een pure Klasse A eindversterker. Wanneer klasse B-eindversterkers in bedrijf zijn, bevinden de positieve en negatieve kanalen van de transistor zich gewoonlijk in een gesloten toestand, tenzij er een signaalingang is. Dat wil zeggen dat wanneer het positieve fasesignaal komt, alleen het positieve fasekanaal werkt, terwijl het negatieve fasekanaal gesloten is, en de twee kanalen nooit tegelijkertijd zullen werken. Bij afwezigheid van een signaal is er dus helemaal geen vermogensverlies. Wanneer de positieve en negatieve kanalen echter worden in- en uitgeschakeld, treedt er vaak kruisvervorming op, vooral op lage niveaus, zodat klasse B-eindversterkers geen echte high-fidelity eindversterkers zijn. In praktische toepassingen waren veel vroege autoradioversterkers klasse B-versterkers vanwege hun hoge efficiëntie.
Klasse AB: Klasse A- en B-eindversterkers, ook wel Klasse AB-eindversterkers genoemd, hebben een ontwerp dat compatibel is met de voordelen van Klasse A- en Klasse B-eindversterkers. Als er geen signaal is of als het signaal erg klein is, zijn zowel de positieve als de negatieve kanalen van de transistor normaal gesproken open, wat resulteert in vermogensverlies, maar niet zo ernstig als bij klasse A-versterkers. Wanneer het signaal positief is, blijft het negatieve kanaal open totdat het signaal sterker wordt, maar wanneer het signaal sterker wordt, sluit het negatieve kanaal. Wanneer het signaal zich in negatieve fase bevindt, is de werking van de positieve en negatieve kanalen precies het tegenovergestelde. Het nadeel van klasse AB-eindversterkers is dat ze een lichte crossover-vervorming produceren, maar vergeleken met hun efficiëntie en betrouwbaarheid zijn ze superieur aan klasse A- en klasse B-versterkers. Klasse AB-versterkers zijn momenteel het meest gebruikte ontwerp in auto-audio.
Klasse D: In tegenstelling tot de hierboven genoemde klasse A-, B- of AB-versterkers, werken klasse D-versterkers op basis van schakeltransistoren en kunnen ze in extreem korte tijd volledig geleiden of uitschakelen. Twee transistors geleiden niet tegelijkertijd en genereren dus heel weinig warmte. Dit type versterker heeft een extreem hoog rendement (rond de 90%) en bereikt onder ideale omstandigheden 100%, terwijl versterkers uit de AB-klasse in vergelijking slechts 78,5% kunnen bereiken. Aan de andere kant vergroot de schakelmodus ook de vervorming van het uitgangssignaal. Het circuit van de klasse D-versterker is verdeeld in drie fasen: ingangsschakelfase, vermogensversterkingsfase en uitgangsfilterfase. Klasse D-versterkers kunnen werken in een pulsbreedtemodulatie (PWM) -modus wanneer ze in de aan/uit-modus staan. Door gebruik te maken van PWM kan het audio-ingangssignaal worden omgezet in een hoogfrequent schakelsignaal. Het audiosignaal wordt via een comparator vergeleken met een hoogfrequente driehoekige golf. Wanneer de spanning aan het inverterende uiteinde hoger is dan de spanning aan het in-fase-uiteinde, bevindt de uitvoer zich op een laag niveau; Wanneer de omgekeerde klemspanning lager is dan dezelfde faseklemspanning, bevindt de uitvoer zich op een hoog niveau.
Bij klasse D-versterkers is de uitgang van de comparator verbonden met het eindversterkercircuit, dat gebruik maakt van metaaloxide veldeffecttransistors (MOSFET's) in plaats van bipolaire transistors (BJT's). Dit komt omdat de eerste een snellere responstijd heeft en geschikt is voor hoogfrequente bedrijfsmodi. Klasse D-versterkers hebben twee MOSFET's nodig die in zeer korte tijd volledig aan of uit kunnen werken. Wanneer een MOSFET volledig geleidend is, is de spanningsval zeer laag; Wanneer de MOSFET volledig is uitgeschakeld, is de stroom die door de buis gaat nul. De schakelsnelheid van twee MOSFET's die afwisselend aan en uit werken, is zeer snel, wat resulteert in een extreem hoog rendement en een lage warmteontwikkeling. Daarom hebben klasse D-versterkers geen groot koellichaam nodig.
② Afhankelijk van het type versterkerbuis in de versterker, kan deze worden onderverdeeld in gal- en steenmachines:
③ Steenmachine (transistor): dynamisch en snel, met een sterk analytisch vermogen, hiërarchie en helderheid in grote dynamische muziek
④ Galblaas (elektronische buis): Het geluid is zacht, de hoge tonen zijn vloeiend en er is voldoende ruimte (pure muziek, zang).
