7 maja 2024
Wzmacniacze audio zintegrowane są niezbędnym elementem jeśli chodzi o profesjonalne odtwarzanie dźwięków.
Wszystkie wzmacniacze audio zintegrowane Hi-Fi różnią się rodzajem zastosowanych w nich elementów wzmacniających - mogą to być elektroniczne lampy próżniowe lub tranzystory (półprzewodniki). Są też wzmacniacze kombinowane (hybrydowe), które wykorzystują zarówno lampy, jak i tranzystory. Element wzmacniający to sterowalny element przeznaczony do zamiany energii odebranej z zasilacza na energię wzmocnionych sygnałów dostarczanych na wejście tego elementu.
Tak więc sygnał ze źródła trafia na wejście wzmacniacza, do pierwszego stopnia. Na tym etapie sygnał jest wstępnie wzmacniany i z reguły tutaj również znajduje się regulacja głośności. Dodatkowo ważnym zadaniem tego pierwszego etapu jest upewnienie się, że sygnał ze źródła dociera do wzmacniacza w całości i bez zniekształceń (nazywa się to dopasowaniem wzmacniacza do źródła). Jeśli ten warunek zostanie spełniony, jakość dźwięku, która była w oryginalnym sygnale, nie zostanie utracona.
Po pierwszym etapie wzmocnienia do akcji wkracza drugi, nazywany czasem sterownikiem. Jego zadaniem jest przygotowanie sygnału do przesłania do końcowego etapu wzmocnienia.
Głośniki wymagają dużej ilości prądu, aby brzmiały bogato i dynamicznie. Ostatni stopień, trzeci w tym łańcuchu, jest najpotężniejszy, to do niego głośniki są już podłączone. Z tego powodu stopnie wyjściowe wzmacniacza stanowią największą część wzmacniacza i często znacznie się nagrzewają podczas pracy. Taki trzystopniowy układ wzmacniacza oczywiście nie jest uniwersalny i jedyny możliwy, wiele urządzeń jest zbudowanych inaczej. Na przykład niektóre wzmacniacze lampowe mogą być dwustopniowe (bez osobnego sterownika), a niektóre wzmacniacze tranzystorowe, wręcz przeciwnie, składają się z dziesięciu stopni na każdy etap pracy z sygnałem.
W opisach wzmacniaczy widać oznaczenia „klasa A” lub „klasa A / B”. Co to jest? Krótko mówiąc, tak działa wzmacniacz, a raczej jego stopnie. W klasie A prąd stale przepływa przez elementy wzmacniające tych stopni (tranzystory lub lampy). Nie wchodząc w szczegóły, zauważamy, że jest to dobre dla jakości dźwięku, ale złe dla wydajności energetycznej - wzmacniacze klasy A bardzo się nagrzewają i mają ograniczoną moc wyjściową. Dlatego dla stopni wyjściowych wynaleziono połączony tryb A / B, który zapewnia znacznie mniejszy przepływ prądu przez element wzmacniający. W konsekwencji wzmacniacz klasy A / B emituje znacznie mniej ciepła i jest w stanie zapewnić wyższą moc wyjściową niż wzmacniacz klasy A. Jak pamiętamy z fizyki, elektryczny sygnał dźwiękowy ma kształt sinusoidy, której górna połowa znajduje się w obszarze dodatnim, a dolna w ujemnej. We wzmacniaczach klasy A często jeden element wzmacniający pracuje z kompletnym sygnałem (taki wzmacniacz nazywa się single-ended). We wzmacniaczach klasy A / B w stopniu wyjściowym jeden element (tranzystor lub lampa) pracuje z dodatnią częścią sygnału, a drugi z ujemną, takie wzmacniacze nazywane są przeciwsobnymi.
W rezultacie mogą wystąpić zniekształcenia w dźwięku wzmacniaczy klasy A / B w punkcie, w którym sygnał przechodzi od dodatniej do ujemnej pół fali (czyli z jednego elementu wzmacniającego do drugiego). Jest to „cena” za wyższą moc wyjściową i mniej ciepła generowanego przez wzmacniacze klasy A / B w porównaniu do wzmacniaczy klasy A, które są wolne od takich zniekształceń.
Najbardziej dziś poszukiwane są jednak wzmacniacze klasy D. Zapewnia pracę nieliniową (sinusoidalną), ale z sygnałem impulsowym. Tworzy go specjalny obwód z wejścia, a na wyjściu zamieniany jest z powrotem na „sinus” do zasilania głośników. Wzmacniacze klasy D mają bardzo wysoką sprawność, dzięki czemu praktycznie nie nagrzewają się podczas pracy i są niewielkich rozmiarów przy dużej mocy. Jednak pomimo ciągłej pracy nad ich ulepszaniem, dźwięk wzmacniaczy pracujących w klasie D ma pewne podbarwienia, które można usłyszeć w bardzo high-endowych systemach. Dlatego wzmacniacze klasy D są szeroko stosowane w podstawowym segmencie hi-fi oraz w rozwiązaniach wielofunkcyjnych.
