Підсилювачі потужності

Класифікація підсилювачів потужності

Підсилювачі потужності можна розділити на побутові і професійні. Так як замість великої кількості елементів в наш час застосовуються мікросхеми, завдяки яким розмір блоків вдалося зменшити в багато разів, автономні підсилювачі потужності в окремому корпусі (тобто побутові підсилювачі як окремі вироби) зараз трапляється побачити вельми нечасто. У кожному музичному центрі, домашньому кінотеатрі і багатьох інших пристроях є підсилювачі потужності, тому більшість людей не мають потреби в окремому їх придбанні, але все одно не зайвим буде розглянути побутові підсилювачі потужності, їх види і області застосування.

Головним призначенням побутових підсилювачів потужності є відносно невелике посилення звуку з мінімальним спотворенням в складі домашньої музичної системи. Пов'язано це з тим, що при домашньому прослуховуванні найважливішим є якість, а не гучність звуку. Але при цьому всьому побутовий підсилювач повинен мати достатній запас потужності, так як 80% потужності йдуть на посилення низьких частот (НЧ), перевантаження же підсилювача по низьких частотах не тільки призводить до більших спотворень звуку, але і може вивести з ладу динаміки акустичних систем, що є вкрай небажаним. Щоб забезпечити такий запас потужності, максимальна потужність побутового підсилювача повинна бути не менше 2х50 Вт. Не можна забувати про те, що збільшення посилення звуку, іншими словами збільшенням рівня гучності, призводить до зростання нелінійних спотворень, а їх високий рівень не дасть відчути "глибину і прозорість" звуку. Виходячи з цього, найкраще використовувати побутової підсилювач на 25-30% від максимальної потужності, тобто рівень гучності краще не виставляти 25-30% від максимуму.

Головною відмінною рисою побутових підсилювачів є наявність темброблока, завдяки якому можна провести часткову корекцію у вигляді посилення або ослаблення високих або низьких частот. У домашніх умовах немає потреби використовувати мікшерні пульти і еквалайзери, тому часткову корекцію проводять безпосередньо на самому підсилювачі потужності.

До професійних підсилювачів потужності відносяться студійні, концертні, інструментальні та ін. підсилювачі потужності.

Професійні підсилювачі потужності використовуються в студіях, на концертах і в інших сферах професійної області діяльності. Саме тому для них є певні правила такі, як рекові виконання корпусу з шириною корпусу 18 дюймів (45 см), висотою 1,8 дюйма (4,5 см) і з наявністю панелі з отворами для кріплення в рекову стійку. Головною відмінністю між побутовими і професійними підсилювачами потужності є рекові виконання корпусу останніх.

Студійні підсилювачі потужності застосовують в музичних студіях для невеликого, але якісного посилення звуку, як і побутові підсилювачі. Але все ж є кілька принципових відмінностей між цими двома видами підсилювачів потужності. Студійні підсилювачі відрізняються:

- великим діапазоном відтворення частот (студійний підсилювач потужності має діапазон від 10 Гц до 100 кГц, тоді як стандартний діапазон побутового підсилювача - від 20 Гц до 20 кГц)

- відсутністю темброблока, на відміну від побутових підсилювачів, так як для частотної корекції в студії є мікшерний пульт

- роздільним регулюванням каналів (гучність побутових підсилювачів регулюється одним регулятором гучності і регулятором балансу)

- більш якісним виготовленням окремих частин підсилювача, таких як роз'єми, схеми захисту підсилювача від короткого замикання і появи постійної напруги на виході, перевантаження та ін.

Інструментальними підсилювачами потужності називаються підсилювачі потужності, які використовуються для посилення звуку електроінструментів, таких як електрогітари, синтезатори та ін. Такі підсилювачі можуть бути виконаними в двох видах: у вигляді окремого блоку ( "голова") при використанні в стеці ( "голова" + 1 або 2 кабінети - потужна акустична система з декількома динаміками) або комбіка - комбінованого блоку "підсилювач + акустична система" в одному корпусі. Інструментальний підсилювач потужності є не окремим пристроєм, як студійні і концертні підсилювачі потужності, в його корпусі також знаходяться попередній підсилювач, тембрблок, блок ефектів, динамік (в разі комбіка) і ін.

Призначенням концертних підсилювачів потужності є велике посилення звуку під час проведення різних музичних заходів. Вони розраховані на тривалу роботу потужностях, близьких до максимуму, тому одним з основних вимог до них є надійність. Концертні підсилювачі потужності мають більш серйозно виконаний захист від перевантажень, перегріву, короткого замикання, від появи постійної складової на виході і ін., На відміну від побутових підсилювачів, які можуть легко вийти з ладу, всього лише кілька хвилин пропрацювавши на максимальній потужності.

Вибираючи підсилювач потужності, потрібно зрозуміти, для чого він і коли використовується. Побутові та студійні підсилювачі потужності не призначені для озвучування концертів. Щоб це зробити, потрібно використовувати виключно концертні підсилювачі з потрібною потужністю. У наступній таблиці наведено відмінні риси різних видів підсилювачів потужності, які допоможуть зробити правильний вибір при покупці.

 Порівняльна таблиця підсилювачів потужності

У таблиці показані основні візуальні відмінності професійного підсилювача потужності від побутового, які полягають в рековому виконанні корпусу, відсутність темброблока і роздільних регуляторах гучності каналів. У професійних підсилювачах потужності відсутня темброблок через те, що його функції виконує мікшерний пульт, як уже згадувалося вище. Роздільне регулювання гучності каналів дає можливість отримати комбіноване використання підсилювача, наприклад, один канал використовувати з моніторами, а другий - з основної акустичною системою.

Основні параметри підсилювачів потужності

Потужність. Цей параметр, який характеризує можливості посилення звуку підсилювачів потужності при використанні його в тій чи іншій  ситуації.

Чутливість акустичної системи, що показує, яка звуковий тиск в децибелах (дБ) на відстані в 1м створюватиме дана акустична система при підведенні до неї потужності в 1 Вт. Якщо акустична система має більш високий рівень звукового тиску, то вона при меншому підводиться від підсилювача потужності сигналу дозволить отримати велику гучність звуку в порівнянні з акустичною системою, що має менший рівень чутливості. Щоб проілюструвати цей пункт, можна провести такий експеримент: підключити до підсилювача потужності спочатку акустичну систему від звичайного музичного центру, що має чутливість близько 70-80 Дб, а потім пасивну акустичну систему, потужністю 200-300Вт і з чутливістю близько 90-100 Дб. Остання буде мати рівень гучності набагато вище першої при однаковому положенні ручок гучності на підсилювачі. Отже гучність звуку залежить не стільки від потужності підсилювача і акустичних систем, а скільки від правильно підібраного комплекту "підсилювач + акустичні системи". Це дасть можливість використовуючи менше потужності отримати велику гучність звуку.

Клас підсилювача потужності відіграє теж не останню роль. Існують такі класи ::

Клас А - низький ККД (близько 30%), має невисокий рівень спотворень. ККД означає, що тільки частина  енергії,що подається йде на посилення звуку, а решта виділяється у вигляді тепла. Цей режим дозволяє отримати приємне "тепле" звучання.

Клас B - високий ККД (близько 70%). При цьому якість звучання невисока, так як звук здається "сухим"

Клас AB відрізняється тим, що при близькому до максимального сигналу працює в режимі В, а при малому сигналі працює в режимі А. Це свого роду компромісне рішення, що дозволяє при досить високому ККД, що становить 60%, отримати хорошу якість звуку. Більшість підсилювачів відносяться до цього класу.

Клас D - дуже високий ККД (близько 85%). При використанні імпульсного блоку живлення має малу вагу, що дуже важливо в питаннях мобільності агрегату.

Вага. Так як концертні підсилювачі (від 2x250-300 Вт) мають масивні блоки живлення (виняток - підсилювачі класу D), великі тепловідвідні радіатори, досить важкі самі по собі, вони не можуть бути легкими. Важать вони не менше 10 кг.

Вибір підсилювача потужності

Щоб не помилитися з вибором підсилювача потужності, слід керуватися наступними параметрами:

- Призначення. Чи буде підсилювач потужності використовуватися для будинку, музичної студії або для концертів.

- Сумісність з обраної акустичною системою по потужності і опору

- Ціна

- Наявність і тип вхідних і вихідних роз'ємів

- Клас підсилювача. У певних випадках один клас буде доречніше, ніж інший. Наприклад, підсилювачі класу D у туровому комплекті більш цікаві, в порівнянні з підсилювачами класу AB, оскільки вони легше і мають більш високий ККД

Це ті параметри, які можна перевірити при виборі підсилювача потужності, але є такі, які перевірити практично неможливо. До них відносяться коефіцієнт нелінійних спотворень, АЧХ, наявність і якість тієї чи іншої системи захисту, вага та ін. Пов'язано це з тим, що не можна їх перевірити, всього лише кілька разів включивши його на повну гучність в магазині, справжньою перевіркою стане робота кілька годин поспіль без збоїв на 70-80% від максимальної потужності.

Оскільки побутові підсилювачі вже практично не використовуються, студійні підсилювачі потужності використовуються лише в студіях або приміщеннях з хорошою акустикою, а інструментальні підсилювачі - це комбіновані пристрої, які будуть розглядатися після знайомства з акустичними системами, найактуальнішим є питання вибору концертного підсилювача потужності.

Вибір концертного підсилювача потужності

Підсилювач потужності потрібно вибирати або разом, або після вибору акустичних систем. Потужність акустичних систем повинна мати запас, бути трохи вище по відношенню до потужності підсилювача, щоб вона не була виведена ними з ладу. Наприклад, вибравши акустичну систему потужністю 350 Вт, підсилювач потрібно брати потужністю 300 Вт на канал з таким же вихідним опором, як і у акустичної системи. Вибирати краще підсилювач з запасом по потужності, щоб отримати мінімальний рівень нелінійних спотворень звуку при даній потужності, адже чим більше посилення, тим більше рівень нелінійних спотворень. Так само було б добре збільшити термін служби акустичних систем, так як малопотужний підсилювач, який працює на межі своїх можливостей, може нашкодити акустичній системі. Так перевантаження підсилювача по НЧ може привести до виходу з ладу динаміків акустичних систем - поява постійної складової і виникнення ВЧ-коливань великої потужності на виході підсилювача.