3, Güç amplifikatörü
Sinyal amplifikatörü olarak da bilinen güç amplifikatörünün temel işlevi, hoparlörleri sesi yeniden çalmaya yönlendirmek için ses sinyallerini yükseltmektir. Genel olarak, ana bilgisayarın yerleşik bir güç amplifikatörü vardır, ancak güç amplifikasyon aralığı nispeten küçüktür, bu nedenle, harici bir güç amplifikatörüyle karşılaştırılmak şöyle dursun, yüksek düzeyde dinleme gereksinimlerini bile karşılayamaz. Dahası, bas ünitesinin bir güç amplifikatörü tarafından çalıştırılması gerekir ve ana bilgisayar, bas ünitesinin bu kadar büyük bir gücünü kullanma yeteneğine sahip değildir. Sinyal amplifikatörü tüm araç ses sisteminin önemli bir parçasıdır.
Araç güç amplifikatörünün voltajı, aracın içindeki güç kaynağı voltajıyla tutarlı olan 12V DC'dir. Sinyalin dinamik aralığını genişletmek ve çıkış gücünü arttırmak için güç amplifikatörlerinde genellikle invertör güçlendirme teknolojisi kullanılır; bu, voltajın 12V'tan 35-40V'a yükseltilmesi anlamına gelir. İnvertör takviyesinin diğer bir faydası, güç kaynağı voltajında bir dalgalanma olduğunda, güç amplifikatörünün güç devresinin, çıkış gücünün kararlılığını sağlamak için voltajı otomatik olarak ayarlamasıdır. Şu anda bu teknoloji araç güç amplifikatörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
(1) Güç amplifikatörlerinin ısı dağılımı
Araca monteli güç amplifikatörleri için iki tür ısı dağıtımı vardır: doğal ısı dağıtımı ve fan ısı dağıtımı. Fan ısı dağıtımı genellikle üst düzey güç amplifikatörlerinde kullanılır. İyi ısı dağılımının çıkış gücü üzerinde önemli bir etkisi vardır.
(2) Güç amplifikatörlerinin sınıflandırılması
① Otomotiv güç amplifikatörleri farklı iletken yöntemlere göre sınıflandırılır: Sınıf A, Sınıf B, Sınıf AB ve Dijital.
A Sınıfı: A Sınıfı güç amplifikatörü olarak da bilinen Saf A Sınıfı güç amplifikatörü, amplifikatörün tamamen doğrusal bir amplifikasyon şeklidir. Saf bir A Sınıfı güç amplifikatöründe çalışırken, transistörün pozitif ve negatif kanalları sinyalli veya sinyalsiz normalde açık durumdadır; bu, ısı olarak daha fazla gücün tüketildiği ancak bozulma oranının son derece düşük olduğu anlamına gelir. Saf A Sınıfı güç amplifikatörleri otomotiv ses uygulamalarında nispeten nadirdir çünkü verimlilikleri çok düşüktür, genellikle yalnızca %20-30. Ancak ses meraklıları ses performansları konusunda tutkulular.
B Sınıfı: B Sınıfı güç amplifikatörü olarak da bilinen B Sınıfı güç amplifikatörü, aynı zamanda doğrusal amplifikatör olarak da bilinir, ancak çalışma prensibi saf A Sınıfı güç amplifikatöründen tamamen farklıdır. B Sınıfı güç yükselteçleri çalışırken, sinyal girişi olmadığı sürece transistörün pozitif ve negatif kanalları genellikle kapalı durumdadır. Yani pozitif faz sinyali geldiğinde sadece pozitif faz kanalı çalışır, negatif faz kanalı kapatılır ve iki kanal asla aynı anda çalışmaz. Dolayısıyla sinyal olmadığında herhangi bir güç kaybı yaşanmaz. Bununla birlikte, pozitif ve negatif kanallar açılıp kapatıldığında, özellikle düşük seviyelerde sıklıkla çapraz distorsiyon meydana gelir, dolayısıyla B Sınıfı güç amplifikatörleri gerçek anlamda yüksek sadakatli güç amplifikatörleri değildir. Pratik uygulamalarda, ilk dönem araç ses amplifikatörlerinin çoğu, yüksek verimlilikleri nedeniyle B Sınıfı amplifikatörlerdi.
AB Sınıfı: AB Sınıfı güç amplifikatörleri olarak da bilinen A ve B Sınıfı güç amplifikatörleri, A Sınıfı ve B Sınıfı güç amplifikatörlerinin avantajlarıyla uyumlu bir tasarımdır. Sinyal olmadığında veya sinyal çok küçük olduğunda, transistörün hem pozitif hem de negatif kanalları normalde açıktır, bu da güç kaybına neden olur, ancak bu, A Sınıfı amplifikatörler kadar ciddi değildir. Sinyal pozitif olduğunda negatif kanal, sinyal güçlenene kadar açık kalır, ancak sinyal güçlendiğinde negatif kanal kapanır. Sinyal negatif fazdayken pozitif ve negatif kanalların çalışması tam tersidir. AB Sınıfı güç amplifikatörlerinin dezavantajı, hafif bir geçiş distorsiyonu üretmeleridir, ancak verimlilikleri ve aslına uygunlukları ile karşılaştırıldığında, A Sınıfı ve B Sınıfı amplifikatörlerden daha üstündürler. AB Sınıfı amplifikatörler şu anda otomotiv ses alanında en yaygın kullanılan tasarımdır.
D Sınıfı: Yukarıda bahsedilen A, B veya AB Sınıfı amplifikatörlerin aksine, D Sınıfı amplifikatörler anahtarlama transistörlerine dayalı olarak çalışır ve son derece kısa bir sürede tamamen iletim yapabilir veya kesilebilir. İki transistör aynı anda iletim yapmadığından çok az ısı üretirler. Bu tip amplifikatörler son derece yüksek verime sahiptir (%90 civarında), ideal koşullar altında %100'e ulaşırken, AB sınıfı amplifikatörler kıyaslandığında yalnızca %78,5'e ulaşabilir. Öte yandan anahtarın çalışma modu da çıkış sinyalindeki bozulmayı artırır. D Sınıfı amplifikatörün devresi üç aşamaya ayrılmıştır: giriş anahtarlama aşaması, güç yükseltme aşaması ve çıkış filtreleme aşaması. D Sınıfı amplifikatörler, açma/kapama modundayken darbe genişliği modülasyonu (PWM) modunda çalışabilir. PWM kullanılarak ses giriş sinyali yüksek frekanslı bir anahtarlama sinyaline dönüştürülebilir. Ses sinyali bir karşılaştırıcı aracılığıyla yüksek frekanslı üçgen dalgayla karşılaştırılır. Evirici uçtaki voltaj, aynı fazdaki voltajdan yüksek olduğunda çıkış düşük seviyededir; Ters terminal voltajı aynı faz terminal voltajından düşük olduğunda çıkış yüksek seviyededir.
D Sınıfı amplifikatörlerde karşılaştırıcının çıkışı, bipolar transistörler (BJT'ler) yerine metal oksit alan etkili transistörler (MOSFET'ler) kullanan güç amplifikatör devresine bağlanır. Bunun nedeni, ilkinin daha hızlı tepki süresine sahip olması ve yüksek frekanslı çalışma modlarına uygun olmasıdır. D Sınıfı amplifikatörler, çok kısa sürede tamamen açılıp kapanabilen iki MOSFET'e ihtiyaç duyar. Bir MOSFET tamamen iletken olduğunda voltaj düşüşü çok düşüktür; MOSFET tamamen kesildiğinde tüpten geçen akım sıfırdır. Açık ve kapalı durumda dönüşümlü olarak çalışan iki MOSFET'in anahtarlama hızı çok hızlıdır, bu da son derece yüksek verimlilik ve düşük ısı üretimi sağlar. Bu nedenle D Sınıfı amplifikatörler büyük bir soğutucuya ihtiyaç duymaz.
② Amplifikatördeki amplifikatör tüpünün tipine göre safra ve taş makinelerine ayrılabilir:
③ Taş makinesi (transistör): dinamik ve hızlı, büyük dinamik müzikte güçlü analitik güç, hiyerarşi ve parlaklık sergiliyor
④ Safra Kesesi (elektronik tüp): Ses yumuşak, tiz pürüzsüz ve yeterli alan var (saf müzik, vokal).
