Класифікація підсилювачів потужності
По області використання підсилювачі потужності діляться на: побутові і професійні. В даний час побутові підсилювачі потужності у вигляді окремих виробів (в окремому корпусі - автономні підсилювачі потужності) зустрічаються досить рідко, оскільки замість великої кількості елементів зараз використовуються мікросхеми, що дозволило зменшити розміри блоків в кілька десятків разів. Підсилювач потужності є в кожному музичному центрі, домашньому кінотеатрі і ін. Тому в більшості випадків немає необхідності купувати його окремо, але, тим не менш, ми розглянемо і побутові підсилювачі потужності, щоб Ви могли їх відрізняти від інших видів і розуміти область їх використання.
Побутові підсилювачі потужності призначені для посилення звуку в складі домашньої музичної системи. Їх основне призначення - невелике посилення звуку з мінімальними спотвореннями (в домашніх умовах нас, перш за все, цікавить якість. А не гучність звуку), але, незважаючи на це, побутової підсилювач повинен мати достатній запас по потужності: 80% потужності потрібно для посилення низьких частот (НЧ), а перевантаження підсилювача по низьких частотах небажана, оскільки, як ми побачимо далі, це не тільки призводить до більших спотворень звуку, але і може привести до виходу з ладу динаміків акустичних систем. Побутовий підсилювач повинен бути розрахований на максимальну потужність не менше 2х50Вт для забезпечення даного запасу по потужності. Також слід врахувати, що: зі збільшенням посилення звуку (збільшенням рівня гучності) зростають нелінійні спотворення, великий рівень яких не дозволить відчути "глибину і прозорість" звуку. Тому оптимальним є використання побутового підсилювача на 25-30% від максимальної потужності, зазначеної в паспорті на нього. На практиці це означає виставлення рівня гучності підсилювача на 25-30% від максимуму.
Мал. 1. Побутовий підсилювач потужності "Бриг-001"
Відмітна риса побутових підсилювачів потужності - наявність тембрблока, за допомогою якого проводиться частотна корекція - посилення або ослаблення низьких або високих частот. У побутових умовах не має сенсу використовувати мікшерні пульти і еквалайзер. Частотна корекція проводиться в самому підсилювачі потужності.
Професійні підсилювачі потужності - студійні, концертні, інструментальні та ін.
Оскільки професійні підсилювачі потужності використовуються в професійній області діяльності (в студіях, на концертах та ін.), То до них також застосовуються певні правила, одне з яких - рекові виконання корпусу: ширина корпуса - 18 дюймів (45 см), висота кратно 1, 8 дюймам (4,5 см) і наявність панелі з отворами для кріплення в рекову стійку. Рекові виконання корпусу - одна з відмінностей професійних підсилювачів потужності від побутових.
Студійні підсилювачі потужності використовуються в музичних студіях і служать для невеликого, але якісного посилення звуку. У цьому вони схожі на побутові підсилювачі, але мають ряд відмінностей:
- Більший діапазон відтворення частот. Якщо стандартний діапазон для побутових підсилювачів - від 20 Гц до 20 кГц, то у студійних підсилювачів потужності діапазон може бути від 10 Гц до 100 кГц
- У студійних підсилювачах потужності немає тембрблока, як в побутових підсилювачах потужності, оскільки для частотної корекції в студіях використовуються мікшерні пульти
- Роздільне регулювання гучності каналів: в побутових підсилювачах гучність регулюється одним регулятором гучності і регулятором балансу
- Більш якісне виконання окремих елементів підсилювача: роз'єми, схеми захисту підсилювача від короткого замикання і появи постійної напруги на виході, перевантаження та ін.
Мал. 2. Студійний підсилювач потужності "Samson"
Інструментальні підсилювачі потужності. Це підсилювачі потужності, які використовуються для посилення звуку електроінструментів - електрогітари, синтезатора і ін. Такі підсилювачі можуть бути виконані 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 - не окрема пристрій зі своїм корпусом (як студійні і концертні підсилювачі потужності), а вбудований блок, оскільки поряд з ним в корпусі пристрою розташовуються: попередній підсилювач, тембрблок, блок ефектів, динамік (в разі комбіка) і ін. Інструментальні підсилювачі потужності будуть розглянуті далі.
Концертні підсилювачі потужності призначені для великого посилення звуку при проведенні різних музичних заходів та розраховані на тривалу роботу на близькій до максимальної потужності. Тому одне з основних вимог до них - надійність. Захист концертних підсилювачів по потужності, від перевантажень, перегріву, короткого замикання, від появи постійної складової на виході і ін. Виконана набагато серйозніше, ніж в побутових підсилювачах, які можуть легко вийти з ладу, пропрацювавши лише кілька хвилин на максимальній потужності. Я згадую той час, коли ми проводили дискотеки на двох вітчизняних побутових підсилювачах потужності "Бриг-001". При цьому перед ними стояла нездійсненне завдання - при номінальній потужності 30Вт (використовувалися побутові колонки АС-90 c низькочастотним динаміком потужністю 35Вт) озвучити шкільний актовий зал площею 150 кв. м! Для цього ручки гучності даних підсилювачів викручувалися практично до максимуму, в результаті чого після дискотеки доводилося замінювати згорілі (і вельми дорогі) транзистори вихідного каскаду одного або іншого підсилювача.
Мал. 7. Концертний підсилювач потужності "ALTO"
При виборі підсилювача потужності потрібно чітко розуміти, для чого і коли вони використовуються. Побутові підсилювачі, як і студійні, не призначені для озвучування концертів! Для цієї мети необхідно використовувати тільки концертні підсилювачі відповідної потужності. Для зручності нижче наведена таблиця, де дані відмінні риси різних видів підсилювачів потужності.
Велике посилення звуку, надійність
Порівняльна таблиця підсилювачів потужності
Як видно з таблиці основні візуальні відмінності професійного підсилювача потужності від побутового - рекові виконання корпусу, відсутність тембрблока і роздільні регулятори гучності каналів. Відсутність тембрблока в професійних підсилювачах потужності пояснюється просто - його роль, як ми говорили вище, виконує мікшерний пульт, а роздільне регулювання гучності каналів дозволяє отримати комбіноване використання підсилювача, наприклад, один канал підсилювача використовувати з моніторами, а другий - з основної акустичною системою.
Основні параметри підсилювачів потужності
- Потужність. Це один з параметрів, що характеризують звукопідсилювальні можливості підсилювачів потужності при використанні в тому чи іншому випадку. Інший параметр - чутливість акустичної системи, яка показує, яке звуковий тиск в децибелах (дБ) на відстані в 1 м створюватиме дана акустична система при підведенні до неї потужності в 1 Вт. Акустична система з більш високим звуковим тиском дозволить при меншій підводиться від підсилювача потужності сигналу отримати велику гучність звуку в порівнянні з акустичною системою з меншим рівнем даного параметра. На практиці це можна перевірити так: підключити до підсилювача потужності: спочатку акустичну систему від звичайного музичного центру (де чутливість близько 70-80 Дб), а потім пасивну акустичну систему потужністю 200-300Вт (з чутливістю близько 90-100 Дб). У другому випадку рівень гучності буде істотно вище, ніж в першому, при однаковому положенні ручок гучності на підсилювачі. Тому, гучність звуку залежить не від потужності підсилювача і акустичних систем, а від правильно підібраного комплекту "підсилювач + акустичні системи", що дозволить при меншій потужності отримати велику гучність звуку.
- Клас підсилювача потужності. Розрізняють такі класи:
- Клас А - низький ККД (близько 30%), але і невисокий рівень спотворень. ККД означає, що тільки частина підведеної енергії витрачається на посилення звуку, решта виділяється у вигляді тепла. В цьому режимі виходить приємний "теплий" звук.
- Клас B - високий ККД (близько 70%), але невисока якість звуку - "сухе" звучання.
- Клас AB - при близькому до максимального сигналу працює в режимі В, а при малих сигналах - в режимі А. Виходить компромісне рішення - досить високе ККД (близько 60%) і хорошу якість звуку. Більшість підсилювачів працюють в цьому класі.
- Клас D - дуже високий ККД (близько 85%), а при використанні імпульсного блоку живлення - мала вага, що може зіграти роль в мобільних використань.
- Вага. Концертний підсилювач (від 2x250-300 Вт) за визначенням не може бути легким і важити менше 10 кг, оскільки в них використовується масивні харчування (за винятком підсилювача класу D), великі тепловідвідні радіатори, які за визначенням не можуть бути легкими.
Вибір підсилювача потужності
На практиці при виборі підсилювача потужності керуються такими параметрами:
- Призначення (для будинку, для музичної студії, для концертів)
- Можливість використання з обраної акустичною системою: по потужності і опору
- Ціна
- Наявність і тип вхідних і вихідних роз'ємів
- Клас підсилювача (наприклад, підсилювачі класу D у Турові комплекті більш цікаві, в порівнянні з підсилювачами класу AB, оскільки вони легше і мають більш високий ККД)
Всі інші параметри - коефіцієнт нелінійних спотворень, АЧХ, наявність і якість тієї чи іншої системи захисту, вага та ін. При виборі підсилювача потужності перевірити важко (і навіть не можливо), оскільки, наприклад, перевірка концертного підсилювача потужності полягає не в тому, щоб пару раз в торговому залі магазину включити його на повну потужність, а в тому, щоб він кілька годин поспіль працював без збоїв на 70-80% від максимальної потужності.
На практиці найчастіше виникає питання вибору концертного підсилювача потужності, оскільки побутові підсилювачі вже не актуальні, студійні підсилювачі застосовують тільки в студіях (в приміщеннях з хорошою акустикою), а інструментальні підсилювачі - комбіновані пристрої, які будуть розглядатися після знайомства з акустичними системами.
Вибір концертного підсилювача потужності
Вибір концертного підсилювача потужності (далі - підсилювача) необхідно проводити разом, або після вибору акустичних систем. При цьому потужність акустичних систем повинна бути трохи вище (мати запас) по відношенню до потужності підсилювача, щоб останнім не вивести її з ладу. Наприклад, при виборі акустичної системи потужністю 350 Вт, необхідно вибрати підсилювач потужністю 300 Вт на канал з вихідним опором, рівним опору акустичної системи. Також слід вибирати підсилювач з запасом по потужності. Це необхідно для того щоб, по-перше, отримати мінімальний рівень нелінійних спотворень звуку при даній потужності (чим більше посилення, тим більше рівень нелінійних спотворень), а по-друге, збільшити термін служби акустичних систем, оскільки малопотужний підсилювач, що працює на межі своїх можливостей, може доставити масу неприємностей для акустичних систем: перевантаження підсилювача по НЧ може стати причиною виходу з ладу динаміків акустичних систем - поява постійної складової і виникнення ВЧ-коливань великої ощності на виході підсилювача.