3, teljesítmény erősítő
A teljesítményerősítő, más néven jelerősítő, alapvető funkciója az audiojelek felerősítése, hogy a hangszórókat visszajátssza. Általában a gazdagép beépített végerősítővel rendelkezik, de teljesítményerősítési tartománya viszonylag kicsi, így nem felel meg a magas szintű hallgatási követelményeknek, nemhogy összehasonlítható egy külső végerősítővel. Sőt, a mélyhangegységet teljesítményerősítővel kell meghajtani, és a gazdagépnek nincs lehetősége ekkora mélyhangegység meghajtására. A jelerősítő az egész autós audiorendszer döntő része.
Az autó teljesítményerősítőjének feszültsége 12V DC, ami összhangban van az autóban lévő tápfeszültséggel. A jel dinamikus tartományának bővítése és a kimeneti teljesítmény növelése érdekében a teljesítményerősítőkben általában az inverteres boost technológiát alkalmazzák, ami azt jelenti, hogy a feszültséget 12 V-ról 35-40 V-ra emelik. Az inverteres erősítés másik előnye, hogy a tápfeszültség ingadozása esetén a teljesítményerősítő tápáramköre automatikusan beállítja a feszültséget, hogy biztosítsa a kimeneti teljesítmény stabilitását. Jelenleg ezt a technológiát széles körben használják a járművek teljesítményerősítőiben.
(1) Teljesítményerősítők hőelvezetése
Az autóba szerelt teljesítményerősítők hőelvezetésének két típusa létezik: természetes hőelvezetés és ventilátoros hőelvezetés. A ventilátoros hőelvezetést általában csúcskategóriás teljesítményerősítőkben használják. A jó hőelvezetés jelentős hatással van a kimeneti teljesítményre.
(2) A teljesítményerősítők osztályozása
① Az autóipari teljesítményerősítőket különböző vezetői módszerek szerint osztályozzák: A osztály, B osztály, AB osztály és digitális.
A osztály: A tiszta A osztályú teljesítményerősítő, más néven A osztályú teljesítményerősítő, egy teljesen lineáris erősítésű erősítő. Tisztán A osztályú teljesítményerősítőben üzemelve a tranzisztor pozitív és negatív csatornái alaphelyzetben nyitott állapotban vannak jelekkel vagy anélkül, ami azt jelenti, hogy hőként több teljesítmény fogy, de a torzítás mértéke rendkívül alacsony. A tiszta A osztályú teljesítményerősítők viszonylag ritkák az autóipari audioalkalmazásokban, mivel hatékonyságuk nagyon alacsony, általában csak 20-30%. Az audio rajongók azonban szenvedélyesen rajonganak hangteljesítményükért.
B osztály: B osztályú teljesítményerősítő, más néven B osztályú teljesítményerősítő, más néven lineáris erősítő, de működési elve teljesen eltér a tiszta A osztályú teljesítményerősítőtől. Amikor B osztályú teljesítményerősítők működnek, a tranzisztor pozitív és negatív csatornái általában zárt állapotban vannak, hacsak nincs jelbemenet. Ez azt jelenti, hogy amikor a pozitív fázisjel jön, csak a pozitív fázis csatorna működik, míg a negatív fázis csatorna zárva van, és a két csatorna soha nem működik egyszerre. Ezért jel hiányában egyáltalán nincs teljesítményveszteség. A pozitív és negatív csatornák be- és kikapcsolásakor azonban gyakran fordul elő kereszttorzítás, különösen alacsony szinten, így a B osztályú teljesítményerősítők nem igazán nagy pontosságú teljesítményerősítők. A gyakorlati alkalmazásokban sok korai autós audioerősítő B osztályú erősítő volt a nagy hatékonyságuk miatt.
AB osztály: Az A és B osztályú teljesítményerősítők, más néven AB osztályú teljesítményerősítők, olyan kialakítás, amely kompatibilis az A és B osztályú teljesítményerősítők előnyeivel. Ha nincs jel, vagy a jel nagyon kicsi, a tranzisztor pozitív és negatív csatornája is normál esetben nyitva van, ami teljesítményveszteséget eredményez, de nem olyan súlyos, mint az A osztályú erősítők esetében. Ha a jel pozitív, a negatív csatorna nyitva marad, amíg a jel erősödik, de ha a jel erősödik, a negatív csatorna bezár. Amikor a jel negatív fázisban van, a pozitív és a negatív csatorna működése pontosan az ellenkezője. Az AB osztályú végerősítők hátránya, hogy enyhe keresztirányú torzítást produkálnak, de hatékonyságukhoz és hűségükhöz képest felülmúlják az A és B osztályú erősítőket. Az AB osztályú erősítők jelenleg a legszélesebb körben használt konstrukciók az autóiparban.
D osztály: A fent említett A, B vagy AB osztályú erősítőktől eltérően a D osztályú erősítők kapcsolási tranzisztorokon alapulnak, és rendkívül rövid idő alatt képesek teljesen vezetni vagy lekapcsolni. Két tranzisztor nem vezet egyszerre, ezért nagyon kevés hőt termelnek. Ez az erősítőtípus rendkívül magas hatásfokú (90% körüli), ideális körülmények között eléri a 100%-ot, míg az AB osztályú erősítők ehhez képest csak 78,5%-ot. Másrészt a kapcsoló üzemmód a kimeneti jel torzítását is növeli. A D osztályú erősítő áramköre három szakaszra oszlik: bemeneti kapcsolási fokozatra, teljesítményerősítő fokozatra és kimeneti szűrési fokozatra. A D osztályú erősítők impulzusszélesség-modulációs (PWM) üzemmódban működhetnek be/ki üzemmódban. A PWM használatával az audio bemeneti jel nagyfrekvenciás kapcsolójellé alakítható. Az audiojelet egy komparátoron keresztül hasonlítják össze egy nagyfrekvenciás háromszöghullámmal. Ha az invertáló végén a feszültség nagyobb, mint a fázis végén lévő feszültség, a kimenet alacsony szinten van; Ha a fordított kapocsfeszültség alacsonyabb, mint az azonos fázisú kapocsfeszültség, a kimenet magas szinten van.
A D osztályú erősítőkben a komparátor kimenete a teljesítményerősítő áramkörhöz van kötve, amely fémoxid térhatású tranzisztorokat (MOSFET) használ bipoláris tranzisztorok (BJT) helyett. Az előbbi ugyanis gyorsabb reakcióidővel rendelkezik, és alkalmas nagyfrekvenciás üzemmódokhoz. A D osztályú erősítőkhöz két MOSFET szükséges, amelyek nagyon rövid idő alatt teljesen be- vagy kikapcsolhatók. Ha egy MOSFET teljesen vezető, feszültségesése nagyon kicsi; Amikor a MOSFET teljesen le van vágva, a csövön áthaladó áram nulla. A be- és kikapcsolt állapotban felváltva működő két MOSFET kapcsolási sebessége nagyon gyors, ami rendkívül magas hatásfokot és alacsony hőtermelést eredményez. Ezért a D osztályú erősítőkhöz nincs szükség nagy hűtőbordára.
② Az erősítőben lévő erősítőcső típusa szerint epe- és kőgépekre osztható:
③ Kőgép (tranzisztor): dinamikus és gyors, erős analitikai erőt, hierarchiát és fényerőt mutat a nagy dinamikus zenében
④ Epehólyag (elektronikus cső): A hang lágy, a magas hangok egyenletesek, és van elég hely (tiszta zene, ének).
