کلاس آمپلی فایر چیست؟ آمپلی فایر کلاس AB یا کلاس D
کلاس آمپلی فایر چیست؟ آمپلی فایر کلاس AB یا کلاس D
آمپلی فایر یک نوع دستگاه الکترونیکی است که برای تقویت ورودی سیگنال الکتریکی سیستم صوتی به کار می رود. در واقع مهم ترین و اصلی ترین وظیفه آمپلی فایر تقویت سیگنال ورودی است. به همین دلیل از آن برای تقویت سیگنال صوتی انواع بخش کننده موسیقی نظیر میکروفون، رادیو، تلویزیون، دستگاه های صوتی و غیره استفاده می شود. در واقع با این وسیله می توان صداهای ضعیف را به راحتی تقویت کرد.
کلاس آمپلیفایر یعنی روش یا سبکی که یک آمپلی فایر برای تقویت صدا استفاده میکند. هر کلاس طراحی خاصی دارد که روی کیفیت صدا، مصرف برق، و میزان گرمای تولیدی تأثیر میگذارد. یکی از مهمترین معیارها برای دسته بندی انواع آمپلی فایر کلاس کاری آنها است و از این نظر شامل آمپلی فایرهای کلاس A، کلاس B، کلاس AB و کلاس T هستند. به طور کلی آمپلی فایرهای کلاس D و کلاس AB در مقایسه با دیگر موارد کاربرد و طرفداران بیشتری دارند.
انواع کلاس آمپلی فایر
آمپلی فایر کلاس A
در این مدل، ترانزیستورها همیشه در حال فعالیت هستند و جریان به طور پیوسته از آنها عبور میکند. این طراحی باعث میشود کیفیت صدای بسیار بالایی ارائه شود، اما در عین حال مصرف انرژی زیاد بوده و گرمای قابل توجهی تولید میکند
آمپلی فایر کلاس B
در این مدل، سیگنال ورودی به دو بخش تقسیم شده و هر بخش توسط یک ترانزیستور تقویت میشود. این نوع آمپلیفایر مصرف انرژی کمتری دارد، اما ممکن است در برخی نقاط سیگنال، کمی افت کیفیت یا اعوجاج ایجاد شود.
آمپلی فایر کلاس D
آمپلیفایرکلاس D با استفاده از روش دیجیتال، صدا را تقویت میکنند و نسبت به مدلهای دیگر مصرف انرژی بسیار کمتری دارند. این ویژگی باعث میشود که گرمای کمی تولید کنند.
آمپلی فایر کلاس AB
ترکیبی از A و B است. هم کیفیت خوبی دارد، هم مصرف برق و گرما را تا حدی کنترل میکند.
آمپلی فایر کلاس C
آمپلیفایر کلاس C به گونهای طراحی شده که تنها زمانی که ولتاژ ورودی از حد خاصی عبور میکند، ترانزیستورها فعال میشوند. این روش باعث کاهش اتلاف انرژی و افزایش کارایی میشود. این آمپلیفایرها بهطور ویژه برای تقویت سیگنالهای فرکانس بالا مانند رادیو و تلویزیون مناسب هستند، زیرا تنها سیگنالهای با فرکانس خاص را تقویت کرده و بقیه فرکانسها را حذف میکنند. این ویژگی موجب افزایش بهرهوری، اما کاهش کیفیت در سیستمهای صوتی عمومی میشود.
آمپلی فایر کلاس G
کلاس G نسخه بهینه شده ی از آمپلی فایر کلاس AB است که به جای استفاده از یک ولتاژ ثابت، از دو یا چند سطح ولتاژ تغذیه بهره میبرد. در این طراحی، هنگامی که سیگنال ضعیف است، از ولتاژ پایینتر استفاده میشود و فقط در صورت نیاز به قدرت بیشتر، مدار به ولتاژ بالاتر سوئیچ میکند. این روش باعث کاهش مصرف انرژی و تولید گرمای کمتر میشود، در حالی که کیفیت صدای بالا همچنان حفظ میشود.
آمپلی فایر کلاس H
کلاس H نسخهای پیشرفته از کلاس G است که برای بهبود بهرهوری انرژی و کاهش تولید گرما ساخته شده است. برخلاف کلاس G که از چندین سطح ولتاژ ثابت بهره میبرد.
تفاوت آمپلی فایرهای کلاس AB و D
آمپلی فایرهای کلاس AB ترکیبی از آمپلی فایرهای کلاس B و A هستند و مجموعه ای از بهره وری کلاس B و دقت کلاس A را ارائه می دهند. اما آمپلی فایرهای کلاس D سیگنال ورودی را از طریق تکنولوژی تثبیت عرض پالس های دیجیتالی تبدیل کرده و آنگاه توسط یک فیلتر خطی حالت های دیجیتالی را به سیگنال آنالوگ تبدیل می کنند.
روش عملکرد
یکی از مهمترین و اصلی ترین تفاوت های موجود بین آمپلی فایرهای کلاس D و کلاس AB کارایی و عملکرد آنها است. آمپلی فایرهای کلاس D برای تقویت سیگنال از سیستم سوئیچینگ یا به عبارت دیگر سیستم تثبیت عرض پالس استفاده می کند. اما عملکرد آمپلی فایرهای کلاس AB ترکیبی از عملکرد آمپلی فایرهای کلاس B و کلاس A است. در واقع آمپلی فایرهای کلاس AB در کلاس B از سیستم سوئیچینگ استفاده می کنند و برای تقویت سیگنال به صورت مداوم از حالت کلاس A بهره می برند.
راندمان کاری
راندمان کاری آمپلی فایر کلاس D در مقایسه با راندمان کاری آمپلی فایر کلاس AB بالاتر است. به عبارت دیگر آمپلی فایرهای کلاس D معمولاً راندمان کاری حدود ۸۰ الی ۹۰ درصد را ارائه می دهند. در صورتی که راندمان کاری آمپلی فایرهای کلاس AB حدود ۵۰ الی ۷۸ درصد است.
کیفیت صوتی
از نظر کیفیت صوتی، آمپلی فایرهای کلاس AB در مقایسه با کلاس D عملکرد بهتری دارند. همانطور که عنوان شد آمپلی فایرهای کلاس D به دلیل استفاده از سیستم سوئیچینگ و روش PWM کارایی و بهره وری انرژی بهتری دارند. البته گاهی اوقات ممکن است کیفیت سیستم صوتی محصولات موجود در این کلاس کمی کاهش پیدا کند.
اما آمپلی فایرهای کلاس AB به صورت مداوم از تقویت سیگنال در حالت کلاس A استفاده می کنند و به صورت عمومی کیفیت صوتی بهتری دارند. از این رو برای انتخاب یکی از این دو گزینه ها حتماً باید به نیازها و سطح انتظارات خود توجه کرد.
برنامه کاربردی
معمولاً آمپلی فایرهای کلاس AB برای آن دسته از برنامه هایی که کارکرد پیوسته و توان بالا دارند و کیفیت صوتی بهتری ارائه می دهند، مناسب تر است. به عنوان مثال برای تقویت کننده های صوتی، سیستم های صوتی خانگی، اجراهای زنده، برنامه های استودیویی با کیفیت و سیستم های صوتی حرفه ای بهترین تقویت کننده صوتی آمپلی فایرهای کلاس AB هستند.
کارایی و انرژی
برای بهره وری بالا و کاهش مصرف برق آمپلی فایر کلاس D نسبت به کلاس AB عملکرد بهتری دارند. از این رو باید گفت که برای سیستم های صوتی خودرو، اسپیکرهای بلندگوی باتری خور و سیستم های صوتی قابل حمل آمپلی فایرهای کلاس D گزینه بهتری هستند.
بودجه
با توجه به مشخصات ارائه شده می توان به این نتیجه رسید که آمپلی فایرهای کلاس AB در مقایسه با کلاس D قیمت بالاتری دارند. بنابراین کسانی که به دنبال خرید یک گزینه اقتصادی هستند باید به سراغ مدل های موجود در کلاس D بروند.
توان بالا و کیفیت صوتی
از نظر کیفیت صوتی و توان آمپلی فایرهای کلاس D نسبت به کلاس AB در سطح بالاتری قرار دارند. بنابراین برای انتخاب مناسب از بین آنها حتماً باید الزامات و نیازهای خود را در نظر گرفت. به عنوان مثال کسانی که به دنبال یک تقویت کننده مناسب و کاربردی برای سیستم صوتی خودرو خود هستند بهتر است به سراغ آمپلی فایرهای کلاس D بروند.
معایب کلاس های آمپلی فایر AB , D:
معایب کلاس A
- مصرف برق بسیار بالا
- تولید گرمای زیاد
- بازدهی پایین (بخش زیادی از انرژی به گرما تبدیل میشود)
- ابعاد بزرگتر و هزینه ساخت بالا
معایب کلاس B
- ایجاد تحریف در سیگنال (به دلیل ساختار سوئیچینگ ترانزیستورها)
- کیفیت صدای پایینتر نسبت به کلاس A
- مشکلات نویز و اعوجاج در فرکانسهای پایین
معایب کلاس AB
- بازدهی کمتر از کلاس D
- هنوز مقداری گرما تولید میکند (اگرچه کمتر از کلاس A)
- پیچیدگی بیشتر در طراحی نسبت به کلاس A و B
معایب کلاس D
- احتمال کاهش کیفیت صدا در فرکانسهای بالا
- نیاز به فیلترهای اضافی برای کاهش نویز
- طراحی پیچیدهتر و حساس به تداخل الکترومغناطیسی
معایب کلاس C
- تحریف شدید سیگنال به دلیل طراحی خاص سوئیچینگ.
- مناسب فقط برای تقویت سیگنالهای خاص و فرکانسهای بالا.
- کاهش کیفیت صدا در کاربردهای عمومی و سیستمهای صوتی.
معایب کلاس G
- طراحی پیچیدهتر نسبت به کلاسهای دیگر که هزینه ساخت را افزایش میدهد.
- احتمال ایجاد نویز و اعوجاج در زمان سوئیچینگ بین سطوح ولتاژ.
- نیاز به اجزای اضافی برای کنترل ولتاژ که پیچیدگی و هزینه سیستم را بالا میبرد.
معایب کلاس H
- نیاز به کنترل دقیق و پیوسته ولتاژ که طراحی را پیچیده میکند.
- احتمال نویز و اعوجاج در فرکانسهای خاص.
- هزینه بالا