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Nouvelle lettre dans l'alphabet
Jusqu'à récemment, la lutte pour l'efficacité des amplificateurs et la qualité sonore allait dans deux directions. Les amplificateurs analogiques ont fourni une amélioration de la qualité sonore en même temps qu'une diminution de l'efficacité, tandis que les amplificateurs numériques ont fourni une efficacité élevée avec une faible qualité de signal. Simultanément, ces problèmes peuvent être résolus grâce à l'utilisation conjointe de méthodes de traitement du signal numérique et analogique, et de nombreuses années de développement ont été couronnées de succès. Selon Tripath Technology, ses amplificateurs de classe T combinent un rendement élevé avec une qualité sonore audiophile. Le magazine a déjà écrit sur les principales classes d'amplificateurs de fréquence audio. Amplificateurs de classe économique B une distorsion importante du signal de bas niveau ("premier watt") est caractéristique des amplificateurs de classe audiophile A incroyablement vorace. Solutions de classe de compromis AB ne résout complètement aucun des problèmes.
Au mieux, seule la moitié de la puissance consommée par l'amplificateur va à la charge. Le reste chauffe les transistors de l'étage de sortie. Pour améliorer le rendement des amplificateurs analogiques, de nombreuses solutions techniques ont été proposées qui peuvent être résumées en trois groupes : 1. Fonctionnement en parallèle sur la charge totale d'une cascade de classe basse puissance A et classe puissante B (Classer Super A). 2. Travailler sur la charge totale des cascades avec différentes tensions d'alimentation (classe G). 3. Contrôle de la tension d'alimentation de l'étage de sortie (classe H). Cependant, la complexité de la conception ne justifiait pas les économies et les amplificateurs de ce type n'étaient pas largement utilisés, même dans les appareils ménagers. Dans le secteur automobile, la situation est encore pire :
Amplificateurs de classe D - réalisation d'idées de design de l'ère "numérique". Leur principale caractéristique est l'utilisation de la modulation de largeur d'impulsion (PWM, également appelée PWM - modulation de largeur d'impulsion) au lieu de l'amplification. Contrairement aux amplificateurs analogiques, où le signal de sortie est une copie "agrandie" du signal d'entrée, le signal de sortie des amplificateurs de la classe D est une impulsion rectangulaire. Leur amplitude est constante, et la durée ("largeur") varie en fonction de l'amplitude du signal analogique entrant à l'entrée de l'amplificateur. La fréquence d'impulsion (fréquence d'échantillonnage) est constante et, selon les exigences de l'amplificateur, varie de plusieurs dizaines à centaines de kilohertz. Après formation, les impulsions sont amplifiées par des transistors terminaux fonctionnant en mode clé. La conversion du signal d'impulsion en analogique se produit dans le filtre passe-bas à la sortie de l'amplificateur ou directement dans la charge. Le principal avantage des amplificateurs de cette classe est leur rendement élevé (jusqu'à 95% dans les meilleurs échantillons). Ceci s'explique par le fait que l'amplitude des impulsions est quasiment égale à la tension d'alimentation et que les pertes de puissance sur les transistors de sortie sont minimes. La distorsion augmente à mesure que la fréquence du signal augmente et que la fréquence d'échantillonnage diminue. La puissance de sortie dépend également indirectement du taux d'échantillonnage - avec une fréquence croissante, l'inductance des bobines diminue et les pertes dans le filtre de sortie diminuent. Comme les amplificateurs analogiques, les amplificateurs à découpage sont divisés en sous-classes. AD и BD, et leurs avantages et inconvénients sont également similaires. Amplificateurs de classe AD en l'absence de signal d'entrée, l'étage de sortie continue de fonctionner en émettant des impulsions de même durée vers la charge. Ceci permet d'améliorer la qualité de transmission des signaux faibles, mais réduit considérablement le rendement et pose un certain nombre de problèmes techniques. En particulier, vous devez faire face au courant dit traversant, qui se produit lorsque les transistors de sortie sont commutés simultanément. Pour éliminer le courant traversant dans l'étage de sortie, un temps mort est introduit entre la fermeture d'un transistor et l'ouverture d'un autre.
Les applications pratiques se trouvent dans les amplificateurs de la classe BD, de conception plus simple, dont l'étage de sortie, en l'absence de signal, génère des impulsions de très courte durée ou est au repos. Cependant, dans les amplificateurs de ce type, le principal inconvénient de la méthode est le plus prononcé - la dépendance du niveau de distorsion non linéaire à la fréquence d'échantillonnage et à la fréquence du signal. De plus, la distorsion augmente lorsque des signaux de bas niveau sont transmis. Création d'un amplificateur de classe large bande de haute qualité D nécessite une complexité de conception importante. Par conséquent, dans les systèmes audio de voiture, de tels amplificateurs ne sont encore utilisés que dans les subwoofers - dans ce cas, le niveau de distorsion non linéaire jusqu'à plusieurs pour cent est tout à fait acceptable. Amplificateurs de classe T la qualité sonore a été améliorée d'un ordre de grandeur tout en maintenant une efficacité élevée. Cela est particulièrement vrai lors de la création d'amplificateurs de puissance d'unité principale. Tripath Technology fabrique des amplificateurs intégrés de 10 W et 20 W pour les équipements audio portables et les unités principales, ainsi que des microcircuits pour créer des amplificateurs de puissance supérieure - jusqu'à 300 W.
Les graphiques montrent que les amplificateurs de classe T en termes de performances, ils ne sont pas inférieurs aux meilleurs échantillons d'amplificateurs analogiques. Le niveau de distorsion est minime et il n'y a pratiquement pas d'harmoniques supérieures dans le spectre du signal de sortie. De ce fait, la reproduction du signal musical devient plus naturelle. La principale différence entre les nouveaux amplificateurs et les amplificateurs analogiques et numériques traditionnels est le faible niveau de distorsion d'intermodulation, qui est inférieur au coefficient harmonique. Pour les amplificateurs de classe AB, par exemple, le coefficient de distorsion d'intermodulation dépasse significativement (parfois plusieurs dizaines de fois) le coefficient harmonique ; pour les amplificateurs de classe A ces quantités sont du même ordre. Les amplificateurs intégrés dans cet indicateur sont quelque peu inférieurs à leurs homologues de la "grande" classe. T, mais les microcircuits traditionnels ne sont pas du tout en concurrence. Il n'est donc pas surprenant qu'un grand nombre de magnétophones radio et d'amplificateurs d'un nouveau type aient été présentés lors de la dernière exposition à Las Vegas. Quel est le secret de la méthode ? Utilisation d'une technologie propriétaire Traitement de puissance numérique (TM). Beaucoup de texte est consacré à cette technologie dans les documents de l'entreprise, mais il y a, pour des raisons évidentes, très peu d'informations utiles. Le secret contient non seulement des détails, mais aussi le principe du traitement du signal. Si nous écartons la rhétorique, tout se résume à deux processus interdépendants - "prédiction" (traitement prédictif) et "transformation adaptative" (traitement adaptatif du signal). Essayons de comprendre "comment ils se renforcent ici". Depuis des temps immémoriaux, les prêtres et les diseurs de bonne aventure se sont livrés à des prédictions, et avec plus ou moins de succès. Dans notre cas, vous pouvez connaître le niveau du signal sonore de deux manières :
A en juger par le fait que la plage dynamique des amplificateurs même intégrés dépasse 100 dB, l'amplitude du signal est calculée. Pourquoi avez-vous besoin de la connaître ? Amplificateurs de classe T il n'y a pas de taux d'échantillonnage fixe - il change continuellement dans la bande passante jusqu'à 1,5 MHz conformément à l'algorithme de "conversion adaptative". Les données initiales sont juste l'amplitude du signal et le taux de son changement. Le suréchantillonnage améliore la qualité du son et simplifie la conception du filtre de sortie. On ne peut que deviner l'essence de l'algorithme de traitement. En plus de ce qui précède, la conversion adaptative peut également inclure une rétroaction négative interne - numérique ou analogique. Sur cette base, on peut supposer que le Traitement de puissance numérique (TM) mettre l'une des variétés de delta - modulation. Il diffère de celui traditionnel à largeur d'impulsion en ce que ce n'est pas la valeur absolue du signal qui est transmis, mais son changement par rapport à l'état précédent (d'où le "delta" dans le nom). La rétroaction négative y est incluse génétiquement, et la "prédiction" a également sa place ... Les puces sont produites directement par Tripath Technology. Un nombre important de composants divers sont produits, y compris des modules d'amplification prêts à l'emploi. Toutes les fonctions de traitement du signal sont concentrées sur une seule puce avec un minimum de composants externes. Les amplificateurs de faible et moyenne puissance sont fabriqués en conception intégrée. Dans les amplificateurs de forte puissance, l'étage de sortie est réalisé sur des composants discrets. Le filtre LC de sortie est dans tous les cas monté séparément. Et pour illustrer ce qui a été dit - quelques chiffres :
Publication: www.bluesmobil.com/shikhman
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