Усилвател с постоянен ток

Под власт: Задействан от благородния бум на слушалките и съответстващите отделни усилватели, в момента обикаля термин: усилвател с постоянен ток. LowBeats обяснява по-долу за какво става въпрос.

Изходните стъпала в усилвателите на високоговорителите и слушалките обикновено работят в така наречения режим на постоянно напрежение: Ако например контролът на силата на звука е настроен така, че към клемите на високоговорителя са приложени 10 волта, тази стойност се запазва, независимо от размера на съпротивлението на натоварване кутията или слушалките (поне това би било идеалният случай).

Изходният етап подава своите 10 волта, независимо дали в момента възпроизвежда тон от 5000 херца - където високоговорителят има съпротивление на натоварване (импеданс) от 6 ома, например - или дали тонът е в областта от 50 херца, където високоговорителят има предполагаем импеданс от 30 ома.

Ако обаче напрежението на изхода на изходния каскад е стабилно 10 волта, докато импедансът на високоговорителя се променя в зависимост от честотата, тогава според закона на Ом токът на натоварване през високоговорителя също трябва да се промени.

В този пример това би било 1,67 ампера при 5000 херца, докато само 0,33 ампера текат при 50 херца. Токът на натоварване би се увеличил безкрайно, ако импедансът на високоговорителя падне до 0 ома, например поради късо съединение - в този случай, разбира се, предпазителят за свръхток на изходния каскад реагира, така че да не се повреди.

Ако изходен каскад (или захранване) подава безкрайно количество ток, независимо колко ниско е съпротивлението на натоварването, той се нарича идеален източник на напрежение.

Технически това означава: Вашето вътрешно съпротивление е много ниско и клони към 0 ома.

Алтернативна работа с постоянен ток

Операцията с постоянен ток е различна: Тук източникът (в този пример изходният етап) осигурява дефиниран изходен ток в зависимост от контрола на силата на звука, който остава стабилен независимо от честотно зависимото поведение на товарния резистор (в този пример слушалки или високоговорител).

Позовавайки се отново на предишния пример, горният високоговорител, например, винаги ще тече 1 ампер в режим на постоянен ток - независимо дали неговият импеданс е 30 ома при 50 херца или 6 ома при 5000 херца. Дори ако кабелите на високоговорителите бяха късо съединени, токът нямаше да надвишава 1 ампер.

Ако изходен каскад (но също и захранване) доставя постоянен изходен ток, независимо колко висок или нисък може да бъде съпротивлението на натоварване, той се нарича идеален източник на ток.

Технически това означава: Вашето вътрешно съпротивление е много високо и клони към безкрайност.

Поради това усилвателите с постоянно напрежение и постоянен ток показват електрически противоположно поведение по отношение на адаптирането на товара и поради това са особено препоръчителни за определени области на приложение.

Доставката на високоговорители или слушалки обаче е специален случай, тъй като по принцип тук могат да се използват и двата варианта със съответните им предимства - което също се случва на практика.

Фактът, че усилвателите с постоянен ток са идеално пригодени за задвижване на динамични преобразуватели, говори в полза на усилвателите с постоянен ток: в края на краищата те получават своята кинетична енергия от промяна на силата на магнитното поле - които се определят причинно от тока, протичащ през гласовата намотка.

В допълнение, високото вътрешно съпротивление на източниците на енергия води до много малка последователна времева константа във връзка с винаги съществуващите индуктивни компоненти на гласовата намотка, което кара трансдюсерните системи да се настаняват и излизат бързо.

Усилвател с постоянен ток = повече усилия

Усилвателите с постоянен ток обаче в никакъв случай не са толкова популярни като усилвателите с постоянно напрежение, тъй като изискват повече електрически схеми - особено при управление на високоговорители. Причината: При постоянен токов режим мощността на потребителя се увеличава с нарастващ импеданс.

По отношение на предишния пример (постоянен ток от 1 ампер), високоговорителят има значително по-висока мощност (30 вата) на разположение при 50 херца, поради своя импеданс от 30 ома, отколкото при 5000 херца, където импедансът му е само 6 ома и по този начин мощността е само 6 вата.

На обикновен език това означава, че амплитудната честотна характеристика на захранваните с постоянен ток индуктивни преобразуватели на звука се променя в зависимост от техния импеданс.

На практика това означава, че високоговорителите, с техните много ясни колебания на импеданса, дължащи се на принципа на постоянното подаване на ток, изискват персонализирана корекция на честотната характеристика (изравняване), която протича обратно на тяхната крива на импеданса, за да се постигне плавна честотна характеристика на амплитудата - това, разбира се, трябва да се направи при ниски загуби на мощност последният етап.

Технически това не е проблем, но на практика е трудно да се осъзнае: Тъй като всяка кутия с високоговорители има своя собствена много индивидуална крива на импеданс, усилвателите с постоянен ток трябва да получат различна крива на изравняване всеки път, когато се смени високоговорителят.

За активните високоговорители с фиксирано свързване между високоговорител и усилвател, усилвателите с постоянен ток са сериозно и практично решение. За класическите усилватели hi-fi, от друга страна, те едва ли са съвместими с възможно най-много високоговорители поради факта, че производителят е неизвестен на производителя и непрекъснато сменя партньорите за игра подходящ.

Ситуацията обаче е съвсем различна при слушалките: импедансът им е изключително линеен в почти всички случаи, така че тук не се изискват мерки за изравняване, както е в случая с високоговорителите - тук усилвателите с постоянен ток всъщност могат да използват пълноценно своите предимства.

Отвореният Apogee Groove с изходен драйвер с постоянен ток (вдясно). (Снимка: Apogee)