Усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) является неотъемлемой частью любого звуковоспроизводящего устройства - будь то приемник, телевизор, музыкальный центр и др. В данной статье УМЗЧ рассматривается как элемент компонентной аппаратуры, предназначенный для использования в стойках домашнего комплекса высококачественного воспроизведения.
Все усилители мощности звуковой частоты предназначены для решения одной задачи - повысить уровень поступающих на них электрических сигналов до величины, обеспечивающей нормальную работу громкоговорителей. Источники сигналов для УМЗЧ - проигрыватели грампластинок и компакт-дисков, магнитофонные деки, тюнеры, а в ряде случаев и микрофоны, телевизоры, видеокамеры, микшерные пульты и др.
В этой статье рассмотрим транзисторные усилители мощности, предназначенные для домашних стереофонических (двухканальных) звуковых комплексов высокого класса. На потребительском рынке сейчас можно увидеть широкую гамму стереофонических усилителей: оконечный усилитель мощности, усилитель мощности с устройством предварительной обработки сигнала (полный усилитель) в двухкорпусном или однокорпусном исполнении, полный усилитель с радиовещательным тюнером (ресивер). Наибольшей популярностью на европейском рынке пользуются однокорпусные полные усилители (92 %) и ресиверы (6,2 %), остальные устройства находят спрос менее чем у 2 % покупателей.
Одним из важных потребительских параметров усилителя является его выходная мощность. Кстати, эта характеристика лежит в основе формирования стоимости изделия в пределах продукции одной фирмы. Однако среди группы производителей влияние этого параметра на цену менее заметно. Большее значение в ценообразовании имеет престиж самой фирмы, дизайн изделия и его функциональная насыщенность.
При выборе полного усилителя необходимо руководствоваться параметрами имеющихся у вас громкоговорителей (или тех, которые предполагаете приобрести), их электрическим сопротивлением, номинальной и паспортной мощностью. Выходная номинальная мощность усилителя всегда указывается с учетом его работы на нагрузку определенного сопротивления. Ряд сопротивлений нагрузок нормализован (для облегчения комбинированного применения отечественной и зарубежной аппаратуры) - 2; 4; 6,3; 8; 16; 32; 64 Ом. Чаще используют два из них - 4 и 8 Ом. Поэтому и характеристики усилителей приводят обычно с указанием именно этих сопротивлений нагрузок.
Выходную мощность усилителя на один канал следует выбрать в пределах 0,5...1 номинальной мощности громкоговорителя. Ее превышение, равно как и заниженное значение, нежелательно. В первом случае можно непроизвольно повредить громкоговоритель (наблюдались выходы из строя элементов механической подвески низкочастотных излучателей), а во втором - не полностью используются возможности громкоговорителя.
Характеристика, связанная с выходной мощностью усилителя и напрямую указывающая на наличие в нем возможных искажений, так и называется - коэффициент нелинейных искажений. Этот же параметр называют также коэффициентом гармоник. Он представляет собой отношение эффективного напряжения всех гармоник сигнала к напряжению основной частоты, выраженное в процентах. Главным источником таких искажений являются мощные выходные каскады, работающие в большинстве случаев в режиме В или АВ. История развития современного усилителя свидетельствует о непрестанной борьбе за снижение значения этого параметра. Если до 60-х годов конструкторы стремились к наращиванию выходной мощности при коэффициенте гармоник порядка 1% (тогда это считалось весьма приличным показателем, не вызывающим неприятных ощущений дискомфортности звучания), то позже, особенно со времени применения в усилителях биполярных и полевых транзисторов, а также микросхем, борьба велась исключительно за снижение коэффициента нелинейных искажений сначала до десятых долей процента, а затем до сотых. Сколько в это время было сделано открытий и изобретений в схемотехническом и конструкционном плане! Сегодня коэффициентом гармоник 0,005 % уже никого не удивишь, но... борьба продолжается.
Еще одним качественным показатено-частотная характеристика (АЧХ). Когда-то эта характеристика для ламповых и первых транзисторных усилителей была основной. Но постоянное улучшение качества усилителей привело к тому, что требования к диапазону воспроизводимых ими частот стали ограничивать, учитывая возможности человеческого восприятия (20...20 000 Гц). Сегодня промышленные усилители имеют значения этого параметра, существенно превосходящие установленную норму - в нижней границе звукового спектра от 5...10 Гц и в верхней - до 100...150 кГц. При такой ситуации частотный диапазон очень часто не приводится в сводных таблицах параметров (и в нашем случае тоже), оставаясь только для справки в паспорте на конкретное изделие.
Но зато на одно из ведущих мест стал выходить параметр - отношение сигнал/шум. Цифровая техника записи звука (компакт-диски, мини-диски) с оптическим считыванием повысила требования к данному параметру звукоусилительной аппаратуры до 90 дБ и выше.
Немалое значение имеют потребительские свойства усилителя - число регуляторов и их расположение, наличие выключателя тонкомпенсации (весьма удобной для подъема низких частот при малых уровнях громкости воспроизведения), число пар входных и выходных гнезд для подключения различной радиоаппаратуры, система переключений источников сигнала, наличие элементов индикации режимов работы, дизайн, габариты.
Что касается габаритов усилителей, то все фирмы-производители придерживаются единой нормы на ширину изделия (420...440 мм), что позволяет использовать в стойке комплекса любой усилитель. Высота и глубина изделия (они различны даже в продукции одной фирмы) в данном случае особой роли не играют. Однако потребители обращают на это особое внимание, так как дизайн изделия каждой фирмы существенно различается по цвету, форме ручек и кнопок управления и других элементов.
А вот число гнезд для подключения источников сигнала и нагрузки и способ их переключения весьма важны для усилителя. Это показатель универсальности его использования совместно с другой аппаратурой звуковоспроизведения. В современных усилителях число входных гнезд от четырех до семи. Чаще всего предусматривают гнезда для подключения тюнера, двух магнитофонных дек, проигрывателя компакт-дисков, электропроигрывателя грампластинок. Подключение внешнего микрофона возможно не во всех усилителях. В более дорогих конструкциях вводят входные гнезда для подключения устройств предварительной обработки сигналов (например, эквалайзера). Выходные гнезда для подключения нагрузки (громкоговорителей) имеются в большинстве усилителей. Их всего четыре - по два для каждого канала, чтобы для создания эффекта пространственного звучания была возможность подключения фронтальных и тыловых громкоговорителей.
Переключатели входов и выходов в менее дорогих изделиях механические кнопочные, в более дорогих - кнопочные псевдосенсорные, мягкие. В сочетании с элементами индикации в виде светодиодов в моделях усилителей низшей и средней ценовой категории и информационных табло в дорогих моделях - это создает приятный диалог с аппаратом. Большинство моделей уже имеют дистанционное управление и комплектуются универсальными пультами, с которых можно управлять не только самим усилителем, но и другими компонентами звукоусилительной установки (следует заметить, одной фирмы).
Источник - Журнал "Радио", номер 6, 1999г.
