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유휴 상태의 100W 클래스 B 앰프는 거의 아무것도 소모하지 않으며 방열판을 거의 데우지 않습니다. 동일한 회로를 4옴 스피커에 공급하고 1와트에서 실행하면 파형이 0을 교차하는 지점에 바로 노치가 나타납니다. 효율성은 이 토폴로지에서 가장 쉬운 부분입니다. 제로 크로싱 주변의 선형성은 그것이 완성된 오디오 제품에 속하는지 여부를 결정합니다.
먼저 결론은 다음과 같습니다. 오디오 장비의 경우 순수 클래스 B가 올바른 최종 답변이 되는 경우는 거의 없습니다. 이는 다른 모든 증폭기 클래스를 측정하는 기준점이며 클래스 AB가 존재하는 이유입니다. 파워드 스피커, 서브우퍼 또는 휴대용 시스템용 앰프 모듈을 지정하는 경우 클래스 B를 이해하면 비용을 지불해야 하는 절충안과 공급업체에 요구해야 하는 사양이 무엇인지 정확히 알 수 있습니다.
클래스 B 앰프의 진정한 의미
산업 증폭기 참조 자료는 전도 각도에 따라 클래스 B를 정의합니다. 두 개의 출력 장치가 작업을 공유하며 각각은 신호 주기의 정확히 절반인 180도 동안 전도됩니다. 한 장치는 전류를 양극 절반의 부하로 밀어넣고, 다른 장치는 음극 절반에서 전류를 끌어내고 함께 출력에서 전체 파형을 재구성합니다.
신호가 없을 때 두 장치 모두 차단 상태에 있기 때문에 대기 전류가 거의 없고 유휴 열도 거의 없습니다. 그 단일 속성이 매력입니다. 이상적인 클래스 B 푸시풀 스테이지의 이론적인 효율성 상한은 pi/4, 즉 대략 78.5%인데 비해 장치가 360도 전체에서 전도되는 클래스 A 스테이지의 경우 약 25%입니다.
문제는 두 반쪽이 정확히 0V에서 만나야 한다는 것입니다. 실제 실리콘에서는 그렇지 않으며, 그 불일치가 클래스의 평판을 정의합니다.
클래스 A, 클래스 AB 및 클래스 D에 대한 클래스 B
효율성만으로는 어떤 앰프 클래스가 제품에 속하는지 결정하지 않습니다. 유휴 전류, 왜곡 동작 및 열 설계도 마찬가지로 중요합니다. 아래 표는 클래스 B가 실제로 어디에 있는지 보여줍니다.
| 수업 | 전도 각도 | 효율성 | 유휴 전류 | 왜곡 동작 | 일반적인 사용 |
|---|---|---|---|---|---|
| 수업 A | 360도 | 약 25% | 매우 높음 | 가장 낮고 매끄러움 | 저전력 하이파이, 프리앰프 스테이지 |
| 수업 B | 180도 | 최대 약 78.5% | 거의 0에 가깝다 | 낮은 수준의 크로스오버 노치 | RF 송신기, 배터리 기어, 레거시 디자인 |
| 수업 AB | 180도 조금 넘게 | 실제로는 50~70% | 낮음 | 낮음; crossover largely removed | 파워 스피커, 프로 오디오, 서브우퍼 |
| 수업 D | 스위칭 | 90% 이상 일반 | 매우 낮음 | 낮음 with a well-designed filter | 휴대용 스피커, PA, 서브우퍼 모듈 |
두 가지 패턴이 눈에 띕니다. 클래스 B는 유휴 전류에서 승리합니다. 편향되지 않은 출력 장치는 신호가 도착할 때까지 거의 아무것도 끌어오지 않기 때문입니다. 이것이 배터리 구동 제품과 RF 송신기에서 토폴로지가 살아남는 이유입니다. 작은 신호가 존재하는 곳에서는 선형성이 떨어지며, 이는 실제 사용을 지배하는 조용한 청취 범위입니다.
크로스오버 왜곡: 해당 효율성의 실제 비용
제로 크로싱에서 두 출력 장치는 동시에 차단에 가깝습니다. 게인이 잠시 축소되고 전송 곡선이 평탄해지며 출력 파형이 한 단계 올라갑니다. 스펙트럼 분석기에서 노치는 고차 고조파의 스프레이로 나타납니다. 거친 가장자리 청취자는 거칠거나 트랜지스터화되었다고 설명합니다. 이는 노치가 신호의 큰 부분을 차지하는 낮은 출력 레벨에서 최악이며, 앰프가 강하게 구동되면 배경으로 사라집니다.
세 가지 수정 사항이 존재합니다. 출력 장치를 약간 전도되도록 바이어스하여 완전히 꺼지지 않도록 합니다. 이것이 바로 클래스 B 단계를 클래스 AB로 바꾸는 것입니다. 크로스오버 영역을 선형화하기 위해 충분한 음의 피드백을 적용합니다. 또는 선형 토폴로지를 뒤로하고 잘 설계된 출력 필터를 사용하여 클래스 D로 전환하십시오. 첫 번째 옵션은 최신 오디오 하드웨어를 형성했습니다. 클래스 B 푸시풀 오디오 스테이지로 판매되는 대부분의 스피커 증폭기는 실제로 작은 바이어스 전류를 실행합니다.
출력 단계가 올바르게 바이어스되면 완성된 제품의 사운드 특성은 그 앞의 아날로그 프런트 엔드(톤 컨트롤, 그래픽 EQ, 마이크 믹싱 및 제한)에 의해 결정됩니다. 이 부분에서 디자인이 분석되었습니다. 클래스 AB 증폭기 설계 분석 일반적으로 명성을 얻거나 잃습니다.
클래스 AB 앰프용 PL1 수평 고음 및 저음 EQ 모듈 수평 아날로그 모듈은 클래스 AB 앰프 프런트 엔드에 고음/저음 EQ, 마이크 및 라인 입력, 볼륨 제어 및 클립 표시를 추가합니다. 제품보기 → 클래스 B가 여전히 의미가 있는 곳
순수 클래스 B는 쓸모가 없으며 단지 전문화되어 있습니다. 이는 송신기와 일정 포락선 신호가 비선형성을 허용하는 RF 전력 증폭과 거의 0에 가까운 대기 전류가 런타임으로 직접 변환되는 배터리 구동 장비에서 여전히 일반적입니다. 또한 적당한 양의 크로스오버 왜곡이 더 작고 시원한 출력 스테이지에 허용되는 가격인 비용에 민감한 설계에서도 살아남습니다.
- 송신기의 클래스 B 및 클래스 C 단계가 표준 관행인 RF 및 일정 봉투 전송.
- 대기 및 유휴 소비가 제품 실행 시간을 결정하는 배터리 구동 장치입니다.
- 대안이 물리적으로 더 크고 더 뜨거운 클래스 A 스테이지인 레거시 또는 저비용 플랫폼.
데스크탑 스피커, 스튜디오 모니터, 홈 오디오 등 낮은 수준에서 음악을 재생하는 모든 경우 왜곡 패널티가 효율성 향상보다 크며 클래스 AB가 여전히 주류 대답입니다. 고전력 전문 시스템은 완전히 다른 경로를 사용합니다. 즉, 신호를 따르도록 공급 레일을 변조하는 클래스 H 모듈을 사용하여 선형 작동을 유지하면서 출력 장치의 전압 강하를 작게 유지합니다.
U자형 라디에이터가 포함된 AMP400H 7294 클래스 H 전력 증폭기 모듈 수업 H module delivers 400 W into 4 Ohm, 100 W Class AB into 8 Ohm, with U-shaped aluminum radiator and protection. 제품보기 → 앰프 모듈 선택: 구매를 결정하는 사양
개별 단계를 설계하는 대신 모듈을 지정하는 사람이라면 아래 체크리스트를 통해 6주 후의 재설계와 원활한 통합을 구분할 수 있습니다.
- 명시된 임피던스에서의 정격 전력. 500W라는 수치는 부하가 없으면 아무 의미가 없습니다. 4Ω에 500W를 사용하면 8Ω에 500W 전류의 두 배를 소비하고 방열판과 보호 요구 사항이 모두 변경되기 때문입니다.
- 토폴로지를 제공합니다. 선형 변압기 공급 장치는 간단하고 견고합니다. PFC 및 LLC 공진을 갖춘 스위칭 공급 장치는 더 가볍고 더 넓은 주전원 범위를 견딜 수 있습니다.
- 연속 대 최고 등급. 마케팅 최고치보다는 열 등급을 확인하고 방열판이 어떤 역할을 하는지 확인하세요. U자형 알루미늄 라디에이터는 고전력 모듈에서 실제 부하를 전달합니다.
- 보호 회로. 과전류, 과부하, DC 오프셋 및 과열 차단은 모듈과 스피커를 모두 보호하는 반면, 제한 회로는 출력단을 하드 클리핑 상태로 만드는 프런트 엔드를 중지합니다.
- 프런트엔드 기능. 그래픽 EQ, 마이크 우선 순위, 에코 및 출력 모드 전환은 앰프 주변에 필요한 추가 보드 영역과 배선의 양을 결정합니다.
- 제조 증거. SMT 라인과 음향 테스트실은 공급업체가 첫 번째 샘플뿐만 아니라 생산 배치 전반에 걸쳐 허용 오차를 유지할 수 있는지 여부를 알려줍니다.
이러한 선택은 제품마다 다르기 때문에 대부분의 모듈 프로젝트에는 공급 전압, 커넥터 배치, EQ 사전 설정 또는 출력 모드와 같은 일정 수준의 적응이 필요합니다. 확립된 공급업체 모듈 맞춤화 프로세스 일반적으로 해당 루프가 상당히 단축됩니다.
PL21/PL21E 수직 5대역 그래픽 이퀄라이저 및 제한 보호 모듈 수직 오디오 모듈은 5밴드 그래픽 EQ, 제한 보호, 밸런스 마이크/라인 입력, XLR 출력, 볼륨 제어 및 PL21E 마이크 에코를 제공합니다. 제품보기 → 자주 묻는 질문
클래스 B 증폭기는 무엇을 위해 사용됩니까?
순수 클래스 B 스테이지는 유휴 전류가 적은 양의 크로스오버 왜곡보다 더 중요한 RF 전력 증폭기, 배터리 구동 장비 및 비용 중심 설계에 주로 나타납니다. 오디오 제품에서는 동일한 푸시풀 아이디어가 거의 항상 클래스 AB로 구현됩니다.
클래스 A, 클래스 B 및 클래스 AB 증폭기의 차이점은 무엇입니까?
차이점은 전도 각도입니다. 클래스 A 장치는 360도 모두 전도되고 유휴 핫 상태이며, 클래스 B 장치는 각각 180도 전도되고 유휴 콜드이며, 클래스 AB는 대부분의 크로스오버 왜곡을 제거하는 작은 바이어스 전류로 180도 이상 전도됩니다.
클래스 B 증폭기가 크로스오버 왜곡을 생성하는 이유는 무엇입니까?
0V 부근에서 두 출력 장치 모두 차단에 가까워지므로 이득이 순간적으로 떨어지고 파형이 노치로 평탄해집니다. 이 노치는 고차 고조파를 생성하며 낮은 출력 레벨에서 가장 잘 들립니다.
클래스 B 증폭기의 최대 효율은 얼마입니까?
이상적인 푸시-풀 단계의 이론적 최대값은 pi/4(대략 78.5%)입니다. 실제 증폭기는 공급 손실, 장치 포화 전압 및 실제 설계에 사용되는 바이어스 전류로 인해 그 이하로 떨어집니다.
클래스 B 앰프 모듈이 서브우퍼를 구동할 수 있습니까?
전류를 전달할 수 있지만 크로스오버 노치와 열 응력으로 인해 서브우퍼 역할에 적합하지 않습니다. 대부분의 파워드 서브우퍼 모듈은 필터링 및 제한을 위해 DSP 프런트 엔드가 있는 클래스 D 또는 클래스 H 출력 스테이지를 사용합니다.
파워 스피커의 경우 클래스 AB가 클래스 D보다 낫습니까?
어느 쪽도 보편적으로 더 나은 것은 아닙니다. 클래스 AB는 선형 동작과 단순한 EMC 성능을 제공하는 반면, 클래스 D는 높은 출력에서 더 시원하고 가벼워집니다. 일반적으로 결정은 열 예산, 중량 목표 및 설계에 이미 포함된 처리량에 따라 결정됩니다.
클래스 B는 목적지보다는 경계로 취급하는 것이 가장 좋습니다. 이는 선형 오디오 증폭기가 접근할 수 있는 효율성 한계(이론적으로 약 78.5%)를 정의하며 교차 왜곡이 지배적인 설계 문제가 되는 지점을 나타냅니다. 스피커 및 전원 모듈 제품의 경우 실용적인 대답은 거의 항상 동일한 푸시풀 아이디어를 기반으로 구축된 클래스 AB 프런트 엔드이거나 선형성의 마지막 부분보다 효율성과 크기가 더 중요한 클래스 D로 이동하는 것입니다. 제품이 해당 라인의 어느 쪽에 있는지 아는 것이 전체 사양 연습입니다.
