Izjemno kompaktni ojačevalniki, velika moč v majhnem paketu
Težko je ne opaziti, da skoraj vsak ugleden proizvajalec avtomobilskega zvoka zdaj ponuja več izjemno kompaktnih ojačevalnih rešitev. Ti ojačevalniki so dovolj majhni, da jih lahko spravite v žep kavbojk, in olajšajo namestitev, ko je prostora malo. Čeprav so majhni, lahko zagotovijo impresivno količino moči za nadgradnjo signala v vaše tovarniške zvočnike ali dovolijo, da poprodajni zvočniki spremenijo vaš mobilni zvočni sistem v neverjetno izkušnjo poslušanja. V tem članku bomo govorili o tem, kako lahko podjetja strpajo toliko moči v tako majhen paket, in pogledali, kako se ti ojačevalniki razlikujejo od rešitev običajnih velikosti.
Kaj je ultrakompaktni ojačevalnik?
Čeprav so majhni ojačevalniki podjetij, kot so Sony, Soundstream, Rockford Fosgate in Linear Power, na voljo že desetletja, je bila večina teh zgodnjih rešitev omejena na približno 20 vatov moči na kanal.
Eden prvih sodobnih zmogljivih kompaktnih ojačevalnikov, ki je zaznamoval industrijo, je bil Alpine Power Pack KTP-455U . Ta štirikanalni ojačevalnik, ki meri približno 8 krat 2,5 krat 1,5 palca, lahko v realnem svetu zagotovi 45 vatov na kanal pri 4-ohmskih obremenitvah. Alpine je ta ojačevalnik tržil kot preprosto integrirano rešitev za nadgradnjo tovarniškega ali poprodajnega radia in zagotavljanje skoraj trikrat več moči vašim zvočnikom.
Nekaj let kasneje je Rockford Fosgate predstavil svojo serijo ojačevalnikov Boosted Rail Technology. Ti ojačevalniki uporabljajo edinstveno in ustvarjalno zasnovo napajalnika, ki se razlikuje od vseh drugih rešitev na trgu. Z vidika proizvodnje energije je štirikanalni PBR300X4 lahko proizvedel 75 vatov moči v 4-ohmsko obremenitev in imel odtis le 6,75 x 4,25 palca.
Hitro naprej pet let in na voljo je na desetine podjetij z majhnimi, visokozmogljivimi ojačevalniki. Izbirate lahko med štiri- ali petkanalnimi rešitvami za nadgradnjo vašega zvočnega sistema, večina pa ponuja približno 300-vatni ojačevalnik nizkotonca za dodajanje močnih nizkih tonov, ne da bi zavzeli veliko prostora. Več modelov vključuje vodoodporno zasnovo, zaradi katere so idealni za uporabo v pomorstvu, motornih kolesih in športih.
Velika moč v osupljivo majhnem paketu
Velikost ojačevalnika določata dva dejavnika:koliko prostora je potrebno za namestitev komponent, ki so potrebne za delovanje ojačevalnika, in koliko hladilnega telesa potrebuje zasnova za zanesljivo odvajanje toplote v vseh pogojih.
Eden največjih tehnoloških dosežkov, ki je omogočil, da so ojačevalniki postali tako majhni, so naprave za površinsko montažo. Zahvaljujoč subminiaturnim uporom, kondenzatorjem, diodam, tranzistorjem in mikrokontrolerjem lahko vezja in njihove komponente zavzamejo polovico ali tretjino prostora, ki so ga prej zahtevali. Pomislite na svoj pametni telefon – ima več procesorske moči kot namizni računalniki izpred 10 let, a se udobno prilega vaši dlani ali žepu srajce. Za primerjavo, računalniki, ki so vesoljske raketoplane ponesli v orbito, so delovali s približno 1,2 milijona navodil na sekundo (MIPS) in imeli skupni pomnilnik nekaj megabajtov. Procesor Apple A11, ki ga najdemo v iPhonu X, lahko upravlja osupljivih 600 milijard ukazov na sekundo. Glede na to, Apple CPE ni zasnovan za obvladovanje surovosti vesolja in dolgotrajne izpostavljenosti sevanju – zato imejte to v mislih, če načrtujete potovanje na Mars z našim prijateljem Elonom Muskom.
Površinski polprevodniški tranzistorji s kovinskim oksidom (MOSFET), ki se uporabljajo v napajalnikih teh ultrakompaktnih ojačevalnikov, so omogočili tudi dramatično zmanjšanje velikosti ojačevalnikov. Štiri od teh naprav lahko namestite na konec prsta in vsaka od njih lahko prenese 50 amperov toka. Pred tridesetimi leti bi bil en sam 50-amperski tranzistor večji od vseh štirih teh sodobnih naprav.
Druga tehnologija, ki je zmanjšala velikost ojačevalnikov, so večplastna vezja. Štiriplastne plošče zagotavljajo bistveno več možnosti za povezljivost med napravami v vezju in zmanjšujejo prostor, potreben za signalne sledi.
Nazadnje, zasnove ojačevalnikov visoke hitrosti razreda D pomagajo zmanjšati porabo toka v izhodni stopnji ojačevalnika. Zvočni ojačevalniki razreda D delujejo tako, da vklapljajo in izklapljajo izhodne naprave pri izjemno visokih hitrostih, spreminjanje delovnega cikla (obdobja vklopa ali izklopa) pa poustvari izvirno zvočno valovno obliko. Ker so naprave vklopljene ali izklopljene, porabijo manj časa za delovanje kot upor in posledično porabijo manj energije kot toploto.
Ali so kompaktni ojačevalniki popolna rešitev?
S kakršno koli koristjo so pogosto pomanjkljivosti. Pri ultrakompaktnih ojačevalnikih je treba upoštevati tri omejitve:zmogljivost hlajenja, lastnosti in hrup. Kot smo že omenili, je namestitev veliko delov v majhen paket veliko lažja, zahvaljujoč napravam za površinsko montažo in večslojnim tiskanim vezjem. Pomanjkljivost majhnega ojačevalnika je, da še vedno potrebuje toplotno telo za hlajenje preklopnih naprav. Če zmanjšamo površino hladilnika za dano raven moči, bo ojačevalnik bolj nagnjen k pregrevanju, ko ga močno pritisnemo. Morda vam bo ustrezala ena ali dve skladbi, vendar teh verjetno ne boste mogli na polno zapeti na vroč poletni dan v Arizoni ali Teksasu, ne da bi jih zaščitili.
Funkcije, vključene v ojačevalnik, pogosto temeljijo na razpoložljivem prostoru za krmiljenje in stikala. Če želite vhode visokega in nizkega nivoja, nastavljive kretnice visokega, nizkega in pasovnega prehoda, infrazvočne filtre, seštevanje signalov, individualne kontrole občutljivosti, vezja za ojačevanje nizkih tonov in daljinske kontrole nivoja, potrebujete veliko prostora. V ultrakompaktnem ojačevalniku tega prostora preprosto ni. Kot takih večina teh funkcij ne bo na voljo v tem razredu ojačevalnikov.
Nazadnje moramo govoriti o hrupu. Šum ali natančneje razmerje med signalom in šumom (razmerje S/N) opisuje, koliko hrupa v ozadju (slišanega kot sikanje) se doda zvočnemu signalu, ko gre skozi napravo. Napajalnik in izhodna stopnja razreda D ojačevalnika proizvajata veliko visokofrekvenčnega električnega šuma. V konvencionalni in fizično veliki zasnovi ojačevalnika so lahko ta hrupna vezja nameščena fizično in električno daleč stran od občutljivih stopenj vhoda in ojačanja signala ojačevalnika. Ko zmanjšamo velikost ojačevalnika za 30 odstotkov, je vse veliko bližje in tako se več tega šuma doda izhodnemu signalu.
Oglejmo si pet različnih štirikanalnih ojačevalnikov razreda D, da primerjamo ravni hrupa glede na fizično velikost posameznega ojačevalnika.
Primerjava razmerja signal/šum štirikanalnega ojačevalnika
Odtis moči ojačevalnika/razmerje signal/šum kanala pri 1 vatu
kvadratnih palcih vatov, ponderirano A
Amp 1 26,76 50>68 dB
Amp 2 41,99 70>70,4 dB
Amp 3 60,41 75>84 dB
Amp 4 68,07 75>84 dB
Amp 5 89,03 150>88,2 dB
Kot lahko vidite, večji ojačevalniki dodajo manj šuma izhodnemu signalu. Čeprav nobena od teh specifikacij ni grozna, boste med pesmimi lahko slišali rahlo sikanje iz prvih dveh ojačevalnikov, pri najboljših treh ojačevalcih pa verjetno ne. Seveda ima tretji ojačevalnik 50 odstotkov večji odtis (dolžina krat širina) kot drugi ojačevalec, zato ustrezno izberite svoj strup.
Izjemno kompaktni ojačevalniki ponujajo edinstvene rešitve za namestitev
Če poskušate dodati ojačevalnik motociklu ali vzporednemu motorju in je težko najti prostor za ojačevalnik, potem vsekakor izberite enega od številnih ultra kompaktnih ojačevalnikov, ki so na voljo. Glede na to, če imate malo dodatnega prostora, večji ojačevalniki nudijo boljši hrup in več funkcij. V tem primeru dobite zvočno izboljšavo delovanja, če vložite malo več denarja.
Če vas zanima nadgradnja vašega mobilnega zvočnega sistema, obiščite lokalnega specializiranega prodajalca mobilne elektronike in se pogovorite z enim od njihovih strokovnjakov za izdelke. Ponujajo vam lahko več možnosti za dramatično izboljšanje kakovosti zvoka in ravni glasnosti vašega obstoječega sistema.