Что такое автомобильный усилитель класса D? Как они работают и чем они хороши

Существует большой выбор автомобильных усилителей, и на первый взгляд почти все они выглядят одинаково. Однако есть некоторые большие различия (и большие преимущества), о которых вам следует знать больше.

Благодаря современным технологиям автомобильные усилители класса D могут стать одним из лучших вариантов за свои деньги. Но что такое ? автомобильный усилитель класса D? Чем они отличаются от других и почему это важно?

Читайте дальше, и я покажу вам!

Инфографика — факты об автомобильных усилителях класса D

Что такое автомобильный усилитель класса D?

Вы часто не можете отличить усилитель класса D от обычного автомобильного усилителя класса A/B, просто взглянув на него. Это потому, что они делают одно и то же, имеют одинаковые функции, а главное отличие — как они работают — скрыто внутри. Некоторые из них намного меньше, чем другие типы усилителей, поэтому они отличаются по размеру от другого усилителя с такой же номинальной мощностью.

Автомобильные усилители класса D – это усилители мощности звука, в которых используется более эффективный усилитель на основе технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В отличие от некоторых вводящих в заблуждение или неправильно понятых описаний, усилители класса D не являются «цифровые усилители». Вместо этого они по-прежнему работают с аналоговыми (не цифровыми) сигналами, хотя и используют другой подход.

В прошлом из-за ограничений технологии и качества звука в то время они использовались только для питания сабвуферов, поскольку предлагаемое ими более низкое качество звука не было заметно в низкочастотном диапазоне басов в музыке.

Хорошей новостью является то, что автомобильные аудиосистемы и электроника значительно улучшились. Теперь вы можете найти широкий выбор усилителей класса D для полнодиапазонных динамиков, сабвуферов или того и другого — и все это от одного маленького усилителя!

Преимущества усилителей класса D

Эти типы усилителей становятся все более и более популярными из-за преимуществ, которые они предлагают:

1. Высокая эффективность: Усилители класса D обычно имеют КПД около 85% во время работы, а это означает, что они потребляют намного меньше электрического тока, чем усилители класса A/B и другие. Это также означает, что вы часто можете использовать меньший калибр для силовой проводки, что экономит деньги.
2. Компактный размер: Поскольку они потребляют меньше энергии, они не перегреваются, как другие усилители, и их можно сделать меньше по размеру, чем традиционные автомобильные усилители. Это также экономит деньги за счет уменьшения количества металла, необходимого для корпуса усилителя.
3. Больше возможностей за ваши деньги: Они способны обеспечить большую мощность, поскольку ограничения мощности других усилителей усложняют задачу. Усилители класса D могут обеспечить гораздо большую мощность за те же деньги, что и очень дорогие усилители прошлого. Поскольку тепло не является проблемой, они могут обеспечивать мощность (в среднеквадратичных ваттах, а не в пиковой мощности) без побочных эффектов.
4. Дополнительные параметры установки: Очевидно, что меньший усилитель может поместиться в большем количестве мест. Однако, поскольку они не выделяют много тепла, это означает, что у вас нет риска их перегрева, как у других видов. Вы можете установить усилитель класса D в местах с очень небольшим или нулевым воздушным потоком или пространством:под сиденьями, внутри контейнеров для хранения мотоциклов и даже внутри приборной панели рядом с головным устройством.

Поскольку они потребляют меньше электрического тока (ампер), чем более старые модели, некоторые из них можно установить с использованием заводской радиопроводки. Это означает, что вам не нужно покупать и устанавливать дополнительную проводку, как обычно. Здорово!

Что означает класс автомобильного усилителя?

Класс усилителя — это название, используемое для классификации усилителя по технологии, используемой для работы усилителя. Все усилители звука относятся к одному из нескольких классов.

Классы усилителей существуют уже несколько десятилетий, и количество классов увеличивается по мере совершенствования технологий.

Помимо D, вот список других:

• Класс A:самый неэффективный, но самый надежный тип усилителя. Не так популярен и обычно предназначен для аудиофилов.
• Класс B:встречается не очень часто — более старый класс усилителей, в котором усиление разделяет положительную и отрицательную части аудиосигнала. Более эффективны, чем усилители класса А, но имеют более низкое качество звука из-за того, как они работают. Они использовались в некоторых ламповых усилителях несколько лет назад, но сейчас устарели.
• Класс A/B:на протяжении многих лет самые популярные, потому что они представляют собой хороший универсальный компромисс между низкой стоимостью, качеством звука и эффективностью. Эти типы усилителей сочетают в себе принцип работы устройств классов A и B. Тем не менее, их энергоэффективность составляет около 50-65%, поэтому они все еще тратят изрядное количество энергии.

Как работает автомобильный усилитель класса D?

Схема, показывающая, как работает усилитель класса D. В отличие от других конструкций, в этом используется очень высокочастотная схема частоты переключения для смешивания входящего сигнала с формой волны для создания последовательности сигналов широтно-импульсной модуляции (ШИМ) вкл/выкл. Затем он используется для управления силовыми транзисторами, где он усиливается. Затем усиленный результат «сглаживается» для воссоздания исходного музыкального сигнала и фильтруется для удаления высокочастотного шума, добавленного в процессе работы.

Как я упоминал ранее, усилители класса D не цифровые усилители, как их иногда почему-то называют. Они не преобразуют музыкальный сигнал стереосистемы в цифровую серию чисел; скорее, они используют аналоговую конструкцию прямоугольной формы, основанную на технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Вот как работает автомобильный усилитель класса D:

1. Низкоуровневый входной сигнал от головного устройства модулируется. или изменен с помощью высокочастотной схемы, которая преобразует аудиосигнал в серию прямоугольных сигналов включения/выключения, ширина которых различается в зависимости от уровня входного сигнала.
2. Эти сигналы затем используются для управления силовыми транзисторами, которые усиливают их. Сигналы прямоугольной формы усиливаются до более высокого напряжения от импульсного источника питания усилителя и теперь способны передавать большую мощность на динамики. Поскольку прямоугольные импульсы включаются и выключаются быстро, транзисторы никогда не остаются включенными надолго, что сокращает используемую и растрачиваемую мощность.
3. Усиленные прямоугольные волны сглаживаются электронными схемами, которые превращают их обратно в усиленную версию исходного искривленного музыкального сигнала.
4. Перед выходными разъемами динамиков фильтры удаляют высокочастотный шум из выходного сигнала, поскольку усилитель работает, чтобы исключить его из диапазона звука, который вы слышите. Выход представляет собой усиленную версию входного сигнала с высокой мощностью.

Почти во всех усилителях класса D (в отличие от моделей класса A или A/B) используется специальная интегральная схема (ИС), которая разделяет аудиосигнал и управляет силовыми транзисторами. Некоторые миниатюрные версии разработаны как продукт «все в одном» и напрямую управляют динамиками. Обычно они используются для маломощных компьютерных динамиков или миниатюрных домашних стереоусилителей.

В бюджетных автомобильных усилителях часто используется готовый чип контроллера усилителя класса D, в то время как в известных торговых марках чаще используются более продвинутые специализированные микросхемы.

Как и другие усилители, многие также предлагают входы высокого уровня для работы с заводскими стереосистемами.

Примечание. Вы можете увидеть, что некоторые домашние и автомобильные усилители рекламируются как «класс T», «класс G» или что-то подобное. Несмотря на то, как они звучат, это также просто переименованные версии одного и того же базового дизайна класса D с некоторыми пользовательскими изменениями или настройками.

Являются ли усилители класса D высококачественными?

Строго говоря, нет, эти типы усилителей не высокая точность воспроизведения в отличие от усилителей класса A со сверхнизкими характеристиками искажений или качество звука высококачественных моделей класса A/B. Это связано с тем, что точность звука усилителей класса D должна быть немного скомпрометированы, чтобы мы могли извлечь выгоду из предлагаемой ими эффективности.

Чтобы обеспечить чистоту звука мирового уровня, усилители класса А потребляют много энергии, которая превращается в тепло. Тем не менее, некоторые люди по-прежнему предпочитают их, потому что они обеспечивают бескомпромиссное усиление звука, ультранизкие искажения и очень точно воспроизводят музыкальный сигнал.

Высококачественные усилители класса AB, хотя и не так хороши, как класс A, также предлагают отличное качество звука за счет более высокой цены. Даже бюджетные и средние усилители класса A/B могут обеспечить высокое качество звука, если они правильно спроектированы с учетом принципа работы технологии.

Поскольку усилители класса A/B предлагают хорошее качество звука в дополнение к приличной эффективности и дешевы в изготовлении, они уже много лет являются наиболее распространенным типом автомобильных усилителей. Несмотря на это, усилители класса D совершенствуются и становятся все более популярными.

Вот почему усилители класса D имеют более низкую точность воспроизведения:

• Усилители класса D используют технологию ШИМ для преобразования исходного сигнала в прямоугольные волны и обратно. Это означает, что небольшое количество точности может быть потеряно. При каждом преобразовании музыкального сигнала теряется некоторая точность.
• При их работе к звуковому сигналу непреднамеренно добавляется больше шума, чем при использовании усилителей других типов. Из-за этого эти усилители часто имеют более низкое отношение сигнал-шум (SNR), чем их аналоги. Вообще говоря, чем выше SNR, тем лучше.

Но пусть это не создаст у вас ложного впечатления — сегодняшние усилители очень хороши!

Они сильно улучшились, но качество имеет значение!

5-10 лет назад усилители класса D, которые я пробовал, разочаровывали. Хорошая новость заключается в том, что современные усилители намного лучше. Если вы будете тщательно выбирать и обращать внимание на детали, звук вас порадует.

Например, 4-канальный усилитель класса D Alpine MRV-F300, который я рассматривал здесь, представляет собой великолепно звучащий маленький усилитель, который мне очень понравился.

Большинству людей почти невозможно определить разницу в качестве звука при сравнении очень хорошего усилителя класса D со средним усилителем A/B. Если вы не очень требовательны к качеству звука, это не должно быть проблемой.

Если вы планируете использовать усилитель только для баса, качество звука не имеет особого значения, поскольку мы не слышим разницы в басовых частотах. Вот почему они использовались только для усилителя сабвуфера до того, как технология улучшилась.

Что такое автомобильный моноусилитель класса D?

Автомобильные моноусилители класса D предназначены для подачи большой мощности на сабвуферы для создания мощных басов, которые действительно хлопают. В отличие от полнодиапазонных усилителей, они ограничены только производство баса.

Большинство автомобильных моноусилителей имеют некоторые общие черты:

• Низкое сопротивление динамиков (Ом):многие из них могут работать с сопротивлением до 2 Ом или даже до 1 Ом для обеспечения максимальной мощности.
• Не поддерживает полный диапазон. Например, большинство из них нельзя использовать для коаксиальных или компонентных динамиков. Звук, который они могут воспроизвести, ограничен только низкочастотным диапазоном.
• Высокая выходная мощность. В наши дни автомобильные моноусилители класса D имеют номинальную мощность 500 Вт RMS, 750 Вт RMS и даже 1000 Вт и более! Это стало возможным благодаря эффективности класса D.
• Регулировка уровня сабвуфера:некоторые модели оснащены поворотной ручкой для регулировки громкости усилителя с панели управления.
• Регулируемый низкочастотный фильтр. Как правило, несмотря на то, что они не могут воспроизводить звук выше 250 Гц или около того, вы можете отрегулировать отсечку кроссовера в диапазоне от 20 до 250 Гц в зависимости от конкретного усилителя.

Хотя они используют один монофонический (моно) канальный выход, некоторые из них имеют дополнительный набор разъемов для динамиков, чтобы упростить подключение нескольких сабвуферов, если хотите.

Подходят ли усилители класса D для сабвуферов?

Самое главное, что нужно понимать, это то, что эти моноусилители (также называемые «моноблочными» усилителями) предназначены только для передачи большой мощности на сабвуфер и ничего более. В этом отношении они отлично подходят для сабвуферов!

Они предлагают более высокую стоимость ватт на доллар, чем любой другой тип усилителя. На самом деле, сегодня вы можете найти устройства, которые могут обеспечить среднеквадратичную мощность 500 Вт (или выше!) за 100 долларов США и ниже.

Усилитель класса D лучше?

Не существует настоящего «лучшего» класса усилителей — по крайней мере, в настоящее время. У каждого из них есть сильные и слабые стороны, а это означает, что все сводится к тому, что лучше для вас. Например, если вы похожи на большинство людей и хотите иметь хороший звук, но лучшее соотношение цены и качества, тогда да, в этом случае, вероятно, будет лучше.

Однако, когда дело доходит до того, что важно для большинства людей, автомобильные усилители класса D лучше в большинстве, но не во всех категориях, которые учитываются.

Вот сравнение различных классов усилителей и их плюсов и минусов:

Сравнительная диаграмма классов автомобильных усилителей

Диаграмма, на которой сравниваются основные характеристики аудиоусилителей. Как я упоминал ранее, усилители класса A/B — это хороший компромисс между качеством звука, стоимостью и мощностью. Однако, как вы можете видеть здесь, усилители класса D в наши дни более выгодны и предлагают больше за эти деньги. Они являются лучшим универсальным выбором для большинства людей, которым не требуется качество звука аудиофильского уровня.

Как я упоминал ранее, усилители класса D в настоящее время становятся все более популярными, а также более выгодными для большинства людей. Если вы не ищете наилучшее качество звука, которое вы можете купить, вы получите больше мощности за свои деньги, доступную цену и более простую установку за свои деньги.

Как вы можете видеть на моей диаграмме выше, усилители класса А превосходны по качеству звука (у них очень низкий уровень искажений и они отлично справляются с воспроизведением музыкального сигнала), но уступают почти во всех других областях.

Усилители класса A/B в течение многих лет были лучшим универсальным выбором. Они предлагают очень хорошее качество звука даже для бюджетных моделей, доступную мощность, они доступны по цене, но они не такие компактные. Усилители класса А больше не используются в автомобильных аудиосистемах, поэтому они не являются конкурентами.

Усилители класса D, как вы можете видеть, имеют больше плюсов, чем минусов — они меньше, вы можете получить больше мощности за эти деньги, и они потребляют меньше электроэнергии, но не на уровне аудиофилов по качеству звука. Например, при покупке вы можете найти модель со среднеквадратичной мощностью 4 x 100 Вт и усилитель A/B со среднеквадратичной мощностью 4 x 50 Вт.

В конечном счете, для большинства людей усилители класса D отлично подходят и являются лучшим выбором, если вы не очень требовательны к звуку качество. Не поймите меня неправильно — у современных моделей очень хорошее качество звука — просто звук не высокого класса, аудиофильского уровня. Если это не то, что вам нужно, вы найдете их очень приятными.

Автомобильные усилители класса D и класса A/B

Диаграмма, сравнивающая работу усилителей класса A/B и класса D. В отличие от усилителей класса D, модели A/B не изменяют исходный сигнал, а вместо этого усиливают его и разделяют на положительную и отрицательную половины для управления выходными каскадами. Усилители класса D используют преимущества принципов ШИМ и управляют ими только часть времени, что снижает энергопотребление.

Что такое автомобильный усилитель класса AB?

Усилители класса A/B существуют уже несколько десятилетий, и их цена варьируется от супербюджетных до высококлассных моделей. Во всех случаях используется одинаковая базовая схема:входной сигнал используется для управления выходными транзисторами с положительной и отрицательной половиной, усиливая входной сигнал, используя внутреннее напряжение источника питания усилителя для управления динамиками.

Из-за того, как они работают, некоторая часть энергии тратится впустую (около 45-35% или около того, в зависимости от) и превращается в тепло, которое нагревает радиатор (корпус из тяжелого металла). Они обеспечивают очень хорошее качество звука, поскольку не изменяют аудиосигналы, а лишь усиливают их.

Схема класса D использует принципы ШИМ для экономии энергии, поскольку они переключают силовые выходные транзисторы только часть времени. В отличие от усилителей класса A/B, они делают изменить входной сигнал:он преобразуется в прямоугольные волны, которые преобразуются обратно в гладкие волны, как и входной сигнал, когда они выходят из усилителя.

Лучше ли усилители класса D, чем AB?

Усилители класса D могут предлагать большую мощность и/или большее количество каналов усиления при том же или меньшем размере, чем усилители класса A/B. Этот 5-канальный усилитель Pioneer, например, может обеспечить большую мощность для 4 динамиков и выделенного канала сабвуфера, чем усилители A/B того же размера. По этой причине можно сказать, что так лучше.

Есть небольшая разница в качестве звука, которая зависит от бренда и качества дизайна. В качестве компромисса соотношение сигнал/шум несколько хуже, чем у моделей A/B. Например, 90 дБ или около того более типичны для хороших усилителей, в то время как усилители A/B часто начинаются с 90 дБ, а 100 дБ не редкость.

Не факт, что усилители класса D лучше, чем A/B, но для большинства людей так оно и есть. Например, не так уж много людей заботятся о более точных характеристиках качества звука, таких как шум или отношение сигнал/шум.

Их больше заботит мощность, которую они получат за свои деньги — в этом отношении усилители класса D выгоднее лучше. Кроме того, во многих случаях их проще установить, поскольку они меньше.

Я думаю, что лучший ответ — сказать, что они лучше по мощности, размеру и цене, чем большинство усилителей A/B. Они не лучше для более высокого качества звука. Однако есть усилители класса D с превосходным качеством звука.

Вам придется потратить больше на них, так как они имеют более продвинутый дизайн и обеспечивают более высокий уровень качества звука, чем большинство других.

Некоторые усилители класса D, такие как этот от JL Audio, обеспечивают превосходное качество звука, которое может конкурировать с большинством усилителей A/B. Однако они дороже.

Можно ли использовать морской усилитель класса D в автомобиле?

Морской усилитель, установленный для использования и тестирования в автомобиле. Не стесняйтесь использовать усилитель класса D, если хотите!

Да, вы можете установить морской усилитель в свой автомобиль, грузовик или мотоцикл!

На самом деле, они предлагают несколько отличных вариантов установки, которых иначе не было бы!

Вот список некоторых отличных возможных вариантов и проблем, которые они решают:

• Морские мини-усилители класса D отлично подходят для надежной подачи питания и отличного звука в мотоциклах, поскольку они помещаются в небольших помещениях и не перегреваются.
• Морской усилитель подходит для транспортных средств, работающих вне помещений, и стоит гораздо дешевле, чем специальные усилители от производителя транспортного средства.
• Вы можете создать звуковую систему без стереосистемы! Некоторые морские усилители класса D имеют встроенный Bluetooth-приемник и контроллер, что делает это возможным.

Усилители Marine предлагают отличные решения для особых случаев установки, например, в классических автомобилях. Вместо того, чтобы тратить кучу денег на индивидуальное изготовление или металлоконструкции, вы можете использовать усилитель для прямого, простого в установке звука, который отлично работает.

На самом деле нет никаких «минусов», о которых стоит беспокоиться, кроме косметического цвета и стиля. Кроме того, при совершении покупок это означает, что можно получить еще больше варианты, и вы можете найти много.

Другие статьи об усилителях и динамиках

У меня есть еще одна полезная информация, которая поможет вам узнать больше:

• Вот подробное объяснение того, как работает усилитель.
• Различия морских и автомобильных усилителей
• Вот как подключить провод динамика к штекерам типа "банан", динамикам и даже удлинить его.
• Нужен усилитель для сабвуферов большей мощности? Вот как подключить усилитель.