аудиоТракТ

Класс "А".  Каскад с такой топологией усиливает обе полуволны колебания. Главная особенность таких усилителей - по обоим элементам (активному и пассивному) постоянно протекает ток. Наиболее линейный из всех классов, который за свои минимальные искажения, "теплоту" и богатство звучания и сегодня имеет достаточное число сторонников, особенно в аудиофильных приложениях. Реальные конструкции усилителей класса А имеют большие размеры, вес и внушительное тепловыделение. Все это, плюс низкий коэффициент полезного действия (20%), практически сводит на нет применение данной топологии в усилителях мощности сектора проаудио. Одна из немногих областей, где класс "А" активно используется - микрофонные предусилители, но, как вы понимаете, к усилению мощности они отношения не имеют.

Класс "В". Выступает своеобразной альтернативой классу А. Каждый из двух активных элементов выходного каскада усиливает соответствующую полуволну колебания - такой каскад часто называют "пушпульным" (от push/pull - тяни/толкай). Такая топология обладает высокой эффективностью (вплоть  до  теоретического максимума - 78,5%). Однако наличие нелинейного участка в начале характеристики активного элемента приводит к высоким нелинейным искажениям, особенно заметным на небольших уровнях громкости.

Класс "АВ". Гармонично совмещает в себе преимущества вышеописанных классов. Небольшое напряжение смещения чуть приоткрывает плечи усилителя - ровно настолько, чтобы пройти короткий участок нелинейности амплитудной характеристики активного элемента. Это радикально снижает искажения на малых уровнях сигнала при сохранении достаточно высокого к.п.д. (50% ивыше). Сегодня многие модели усилителей мощности построены по топологии "АВ". Однако эта топология имеет ограничения по максимальному значению выходной мощности и повышенное тепловыделение.

Класс "С". Выходной каскад усиливает лишь часть (фрагмент) входного сигнала и работает с малым углам отсечки (менее п/2).  К.п.д. - до 90%, но такой каскад имеет значительные искажения сигнала. В звуковых усилителях мощности не применяются, но активно используются в радиопередатчиках.

Класс "D". Ошибочно считается, что название класса произошло от слова "digital", просто в английском алфавите литера "D" идет сразу за литерой "С". Первый ламповый усилитель "D"-класса был создан и запатентован Д. Салливаном в 1961 г. Базируется на принципе широтно-импульсной модуляции: входной сигнал преобразуется в серию прямоугольных широтно-модулированных импульсов, скважность которых пропорциональна входному сигналу. Поэтому неверно называть "цифровыми" такие усилители мощности - им точнее подойдет название "импульсные". В настоящее время в таких усилителях в качестве выходных активных элементов используются мощные быстродействующие токовые ключи. На заключительной стадии сигнал фильтруется с помощью восстанавливающего ВЧ-фильтра. Преимущества - высокая эффективность (до 95%), малый вес и тепловыделение. Сегодня выходные каскады таких усилителей строятся по мостовой схеме, благодаря чему выходная мощность некоторых моде- лей превышает 10 кВт/корпус. Недостаток топологии: высокие, по сравнению с аналоговыми классами, искажения, особенно на ВЧ, и повышенное электромагнитное излучение. Хотя сегодня выпуск усилителей класса "D" освоили десятки компаний, фаворитами все же считаются итальянская Powersoft и шведская LAB.gruppen.

Класс "G". Улучшенная версия "аналогового" класса "АВ". Напряжение питания выходного каскада изменяется скачкообразно, в зависимости от уровня входного сигнала (этот принцип запатентован Дженсеном в 1969 г). В результате значительно повышается к.п.д. и снижается тепловыделение.

Класс "Н". Строго говоря, "чистого" класса "Н" не существует, дальнейшее развитие топологии класса G. Но по устоявшейся традиции, к классу "Н" относят усилители, источники питания которых имеют большое (в идеале - неограниченное)число ступеней напряжения питания. Выходной каскад в каждый момент времени работает с максимальной эффективностью: в текущий момент времени напряжение питания всего на несколько вольт превышает выходное напряжение усилителя. В режиме молчания такой усилитель почти ничего не потребляет, а при максимальной нагрузке рассеивает в виде тепла лишь 15-20% потребленной энергии. Это позволяет усилителям "Н"-класса выдавать в нагрузку 2...3 кВт/канал при весе около 10 кг и высоте корпуса 2U. Аналогичное решение можно найти в технологии EEEngine, разработанной корпорацией YAMAHA, где отслеживание питания происходит максимально плавно, фактически "аналогово". Усилители класса "Н" обладают мягким аналоговым звучанием и имеют низкий коэффициент гармоник. Недостатки - относительная сложность и соответственно, высокая цена. Тем не менее, именно эта топология доминирует сегодня на рынке профессионального звукоусиления.

Иногда к описанной выше классификации относят некоторые другие топологии, часто являющиеся гибридной модификацией базовых классов, либо торговыми марками отдельных производителей.

Класс "АВ+В". Разработка компании Crown 60-х годов, дальнейшая вариация описанных выше классов. Дизайн этого аналогового усилителя базируется на применении двух пар выходных активных элементов: одна пара ("ведущая") работает в классе "АВ", другая ("ведомая") в классе "В". Имеет еще больший к.п.д. чем "АВ", но несколько большие искажения.

Класс "I" (он же - "ВСА"), также разработан Crown. Ведущий схемотехник Crown Марк Келлэм описывает его как "импульсный усилитель с новыми технологическими решениями, решающими проблемы цифровых усилителей".

Класс "TD" разработан в 1990 г. компанией LAB.gruppen и сочетает в себе решения аналоговых классов "А", "АВ" и "В" с цифровым "D". На малых уровнях выходной мощности такой усилитель работает в аналоговом классе, далее - в классе "D", при этом плавающее питание на аналоговый усилитель подается через ключи усилителя класса "D". Данная топология позволяет в определенной мере обойти проблемы "цифровых" усилителей. Недостатки - в точке переключения между режимами несколько меняется характер звучания. Это не мешает крупным прокатным компаниям активно использовать усилители класса "TD".

Без сомнения, ключевым фактором при выборе профессионального усилителя мощности остается параметр качество/мощность. Я сознательно не упомянул тут цену, т.к. для профессионалов она остается вполне подъемной. Такие же категории как "искажения", "вес", "надежность", "экономичность" входят в категорию "качество". Фактически, сегодня борьба за профессиональный рынок мощных звуковых усилителей ведется между двумя классами -"D" и "Н".