3, penguat kuasa
Penguat kuasa, juga dikenali sebagai penguat isyarat, fungsi asasnya adalah untuk menguatkan isyarat audio untuk memacu pembesar suara untuk memainkan semula bunyi. Secara amnya, hos mempunyai penguat kuasa terbina dalam, tetapi julat penguatan kuasanya agak kecil, jadi ia tidak dapat memenuhi tahap keperluan pendengaran yang tinggi, apatah lagi dibandingkan dengan penguat kuasa luaran. Selain itu, unit bes mesti didorong oleh penguat kuasa, dan hos tidak mempunyai keupayaan untuk memacu kuasa besar unit bes tersebut. Penguat isyarat adalah bahagian penting dalam keseluruhan sistem audio kereta.
Voltan penguat kuasa kereta ialah 12V DC, yang konsisten dengan voltan bekalan kuasa di dalam kereta. Untuk mengembangkan julat dinamik isyarat dan meningkatkan kuasa keluaran, teknologi rangsangan penyongsang biasanya digunakan dalam penguat kuasa, yang bermaksud bahawa voltan dinaikkan daripada 12V kepada 35-40V. Satu lagi faedah rangsangan penyongsang ialah apabila terdapat turun naik voltan bekalan kuasa, litar kuasa penguat kuasa akan melaraskan voltan secara automatik untuk memastikan kestabilan kuasa keluaran. Pada masa ini, teknologi ini digunakan secara meluas dalam penguat kuasa kenderaan.
(1) Pelesapan haba penguat kuasa
Terdapat dua jenis pelesapan haba untuk penguat kuasa yang dipasang di kereta: pelesapan haba semula jadi dan pelesapan haba kipas. Pelesapan haba kipas biasanya digunakan dalam penguat kuasa mewah. Pelesapan haba yang baik mempunyai kesan yang ketara ke atas kuasa keluaran.
(2) Klasifikasi penguat kuasa
① Penguat kuasa automotif dikelaskan mengikut kaedah konduktif yang berbeza: Kelas A, Kelas B, Kelas AB dan Digital.
Kelas A: Penguat kuasa Kelas A Tulen, juga dikenali sebagai penguat kuasa Kelas A, ialah bentuk penguat linear sepenuhnya. Apabila beroperasi dalam penguat kuasa Kelas A tulen, saluran positif dan negatif transistor berada dalam keadaan biasa terbuka dengan atau tanpa isyarat, yang bermaksud bahawa lebih banyak kuasa digunakan sebagai haba, tetapi kadar herotan adalah sangat rendah. Penguat kuasa Kelas A Tulen agak jarang berlaku dalam aplikasi audio automotif kerana kecekapannya sangat rendah, biasanya hanya 20-30%. Walau bagaimanapun, peminat audio berminat dengan prestasi bunyi mereka.
Kelas B: Penguat kuasa Kelas B, juga dikenali sebagai penguat kuasa Kelas B, juga dikenali sebagai penguat linear, tetapi prinsip kerjanya berbeza sama sekali daripada penguat kuasa Kelas A tulen. Apabila penguat kuasa Kelas B sedang beroperasi, saluran positif dan negatif transistor biasanya dalam keadaan tertutup melainkan terdapat input isyarat. Maksudnya, apabila isyarat fasa positif datang, hanya saluran fasa positif berfungsi, manakala saluran fasa negatif ditutup, dan kedua-dua saluran tidak akan berfungsi secara serentak. Oleh itu, jika tiada isyarat, tiada kehilangan kuasa sama sekali. Walau bagaimanapun, apabila saluran positif dan negatif dihidupkan dan dimatikan, herotan silang sering berlaku, terutamanya pada tahap rendah, jadi penguat kuasa Kelas B bukanlah penguat kuasa kesetiaan tinggi yang benar-benar tinggi. Dalam aplikasi praktikal, banyak penguat audio kereta awal adalah penguat Kelas B kerana kecekapannya yang tinggi.
Kelas AB: Penguat kuasa Kelas A dan B, juga dikenali sebagai penguat kuasa Kelas AB, ialah reka bentuk yang serasi dengan kelebihan penguat kuasa Kelas A dan Kelas B. Apabila tiada isyarat atau isyarat sangat kecil, kedua-dua saluran positif dan negatif transistor biasanya terbuka, mengakibatkan kehilangan kuasa, tetapi tidak seteruk penguat Kelas A. Apabila isyarat positif, saluran negatif tetap terbuka sehingga isyarat menjadi lebih kuat, tetapi apabila isyarat menjadi lebih kuat, saluran negatif ditutup. Apabila isyarat berada dalam fasa negatif, operasi saluran positif dan negatif adalah betul-betul bertentangan. Kelemahan penguat kuasa Kelas AB ialah ia menghasilkan herotan silang silang yang sedikit, tetapi berbanding dengan kecekapan dan kesetiaannya, ia adalah lebih baik daripada penguat Kelas A dan Kelas B. Penguat Kelas AB kini merupakan reka bentuk yang paling banyak digunakan dalam audio automotif.
Kelas D: Tidak seperti penguat Kelas A, B atau AB yang dinyatakan di atas, penguat Kelas D beroperasi berdasarkan transistor pensuisan dan boleh mengalir atau terputus sepenuhnya dalam masa yang sangat singkat. Dua transistor tidak mengalir pada masa yang sama, jadi ia menghasilkan haba yang sangat sedikit. Penguat jenis ini mempunyai kecekapan yang sangat tinggi (sekitar 90%), mencapai 100% dalam keadaan ideal, manakala penguat kelas AB hanya boleh mencapai 78.5% berbanding. Sebaliknya, mod pengendalian suis juga meningkatkan herotan isyarat keluaran. Litar penguat Kelas D dibahagikan kepada tiga peringkat: peringkat penukaran input, peringkat penguatan kuasa, dan peringkat penapisan output. Penguat Kelas D boleh beroperasi dalam mod modulasi lebar nadi (PWM) apabila dalam mod hidup/mati. Dengan menggunakan PWM, isyarat input audio boleh ditukar kepada isyarat pensuisan frekuensi tinggi. Isyarat audio dibandingkan dengan gelombang segi tiga frekuensi tinggi melalui pembanding. Apabila voltan pada hujung penyongsangan lebih tinggi daripada voltan pada hujung dalam fasa, output berada pada tahap rendah; Apabila voltan terminal terbalik adalah lebih rendah daripada voltan terminal fasa yang sama, output berada pada tahap yang tinggi.
Dalam penguat Kelas D, keluaran pembanding disambungkan kepada litar penguat kuasa, yang menggunakan transistor kesan medan oksida logam (MOSFET) dan bukannya transistor bipolar (BJT). Ini kerana yang pertama mempunyai masa tindak balas yang lebih cepat dan sesuai untuk mod pengendalian frekuensi tinggi. Penguat Kelas D memerlukan dua MOSFET yang boleh beroperasi sepenuhnya hidup atau mati dalam masa yang sangat singkat. Apabila MOSFET konduktif sepenuhnya, penurunan voltannya sangat rendah; Apabila MOSFET terputus sepenuhnya, arus yang melalui tiub adalah sifar. Kelajuan pensuisan dua MOSFET yang berfungsi secara berselang-seli dalam keadaan hidup dan mati adalah sangat pantas, menghasilkan kecekapan yang sangat tinggi dan penjanaan haba yang rendah. Oleh itu, penguat Kelas D tidak memerlukan sink haba yang besar.
② Mengikut jenis tiub penguat dalam penguat, ia boleh dibahagikan kepada mesin hempedu dan batu:
③ Mesin batu (transistor): dinamik dan pantas, mempamerkan kuasa analisis yang kuat, hierarki dan kecerahan dalam muzik dinamik yang besar
④ Pundi hempedu (tiub elektronik): Bunyinya lembut, treble lancar, dan terdapat ruang yang cukup (muzik tulen, vokal).
