Klasse A vs Klasse AB forstærker: Bias, Heat og Powered Speaker Trade-offs

For næsten alle drevne højttalerprojekter er en veldesignet klasse AB-scene det sikrere ingeniørmæssige og kommercielle valg. Klasse A vinder kun, når målt linearitet ved meget lave lytteniveauer betyder mere end varme, vægt og el-omkostninger. Den enkelte sætning forklarer, hvorfor klasse AB-moduler stadig sidder inde i de fleste produktionshøjttalere, selvom klasse A har det bedre ry på papiret.

De to klasser er ikke forskellige teknologier. De er det samme komplementære transistorudgangstrin, forspændt på forskellige driftspunkter. Alt andet, fra kølepladestørrelse til forsendelsesvægt, følger af den forspændingsstrøm.

Bias Point bestemmer alt andet

I et klasse A-udgangstrin leder enhederne i hele 360 grader af signalcyklussen. Stillestrøm er sat højere end den spidsstrøm, som forstærkeren nogensinde vil levere til sin belastning, så transistorerne slukker aldrig. Der er ingen crossover-region, ingen hand-off mellem enheder, og overførselskurven forbliver lineær fra et par millivolt opad.

Klasse AB sidder mellem Klasse B og Klasse A. En lille stående skævhed holder begge enheder i stand til at lede i omkring 200 grader af cyklussen, lige nok til at overlappe ved nulkrydsningen og fjerne hakforvrængningen, der plager ren Klasse B. Uden for dette overlapningsvindue fungerer hver enhed kun halvdelen af ​​tiden, hvilket er der, hvor effektivitetsgevinsten kommer fra.

Den praktiske konsekvens er let at observere på en bænk. En klasse A-kanal trækker nogenlunde den samme strøm fra forsyningen, uanset om den er lydløs eller kører med fuld udgang. En klasse AB-kanal trækker lidt ved tomgang og gradvist mere, efterhånden som output stiger. Derfor er et klasse A-chassis varmt ti sekunder efter tænding, mens et AB-chassis forbliver køligt, indtil programmaterialet ankommer.

Effektivitet og varme: Omkostningerne ved aldrig at slukke

Det teoretiske loft for et klasse A-trin er 50 % med en transformerkoblet belastning og tættere på 25 % for det mere almindelige enkelt-endede arrangement. Rigtige designs sætter sig i 15-30 %-båndet. Klasse AB når omkring 78,5 % i teorien og leverer 50-70 % i praksis, hvilket netop er grunden til, at det blev standard for højeffekt analog lyd.

Oversæt det til en købsbeslutning. Et 200 W klasse AB-modul kan trække 300-350 W fra lysnettet ved fuld effekt og 20-30 W ved tomgang. Et tilsvarende klasse A-design kræver en forsyning og en køleplade, der er dimensioneret til flere hundrede watts kontinuerlig afledning, hvilket normalt betyder tre til fire gange metal-, transformator- og kabinetvolumen pr. leveret watt.

Forvrængning: En god klasse AB slår normalt en billig klasse A

Klasse A's omdømme hviler på to reelle fordele: ingen crossover-forvrængning og en harmonisk profil domineret af lavordens, godartet anden harmonisk. Begge er ægte. Men den sammenligning, der betyder noget i et produkt, er sjældent ideel mod ideal.

Crossover-forvrængning i klasse AB viser sig som højordens harmoniske ved lave udgangsniveauer, præcis hvor øret er mest følsomt. Den styres af tre ting: nok forspændingsstrøm, stram termisk sporing af forspændingsnetværket, så indstillingen ikke driver, når kølepladen opvarmes, og tilstrækkelig sløjfeforstærkning. Udført korrekt, holder Klasse AB-moduler total harmonisk forvrængning i området 0,01-0,05 % ved nominel effekt, som ikke er hørbar i enhver normal afspilningskontekst.

Hvor klasse A virkelig trækker frem, er på milliwatt-niveauer i højfølsomme drivere. Hvis dit produkt er en nærfeltsmonitor til kritisk lytning, er den margin værd at betale for. Hvis det er en bærbar PA-boks, en søjlehøjttaler eller en subwoofer, forsvinder forskellen under rumstøj og programmateriale.

Klasse A vs Klasse AB på et øjeblik

Tabellen nedenfor kondenserer sammenligningen til de parametre, der faktisk driver en stykliste og et termisk design.

Hvad dette betyder for drevet højttalermoduldesign

Professionelle højttalere, line-arrays og subwoofere er bygget op omkring klasse AB og i stigende grad omkring klasse D og klasse H, af én grund: et fungerende produkt skal overleve lange driftscyklusser inde i et varmt rack. Den termiske aritmetik ovenfor udelukker simpelthen klasse A ved de effektniveauer, som disse systemer kræver.

Inde i et typisk AB-design håndterer effektforstærkermodulet spændingsforstærkning og strømlevering, mens tonekontrol, mikrofoninput og begrænsning af live på separate funktionelle moduler placeret foran det. Denne opdeling holder den analoge signalkæde kort og lader én forstærkerplatform genbruges på tværs af flere kabinetmodeller.

PL35 Horisontal Analog Front-End-modul til klasse AB-forstærkere Balancerede mikrofon- og linjeindgange plus en fembånds grafisk equalizer gør dette vandrette modul til en kompakt frontend til Class AB-forstærkerplatforme. Se produkt →

PL21 / PL21E Lodret funktionsmodul med grænsebeskyttelse En vertikal front-end mulighed for smalle kabinetter, der kombinerer afbalancerede mikrofon- og linjeindgange, en fem-bånds equalizer og grænsebeskyttelse; PL21E tilføjer mikrofon ekkokontrol. Se produkt →

De to frontend-moduler ovenfor følger det mønster: balancerede mikrofon- og linjeindgange med en fembånds grafisk equalizer i vandret format, eller den samme equalizer med grænsebeskyttelse i lodret format, når kabinettet er smalt. Begge er designet til klasse AB-forstærkerplatforme, så udgangstrinets bias-adfærd forbliver den dominerende variabel.

Hvis det termiske budget for et AB-design holder op med at skalere, normalt over et par hundrede watt pr. kanal inde i et kompakt kabinet, er næste trin i professionel lyd ikke tilbage til klasse A, men frem til klasse H, som skifter forsyningsskinnen i takt med signalet. Et modul som f.eks. AMP400H holder en lineær transformerforsyning og en U-formet aluminiumskøleplade, der bevarer det analoge udgangstrin, samtidig med at der skæres dissipation ved lave og mellemste niveauer.

AMP400H 7294 Klasse H effektforstærkermodul Et klasse H-modul med 400 W mellem/lav og 100 W højfrekvente udgange, en lineær transformerforsyning og U-formet køleplade plus flere beskyttelseskredsløb. Se produkt →

For hold, der kortlægger hele familien, før de forpligter sig, vores guide til forstærkerklasse A, AB, D og H til drevet højttalermoduldesign gennemgår de samme afvejninger for hver topologi. Du kan også gennemse den aktuelle Klasse AB højttaler forstærker moduler at sammenligne outputniveauer og forsyningsmuligheder.

Vælg mellem dem for et nyt produkt

Fire spørgsmål afgør normalt beslutningen hurtigere end nogen lyttetest:

1. Hvad er arbejdscyklussen? En højttaler, der kører otte timer ved høj output, har ikke råd til en scene, der spreder sin fulde bias-kraft hele tiden.
2. Hvor bliver varmen af? I et forseglet plastikkabinet har et AB-design allerede brug for en termisk vej til pladen; Klasse A ville have brug for en langt større.
3. På hvilket niveau er forvrængning egentlig hørbar? Mål på de niveauer, som produktet virkelig vil spille på, ikke ved 1 W ind i en dummy-belastning.
4. Hvad vejer den færdige enhed? Transformator- og heatsink-masse er en tilbagevendende fragt- og installationsomkostning, ikke en enkeltstående.

Besvar dem ærligt, og bias-punktet, sammen med modulplatformen, har en tendens til at vælge sig selv.

Ofte stillede spørgsmål