Ultrakompakt erősítők, nagy teljesítmény kis csomagból

Nehéz nem észrevenni, hogy ma már szinte minden jó hírű autóaudio-gyártó kínál többféle ultrakompakt erősítő megoldást. Ezek az erősítők elég kicsik ahhoz, hogy elférjenek a farmer zsebében, és megkönnyítik a telepítést, ha szűkös a hely. Bár kicsik, lenyűgöző mennyiségű energiát képesek leadni a gyári hangsugárzók jelének bővítéséhez, vagy hagyják, hogy az utángyártott hangszórók csodálatos zenei élménnyé alakítsák át mobil hangrendszerét. Ebben a cikkben arról fogunk beszélni, hogy a vállalatok hogyan tudnak ennyi energiát belezsúfolni egy ilyen kis csomagba, és megnézzük, miben különböznek ezek az erősítők a hagyományos méretű megoldásoktól.

Mi az ultrakompakt erősítő?

Míg a Sony, a Soundstream, a Rockford Fosgate és a Linear Power kis erősítői már évtizedek óta léteznek, ezeknek a korai megoldásoknak a többsége csatornánként 20 watt körüli teljesítményre korlátozódott.

Az egyik első modern, nagy teljesítményű kompakt erősítő, amely letette a névjegyét az iparágban, az Alpine Power Pack KTP-455U volt . Nagyjából 8 x 2,5 x 1,5 hüvelyk méretű ez a négycsatornás erősítő csatornánként 45 wattot képes leadni 4 ohmos terhelés mellett. Az Alpine ezt az erősítőt könnyen integrálható megoldásként forgalmazta a gyári vagy utángyártott rádiók frissítéséhez, és közel háromszoros teljesítmény biztosításához a hangszórókhoz.

Néhány évvel később a Rockford Fosgate bemutatta Boosted Rail Technology erősítősorozatát. Ezek az erősítők egyedi és kreatív tápegység-kialakítást használnak, amely különbözött a piacon lévő összes többi megoldástól. Energiatermelési szempontból a négycsatornás PBR300X4 75 watt teljesítményt tudott kifejteni 4 ohmos terhelésre, és csak 6,75 x 4,25 hüvelyk volt a lábnyoma.

Gyorsan előrelépve öt évet, és több tucat cég áll rendelkezésre kicsi, nagy teljesítményű erősítőkkel. Választhat négy- vagy ötcsatornás megoldások közül a hangrendszer frissítéséhez, és a legtöbb körülbelül 300 wattos mélynyomó erősítőt kínál, hogy nagy mélyhangokat adjon anélkül, hogy sok helyet foglalna. Számos modell vízálló kialakítású, ami ideálissá teszi őket tengeri, motorkerékpáros és powersport alkalmazásokhoz.

Nagy erő egy elképesztően kis csomagban

Az erősítő méretét két tényező határozza meg:mekkora hely szükséges az erősítő működéséhez szükséges alkatrészek elhelyezéséhez, és mennyi hűtőbordára van szüksége a kialakításnak ahhoz, hogy minden körülmények között megbízhatóan elvezesse a hőt.

Az egyik legnagyobb technológiai fejlesztés, amely lehetővé tette az erősítők ilyen kicsinyé válását, a felületre szerelhető eszközök. A szubminiatűr ellenállásoknak, kondenzátoroknak, diódáknak, tranzisztoroknak és mikrokontrollereknek köszönhetően az áramkörök és alkatrészeik a korábban igényelt hely felén vagy harmadán elférnek. Gondoljon az okostelefonjára – nagyobb a feldolgozási teljesítménye, mint a 10 évvel ezelőtti asztali számítógépeké, mégis kényelmesen elfér a tenyerében vagy az ingzsebében. Összehasonlításképpen:az űrsiklókat pályára állító számítógépek körülbelül 1,2 millió utasítás/másodperc sebességgel (MIPS) futottak, és összesen néhány megabájt memóriájuk volt. Az iPhone X-ben található Apple A11 processzor másodpercenként 600 milliárd utasítást képes kezelni. Mindezek ellenére az Apple CPU-t nem úgy tervezték, hogy ellenálljon a világűrben és a hosszan tartó sugárzásnak való kitettségnek – ezért tartsa ezt szem előtt, ha Mars-utat tervez barátunkkal, Elon Muskkal.

Az ultrakompakt erősítők tápegységeiben használt, felületre szerelt fém-oxid félvezető térhatástranzisztorok (MOSFET-ek) azt is lehetővé tették, hogy az erősítők mérete drámai módon csökkenjen. Ebből az eszközből négyet az ujja végére illeszthet, és mindegyik 50 amper áramot képes átadni. Harminc évvel ezelőtt egyetlen 50 amperes tranzisztor nagyobb lett volna, mint mind a négy modern eszköz.

Egy másik technológia, amely csökkentette az erősítő méretét, a többrétegű áramköri lapok. A négyrétegű kártyák lényegesen több lehetőséget biztosítanak az áramkörben lévő eszközök közötti kapcsolódásra, és csökkentik a jelnyomok helyigényét.

Végül a nagy sebességű D-osztályú erősítők segítenek csökkenteni az áramfelvételt az erősítő kimeneti szakaszában. A D osztályú hangerősítők úgy működnek, hogy rendkívül nagy sebességgel kapcsolják be és ki a kimeneti eszközöket, és a munkaciklus változtatásával (be- és kikapcsolt periódusok) visszaállítják az eredeti hanghullámot. Mivel az eszközök be- vagy kikapcsolt állapotban vannak, kevesebb időt töltenek ellenállásként, és így kevesebb energiát pazarolnak hőként.

A kompakt erősítők a tökéletes megoldás?

Bármilyen előnynek, gyakran vannak hátrányai. Az ultrakompakt erősítők esetében három korlátozást kell figyelembe venni:a hűtési kapacitást, a funkciókat és a zajt. Ahogy korábban említettük, a felületre szerelhető eszközöknek és a többrétegű áramköri lapoknak köszönhetően sok alkatrészt sokkal egyszerűbb egy kis csomagba illeszteni. A kis erősítő hátránya, hogy még mindig hűtőbordára van szüksége a kapcsolókészülékek hűtéséhez. Ha egy adott teljesítményszinthez csökkentjük a hűtőborda területét, akkor az erősítő hajlamosabb lesz túlmelegedni erős nyomás esetén. Lehet, hogy egy-két dalra jó lesz, de valószínűleg nem fogsz tudni teljes gőzzel hallgatni egy forró nyári napon Arizonában vagy Texasban anélkül, hogy védelem alá kerülnének.

Az erősítő funkciói gyakran a vezérlők és a kapcsolók számára rendelkezésre álló helyen alapulnak. Ha magas és alacsony szintű bemeneteket, állítható magas-, alacsony- és sáváteresztőket, infrahangos szűrőket, jelösszegzést, egyedi érzékenységvezérlőket, basszuserősítő áramköröket és távvezérlőket szeretne, akkor sok helyre van szüksége. Egy ultrakompakt erősítőben ez a hely egyszerűen nem létezik. Mint ilyen, a legtöbb ilyen funkció nem található meg ebben az erősítőkön.

Végül beszélnünk kell a zajról. A zaj, pontosabban a jel-zaj arány (S/N Ratio) azt írja le, hogy mennyi háttérzaj (szisszenésként hallható) hozzáadódik az audiojelhez, amikor az áthalad az eszközön. Az erősítő tápegysége és D osztályú kimeneti fokozata sok magas frekvenciájú elektromos zajt produkál. Hagyományos és fizikailag nagy erősítős kialakításban ezek a zajos áramkörök fizikailag és elektromosan távol helyezkedhetnek el az erősítő érzékeny bemeneti és jelerősítési fokozataitól. Ha 30 százalékkal csökkentjük az erősítő méretét, minden sokkal közelebb kerül, és így több zaj kerül a kimeneti jelbe.

Nézzünk meg öt különböző négycsatornás D-osztályú erősítőt, hogy összehasonlíthassuk az egyes erősítők fizikai méretéhez viszonyított zajszinteket.

A négycsatornás erősítő S/N arányának összehasonlítása

Erősítő alapterülete teljesítmény / csatorna S/N aránya 1 watton
Négzethüvelyk watt A-súlyozás

1. erősítő 26,76 50>68 dB

2. erősítő 41,99 70>70,4 dB

3. erősítő 60,41 75>84 dB

4. erősítő 68,07 75>84 dB

Amper 5 89,03 150>88,2 dB

Mint látható, a nagyobb erősítők kevesebb zajt adnak a kimeneti jelhez. Bár ezek a specifikációk egyike sem szörnyű, hallani fogsz egy kis sziszegést az első két erősítőtől a dalok között, és valószínűleg nem a legjobb három erősítőnél. Természetesen a harmadik erősítő 50 százalékkal nagyobb alapterületű (hosszúságszoros szélesség), mint a második erősítőé, ezért válassza ki a mérget megfelelően.

Az ultrakompakt erősítők egyedi telepítési megoldásokat kínálnak

Ha egy motorkerékpárhoz vagy egymás mellé próbál erősítőt szerelni, és gondot okoz, hogy helyet találjon az erősítő számára, akkor mindenképpen válasszon egyet a számos elérhető ultrakompakt erősítő közül. Ezzel együtt, ha van egy kis extra hely, a nagyobb erősítők jobb zajteljesítményt és több funkciót kínálnak. Ebben az esetben egy kicsivel több pénz befektetésével hallható teljesítményjavulást érhet el.

Ha szeretné frissíteni mobil hangrendszerét, keresse fel a helyi mobilelektronikai szakkereskedőt, és beszéljen valamelyik termékszakértőjével. Számos lehetőséget kínálnak a meglévő rendszer hangminőségének és hangerőszintjének jelentős javítására.