Усилитель звуковых частот

         Усилитель звуковых частот (УЗЧ), усилитель низких частот (УНЧ), усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ) — прибор (электронный усилитель) для усиления электрических колебаний, соответствующих слышимому человеком звуковому диапазону частот, таким образом к данным усилителям предъявляется требование усиления в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц по уровню -3 дБ, лучшие образцы УЗЧ имеют диапазон от 0 Гц до 200 кГц, простейшие УЗЧ имеют более узкий диапазон воспроизводимых частот. Может быть выполнен в виде самостоятельного устройства, или использоваться в составе более сложных устройств — телевизоров, музыкальных центров, радиоприёмников, радиопередатчиков, радиотрансляционной сети и т. д.

                      Предварительный усилитель                         Ламповый усилитель низких частот                          Автомобильный усилитель

Применение

        Усилители низкой частоты наиболее широко применяются для усиления сигналов, несущих звуковую информацию, в этих случаях они называются, также, усилителями звуковой частоты.

 Усилитель звуковых частот обычно состоит из предварительного усилителя и усилителя мощности:

     - предварительный усилитель предназначен для повышения мощности и напряжения и доведения их до величин, нужных для работы конечного усилителя мощности, зачастую включает в себя регуляторы громкости, тембра или эквалайзер, иногда может быть конструктивно выполнен как отдельное устройство.

     - усилитель мощности должен отдавать в цепь нагрузки (потребителя) заданную мощность электрических колебаний. Его нагрузкой могут являться излучатели звука: акустические системы (колонки), наушники (головные телефоны); радиотрансляционная сеть или модулятор радиопередатчика.

Усилитель низких частот является неотъемлемой частью всей звуковоспроизводящей, звукозаписывающей и радиотранслирующей аппаратуры.

Классификация

По типу обработки входного сигнала

По типу обработки входного сигнала и схеме построения выходного каскада усилители можно разделить на:

     - класс «A» — линейный режим работы усилительного элемента (ток смещения максимален), аналоговая обработка сигнала
     - класс «AB» — режим работы с большим углом отсечки (>90°), аналоговая обработка сигнала
     - класс «B» — режим работы с углом отсечки равным 90°, аналоговая обработка сигнала
     - класс «C» — режим работы с малым углом отсечки (<90°), аналоговая обработка сигнала
     - класс «D» — усилительный элемент работает в ключевом режиме, применяется широтно-импульсная модуляция — изменяется (линейно, не имея дискретных значений) скважность импульсов, в соответствии с текущим значением входного сигнала
     - класс «T» — усилительный элемент работает в ключевом режиме, также применяется широтно-импульсная модуляция — изменяются (линейно, не имея дискретных значений) как скважность, так и частота импульсов, в соответствии с текущим значением входного аналогового сигнала

По конструктивным признакам

По типу применения в конструкции усилителя активных элементов:

     - ламповые — на электронных, электровакуумных лампах. Составляли основу всего парка УНЧ до 70-х годов. В 60-х годах выпускались ламповые усилители очень большой мощности (до десятков киловатт). В настоящее время используются в качестве инструментальных усилителей и в качестве звуковоспроизводящих усилителей. Составляют львиную долю аппаратуры класса Hi-End. А также занимают большую долю рынка профессиональной и полупрофессиональной гитарной усилительной аппаратуры.
     - транзисторные — на биполярных или полевых транзисторах. Такая конструкция оконечного каскада усилителя является достаточно популярной, благодаря своей простоте и возможности достижения большой выходной мощности, хотя в последнее время активно вытесняется усилителями на базе интегральных микросхем.
     - интегральные — на интегральных микросхемах (ИМС). Существуют микросхемы, содержащие на одном кристалле как предварительные усилители, так и оконечные усилители мощности, построенные по различным схемам и работающие в различных классах. Из преимуществ - минимальное количество элементов и, соответственно, малые габариты.
     - гибридные — часть каскадов собрана на полупроводниковых элементах, а часть на электронных лампах. Иногда гибридными также называют усилители, которые частично собраны на интегральных микросхемах, а частично на транзисторах или электронных лампах.

По виду согласования выходного каскада с нагрузкой:

     - трансформаторные — в основном такая схема согласования применяется в ламповых усилителях. Обусловлено это необходимостью согласования большого выходного сопротивления лампы с малым сопротивлением нагрузки, а также необходимостью гальванической развязки выходных ламп и нагрузки. Некоторые транзисторные усилители (например, трансляционные усилители, обслуживающие сеть абонентских громкоговорителей, некоторые Hi-End аудиоусилители) также имеют трансформаторное согласование с нагрузкой.
     - бестрансформаторные — в силу дешевизны, малого веса и большой полосы частот бестрансформаторные усилители получили наибольшее распространение. Бестрансформаторные схемы легко реализуются на транзисторах. Обусловлено это низким выходным сопротивлением транзисторов в схеме эмиттерного (истокового) повторителя, возможностью применения комплементарных пар транзисторов. На лампах бестрансформаторные схемы реализовать сложнее, это либо схемы, работающие на высокоомную нагрузку, либо сложные схемы с большим количеством параллельно работающих выходных ламп.