Усиление низких частот

Усиление низких частот и устройства, выполняющие эту функцию, находятся в области звуковоспроизведения, а значит определённом диапазоне, который начинается с 20 Гц и заканчивается в пределах 20 000 Гц(20 кГц). Именно эти звуковые колебания может слышать человеческий слух. При этом звук с частотой ниже 40 Гц и выше 16 кГц является окрашивающим и отдельно от основного не ощущается. То есть, чтобы человек услышал звуковые колебания в качестве речи, музыки, песен и т. д. они должны пройти через специальное устройство усиливающие эти, называющиеся, низкими частоты. Чем проще и дешевле эти устройства тем меньше диапазон передаваемых в динамики или громкоговорители частот.

Применение и реализация усиления звука низкой частоты

Итак, усиление низких частот и устройства, выполняющие данную функцию, лежат в основе всех устройств, из которых слышатся звуковые колебания. Требования к этим устройств и к вырабатываемым низким частотам разные и зависят от назначения устройства. Например, в телефонной трубке для полноценного разговора достаточно, чтобы звуковая частота была в пределах 200-3 кГц, а для аппаратов использующихся в классе музыкального воспроизведения Hi-Fi и Hi-End диапазон должен быть в пределах 20 Гц-20 кГц только тогда в динамиках будет слышаться насыщенный полный звуковой эффект, записанный на носители или передаваемый в микрофон.

Усилители низкой частоты (УНЧ), или как их ещё называют усилители мощности звуковой частоты (УМЗЧ), или звуковой частоты (УЗЧ), это электронные приборы, созданные на основе полупроводниковых элементов или же радиоламп, способные усиливать и передавать в громкоговорители звуковые колебания, которые соответствуют диапазону, слышимому человеческому слуху. Эти звуковоспроизводящие устройства могут быть сконструированы как отдельные аппараты, так и состоять в составе более сложных, таких как телевизоры, музыкальные, радиостанций и радиоприёмников, усилитель сигнала вай-фай и во многих других окружающих человека предметах.

Итак, реализация и усиление низкой частоты выполняется устройствами, состоящими из:

• Предварительного каскада, служащего для усиления, получаемого от источника, чаще всего микрофона, сигнала и доведения его величины до показателей нужных для работы оконечного усилителя. В состав предварительного усилителя входят элементы регулировки громкости, тембра. Для более развернутой частотной регулировки тембра звукового сигнала, передаваемого в оконечный усилитель служит многополосный эквалайзер;
• Оконечного усилителя (мощности), передаваемого переменное напряжение, несущее в себе звуковые волны, в нагрузку, которой является динамики и акустические системы, собранные на их основе.

Классификация усилителей низкой частоты

Все усилители низкой частоты можно разделить по количеству каналов для воспроизведения звука на:

• монофонические — 1 канал;
• стереофонические — 2 отдельных канала несущие разную информацию слышимую в результате одним целым музыкальным воспроизведением;
• Квадро — 4-й канальный звуковой усилитель, для его полноценный работы нужен источник звука, несущий четыре отдельных информационных канала. Зачастую именно такая система вместе с сабвуфером (усилителем только самого низкого частного диапазона) лежит в основе систем домашних кинотеатров.

Данные усилители также делятся по типу выходного каскада оконечного усилителя:

1. Однотактный;
2. Двухтактный.

Так как звуковой сигнал состоит из переменной составляющей, то именно двухтактные усилители способны передавать в нагрузку как положительную, так и отрицательную часть синусоидального тока. Обычно это комплект транзисторов с разным типом переходов (p-n-p — n-p-n) работающих в паре и включенных последовательно. Усиление звуковой частоты, реализованное на лампах может быть выполнено таким образом, поэтому зачастую в их конструкции применяются выходные трансформаторы со средним выводом. А электронные лампы управляются по противофазе.

Конструктивно усиление звукового сигнала слышимого человеком выполняется на следующих элементах:

• Ламповые. Большой популярностью пользовались в 60-х годах прошлого века, однако, и в современном мире есть люди, которые отдают предпочтение именно ламповым усилителям и звуку который они излучают.
• Транзисторные. Созданные на основе как полевых, так и биполярных полупроводниковых приборов. Такая конструкция является популярной и требует массивных теплоотводов для оконечного усилителя, так как при больших мощностях вырабатывается много тепловой энергии. Если её не рассеивать то ни один даже самый мощный транзистор долго не проработает.



• Интегральные. Собранные на микросхемах, в основе которых всё равно лежат полупроводниковые приборы, только в микро версии. Основное преимущество такой аппаратуры это очень маленькие габариты.
• Гибридные. Часть каскадов собрана на одном, например, на транзиторном виде элементов, а другая на лампах или интегральных элементах (микросхемах).

Основные характеристики усилителей низкой частоты

При выборе данной аппаратуры стоит понимать основные характеристики, на которые нужно обращать внимание:

• Выходная мощность. Напрямую связана с понятием громкости, но при этом содержащая минимум искажений, которые свойственны высшему значению усиления;
• Коэффициент нелинейных искажений. Эта величина, которая характеризует насколько входной сигнал, пройдя по усилителю искажается. Один из важных параметров, влияющих на качество передаваемого в акустику звука.
• Динамический диапазон. Параметр, который отвечает зато насколько график усиления прямолинейный. То есть не будет ли вовремя накручивания громкости усилителя, выходная мощность нарастать не прямолинейно входному сигналу.
• Диапазон рабочих частот. То есть какие частоты сможет передать усилитель в акустическую систему.

Нужно отметить, что некоторые современные образцы техники выполняющей усиление низких частот умышленно, с целью снижения себестоимости своей продукции, пытаются конструктивно или же документально обмануть покупателя. Например, предлагая вместо стереоусилителя — псевдо стерео, а вместо реальной выходной мощности завышенные показатели.