W następstwie rozwoju miniaturyzacji układów elektronicznych pojawiły się układy scalone wzmacniaczy mocy. W pierwszej kolejności zaczęto je wykorzystywać jako uproszczenia układów, gdzie potrzebne było odpowiednie wzmocnienie sygnału akustycznego, jednak jego parametry i brzmienie nie miało większego znaczenia, dlatego pierwsze prymitywne układy stosowano głównie w odbiornikach telewizyjnych oraz prostych odbiornikach radiowych ze względu na praktyczność oraz przystępną cenę takiego rozwiązania. Na przełomie lat 80'tych pojawiły się scalone układy zaprojektowane w laboratoriach philips'a sygnowane nazwą "TDA" najpopularniejszym a zarazem najlepszym pod względem danych katalogowych układem philipsa przeznaczonym do zastosowań hi-fi był "TDA1514" o sporej jak na ówczesne czasy mocy wyjściowej oraz przyzwoitych parametrach.W latach 90'tych w wyniku przemian w procesie produkcyjnym parametry uległy poprawie a kości zmieniły nazwę na "1514A", równocześnie produkowano także wiele innych układów scalonych mocy typu TDA2020, jednak te przeznaczone były głównie do zastosowań w akustyce samochodowej. Po pewnym czasie układy scalone zaczęły znajdować zastosowanie również w przenośnych odtwarzaczach muzyki, radiach samochodowych czy głośnikach aktywnych, a wkrótce nawet w bardzo popularnych głośnikach komputerowych. Te ostatnie posiadały już znacznie lepszej jakości układy, zapotrzebowanie więc rosło, potrzebne były układy o dobrych parametrach, jednocześnie dostatecznie małe i dobrze zabezpieczone, aby nie uległ uszkodzeniu np. w wyniku przegrzania. Na rynku zaczęło pojawiać się coraz więcej scalonych stopni tego typu, wewnątrz ich struktur najczęściej stosowano wiele tranzystorów, głównie służących do stabilizacji temperaturowej układu. Sposób wykonania pozwalał także na zastosowanie wielu źródeł prądowych, luster czy wtórników co poprawiało znacząco szybkość (sprawność napięciową) układu i wpływało pozytywnie na współczynnik zniekształceń typu TIM, owocując dobrym brzmieniem oraz parametrami. Co ciekawe w układach tego typu stosuje się głównie złącza półprzewodnikowe, ich obwody zastępują np. diody, kondensatory czy nawet rezystory. 

Aby uświadomić sobie jak wiele jest złącz półprzewodnikowych wewnątrz struktury scalonego wzmacniacza m.cz musimy spojrzeć na schemat wewnętrzny. Posłużymy się schematem układu LM1875, który jest najlepszym przykładem takiej budowy.

Pomimo nowoczesnych rozwiązań i przyzwoitych parametrów, na początku podchodzono bardzo sceptycznie do tego typu konstrukcji. Branża audio jest bardzo mało elastyczna, przyjęła pewne zachowania oraz normy i usilnie się ich trzyma. Zakłada się stosowanie wyłącznie elementów dyskretnych w torze audio, gdyż tylko takie mogą zaoferować dobre brzmienie. Dziś na szczęście wiemy już, że tak nie jest, oczywiście z pewnym dystansem wszak nadal nikomu nie udało się zbudować wzmacniacza audio wykorzystującego układ scalony, który brzmiał by tak dobrze, jak dobre układy dyskretne lub raczej nie udało się wyprodukować układu scalonego o takich możliwościach, jednak posunięto się naprawdę daleko, dalej niż mogłoby się wydawać. Znakomitym przykładem dobrze rozwiązanych układów jest przykład całej "rodziny" overture, w której flagowym i najbardziej rozpoznawalnym "scalaczkiem" jest LM3886, którego dziś można już śmiało ochrzcić mianem kultowego.

Patrząc na uproszczony schemat układów z rodziny overture widzimy, że są one bardzo dobrze zbudowane, posiadają przyzwoite i przemyślane rozwiązania, co skutkuje oczywiście bardzo dobrymi parametrami i znakomitym brzmieniem tych układów. Brzmienie to docenili nawet szeroko pojęci "audiofile", co skutkowało pojawieniem się wzmacniaczy nazwanych dziś już popularnym określeniem "gainclone". Poniżej widzimy przykład takiego wzmacniacza.

Wzmacniacze "gainclone" wykorzystują scalone układy wzmacniaczy mocy, najczęściej są to układy LM ze wspomnianej rodziny overture. Do ich aplikacji używa się najwyższej jakości elementów, a same "klocki" wykonuje jako konstrukcje w "pająku", tzn. bez użycia płytek PCB. Wszystkie elementy lutowane są w powietrzu oraz oczywiście standardowo przy wykorzystaniu odpowiednio zaprojektowanych płytek elektronicznych. Zaletą takich wzmacniaczy jest dobre brzmienie i niska cena. 

Wzmacniacze tego typu budowane są zarówno przez amatorów, jak i oficjalnych producentów, mniej lub bardziej znanych. Przykładem dobrze brzmiącego wzmacniacza typu gainclone jest Linn LK140, a także bardziej rozpoznawalne modele Cambridge Audio, takie jak v2 oraz v3 (zobacz: tutaj

Oczywiście producenci poszli znacznie dalej i rozpoczęto produkcje także układów pracujących w klasach D. Jedną z najbardziej legendarnych, nie istniejących już marek produkujących tego typu układy jest firma Tripath. Ich produktem był między innymi układ tripath TA2020. W praktyce układ tripath nie wykorzystywał czystej klasy D, a był jej "ulepszonym" rozwinięciem.

 

 

Obecnie układy pracujące w klasie D wytwarza firma Philips pod nazwą TDA8920. 

 

Z racji niewielkiej powierzchni styku układu z radiatorem, a tym samym niezbyt efektownej wyminie cieplnej, układów w klasie A się nie wykonuje. W branży hi-fi obecnie najczęściej spotykane są układy pracujące w klasie AB, podobnie sprawa wygląda we wzmacniaczach tranzystorowych, jednak wzmacniacze w klasie D zdobywają coraz większą popularność za sprawą wysokiej sprawności oraz coraz lepszych, obecnie już bardzo dobrych parametrów. Wzmacniacze w klasie D wykorzystuje się głównie w telefonach, przenośnych odtwarzaczach muzyki i głośnikach aktywnych, a także na znacznie większą skalę w przemyśle estradowym. Najlepsze końcówki mocy produkowane przez takich producentów jak crown, osiągają moce rzędu 1kW przy stosunkowo niewielkich wymiarach i wadze - taki efekty pozwala uzyskać właśnie klasa D oraz pokrewne jej klasy. 

 

Szczególną popularność zdobyły układy mocy TDA2030, TDA2040 oraz TDA2050. Są to stosunkowo tanie i proste w aplikacji układy przypominające trochę pojedynczy tranzystor w obudowie TO220. Układy wyprodukowano pod wymienionymi nazwami, różnice pomiędzy poszczególnymi układami to głównie moc, która dla najwyższego TDA2050 wynosi 35W. Tego typu układy znalazły głównie zastosowanie w średniej jakości głośnikach aktywnych, czy odbiornikach radiowych, a także wśród miłośników elektroniki. Służą one do budowy prostych wzmacniaczy audio. W branży hi-fi nie wykorzystuje się tych układów z racji niewygórowanych parametrów, choć wielokrotnie można się natknąć na pozytywne opinie dotyczące brzmienia tych układów, niemniej jednak uchodzą one za dużo niższej jakości elementy aniżeli układ chociażby z rodziny overture. 


 

Zródła: 

https://musicgearforless.com

https://www.amb.org

https://www.flickr.com/photos/takekazuomi/6779506489

© 2015 Wszystkie prawa zastrzeżone.

Załóż własną stronę internetową za darmoWebnode