ماژول آمپلی فایر چیست؟ استریو، مونو، کلاس D و TDA STK

در این مطلب آموزشی از مجله اینترنتی فروهر به موضوع معرفی انواع آمپلی فایر و بورد تقویت صوتی می‌پردازیم. اینکه این دستگاه چه کاربردی دارد، چگونه می‌توان با آن سیستم صوتی خانگی و سیستم صوتی ماشین ساخت، تعداد کانال‌های صدا و کلاس‌های کاری انواع ماژول آمپلیفایر در این مطلب به صورت تخصصی ارائه می‌شود. همچنین لینک خرید برخی از انواع این محصولات در این مطلب درج شده است. پس تا پایان با ما همراه باشید و در صورت نیاز در بخش نظرات پرسش خود را مطرح نمایید.

© هرگونه برداشت از داده‌های مجله فروهر تنها با ذکر نام فروهرالکترونیک و لینک مطلب به عنوان منبع مجاز است.

مشخصات کلی و موارد استفاده از آمپلی فایر

کار اصلی این ماژول، تقویت، شفاف سازی و واضح‌تر کردن سیگنال صداست. زمانی که شما یک فایل صوتی را روی سی‌دی پلیر، فلش و ... اجرا می‌کنید، اطلاعات فایل شما وارد بخش Pre Amp در سیستم پخش صوتی می شود. سیگنال های صوتی در این مرحله به ضعیف ترین حد خود می رسند، در مرحله ی بعد این سیگنال های صوتی وارد بلندگوها و باندها می شوند؛ حالا اگر شما قبل از این مرحله از یک ماژول آمپلی فایر استفاده کنید، می توانید این سیگنال های صدا را تقویت کرده تا واضح تر و شفاف تر از بلندگوها و باندها پخش شوند.

ماژول آمپلی فایر دارای انواع و مدل های بسیار متنوعی هستند که شما می توانید با توجه به نیازهای خود آن ها را خریداری کنید. از پرکاربردترین انواع ماژول های آمپلی فایر، آن هایی هستند که در خودروها و یا در منازل استفاده می شوند. بعضی از ماژول های آمپلی فایر دارای تراشه ی آی سی هستند و در برخی دیگر از خازن و قطعات دیگر الکترونیکی استفاده شده است. جریان برق در ماژول های آمپلی فایر هم به صورت AC و هم به صورت DC مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع کلاس آمپلی فایر D TDA AB T B STK

ماژول های آمپلی فایر اغلب بر اساس نوع طراحی مدار و عملکردشان به کلاس های کاری مختلفی تقسیم می شوند. این کلاس های کاری با حروف انگلیسی نشان داده می شوند؛ مثل کلاس AB، کلاس Amplifier module class d ، کلاس H، کلاس C، کلاس B، کلاس  A، کلاس G و... . تفاوت در طراحی مدارها باعث ایجاد بازدهی متفاوت می شود. کلاس D و AB جزو پرکاربردترین کلاس ها هستند. در ادامه تعدادی از این کلاس ها شرح داده شده اند.

لینک: خرید انواع ماژول آمپلی فایر

آمپلی فایرهای کلاس AB-H-B-A

 کلاس H، کلاس B و کلاس A همگی از نوع خطی هستند؛ بدین معنی که ترانزیستورهای قدرت آن ها این توانایی را دارند که در مرحله ی آخر مدار مقادیر پیوسته ای از ولتاژ را به خروجی بدهند.

امپ کلاس D

این کلاس جزو بهترین کلاس های آمپلی فایر است. روش کار کلاس D منحصر به فرد است. این مدل آمپلی فایر از نوع سوئیچینگ است و ترانزیستورهای خروجی آن ها مثل یک کلید عمل می کنند یعنی می توانند یا کاملا باز و یا کاملا بسته باشند. مدار پردازنده ی آن پالس های فرکانس بالا با جریان DC تولید می کند؛ عرض پالس ها اصلاح می شود و سپس این پالس های DC از طریق ترانزیستورهای خروجی تقویت شده اجرا می شوند در نتیجه خروجی بسیار پر قدرتی را ایجاد می کنند. تولید گرمای آن بسیار پایین است و نیاز به هیت سینک کوچکی دارد. در ساخت این آمپلی فایر از تراشه ی آی سی استفاده شده است. بازدهی کلاس D فوق العاده بالا و در حدود 90 درصد است. همینطور کیفیت این کلاس بسیاربالاست.

کلاس T

این مدل آمپلی فایر تمام ویژگی های آمپلی فایرهای کلاس D  و  AB را دارد و می شود از آن به برای سینمای خانگی، در خودرو و دی وی دی پلیر استفاده کرد. از دیگر ویژگی های مثبت این آمپلی فایر می توان به نویز خیلی کم ، تولید صدای طبیعی با بازدهی بالا، طراحی دقیق و حرفه ای اشاره کرد.

کلاس A

ترانزیستورهای خروجی این آمپلی فایر همیشه در حالت فعال هستند به طوری که حتی وقتی سیگنالی وارد نمی شود نیز آمپلی فایر از منبع تغذیه جریان می کشد و در نتیجه مصرف برق آن ها بالاست و گرمای زیادی تولید می کنند. بازدهی این نوع آمپلی فایر بسیار کم است؛ در بهترین حالت کمتر از 30 درصد بازدهی دارد و حدود 75 درصد تولید گرما می‌کند.

کلاس B

در این کلاس از دو ترانزیستور استفاده شده است تا مشکل کلاس A را برطرف کند. به چیدمان ترانزیستور این کلاس آمپلی فایر PUSH-PULL گفته می شود، یعنی نیم سیکل های بالایی توسط یک ترانزیستور و نیم سیکل های پایینی توسط ترانزیستوری دیگر تقویت می شوند. در نتیجه هر ترانزیستور در نیمی از زمان روشن و در نیمی دیگر از زمان خاموش است و هر ترانزیستور فرصت کافی برای خنک شدن دارد.

کراس اور، اعوجاج و بازدهی امپلی فایر

در این بین بخشی از سیگنال-های تولید شده توسط هیچ کدام از ترانزیستورها تقویت نمی شوند در نتیجه در این بخش اعوجاج تقاطعی cross over distortion تولید می شوند. بازدهی این کلاس از آمپلی فایرها نسبت به کلاس B بیشتر است ولی کیفیت خروجی صدای آن ها پایین است.  در بهترین حالت خروجی آن ها حدود 70 درصد است. این کلاس انتخاب خوبی برای زمانی است که می خواهیم با صرف هزینه ی کم صدای زیادی تولید کنیم که کیفیت صدا اهمیت چندانی ندارد.

کلاس AB

این کلاس از آمپلی فایر ترکیبی از کلاس های  A و  B است. در طراحی آمپلی فایر کلاس AB مشکل تولید گرما و وجود اعواج حل شده است. به دلیل داشتن کیفیت و بازدهی بالا یکی از کلاس های پرطرفدار است. ترانزیستورها در کلاس AB همیشه در حالت آماده به کار هستند. بازدهی این کلاس آمپلی فایر حدود 50 تا 60 درصد است. اعوجاج تولید شده در این مدل بسیار کم است.

آی سی ST

این مدل آی سی با ولتاژ بالایی کار می کند و گرما و حرارت تولید شده ی آن زیاد است اما معمولا از کیفیت خوبی برخوردارند. این آی سی ها برای سیستم های صوتی خانگی مناسب هستند.

آی سی TDA

با ولتاژ پایینی کار می کنند و دمای تولید شده ی آن ها پایین است. معمولا برای سیستم صوتی ماشین مناسب هستند. در خودرو معمولا از ماژول آمپلی فایر 4 کانال یا 4 باند استفاده می‌شود.

لینک نمونه: ماژول آمپلی فایر 4 کانال TDA

توان RMS در آمپلی فایر چیست؟

حروف RMS مخفف اصطلاح ریاضی Root Mean Square است، که به مقدار موثر نیز شناخته می شود. در واقع RMS نشان دهنده ی قدرت اصلی مدار آمپلی فایر است که با واحد اندازه گیری وات نشان داده می شود؛ هرچه مقدار RMS بیشتر باشد صدایی که از آمپلی فایر خارج می شود بلندتر و باکیفیت تر است. به بالاترین مقدار توانی که یک اسپیکر می تواند تحمل کند پیک پاور Peak Power می گویند.

البته خوب است که بدانیم یک اسپیکر نمی تواند در کل زمان پخش صدا، فشار ناشی از تولید بالاترین میزان انرژی صوتی را تحمل کند بلکه فقط برای چند لحظه ی کوتاه می تواند بالاترین میزان انرژی صوتی را تولید کند در غیر این صورت اسپیکر به شدت آسیب خواهد دید؛ در نتیجه هیچ گاه نباید اجازه دهید اسپیکر شما در حالت پیک پاور صدا پخش کند.

مفهوم RMS در واقع نشان دهنده ی یک چهارم توان اسپیکر در تولید امواج صوتی است. برای مثال اگر توان نهایی یک اسپیکر در پیک پاور برای تولید صدا 2400 وات باشد، یعنی این اسپیکر فقط برای چند ثانیه ی کوتاه می تواند 2400 وات صدا تولید کند و توان اصلی اسپیکر فقط 600 وات RMS است؛ یعنی یک چهارم پیک پاور اسپیکر.

تعداد کانال آمپلی فایر

آمپلی فایرها مختلف  دارای تعداد ورودی و خروجی هستند. با توجه به این تفاوت می توان آن ها را به انواع مختلفی تقسیم کرد: مونو، استریو، سه کانال، چهار کانال، پنج کانال و شش کانال.

• آمپلی فایر مونو:  این مدل آمپلی فایر بر اساس تکنولوژی قدیمی است و معمولا برای ضبط صداهای طبیعی به جز صدای موسیقی و استودیویی کاربرد دارد. در آمپلی فایر مونو صدا فقط از یک کانال تولید و پخش می شود. همه ی سیگنال های مختلف صوتی با هم ترکیب شده و تبدیل به یک کانال صوتی منفرد تبدیل می شوند. برای ضبط صدا می شود از یک عدد میکروفن استفاده کرد ولی می شود برای پخش صدا از چند اسپیکر استفاده کرد. تمامی اسپیکرها صدایی کاملا یکسان و مشابه تولید می کنند. مدل مونو برای گفتگوهای رادیویی و موبایل که در آن ها لازم است صدای شخص واضح به گوش برسد بسیار مناسب است. همچنین در ساخت ساب ووفر سیستم صوتی از مدل آمپلی فایر مونو استفاده می شود. ( لینک نمونه: ماژول آمپلی فایر 150 وات TDA7498 ساب ووفر مونو )
• آمپلی فایر استریو: این مدل آمپلی فایرها دارای 2 کانال خروجی های هستند.
• آمپلی فایر استریو 2.1 کانال یا پلاس + : این مدل آمپلی فایرها 3 کانال خروجی دارند. که از ترکیب یک آمپلی فایر مونو و یک استریو ساخته شده است. کانال سوم این مدل از آمپلی فایرها مربوط است به یک ساب ووفر و دو کانال استریو مربوط به بلندگوهای فول رنج یا میدرنج و توییتر. ( لینک نمونه: ماژول آمپلی فایر 2.1 کانال XH-M139 با ساب ووفر )
• آمپلی فایر 4 کاناله: این مدل آمپلی فایر خروجی جداگانه ای برای ساب ووفر دارند. از ترکیب دو آمپلی فایر استریو ساخته شده است.
• آمپلی فایر پنج کاناله: که از ترکیب دو آمپلی فایر استریو و یک آمپلی فایر مونو ساخته شده است. که از ترکیب دو آمپلی فایر استریو و یک آمپلی فایر مونو ساخته می شود.
• آمپلی فایر 6 کانال: که از ترکیب سه امپلی فایر استریو ساخته می شود.

نکات نصب و راه اندازی سیستم صوتی

1. برای نصب و راه اندازی انواع ماژول آمپلی فایر نیاز به تخصص است. نکاتی را در این بخش ذکر خواهیم کرد که به صورت فراگیر در هنگام نصب و راه اندازی باید در نظر گرفته شود.
2. حتما دیتاشیت ماژول آمپلی فایر از اینترنت دریافت و دقیقا طبق اطلاعات ماژول و به بهترین و بهینه‌ترین روش نصب گردد. از جمله منبع تغذیه و ولتاژ و شدت جریان مورد نیاز.
3. امپدانس اسپیکر و بلندگوها حتما در بازه‌ی ( محدوده ) خروجی بلندگوهای آمپلیفایر باشد. در صورت نیاز از تطبیق امپدانس بلندگو استفاده شود.
4. برای سیم‌های انتقال دهنده نیاز است که از کابل شیلد دار استفاده شود تا میزان نویز و .. به حداقل برسد.
5. منبع تغذیه فن و پلیر، ماژول MP3 و پخش کننده  به صورت جداگانه در نظر گرفته شود.
6. توان انواع بلندگو موجود در بازار معمولا به صورت تجاری و غیر واقعی درج شده است. نیاز است که توان واقعی RMS بلندگوها با توان برد آمپلی فایر همخوانی داشته باشد.
7. برای ساب ووفر از مدار فیلتر پایین گذر استفاده شود تا تنها صدای بم از ساب ووفر خارج شده و از آسیب به اسپیکر جلوگیری شود.
8. برای خروجی بلندگوهای سیستم صوتی از ترمینال بلندگو و سیم بلندگو مخصوص استفاده نمایید.