مكبرات الصوت عبارة عن دوائر إلكترونية تزيد من قوة الإشارات. توجد المئات من تصميمات مكبر الصوت ، بدءًا من دوائر الترانزستور المفردة البسيطة إلى تطوير الأنظمة الرقمية. يمثل مضخم الطاقة ومضخم الجهد تصميمين يقويان الإشارات بطرق مختلفة. يساعدك فهم الفرق بين الجهد والطاقة وتطبيقاتهما على تحديد نوع مكبر الصوت الصحيح للمشروع.
الجهد والقوة
جهد الدائرة هو الطاقة الكامنة وراء الشحنات الكهربائية المتدفقة عبر الأسلاك والمكونات. الفولت هو الوحدة القياسية للجهد ، ويُعرَّف على أنه فرق الطاقة الكامنة عبر مقاومة مقدارها أوم واحد ، والتي ينتج عنها تدفق تيار مقداره واحد أمبير. كلما زادت الطاقة ، زاد الجهد. عندما تقوم بضرب الجهد في التيار ، تحصل على قوة الدائرة ، والتي يتم التعبير عنها من حيث الواط: واحد واط يساوي واحد فولت واحد في أمبير واحد. الطاقة هي المعدل الذي تقدم به الدائرة الطاقة - الدوائر التي تتعامل مع المزيد من الجهد والتيار تنتج المزيد من واط من الطاقة.
مفاهيم مكبر للصوت
يمكنك التفكير في مكبر الصوت على أنه صمام يتم التحكم فيه بواسطة إشارة دخل. مع زيادة منحنى موجة الإشارة ، يفتح صمام متصل بمصدر جهد مستقل ، ويمرر المزيد من الجهد إلى الخرج. عندما تنخفض الموجة ، يغلق الصمام ويرى الخرج جهدًا أقل. الإخراج ، على الرغم من أنه أكبر نسبيًا ، هو صورة معكوسة للمدخلات. يمكنك استخدام مكبر للصوت لزيادة الجهد أو الطاقة لإشارة الدخل الضعيفة. إذا كانت قوة الإشارة ضعيفة ، فأنت تستخدم مضخم طاقة. إذا كان الجهد صغيرًا ، يمكنك ضربه بمضخم للجهد.
القوة والكفاءة والحرارة
نظرًا لعدم وجود دائرة كهربائية فعالة بنسبة 100 في المائة ، فإن مكبر الصوت يهدر بعض قوته كحرارة. تختلف كفاءة تصميمات المكبرات المختلفة من حوالي 20 في المائة إلى 90 في المائة أو أفضل ؛ مضخم بنسبة 80 في المائة من الكفاءة يستهلك 100 واط يهدر 20 واط كحرارة. على الرغم من أن مضخمات الجهد لديها هذه المشكلة أيضًا ، إلا أنها مشكلة أكبر مع مضخمات الطاقة. يستخدم مضخم الطاقة مكونات قوية ومراوح تبريد واستراتيجيات أخرى لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
عناصر
يعمل الترانزستور مع بعض المقاومات والمكثفات كمضخم بسيط. تستخدم بعض الدوائر أنابيب مفرغة لتضخيم الطاقة أو الجهد. مكبرات الصوت التشغيلية ، أو op-Amps ، عبارة عن دوائر متكاملة تنتج مضخمات جهد ممتازة ؛ ومع ذلك ، فهي أصغر من أن تكون مضخمات طاقة جيدة. تستخدم مضخمات الطاقة ترانزستورات كبيرة الحجم ومكونات أخرى للتعامل مع الحرارة الزائدة دون احتراق. تأتي ترانزستورات الطاقة في علب معدنية ضخمة تنقل الحرارة بعيدًا عن الجهاز. تستخدم مضخمات الجهد ترانزستورات بلاستيكية أصغر تعمل في درجة حرارة الغرفة.
ربح
توفر جميع مكبرات الصوت قدرًا معينًا من الكسب أو عامل التضخيم. على سبيل المثال ، ينتج عن مضخم الجهد الذي يكسبه 100 خرج 1 فولت لإدخال 10 مللي فولت. يقاس الربح أيضًا بالديسيبل أو ديسيبل ؛ معدل الديسيبل هو اللوغاريتم المشترك لعامل الكسب مضروبًا في 10. اللوغاريتم المشترك 100 هو 2 ؛ بضربه في 10 يعطيك 20 ديسيبل. على الرغم من أن مكبرات الصوت لها مكاسب أيضًا ، إلا أن المصممين يصنفونها عادةً من خلال الحد الأقصى لقوة الإخراج. هنا ، "جذر متوسط التربيع" ، أو تصنيف RMS ، هو القيمة الأكثر تحفظًا ، متبوعًا بالمتوسط والذروة. يمنحك تصنيف RMS فكرة واضحة عن خرج مكبر الصوت خلال عدة دقائق ؛ تصنيف الذروة هو مقياس للقدرة اللحظية.
التطبيقات
تعمل معظم مضخمات الطاقة على تشغيل مكبرات الصوت وسماعات الرأس ، حيث تستهلك الطاقة لدفع مكبرات الصوت إلى مستويات استماع مريحة. تستخدم أجهزة إرسال الراديو أيضًا مضخمات طاقة لتوصيل إشارة قوية إلى هوائي البث. تعمل مضخمات الجهد بشكل أفضل لزيادة الإشارات الضعيفة جدًا ؛ ليس لديهم الطاقة الكافية لتشغيل مكبرات الصوت. يحتوي هاتفك الخلوي على مضخمين: مضخم جهد لالتقاط إشارات الراديو الخلوية ومضخم طاقة لتشغيل مكبر صوت الهاتف. يحتوي مستقبل الاستريو أيضًا على مضخمين للسبب نفسه.
