Zesilovač zvuku – co to je? Který zesilovač koupit?

Audio výkonový zesilovač (audio zesilovač, nízkofrekvenční zesilovač) je zařízení pro zesilování elektrických signálů v rozsahu frekvencí, které lidské ucho dokáže rozlišit (v průměru 20 Hz – 20 kHz). Zesilovač zvyšuje sílu signálu zdroje zvuku, takže když je tento signál odeslán do výstupního zařízení, zvuk je hlasitý a bez zkreslení.

Historie vývoje audio zesilovačů

Vzdálený předek moderních zesilovačů zvuku může být nazýván gramofonovým rohem. Princip činnosti tohoto zařízení byl následující: mechanická jehla se pohybuje po drážkách desky a způsobuje vibrace. Tyto vibrace jsou přenášeny na speciální membránu, která zvuk reprodukuje, a ten je mnohonásobně zesílen (u prvních modelů 16x) pomocí houkačky (zvonku).

Gramofon D-298 Victor III (zdroj)

Další etapa ve vývoji zesilovačů přišla s rozšířením elektronkové elektroniky. Elektronkové zesilovače se stále používají v segmentu Hi-End audio systémů. Výhodou takového zesilovače je absence tkz. bílý šum, který se nachází v polovodičových zařízeních a zvláštní zvuk charakteristický pouze pro zařízení tohoto typu. Nevýhody – nízká účinnost, zvýšená spotřeba energie a tvorby tepla, náchylnost k vysokofrekvenčnímu rušení a vysoká cena. Elektronika elektronek také vyžaduje předběžné „zahřátí“ zařízení před provozem.

Vakuové elektronky uvnitř předzesilovače moderního kytarového zesilovače (Zdroj)

Ve druhé polovině 20. století se objevily první tranzistorové přístroje pro zesilování zvuku. Všechny moderní zesilovače jsou jejich přímými potomky.

Integrovaný obvod (IC) používaný v audio zesilovačích (Zdroj)

Je mylné se domnívat, že zesilovač je samostatná jednotka, ke které je připojen zdroj zvuku a výstupní zařízení. Tento přístup je skutečně běžný v profesionálním prostředí nebo mezi audio nadšenci, ale moderní vzhled audio zesilovače v segmentu spotřebitelů je mikroobvod uvnitř autorádia, dětské hračky, mp3 přehrávače atd.

Klasifikace audio zesilovačů

Rozsah použití

Podle oblasti použití se zesilovače dělí na domácí a profesionální:

• Domácí zesilovače vyznačující se relativně nízkou cenou, malými rozměry a důrazem na minimalizaci zkreslení zvuku. Často se nejedná o samostatná zařízení, ale jsou jednou ze součástí jiných zařízení ve formě mikroobvodů. Zesilovače pro domácnost obsahují tónový blok (ekvalizér) – zařízení, které upravuje amplitudu signálu v určitém frekvenčním rozsahu.
• Profesionální zesilovače zaměřit se na zvýšení výkonu zvuku při zachování vysoké kvality a jeho přenosu na delší vzdálenosti. Používají se v koncertních sálech, na stadionech, v nahrávacích studiích apod. Nejčastěji jsou takové zesilovače prezentovány ve formě samostatných zařízení a jejich velikosti jsou standardizované (tzv. rack-mount design). To je výhodné pro přepravu a montáž na speciální telekomunikační stojany. Šířka pouzdra by tedy měla být 17,75 palce (450,85 mm) a výška by měla být násobkem 1,75 palce (44,45 mm).

Stereo zesilovač Unitra WS-503 (zdroj)

Profesionální zesilovače zvuku se zase dělí na:

• Studio. Tyto typy zařízení se používají v nahrávacích studiích a při zesilování zvuku upřednostňují kvalitu před hlasitostí. Na rozdíl od domácích zesilovačů nemají studiové zesilovače tónový blok (pro korekci frekvence se používají mixpulty) a je rozšířen rozsah reprodukce frekvence.
• Instrumentální. Tato zařízení jsou určena k zesilování elektrických nástrojů (baskytary, syntezátory, elektrické housle, bicí automaty atd.) Někdy jsou zesilovače zvuku nástrojů dodávány v blokovém provedení (například spolu s předzesilovačem, ovládáním tónu a reproduktory). Neslouží k přesnému zesílení signálu, ale spíše ke zdůraznění určitých frekvencí nebo přidání požadovaného tónového zabarvení na hudební plátno.
• Koncert. Jak už z názvu asi tušíte, taková zařízení se používají k zesílení zvuku během koncertů, festivalů a jiných hudebních akcí. Hlavními požadavky na ně jsou spolehlivost a dlouhodobý provoz při zatížení blízkém maximu. Proto je u koncertních zesilovačů věnována zvláštní pozornost různým typům ochrany: před přehřátím, přepětím, zkratem a vystavením vnějšímu prostředí.

Klávesový (nástrojový) zesilovač (zdroj)

Cena a kvalita profesionálních zesilovačů zvuku je mnohem vyšší než u domácích.

Počet kanálů

Počet kanálů podporovaných audio zesilovači se pohybuje v průměru od jednoho do šestnácti. Většina zesilovačů je dvoukanálových. To znamená, že mohou připojit až dva reproduktory v mono nebo stereo režimu. Optimální konfigurace připojení: jeden kanál – jeden reproduktor.

Vyučování

Tradiční klasifikace Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) používá písmena A, B, C a D k označení různých tříd (režimů) zesilovačů zvuku. Pro taková zařízení neexistuje jediný registr tříd, takže se používají jiné režimy mimo tradiční standard. Stejné písmeno v takových klasifikacích může označovat zcela odlišné vlastnosti, takže se o nich v článku nemluví.

třída A — v tomto režimu pracují širokopásmové elektronkové zesilovače s jedním koncem. Jejich účinnost je velmi nízká (asi 20 %), ale prakticky nedochází k vysokým nelineárním zkreslením.

В třída B zahrnuje různé tranzistorové zesilovače. Zařízení v tomto režimu mají relativně nízkou hladinu hluku, účinnost je mnohem vyšší než v režimu A a je 70 %. Ale zvuk je „suchý“, takže tento režim je neoblíbený.

V rámci třída AB inženýři spojili výhody dvou výše uvedených tříd. Při maximálním zatížení je aktivován režim B a při normálním a minimálním zatížení je aktivován režim A přibližně 60 %.

Třída C. nevhodný pro reprodukci zvuku a pro svou vysokou účinnost (od 78,5 %) se nejčastěji používá v zesilovačích rádiových vysílačů.

Třída D je zesilovač s pulzním řízením. Tento režim byl přidán do tradiční klasifikace v roce 1955. Vyznačuje se poměrně vysokou účinností (85 %), kvalitním zvukem a malými rozměry, což zajišťuje mobilitu zařízení této třídy.

Výkon a zkreslení

Jednou z důležitých vlastností při výběru zesilovače je jeho výkon. Měří se ve wattech (W) a jeho hodnotu snadno zjistíte v dokumentaci a dokonce i na obalu. Problém je v tom, že výrobci si odlišně vykládají samotnou definici moci jako takové. Kromě toho existuje několik norem pro jeho definici. Při výběru zesilovače proto často vzniká zmatek.

Upozorňujeme také, že výstupní výkon zesilovače přímo závisí na odporu výstupních zvukových zařízení, která jsou k němu připojena.

Společné definice moci:

• Maximální sinusový výkon (RMS, jmenovitý maximální sinusový) — tento parametr ukazuje, jakou úroveň zátěže zesilovač vydrží po dobu jedné hodiny provozu při zachování další funkčnosti. K měření výkonu se používá spíše hudební než frekvenční signál. Případná zkreslení se neberou v úvahu.
• Odmocninový výkon (RMS výkon) — maximální efektivní výkon zesilovače při dlouhodobém provozu, při kterém zkreslení zůstává v rámci specifikovaných hodnot. Pro měření výkonu se používá signál s frekvencí 1 kHz a faktor nelineárního zkreslení by měl být roven 10 %. Indikátor se používá v elektrotechnice a není vhodný pro hodnocení zvukových kvalit zesilovače, protože lidský sluch vnímá zvuk v amplitudě, a nikoli v odmocnině (hlasité zvuky jsou rozlišeny lépe než tiché).
• Jmenovitý výkon je jednou z nejvěrohodnějších a snadno pochopitelných charakteristik: kontroluje maximální výkon zesilovače, aniž by překročil stanovený práh zkreslení. Na druhou stranu prahové hodnoty pro zkreslení udává sám výrobce, což mu dává určitou volnost v manévrování.
• Špičkový hudební výkon (PMPO) označuje maximální výkon za krátkou dobu, který zařízení produkuje při zachování provozuschopnosti. Neexistuje žádný jednotný standard pro stanovení tohoto indikátoru (dokonce i samotný interval špičky se pohybuje od 10 milisekund do 2 sekund), což ho zbavuje smyslu. Indikátor se používá pouze pro reklamní účely.
• DIN (DIN 45500, DIN POWER, DIN MUSIC POWER) je soubor standardů pro Hi-Fi audio zařízení, které nejpřiměřeněji popisují jejich výkon. Měření výkonu DIN používá signál 1 kHz na vstup zesilovače po dobu 10 minut s THD 1 %. Testy DIN Music Power využívají hudební signál a dlouhodobé zatížení zařízení bez rizika jeho poškození. Norma DIN 45500 byla s minimálními změnami převedena do IEC 60581 a GOST 24388-88.

Jak vybrat zesilovač zvuku

Při nákupu domácího i profesionálního zesilovače zvuku se držte následujícího pravidla: zesilovač by měl být vybrán společně s reproduktorovou soustavou. To je nutné pro přizpůsobení výkonu přístrojů – slabý zesilovač dlouhodobě nevydrží fungovat v maximální zátěži a příliš výkonný poškodí reproduktory. Při výpočtu potřebného výkonu také vždy počítejte s nějakou rezervou – je lepší neprovozovat zařízení na hranici jeho možností.

Pro domácí použití byste se měli nejprve zamyslet nad tím, zda opravdu potřebujete zesilovač? S největší pravděpodobností je již zabudován do zařízení pro reprodukci zvuku a jeho vlastnosti jsou pro běžného uživatele více než dostatečné. Pokud jste fajnšmekři se speciálními požadavky na zvuk, věnujte pozornost lampovým zesilovačům.

Při výběru profesionálního zařízení se rozhodněte podle podmínek použití – na jakém místě potřebujete zvuk zesílit, za jakých podmínek a jaký zvuk? Zesilovače zvuku pro nouzové výstražné systémy fungují na zcela jiných principech než zesilovače zvuku v nahrávacích studiích.

Kupujícím také často uniká, že výkon zesilovače se neměří pouze výkonem. Zapomenout bychom neměli ani na hlučnost, hmotnost a rozměry zesilovače, materiály a zpracování.

Kde koupit zesilovač zvuku

Audio výkonový zesilovač můžete zakoupit za přijatelnou cenu na stránkách našich partnerů Unitsolutions. Níže jsme sestavili seznam nejaktuálnějších řešení v různých cenových kategoriích.

BKR BR-GD350

Náš výběr otevírá levný zesilovač třídy D, BKR BR-GD350 s výkonem 500 W. Zařízení využívá spínaný zdroj a zaměřuje se na provozní spolehlivost: součástí balení je teflonový drát odolný proti přehřátí a chladicí systém umožňuje provoz zařízení v širokém teplotním rozsahu.

CROWN XLS 1002

Dvoukanálový výkonový zesilovač třídy D CROWN XLS 1002 má vestavěnou přepěťovou ochranu, je vybaven digitálním procesorem s DSP a umožňuje nastavit vstupní citlivost pro každý kanál. Výstupní výkon – 1100 W.

KONCEPT ODDĚLENÍ1

APart CONCEPT1 je dvoukanálový 100wattový koncový zesilovač. Zařízení je schopno pracovat v mono režimu se dvěma zónami najednou a ovládáním hlasitosti pro každou z nich. Ovládání přes sběrnici RS232 nebo pomocí dálkového ovladače (není součástí dodávky).

RCF AM 2320

RCF AM 2320 je jednokanálový zesilovač s výkonem 320 W. Navrženo pro integraci do různých systémů veřejného ozvučení nebo pro vysílání. K dispozici jsou 4 mikrofonní a 2 AUX vstupy.

Yamaha PC406-D

A konečně zástupcem prémiových řešení je čtyřkanálový zesilovač Yamaha PC406-D. Výkon 600 W, velká vstupní matice (až 20 x 8), 16 vstupů/výstupů Dante, vestavěný akustický procesor, podpora dálkového ovládání pomocí ProVisionaire Touch/Control – vše prvotřídní.