Helivõimendid: ülevaade tüüpidest ja valiku saladustest

Enamikul heli taasesitussüsteemidel on spetsiaalne lisaseade, mida nimetatakse helivõimendiks. Selle abiga edastatakse heli üsna valjult, ilma kõrvaliste elektromagnetiliste häireteta ja mitmesuguste moonutusteta. Võimendid erinevad üksteisest oma disaini poolest ning neil on ka erinevad kasutusvaldkonnad ja sünkroonimine teiste heliseadmetega.

Helivõimsusvõimendi saab sisse ehitada mis tahes seadme süsteemi või olla eraldiseisev, oma juhtpaneeliga seade.

Helivõimendi võib leida mis tahes kvaliteetse kõlarisüsteemi varustusest. See võib olla raadio muusika kuulamiseks autos, muusikakeskus, kodukino või tavaline helipleier, telefon või sülearvuti – ühesõnaga võimendi on rakendatav kõikjal, kus seadmetel on kõlarid. Võimendi on seade, mis töötab elektrivõrgust ja teisendab elektrisignaali, muutes selle elektrivoolu võimsuse suurenemise tõttu esialgsetest parameetritest tugevamaks.

Helivõimendusseadmed klassifitseeritakse nende kasutusala järgi. Võimendite peamised kasutusvaldkonnad on professionaalne ja kodune. Lisaks saab võimendeid klassifitseerida nende konstruktsiooni skeemi alusel - on ühe otsaga või push-pull valikud. Näiteks ühe otsaga võimendi töötab lineaarsel võimendusrežiimil, kui elektrivool läbib transistori täisperioodi jooksul.

Koduvõimendi ülesanne on anda helile lisavõimsust, viia helisignaal sellistele vahemikuindikaatoritele, mida tavainimese kõrv kuuleb ehk kuni 15-23 kHz. Sellist heliülekande suurenemist õigustab asjaolu, et vanusega inimese kuulmistundlikkus väheneb ja küpses eas inimesed tajuvad helisid sagedusega, mis ei ületa 16–18 kHz.

Tööstuslikud helivõimendid on samuti olulised ja laialdaselt kasutatavad. Neid kasutatakse teabehoiatuste andmiseks hoonetes ja rajatistes, tootmistöökodades, avatud aladel, aga ka suurtes kaubandus- või meelelahutuskeskustes.

Igal helivõimsusvõimendil on teatud omadused.

• Väljundheli võimsus - see võib olla nominaalne, mida mõõdetakse mittelineaarse järjekorra helimoonutuste kindlaksmääratud koefitsiendi suhtes, või maksimaalne, st mõõdetakse suvaliselt määratud koefitsiendi suhtes.
• Tõhusus – määrab helivõimenduse parameetri võrreldes selle algse helivõimsusega.
• Sagedusvahemik - näitab, milliste sagedusvõnkudega võib võimendusseade töötada. Tavaliselt jääb see vahemikku 20 kuni 22 kHz.
• Harmoonilised moonutused - on tegur, mis määrab moonutuse osa, mis esineb võimendatud heli edastamisel tugisagedusel 1 kHz. Tavaliselt võivad moonutused olla vahemikus 0,001 kuni 0,1%.
• Heli ja müra suhe - näitab taset, kuidas võimendi enda müra korreleerub selle poolt edastatava võimendatud heliga.
• dumpingu tegur - peegeldab võimendi võimet peatada elektripingeväljas tekkivad soovimatud häired, mis võivad oluliselt mõjutada heli edastamise kvaliteeti.

Tihtipeale tekib tavainimestel küsimus, miks on vaja helivõimendit, kui saab lihtsalt helitugevust lisada. Kuid võimendi mitte ainult ei lisa helitugevust, vaid annab edastatavale helile ka jõudu. Erinevad heli edastamiseks kasutatavad seadmed ei suuda seda alati kõrge kvaliteediga edastada. Kuid kui ühendate need seadmed võimendusseadmetega, muudab väljuv heli oluliselt selle omadusi:

• helisignaal väljundis muutub paremaks, see on kaitstud moonutuste ja erinevate häirete eest;
• on võimalus saateheli mitu korda valjem ja võimsam kui selle algne olek.

Mõelge, kuidas tavaline võimendi töötab, mis võimendab heli kõlarites.

• Oluline detail on sisendsüsteem, millega heliallikas on ühendatud. Allika ja võimendi vahel on sisendpinge reeglina erinev.
• Trafo - see muudab võimendisse siseneva elektrivoolu võimsuse suure jõudlusega väärtuseks.
• Väljundetapp - koosneb transistoridest, mis täidavad toiteallikast tuleva elektrivoolu kõrge pinge muundamise ülesannet. Väljundastmest edastatakse teisendatud signaal väljundseadmesse.
• Seadete reguleerimine - seda plokki võib leida ainult eraldiseisvates võimendites. Reguleerimine võimaldab valida edastatava helisignaali kvaliteeditaseme.

Järgnevalt on toodud skeem helivõimsusvõimendi tööst tavalises tüüpilises seadmes.

• Elektrivool võrgust või sõiduki toitesüsteemist, mida pakub aku, sisenedes trafosse, teisendatakse alalisvoolu parameetriteks.
• Teisendatud ja võimendatud helisignaal ilma helilainete pikkust muutmata, läheb väljundseadmesse, kust tuleb heli kvaliteetsemal ja võimsamal kujul välja. Tavaliselt teostavad sellist edastust helikõlarid.

Kodumasinate jaoks kasutatav võimendusseade, näiteks arvuti või magnetofon, võtab samuti sisendsüsteemi kaudu vastu signaali ühendatud heliallikast, teisendab selle võnkelainete amplituudi võimsuse suurenemisega ja edastab heli väljundseadmesse.

Kaasaegne helitehnika on varustatud helivõimendiga – olgu selleks siis digiprotsessori signaali edastav seade või Bluetoothiga töötav juhtmevaba vidin, neist leiab nii monovõimendi kui ka stereomudeli. Helivõimendusseade võib välja näha nagu minivõimendi, mida kasutatakse väikeste mõõtmetega seadmetes ja näiteks nutitelefonil on sisseehitatud mikrovõimendi. Väita, et suur võimendi on parem kui väike, oleks vale.

Heli võimsusvõimendite valikud on jagatud nende ulatuse järgi.

• Võimendid autoheli jaoks – mõeldud kõlarite ja bassikõlari võimsuse suurendamiseks. Need on jagatud seadmeteks, millel on 1 kuni 6 kanalit. Ühe kanali valik töötab suure võimsusega seadmetega. Kahe kanaliga versioon töötab helisüsteemiga, millel on eraldi kanalid, mis moodustavad stereoheli. Kolme kanaliga seadmetel on võimalus ühendada bassikõlari ja kahe kõlariga. Levinuim nelja kanaliga võimendi, kuhu saab ühendada 4 kõlarit korraga või 3 kõlarit ja bassikõlari. 5- ja 6-kanalilised võimendid annavad teile ka paindlikkuse mitme heliseadme ühendamiseks, säästes palju ruumi, kuid nende maksumus on kallim.

• Koduheliseadmete võimendid - Eraldi võimendid kodukasutuses on haruldased, kuna kõigil meediumiseadmetel on need juba sisseehitatud versioonis.Sel põhjusel pole lisavõimendi kasutamine igapäevaelus vajalik mitte helivõimsuse suurendamiseks, vaid selle edastamisel tekkivate võimalike häirete kõrvaldamiseks. Sarnase võimaluse teostab spetsiaalne plokk, mis kontrollib tämbrit, võimendades või vastupidi, vähendades heli kõrgeid ja madalaid sagedusi.

• Kontserdi võimendi - See on professionaalset tüüpi seade, mis on mõeldud sünkroonimiseks elektriühendusega muusikainstrumentidega. Sellise võimendi seadmesse kuuluvad ka kõlarid, erinevate eriefektide plokk, samuti helitämbri juhtplokk.

• Stuudiovõimendi - viitab ka professionaalsele seadmetüübile, mille ülesandeks on heli veidi võimendada ja selle kvaliteeti maksimeerida. Stuudiovõimendil on koduse võimendiga võrreldes palju erinevusi. Need koosnevad kõrgemast tundlikkusvahemikust, ulatudes kuni 100 000 Hz-ni, kanaleid reguleeritakse eraldi ning toonijuhtimisploki asemel on stuudiovõimendil mikserpult. Stuudiotehnika on kasutusaja poolest palju võimsam ja mõeldud suurele koormusele, neil on kaitse voolupingete eest, töökindlamate ja kvaliteetsemate pistikutega jne.

Helivõimendusseadmed jagunevad lisaks otstarbele ka võimsustaseme järgi.

Võimsustaseme all mõistetakse väljundsignaali kogunäitajat, mida võetakse arvesse seadme ühe töötsükli jooksul, sõltuvalt selle seadme vooluringist.

Tavapäraselt on helivõimendi võimsusklassid jagatud mitmeks rühmaks.

Kõrgeim kvaliteet - klassid A, B, AB, C. Sellised seadmed suudavad pakkuda kõige puhtamat ja häiretevaba analoogheli.Seadme disain on transistori või toru heli muundamise meetod. Selliseid seadmeid kasutatakse majapidamises ja professionaalsetes valdkondades.

Kõrgeima kvaliteediga heli muundamine toimub ainult A-klassi lampvõimendi abil. Need seadmed on kallid ja nende hind võib ulatuda mitme miljoni rublani. Torutüüpi võimenditel on võimalus sisendheli välimust täpselt kopeerida ja väljastada ilma moonutusteta, kuid märkimisväärse võimendusega.

Seadmed väikeseadmete jaoks - klassid D, E, F ja T. Need võimendid kasutavad digitaalset vooluringi ja impulss-sisse- ja väljalülitusmodulatsioone.

Kõige tavalisem D-klassi võimendid, mis erinevalt analoogtüüpidest võetakse sisendsignaali vastu mitte sinusoidi, vaid ristkülikukujulise impulsina. Impulsside amplituud on konstantne ja nende kestus sõltub sisendsignaalist. Seade töötab sagedusel 10 kuni 100 000 Hz. Saadud heliimpulsse võimendavad transistorid ja väljuv heli madalpääsfiltreeritakse.

Autoseadmete võimendi - klass H. Seda tehnikat kasutatakse piiratud elektripingega tingimustes. Seadme konstruktsioon sisaldab AB-klassi võimendit. Sellise võimendi efektiivsus on 83-85% ja seda peetakse väikese võimsusega, kuid heli moonutuste indeks on vaid 0,1%.

Võimendi mudeli valimiseks peaksite võtma arvesse mitte ainult selle välimuse ja omaduste vintage-parameetreid, vaid keskenduma ka akustika valdkonna professionaalide arvustustele. Võimendid võivad olla üsna suured ja on ka kompaktseid mudeleid. Sisseehitatud seadmed on väga miniatuurse välimusega, kuid on olemas ka lihtsalt kaasaskantav versioon, mida kasutatakse autos.

Näiteks kaaluge mõnda kaasaegset mudelit.

• Denon PMA-520AE - töökindel kahe kanaliga mudel, mille väljundvõimsus on 70 vatti 1 kanali kohta. Transistori integreeritud võimendi töötab sagedustel 5 kuni 100 kHz. Moonustegur on 0,02%. Maksumus on 18 000-20 000 rubla.

• Pioneer A-30 – integreeritud kahe kanaliga transistorvõimendi, AC klass. Võimsus kanali kohta 70 vatti. Töötab sagedusvahemikus 5 kuni 100 kHz. Maksumus on 25 000-28 000 rubla.

• Marantz PM5005 - integreeritud transistor kahe kanaliga võimendi, 40 W kanali kohta. Töötab sagedusvahemikus 10 kuni 20 kHz. Moonutustegur on 0,01%. Maksumus on 25 000-30 000 rubla.

• Onkyo A-9150 – integreeritud transistorvõimendi, kahe kanaliga, vahelduvvoolu klass. Iga kanali võimsus on 60 vatti. Töötab sagedusvahemikus 10 kuni 100 kHz. Moonustegur on 0,08%. Maksumus on 45 000-60 000 rubla.

• Yamaha A-S801 – integreeritud transistorvõimendi, kahe kanaliga. Kanali võimsus on 100 vatti. Töötab sagedusvahemikus 20 kuni 200 kHz. Kondensaatorite maht on 12 mikrofaradi. Maksumus on 55 000-60 500 rubla.

Aktiivse akustika jaoks õige mudeli valimiseks, olgu selleks siis miniatuurne autovõimendi või suuremõõtmeline seade põrandakontserditehnika jaoks, On teatud parameetreid, millele peaksite tähelepanu pöörama.

• Enne võimendi ostmist peate kõigepealt valima akustilised seadmed ja alles siis, keskendudes selle parameetritele, valige seade, mis heli võimendab. Mõlemad seadmed peavad üksteisega sünkroniseerima töövahemiku võimsuse ja sagedusega.
• Helivõimendusseadme valimisel peate arvestama ruumi või avatud ruumi pindala, kus ta peab töötama.
• Helivõimendusseadmete pikaks elueaks eksperdid soovitavad seda valida vajaliku võimsusvaruga. Seda tehakse selleks, et mitte kasutada võimendit selle võimaluste piiril.
• Kvaliteetsete seadmete helimoonutuste tase ei ületa 3%. Mida madalam see näitaja, seda parem on võimendi.
• Võimendiseadme signaali-müra tase peaks olema võimalikult kõrge - see annab aimu heli puhtusest maksimaalse helitugevuse valikul.
• Võimendid töötavad erinevates sagedusvahemikes, kuid parim seade on see, mis suudab töötada sagedustel 16–100 kHz. Selles vahemikus tajub inimkõrv helikvaliteeti kõige paremini.

Kuidas helivõimendi töötab, saate teada allpool.