최상의 답변
저는 평신도도 이해할 수있을만큼 필수 사항을 충분히 다루기 때문에 Loring Chien의 답변을 좋아합니다. Vincent Dermience는 왜곡을 포함한 다른 요소에 대해 언급합니다.
나중에 (파워) 앰프 분류에 대한 논의를 확장하고 싶지만 먼저 내 방식대로 질문에 답하기 위해 파워 앰프에는 ( 각 채널에 대해) 특정 특성을 가진 입력. 이를 공급하는 앰프 인 프리 앰프는 파워 앰프의 입력 특성과 일치하는 출력 특성을 가져야합니다. 차례로, 프리 앰프에 대한 각 입력은 다양한 입력 단자 (테이프, 튜너, CD, 포노 등)에 제시된 장비의 특성과 일치해야합니다. 따라서 프리 앰프의 기능은 소스에 관계없이 일관된 특성 세트를 파워 앰프에 제공하는 것입니다. Loring이 말했듯이 컨트롤 (볼륨, 톤, 전환)도 있습니다. 대부분의 최신 소스가 어느 정도 상호 교환 가능하다고 말하는 것은 사실 일 것입니다. 즉, CD 플레이어의 출력을 Tuner라고 표시된 터미널에 넣으면 잘 작동하지만 항상 사실은 아닐 수 있으며 매우 작은 입력 전압을 수신하는 포노 스테이지에는 해당되지 않습니다. RIAA 이퀄라이제이션이라는 특별한 단계가 필요합니다. 어쨌든 프리 앰프는 임피던스가 파워 앰프에 대한 입력의 임피던스와 일치하는 단자에서 일관된 레벨로 신호를 전달해야합니다.
제외로 시장에는 패시브 프리 앰프가 있습니다. 여기에는 인덕터, 커패시터, 저항기, 가변 저항기 및 스위치 만 포함됩니다. 활성 성분이 없기 때문에 증폭이 발생하지 않습니다.
왜 분리해야합니까? 다양한 이유-자신에게 맞게 장비를 혼합 할 수 있습니다. 당신이 훌륭한 설정을 가지고 있다고 상상 해보세요. 당신은 프리 앰프를 좋아하지만 더 많은 것을 원합니다. 해결책? 프리 앰프를 유지하고 더 강력한 파워 앰프와 더 무거운 스피커로 바꾸십시오. 그러나 더 미묘한 이유가 있습니다. 전원 공급 장치 레일의 전압은 파워 앰프에 갑작스럽고 과도한 수요가 발생할 때마다 약간 씩 다를 수 있습니다. 이러한 일시적인 동작은 매우 약간은하지만 동일한 소스에서 전원을 공급받는 전체 시스템에 영향을 미칠 수 있습니다. 두 구성 요소를 완전히 분리하면 프리 앰프에 영향을주지 않습니다. 그렇긴하지만, 뛰어난 청각 적 축복을받은 사람들을 제외하고는 모두 그런 것을 감지 할 수 있을지 의심 스럽습니다.
몇 가지 합리적인 가정을하겠습니다. 첫 번째는 오디오 증폭기를 다루고 있다는 것이고 두 번째는 전원 공급 장치가 이상적이라는 것입니다. 즉, 절대적으로 일정한 전압을 유지하면서 오디오 신호에 영향을주지 않고 증폭 단계에서 요구하는 전류를 즉시 공급할 수 있습니다. 이 설명에서는 능동 장치가 일상적인 일반 트랜지스터 (바이폴라 접합 트랜지스터에서 전자 엔지니어까지)라고 가정하겠습니다. 그러나 원리는 FET 및 밸브에도 유용합니다.
Richard Farnsworth는 언급합니다. 프리 앰프에서 모든 장치는 선형 영역에서 작동하지만 파워 앰프에는 해당되지 않음을 나타냅니다. 이는 클래스 A 파워 앰프를 제외하고는 물론 비 오디오 파워 앰프 애플리케이션에도 해당됩니다.
오디오 애플리케이션의 경우 몇 가지 기본 증폭 클래스가 있습니다. 이들은 클래스, A, 클래스 B, 클래스 A-B 및 클래스 D입니다. 이들은 저전력 단계에서도 동일하게 적용되지만 최종 전력 출력 단계가 구성되는 방법을 설명하는 데 일반적으로 사용됩니다. 단일 종단 클래스 A 출력 단계에서 활성 장치는 바이어스되어 대기 상태에서 출력 전압이 선형 작동 영역의 중간에 있습니다. 즉, 신호가없는 경우에도 항상 켜져 있으며 최대 전력을 소비합니다. 이러한 특성으로 인해 왜곡이 매우 낮지 만 효율성도 매우 낮습니다. 이는 또한 출력 단계에 0이 아닌 DC 구성 요소가 있으며 커패시터 또는 변압기에 의해 차단되어야하며 변압기 결합 출력 단계는 효율성을 크게 감소 시킨다는 것을 의미합니다. (이것은 Richard가 프리 앰프의 증폭 단계가 선형 영역에서 작동한다고 말할 때 의미하는 바입니다. 클래스 A를 작동합니다.)
클래스 B 앰프 (더블 엔드)에서 출력 장치는 입력의 “양수”쪽을 증폭하고 다른 보완 장치는 입력의 “음수”쪽을 증폭합니다. 신호가 없으면 두 장치가 모두 꺼지고 출력 장치에서 전력이 소모되지 않습니다. 신호가있을 때 한 번에 하나의 장치 만 켜져 있습니다. 소위 “푸시-풀”증폭기입니다.
안타깝게도 트랜지스터는 이제 비선형 영역에 있고 오디오 신호가 음에서 이동할 때 이 비선형 동작은 교차 왜곡으로 이어집니다. 이제 효율성이 크게 향상되었지만 왜곡도 훨씬 커졌습니다.
정지 상태에서도 출력 장치가 선형 영역에 있도록 작은 바이어스 전압을 적용하면 클래스 A-B 증폭기가 있습니다. 이제 우리는 신호가 없을 때 약간의 전력을 소비하고 장치가 열심히 작동 할 때 상당한 전력 만 소비합니다. 크로스 오버 왜곡은 매우 낮게 만들 수 있지만 제거 할 수는 없습니다.
패턴을 볼 수 있습니다. 사인파의 경우 클래스 A 증폭기에서 장치는 전체 360도 이상으로 증폭되지만 효율성은 낮습니다. (이상적인) 클래스 B 증폭기에서 각 출력 장치의 전도 각은 180도이지만 효율성이 높습니다.
클래스 C 증폭기는 전도 각이 180도 미만이지만 전혀 그렇지 않습니다. 오디오 시스템에서 사용합니다. 예를 들어 RF 반송파 설계에 응용 프로그램이 있으므로 여기에 머무를 필요가 없습니다.
이제 이상적인 스위치를 고려하십시오.이 스위치는 전력을 절대로 낭비하지 않습니다. ) 또는 하드 온 (전압 없음) 클래스 D 증폭기에서 출력 장치는 온 또는 오프 상태의 스위치 역할을하며 다른 상태는 없습니다. 대신 온 / 오프 비율은 신호에 따라 달라집니다 ( 기본 펄스 폭 변조-PWM), 출력은 증폭 된 신호를 복구하기 위해 저역 통과 필터를 통과합니다. 물론 이상적인 반도체 스위치는 없습니다. “스위치”가 발생하므로 출력단의 효율이 100 \%가 아니고 저역 통과 필터도이를 줄입니다 .Fidelity도 문제가 발생하지만 전력 소비가 충실도보다 중요한 경우 클래스 D가가는 길입니다. 요즘에는 완전한 클래스 D 앰프 모듈을 얻을 수도 있습니다. 배터리 전원을 사용하는 장비에 이상적입니다.
다른 클래스도 있지만 I k까지는 이제 그것들은 클래스 A, 클래스 B, 클래스 D의 변형 및 / 또는 조합입니다. Technics는 1970 년대에 “새로운 클래스 A”앰프를 도입했다고 생각합니다. 기본적으로 낮은 신호 레벨에서 적당히 전원이 공급되는 순수 클래스 A 앰프로 작동했지만 볼륨을 높이면 자동으로 클래스 AB 작동으로 전환되었습니다.
클래스 A-최고의 충실도, 크로스 오버 왜곡 없음, 낮음 효율, 사인파 전도 각 = 360도
클래스 AB, 우수한 충실도, 약간의 크로스 오버 왜곡, 우수한 효율성, 사인파 전도 각 = 180도
클래스 D-허용 가능 좋은 충실도, 더 큰 왜곡 (주로 THD, 제 생각에), 큰 효율성. 전도 각도 = 0도. 아마도 오디오 애호가는 아니지만 휴대용 장비에 적합합니다.
또한 PWM은 매뉴얼을 만들지 않고도 매우 넓은 주 전압 입력 범위를 견딜 수있는 스위치 모드 전원 공급 장치 (SMPS)의 기초입니다. 선택. 예를 들어 랩톱의 전원 공급 장치를 살펴보십시오.
SMPS는 매우 높은 주파수로 작동하도록 만들 수 있습니다. 사람의 귀가들을 수있는 것보다 훨씬 더 높으며 이와 관련된 필터는 하이 엔드 오디오 장비에 사용될 때 오디오 경로를 전혀 방해하지 않도록 잘 설계되었습니다. 이를 통해 매우 효율적인 앰프를 비교적 콤팩트 한 전원 공급 장치로 설계 할 수 있습니다.
너무 엉망이되지 않았 으면합니다.
답변
차이점을 살펴 보는 방법은 각 장치에서 일어나는 일의 기능적 차이를 확인하는 것입니다.
전치 증폭기는 스위치 역할을합니다. 하나 이상의 신호 소스를 가져와 해당 소스를 라우팅 할 수 있습니다. 앰프에.
앰프는 0 ~ 2v RMS 사이의 신호를보고 일반적으로 26dB의 증폭을 신호에 적용합니다. 그들은 많은 전압과 전류로 복잡한 스피커 부하를 구동 할 수 있습니다. 증폭기의 입력은 일반적으로 높은 임피던스이고 출력은 낮은 임피던스입니다. 입력은 중간에서 높은 부하를 쉽게 구동 할 수있는 것을 좋아합니다.
그러므로 프리 앰프는 소스가 무엇이든간에 앰프가 스피커를 구동 할 수 있도록 중간에서 높은 출력 임피던스 및 전류로 신호를 준비합니다. . 증폭기는 신호 조작을하기에 좋은 장소입니다. 일반적으로 이것은 볼륨을 조정하는 것을 의미합니다 (앰프가보고자하는 0-2v RMS 범위 사이의 입력 전압 조정). 그러나 볼륨뿐만 아니라 앰프는 채널 간의 균형을 조정하고, 채널을 합하여 모노 신호를 제공하고, 톤 필터를 적용하고, 신호를 음소거하고 더 많은 기능을 수행 할 수 있습니다. 아날로그 (또는 경우에 따라 디지털) 신호 프로세서입니다.
일부 최신 프리 앰프는 디지털 신호를 처리하며 D / A 변환 및 기타 신호 처리 기능을 제공 할 수 있습니다.
특수 부품 프리 앰프의 포노 신호를 처리 할 수 있습니다. 이들은 일반적으로 매우 작으며 (밀리 볼트) LP 레코드가 기록되는 방식을 설명하기 위해 역 RIAA 곡선이 필요합니다. 이러한 경우 포노 프리 앰프는 신호를 균등화하고 최대 2v 범위로 가져옵니다.