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短い答え: サブウーファーに使用されるアンプのクラスは、現在構築されているおよそ 200 W ～ 3 kW のほぼすべてのパワード設計においてクラス D です。クラス AB は、約 150 W 未満や一部の Hi-Fi サブウーファーや自動車用サブウーファーでは依然として意味を持ちますが、クラス H は高出力のプロフェッショナル サブウーファー チャンネルでの地位を占めています。このクラスは、音質のラベルである前に、熱、サイズ、コストで決定されます。
パワードサブウーファー、プレートアンプ、または OEM アンプモジュールの調達は、通常、電源ターゲットとキャビネットの図面から始まります。クラスの決定は、ヒートシンク、電源、シャーシの奥行き、部品表に反映され、後ほどマーケティング コピーに反映されます。
以下のセクションでは、なぜクラス D が低周波チャネルを引き継いだのか、リニア クラスが依然として勝っている理由、およびサブウーファー アンプ モジュールが生産に耐えられるかどうかを実際に知る測定値について説明します。
クラス D がサブウーファーのデフォルトのアンプ クラスになった理由
1,000 W のサブウーファー チャンネルは今日では目立たないため、有益な疑問は、ドライバーに供給されない電力をアンプがどのように処理するかということです。約 60% の効率 (ハードに駆動されるクラス AB ステージとしては現実的) では、1,000 W ごとにおよそ 670 W が熱として排出されます。 90% で動作するクラス D ステージでは、約 110 W が残ります。この比率によって、ヒートシンクの質量、ファンのノイズ、シャーシの奥行き、およびキャビネットの背面に通気が必要かどうかが決まります。
周波数帯域もトポロジーに適しています。 80 ～ 120 Hz でクロスオーバーするサブウーファーは、可聴中音域のスイッチング残留物を再現するようにアンプに要求することはありません。また、最新の変調器の設計では、出力フィルターの周囲にフィードバック ループが閉じられているため、初期のクラス D モジュールが抱えていた低周波歪みのペナルティは、現在では主に歴史的な問題となっています。
これが、定格 650 W/8Ω のクラス D サブウーファー パワー アンプ モジュールが強制冷却なしでリア プレート上に設置できる理由ですが、同等のリニア設計では数倍大きいヒートシンクとその後ろに重いトランスが必要になります。
EON180S 2092: LP 650W/8オームプロオーディオBTLサブウーファーパワーアンプモジュール 当社には、顧客から提供された図面やサンプルに従って製品を開発および生産できる強力な研究開発チームがあります。 製品を見る→ サブウーファーのデューティについてのクラス AB、クラス D、およびクラス H の比較
この表は、実際にサブウーファー製品に到達する 4 つのクラスを比較しています。効率範囲は、アンプの設計文献やメーカーのデータシートに引用されている一般的な数値です。実際の値は、負荷インピーダンス、レール電圧、およびアンプの駆動の強さによって変化します。
| クラス | 典型的な効率 | 出力1,000Wあたりの発熱量 | まだ現れる場所 | 主なトレードオフ |
|---|---|---|---|---|
| クラスA | 20～30% | 2,300～4,000W | ニッチな Hi-Fi およびスタジオ用サブウーファー | 非常に低い歪み、非常に大きなヒートシンク |
| クラスAB | 50～70% | 430～1,000W | サブ 150 W システム、自動車、一部のスタジオサブウーファー | シンプルでEMI静か、でも重厚で暖かい |
| クラスH | 70～80% | 250～430W | ハイパワープロフェッショナルサブウーファーチャンネル | ABよりも低温ですが、それでも大きな変圧器が必要です |
| クラスD | 80～95% | 50～250W | パワードサブウーファー、ラインアレイサブウーファー、ポータブルのデフォルト | 最高の効率、レイアウト、EMI ケアが必要 |
実際のプロジェクトでクラスを決定するスペック
クラスは最初のフィルターにすぎません。これらは、運用可能なモジュールと、本番環境でバラバラになるデータシートを区別する数値です。
- 実際の負荷時の電力。 8Ω で 650 W 定格のモジュールと 4Ω で 650 W 定格のモジュールは別の製品です。ピーク値ではなく、ドライバーが実際に示すインピーダンスでの連続電力を求めてください。
- 低周波における減衰率。 50 Hz での出力インピーダンスは、サブウーファー コーンの開始と停止の程度を制御します。 1 kHz を超えて測定される数値よりも 100 Hz 未満の方が重要です。
- 100 Hz 未満の THD N。 1 kHz での単一の値ではなく、曲線を要求します。サブウーファーバンドは、クラスの主張が真にテストされる場所です。
- 連続出力時の熱挙動。 Dクラスが勝ったのは暑さのせいだ。数秒間定格を満たすモジュールは、連続使用が定格のモジュールと同じ製品ではありません。
- 実際の障害に一致する保護。 過電流、過熱、DC オフセット、および出力での短絡動作は定義する必要があり、「保護」という言葉で暗示されるものではありません。
- アイドル時とスタンバイ時の消費量。 ヨーロッパと北米の小売チャネルでは、スタンバイ フィギュアを求めることが増えており、最初から設計するのが最も安価です。
パワードサブウーファーアンプモジュールの内部
サブウーファー アンプ モジュールは通常、スタンドオフに積み重ねられた 2 枚または 3 枚のボードで構成されます。アルミニウム ベース上のパワー ステージ、デバイスを搭載する出力 PCB、その上に制御ボードまたは DSP ボードがあります。このスタックは、インテグレータが直面するであろう熱的およびレイアウト上の制約のほとんどを説明します。
ヒートシンクが配置される場所、シャーシが許容する空気の量、および DSP ボードがスイッチングステージからどのくらい離れているかはすべて、クラスによって異なります。通常、リニア クラス AB ステージには垂直フィンとアルミニウム製リア パネルが必要です。クラス D モジュールは、背面プレート自体をヒートシンクとして使用できることがよくあります。特定の基板外形、コネクタ セット、またはレール電圧を必要とするインテグレータは、ブランクの PCB から始めるのではなく、標準モジュールを頻繁に適応させることができます。 カスタマイズサービス のためのものです。
DSP と電源がクラスの結果をどのように形成するか
アンプのクラスによって、出力段が発生する熱の量が決まります。 DSP と電源によって、その出力がどの程度適切に使用できるかが決まります。 DSP に実装されたリミッター、クロスオーバー、EQ により、ドライバーをクリップすることなくパワーステージを天井近くまで動作させることができます。そのため、非常に多くのサブウーファーモジュールがクラス D ステージと ADAU1701 ベースの DSP ボードおよびプリセット EQ モードを組み合わせています。
供給も同様に重要です。力率補正を備えた共振LLCステージは効率を高く保ち、重低音が短時間で電流を要求する場合でもレールを安定に保ちます。その背後にある動作 サブウーファーシステムのLLC共振電源 OEM バイヤーは現在、これを標準として扱っています。
DSP2405SUB パワードサブウーファーアンプ、LLC 電源および Bluetooth 搭載 高出力サブウーファー構築用に、この 1200W クラス D アンプは、LLC 共振電源と DSP、Bluetooth TWS、および 1000W 8 オーム サブ出力を組み合わせます。 製品を見る→ クラス AB とクラス H が依然としてその地位を獲得している場所
クラス D は普遍的なものではなく、そうでないふりをすることは過剰設計の製品につながります。約 150 W 未満の小型のクラス AB 設計は、多くの場合、製造コストが安く、出力フィルタが不要で、スイッチング EMI も発生しません。これは、近くに敏感な無線回路があるコンパクトな筐体では重要です。
クラス H は 2 つの間に位置します。リニアな出力ステージを維持しながら、信号に応じて電源レールを段階的に変化させるため、スイッチングノイズを完全に回避しながら、高出力時のクラスABよりもはるかに少ない熱の浪費を実現します。プラットフォームがすでにリニアであるプロ仕様のサブウーファー チャネルでは、800 W リニアトランス設計などのクラス H モジュールが依然として賢明な選択です。
AMP800H リニアトランス付きクラス H サブウーファーアンプモジュール スイッチングノイズを発生させずに低熱を必要とするリニアサブウーファーシステムの場合、この 800W トランスクラス H モジュールは 4 オーム負荷に 600W を供給します。 製品を見る→ よくある質問
サブウーファーに最適なアンプのクラスは何ですか?
クラスD above roughly 200 W — it runs cooler, weighs less and costs less per watt than Class AB at the same output. Below about 150 W, a small Class AB build can still be the cheaper option.
クラス D はサブウーファーに適していますか、それとも音質は悪くなりますか?
サブウーファー帯域では、正しく設計されたクラス D モジュールの方が聴感上劣ることはありません。結果を決定するのは、低周波数でのダンピングファクター、100 Hz 未満の THD N、および負荷時に電源がどのように動作するかです。
サブウーファーアンプがAB級ではなくD級を使用するのはなぜですか?
熱。 60% の効率の 1,000 W チャネルは熱として約 670 W を浪費しますが、90% のクラス D ステージは約 110 W を浪費します。このギャップによって、ヒートシンクのサイズ、シャーシの深さ、およびファンの要件が決まります。
クラスDサブウーファーアンプとクラスHサブウーファーアンプの違いは何ですか?
クラスD switches the output devices on and off; Class H keeps a linear output stage but steps the supply rails with the signal. Class H runs cooler than Class AB but still needs a larger transformer.
サブウーファーアンプモジュールにはどのくらいの電力が必要ですか?
連続電力を、カートンに記載されているピーク値ではなく、実際のインピーダンス (8Ω または 4Ω) でのドライバーの RMS 定格に一致させます。 15 インチから 18 インチのプロ用サブウーファーの場合、600 ～ 1,500 W RMS が一般的な範囲です。
クラスDサブウーファーアンプには特別な電源が必要ですか?
特別ではありませんが、よく似合っています。ほとんどの設計では、PFC および LLC 共振を使用したスイッチング電源とクラス D ステージを組み合わせています。これにより、重低音がレールを引き下げるときでも効率を高く保ち、出力を安定させます。
サブウーファーのアンプ クラスの選択は、設計に必要な連続電力の量、エンクロージャが放散できる熱の量、および部品表で許容される量の 3 つの数値に帰着します。クラス D は、ほとんどの最新のサブウーファーの 3 つすべてに対応しますが、クラス AB とクラス H は、市場の低電力およびプロフェッショナル向けのエンドでの関連性を維持しており、その特定の強みが依然として役に立ちます。
