Трансляционные усилители мощности

Трансляционный усилитель мощности – это прибор, который осуществляет усиление звукового сигнала от источника до уровня, необходимого для работы оконечных акустических (звукоизлучающих) устройств – звуковых колонок, рупорных громкоговорителей, речевых оповещателей и пр.

НАЗНАЧЕНИЕ И СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Усилитель мощности трансляционный предназначен для усиления сигналов звуковой частоты и раздачи их по двухпроводной линии в комплексах звукоусиления, трансляции и оповещения.

Основное предназначение трансляционных усилителей мощности – усиление и передача речевого и музыкального сигналов при организации трансляционного вещания на различных объектах, таких как: промышленные предприятия, административные здания, открытые уличные территории и пр.

Также усилители мощности трансляционные применяются в сетях речевого, командного и пожарного оповещения людей.

Поскольку указанный тип усилителей мощности имеет возможность трансляции звукового сигнала на большие расстояния, то их удобно использовать для звукового оповещения следующих объектов:

• промышленные предприятия различного профиля,
• административные здания,
• открытые уличные территории,
• парки и скверы,
• учебные заведения,
• бизнес центры,
• концертно-театральные залы,
• спортивные сооружения и стадионы,
• ЖД и АВИА вокзалы,
• рестораны,
• больницы и прочие.

КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСЛЯЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ

Конструктивное исполнение трансляционного усилителя мощности представляет собой комбинированное устройство, которое размещено в 19-дюймовом корпусе стандарта МЭК,  включающее в свой состав тракт предварительного и мощного усиления, блок питания и выходной согласующий трансформатор.

Тракт предварительного усиления – предназначен для усиления, звукового сигнала низкого уровня, поступающего от звуковых источников (микрофона, FM/MP3 тюнера, ПК, SD проигрывателя и пр.), с целью его передачи на усилитель мощности. Уровень входного сигнала имеет регулировку входного уровня и называется регулировкой чувствительности входа.

Тракт мощного усиления – устройство, осуществляющие дальнейшее (после предварительного усилителя) усиление звукового сигнала до уровня, который необходим для работы акустических систем – рупорных громкоговорителей, звуковых колонок, пожарных оповещателей и пр.

Блок питания усилителя мощности –  служит для обеспечения выходными напряжениями трактов предварительного и мощного усиления.

Выходной согласующий трансформатор – согласовывает выход усилителя мощности и вход громкоговорителей, установленных в длинных выходных линиях, а также имеет высокую устойчивость к различным промышленным наводкам в линию громкоговорителей.

Использование выходного согласующего трансформатора позволяет транслировать музыкальную и речевую информацию по проводам выходных линий небольшого сечения на большие расстояния с минимальными потерями затухания мощности в них.

РАЗНОВИДНОСТИ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ

«Компания Эрвиком» разрабатывает и производит усилители мощности трансляционные серии УМТ и УМПТ классов АВ и D, которая отвечает современным международным требованиям, предъявляемым к оборудованию этого класса.

Усилители мощности трансляционные серии УМТ предназначены для использования в оконечных усилительных трактах систем оповещения и имеют возможность использования одного входного сигнала уровнем 0,775 В, а также позволяют суммировать мощность нескольких одновременно работающих усилителей серии УМТ. Серия усилителей мощности полного состава трансляционных УМПТ (в отличие от УМТ) имеет тракт предварительного усиления, который даёт возможность микшировать до трёх одновременно работающих источников сигнала и выбрать (назначить) приоритет включения микрофонного входа перед другими входами УМПТ.

Все входы усилителей серии УМТ и УМПТ снабжены индивидуальными регуляторами уровня.

В последнее время на рынке радиоэлектроники происходит повсеместное вытеснение аналоговых методов обработки сигналов  и замена их на цифровые (цифровая звукозапись, радиовещание, телевидение, связь и пр.).

Наибольшее распространение получили транзисторные усилители мощности, работающие в классе АВ. Это классические аналоговые усилители без каких-либо дополнительных преобразований.

В усилителе мощности класса АВ линейный сигнал лишь увеличивается по амплитуде до нужного значения, а затем усиливается по току мощными выходными транзисторами.

Принцип работы звукового усилителя класса D схож с принципом работы импульсного блока питания. Он состоит в том, что выходной каскад усилителя возбуждается импульсами прямоугольной формы высокой частоты, поэтому усилитель, работающий в классе D, называют импульсным или цифровым усилителем.

Скважность последовательности импульсов пропорциональна амплитуде полезного сигнала, что имеет название – широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Частота модуляции выбирается выше верхней границы частоты звукового диапазона (в пределах 200…1000кГц), поэтому мы слышим лишь полезный сигнал. Таким образом, частота ШИМ и её гармоники фильтруются как в самой схеме УМ на выходе, так и естественным путём в проводах и акустических системах.

То есть в усилителе класса D сигнал претерпевает несколько большие изменения, чем в классическом АВ: линейный входной сигнал как бы дробится высокой частотой, усиливается по напряжению и по току, а затем высокая частота отфильтровывается.

ПРЕИМУЩЕСТВА УСИЛИТЕЛЕЙ КЛАССА D

Основными достоинствами усилителей класса D является малый вес и высокий КПД (до 90%). За счёт того, что выходные транзисторы работают в режиме переключения (в импульсном ключевом режиме), а не усиления синусоидального сигнала со смещением, как в усилителях класса АВ, мощность, рассеиваемая выходными транзисторами, уменьшается на порядок, не требуя больших по объёму радиаторов охлаждения.

При мощностях до 300-400 Вт можно отказаться от принудительного охлаждения вентиляторами выходных ключей-транзисторов. Поэтому мощность, потребляемая усилителем от сети, уменьшается, приближаясь к выходной мощности усилителя. Значит и вес трансформаторов питания тоже можно уменьшить или отказаться от них, заменив более лёгкими импульсными блоками питания или AC-DC преобразователями.

Таким образом, усилители класса D при тех же самых параметрах занимают меньший объём (на 35-40%), имеют меньший вес (в два раза) и потребляют меньше электроэнергии (на 30-40%).

Данные преимущества очень важны при эксплуатации усилителей в условиях ограниченной мощности доступной электроэнергии. Например: на автомобильном, речном и морском транспорте, при автономном использовании данных усилителей в составе вещательного оборудования митингов, демонстраций, шествий и загородных мероприятий, а также в местах, где важно получить малые габариты и вес, использование усилителей класса D позволяет уменьшить электропотребление и, соответственно, уменьшить стоимость оборудования и стоимость его эксплуатации.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ

Основные параметры усилителя мощности трансляционного изложены в ОСТ 45.138-99:

• Номинальная выходная мощность усилителя, Вт (рекомендованные типовые значения): 25; 50; 100; 250; 500; 1000; 1500; 2500; 5000; 10000; 15000; 30000.
• Полоса воспроизводимых частот, не уже: (50 … 10000)Гц или (100 … 6300)Гц.
• Неравномерность АЧХ, дБ, не более: (-1,5 … +2,5).
• Коэффициент гармоник, в полосе частот (50 … 2000)Гц, не более: 2%, (4%).
• Защищенность от невзвешенного шума, дБ, 60.
• Номинальное напряжение на входе усилителя 0,775 В.
• Номинальное напряжение на выходе усилителя, В: 30 В, либо 120 В, либо 240 В.
• Увеличение уровня выходного сигнала при отключении нагрузки, не более 3дБ.
• Модуль полного сопротивления усилителя по входу, предназначенному для подключения линии: 600 Ом (1200 Ом).

Обычно трансляционный усилитель мощности имеет более высокую надёжность и защиту по сравнению с традиционным бытовым усилителем мощности звука.

Высокая надёжность достигается установкой на входе усилителя лимитера для ограничения уровня сигнала при превышении номинала, исключения перевозбуждения  и появления нелинейных искажений усилителя, а на выходе усилителя – устройства защиты от короткого замыкания выходной линии и перегрузки усилителя, а также защиты от появления постоянного напряжения.

КАК ВЫБРАТЬ ТРАНСЛЯЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Для выбора трансляционного усилителя мощности необходимо определиться с основным требованиями:

1. Мощность трансляционного усилителя

Очень важно правильно выбрать мощность трансляционного усилителя.

Для этого необходимо выяснить, сколько громкоговорителей и какой мощности будет достаточно для подключения к усилителю, чтобы гарантированно обеспечить уровень звука и его разборчивость на озвучиваемой территории. Далее требуется суммировать мощность всех громкоговорителей и выбрать усилитель мощнее не менее чем на 20% от расчётного. Причем можно выбрать усилитель неограниченно мощнее чем требуемый.

Очень полезно также учитывать возможность развития системы в будущем. Не стоит переживать, если трансляционный усилитель будет намного мощнее подключаемой акустики. Особенность данной техники такова, что мы можем подключить громкоговоритель мощностью 1 Вт к усилителю 1000 Вт, включить на «полную громкость» и… ничего особенного не произойдет. Просто громкоговоритель будет работать на максимальном уровне, который он выдает, т.е. на 1 Вт. Но не допускается делать обратное (в отличие от домашней или концертной – низкоомной техники), нельзя к усилителю 120 Вт подключить акустику суммарной мощностью 300 Вт. Усилитель в этом случае выйдет из строя.

2. Источники входных сигналов

Источники сигнала подразделяются на  внешние (ручные микрофоны, микрофонные пульты, CD/MP3 проигрыватели, AM/FM/ УКВ тюнеры, ПК и пр.) и внутренние (у некоторых моделей усилителей 50УМПТ-1 и 100УМПТ-1, а также у 200ЗУК-D, 300ЗУК-D, 500ЗУК-D могут быть встроенные источники сигнала – AM/FM/ УКВ тюнер, USB/MP3 проигрыватель, CD проигрыватель).

Предположим, что нам достаточно подключить к усилителю настольный микрофон и компьютер. У любого усилителя серии УМПТ есть приоритетный микрофонный вход и вход линейного уровня напряжением 0,775 В, к которому можно подключить ПК. Таким образом микрофон подключается к микрофонному входу, а ПК – к линейному входу.

3. Распределение выходного сигнала по зонам оповещения

Часто требуется организация трансляционного вещания и оповещения одновременно в несколько зон. Например, отдельно по 5 этажам офисного центра, на дворовой территории, в котельной, гараже и пр.

Для этого необходимо либо использование щита выходной коммутации типа ЩК5 или ЩК10, которые подключаются к выходной линии усилителя мощности и распределяют звуковой сигнал на 5 или 10 зон оповещения (в простых системах, когда необходимо включать и выключать зоны оповещения вручную), либо использовать автоматическую систему оповещения с микрофонными пультами типа ПМ-5 или ПМ-10 и, соответственно, с блоками выходной коммутации зон оповещения типа БК5-1 и БК10-1, которые дают возможность передавать речевую информацию только в выбранные зоны оповещения. При активации всех кнопок зон оповещения речевой сигнал будет поступать во все зоны одновременно.

4. Питание усилителя мощности и всей системы оповещения.

В случаях, когда усилитель используется в составе систем оповещения о пожаре, системах ГО и ЧС и пр., необходимо обеспечить резервированное питание системы оповещения при чрезвычайных ситуациях. Электропитание усилителей, как правило, 220В АС 50 Гц, но у некоторых моделей есть дополнительный вход +24В DC или ±48В DC.

Некоторые типы трансляционных усилителей ЭРВИКОМ имеют питание только 220В АС. Поэтому для резервирования питания этих усилителей необходимо устанавливать источники бесперебойного электропитания, которые обеспечивают питание 220В. Усилители, у которых предусмотрено резервированное питание +24В DC или ±48В DC, в случае отключения основного электропитания, автоматически переключаются на резервное питание, которое обеспечивается с помощью блоков резервного электропитания БРП-24В и БРП-48В, тем самым гарантируя бесперебойную работу оборудования при чрезвычайных ситуациях.

5. Контроль и коммутация звуковых сигналов.

При выборе системы трансляционного вещания часто требуется наличие дополнительных входов, например, для подключения мини-АТС или генератора сигналов оповещения «Сирена», возможность многоканального вещания (одновременная трансляция различных музыкальных или речевых программ в отдельные зоны оповещения), контроля выходных линий трансляции на обрыв, КЗ и т.п.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТРАНСЛЯЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ КОМПАНИИ ЭРВИКОМ

ООО «Компания Эрвиком» предлагает заказчикам оптимальные решения, которые позволяют существенно повысить эффективность работы вашего предприятия и бизнеса. Это совмещение качества и широкого функционала со стоимостью изделий, что даёт возможность создания конкурентного преимущества на рынке по сравнению с производителями других компаний.

Звукоусилительное трансляционное оборудование нашей компании является собственной разработкой и в его создании учтены требования и функциональные задачи различных отечественных предприятий. У нас осуществляется полный цикл создания оборудования от разработки до его изготовления, монтажа, сборки и функциональной проверки ОТК на своих производственных мощностях: (схемотехника; проектирование и разработка печатных плат; создание готового оборудования «под ключ»; разработка оборудования с учётом условий эксплуатации; подготовка документации ЕСКД/ ЕСПД, сертификация оборудования, гарантийное и послегарантийное обслуживание)

Основными преимуществами использования нашего оборудования в проекте являются:

• Низкая цена звукового усилительного оборудования по сравнению с аналогичными устройствами других производителей (за счёт полного цикла изготовления оборудования на своих производственных мощностях в г. Санкт-Петербург);
• Минимальный срок поставки оборудования (за счёт постоянного наличия комплектующих изделий, модулей и готовых узлов на складе);
• Гарантийный срок на оборудование 24 месяца (по договорённости – до 5 лет);
• Минимальные сроки (1-2 дня) послегарантийного обслуживания звукового усилительного оборудования (за счёт оперативного ремонта специалистами компании и наличия готовых модулей и блоков на складе);
• Постоянная техническая поддержка заказчиков по монтажу и настройке звукоусилительного оборудования;
• Вся продукция имеет полный пакет документации по стандартам ЕСКД/ ЕСПД и сертификат соответствия EAC.