Analóg vs. "digitális" erősítők és azok előnyei és hátrányai

Az erősítők szerves részét képezik minden csúcskategóriás autós audiorendszernek, és minőségük, teljesítményük és osztályuk hatással van az általános hangzásra és magára a berendezésre. Ebben a cikkben az erősítők különböző osztályaira, és különösen a D-osztályú (gyakran tévesen digitálisnak nevezett) és az AB-osztályú analóg erősítők közötti különbségre összpontosítunk. Megtudhatja az alapvető különbségeket minden előnyükkel és hiányosságukkal együtt, és azt is, hogy miért részesítjük még ma is előnyben az analóg erősítőket.

Milyen elv alapján működnek az erősítők?

Az autóerősítő kiválasztásáról szóló korábbi cikkünkben már sok általános információt írtunk, amelyek segítenek az erősítő kiválasztásában és beállításában. Ezúttal azonban mélyebbre megyünk, és lebontjuk az erősítők műszaki tulajdonságait és osztályait, valamint megosztjuk telepítési tapasztalatainkat.

Kezdjük a legalapvetőbb kérdéssel: hogyan is működik egy ilyen autóerősítő? Általában az erősítő úgy működik, hogy az akkumulátorból az erősítőbe érkező 12 voltos egyenáramot átveszi, váltóárammá alakítja és egy transzformátoron keresztül felerősíti a feszültséget. Ezt követően ezt a nagyfeszültségű kimenetet kombinálja a fejegységből érkező hangjelzéssel, hogy a gyenge bemeneti jel nagyfeszültségű, nagyáramú kimeneti változatát hozza létre.

Ebben a folyamatban az erősítő osztálya is szerepet játszik, ami alapvetően befolyásolja a hatékonyságát. Alapszabályként elmondható, hogy az erősítők mindig kevesebb energiát adnak le, mint amennyit fogyasztanak, és az említett hatásfok a leadott energia és az elektromos rendszerből felvett energia arányát jelenti. Azonban nincs olyan erősítő a világon, amelyik 100%-os hatékonyságú lenne, és képes annyi vagy több energiát kiadni, mint amennyit felvesz. Ez pazarolt energiát eredményez, amely nem jut el a kimeneti csatlakozókhoz, és hővé alakul - minden erősítő alattomos ellenségévé.

Az egyes osztályok közötti különbségek

Mielőtt rátérnénk a cikk fő témájára, először nézzük meg az erősítők leggyakoribb osztályait. Fentebb említettük, hogy az erősítő osztálya elsősorban az erősítő hatékonyságát befolyásolja, vagyis azt, hogy az erősítő mennyi hőt termel. Ezen kívül azonban az osztály meghatározza a hangzáshűséget, a torzítást, a zavarokat, és ebből következően az erősítő kialakítását és felépítését is. Mivel a túl sok hő is komolyan károsíthatja az erősítőt (különösen autóipari körülmények között), az erősítőgyártók mérnökei olyan tervezési megoldásokat találnak ki, amelyek a lehető legjobban ötvözik az osztályok jellemzőit a lehető legjobb hangminőség érdekében. Mik tehát a fő különbségek az osztályok között?

A-osztály - a leghűbb hangzás, alacsony hatékonyság és magas hőtermelés

Az A-osztályú erősítőkben a kimeneti tranzisztorok mindig teljes teljesítményen működnek, függetlenül attól, hogy van-e bemeneti jel vagy nincs. Amikor pedig nincs jel, a tranzisztorok kimenete hővé alakul. Ráadásul minden A osztályú kimeneti tranzisztor a jel negatív és pozitív feszültségű részét is erősíti, ami növeli a terhelést és még több hőt termel. Az A osztályú erősítők így jellemzően 25% körüli hatásfokkal működnek. Ez azt jelenti, hogy energiájuk 75%-a hővé alakul át. Ezeknek az alapvető jellemzőknek azonban megvannak az előnyei is. Mivel a végfokozat minden tranzisztora mindig bekapcsolva van, nincsenek be- és kikapcsolási, fűtési vagy hűtési ciklusok, amelyek befolyásolnák a jeláramlást. Ennek eredményeképpen az erősítők torzítás és interferencia nélkül működnek, és a leghűbb hangzással rendelkeznek. A fentieket figyelembe véve az A osztályú erősítők meglehetősen ritkák az autókban, mégis van néhány gyártó, például az olasz Audison vagy a Steg, amelyek kiváló hangminőségük miatt kínálják ezeket az erősítőket. És bár ezek a világ legjobb minőségű erősítői közé tartoznak, az árcédulájuk ennek megfelelően magas.

B-osztály - nagyobb hatékonyság, de alacsony hanghűség

A B-osztályú erősítők gyakorlatilag nem léteznek az autóiparban, mégis megemlítjük őket az AB-osztály jobb megértése érdekében. A B-osztályú erősítők az egyes végfokozatok terhelését úgy könnyítik meg, hogy egyetlen tranzisztort két tranzisztorral helyettesítenek, amelyek úgynevezett "push-pull" elrendezésben vannak elhelyezve. Az egyik tranzisztor a váltakozó áramú jel hullámforma negatív feszültségű részét erősíti, a másik a pozitív feszültségről gondoskodik, majd a kettő egyetlen kimenetté egyesül. Mindegyik tranzisztor tehát az idő felében be van kapcsolva, a másik felében pedig ki van kapcsolva. Ennek eredményeképpen a B-osztályú erősítők magasabb, 50% körüli hatékonyságot érnek el, de az állandó be- és kikapcsolás jelentős harmonikus torzítást eredményez, ami ezeket az erősítőket teszi a legkevésbé vonzóvá.

AB-osztály - magas hanghűség és megfelelő hatékonyság

Az AB osztályú erősítőket leggyakrabban autóipari audiorendszerekben használják, mivel képesek ötvözni az A és B osztály előnyeit. Két push-pull kimeneti tranzisztor elvén működnek, amelyek mindegyike az idő több mint felében bekapcsol, és egyikük sem kapcsol be vagy ki hirtelen. Ezáltal az erősítő az A osztály alapvető jellemzőit kapja, amikor a jel kis teljesítményű, és mindkét tranzisztoron áthalad, és egy B-osztályú erősítőét, amikor viszont a teljesítmény nagy. Minden egyes erősítő esetében meg van határozva az az optimális idő is, amikor az áram mindkét tranzisztoron áthalad, minimalizálva a torzítást. Az eredmény magasabb hatásfok, jellemzően 60%, és lényegesen kisebb torzítás, mint a B-osztályúaknál. Emiatt az AB osztályú erősítők sok éven át gyakorlatilag az egyetlen lehetséges választásnak számítottak a nagy hűségű hangzás eléréséhez. Ezt a hegemóniát azonban az utóbbi időben egyre népszerűbbé váló D-osztályú erősítők aláásták.

D-osztály - a hatékonyság bajnoka

A D-osztályú erősítők egyedi és érdekes módon működnek. A beépített áramkör nagyfrekvenciás egyenáramú impulzusokat állít elő, amelyek szélességét a bemeneti jel módosítja. Ugyanakkor minél szélesebb az impulzus, annál hangosabb a jel. Ezt "PWM"-nek ("Pulse Width Modulation"), azaz impulzusszélesség-modulációnak nevezik. Ezek az egyenáramú impulzusok áthaladnak az erősítő tranzisztorokon, és nagyon erős kimenetet eredményeznek. És mivel analóg jelek helyett egyenáramú impulzusokat kapnak, a tranzisztorok vagy teljes teljesítményen működnek, vagy táp nélkül kikapcsolnak. Ez akár 90%-os, sőt a legjobb minőségű D-osztályú erősítőkben még ennél is nagyobb hatékonyságot tesz lehetővé. Ez természetesen minimális melegedést eredményez. A D-osztályú erősítők kis méretűek, nagy teljesítményűek és nagyon jó minőségű hangzást biztosítanak, amely közel áll az AB-osztályú erősítőkhöz. Ezért használatuk folyamatosan növekszik, még akkor is, ha még nem érték el az analóg erősítők hanghűségének szintjét.

G, H és a többi osztály

Az erősítőknek azonban még több osztálya létezik, bár a legtöbbjüket minimálisan használják a mi iparágunkban. Éppen ezért nem is fogunk rájuk olyan nagy figyelmet fordítani, mivel ezek általában az AB és D osztály származékai, vagy azok továbbfejlesztett változatai. Más osztálymegjelölések, mint például BR (Rockford Fosgate), ADT (Audison) vagy Ultra HD (Helix) a legjobb gyártók kínálatában is megtalálhatóak. Ezekben az osztályokban is találunk némi fejlesztést, de hogy ez mennyiben jelent előrelépést vagy csak sikeres marketinget, azt nem merjük megmondani. A kombinációk is trendinek számítanak, például amikor egy erősítő négy analóg csatornával és egy digitális csatornával rendelkezik a subwoofer számára. Hibrid osztályok is kialakulóban vannak, mint például a Mosconi új AAB osztálya, amely az A osztály és az AB osztály előnyeit egyesíti, ami még jobb minőségű hangzást eredményez. És biztosan látunk még más új osztályok kialakulását is.

Analóg AB-osztályú erősítők vs digitális D-osztályúak

De most térjünk át az AB-osztályú analóg erősítőkre és a D-osztályú "digitális" erősítőkre. Vagyis azokra az erősítőkre, amelyek jelenleg a leggyakrabban megtalálhatóak mind az autókban, mind az otthonokban. Az elején meg kell említeni, hogy a D-osztályú erősítők nem digitális eszközök. Csupán (félre)nevezik őket így, és a köznyelvben is így nevezzük őket. Ezek az erősítők azonban csak digitális vezérlőáramkörökkel rendelkeznek, amelyek a "0" vagy "1" bináris szimbólumot jelként fogadják, analóggá alakítják és felerősítik. Ezzel szemben az AB-osztályú erősítők analóg elektronikus rendszere folyamatos kimeneti jelet kap, és tovább erősíti azt. További különbség, hogy az analóg rendszer már a folyamat elején átalakítja a jelet, míg a digitális rendszer a hangszóróig digitális formátumban tartja a jelet. A digitális jelet csak közvetlenül a hangszóró előtt alakítják át analóggá, és ellenőrzik, hogy nincs-e benne hiba. Ezután az olyan problémák, mint a túlfeszültség, alulfeszültség stb. kijavításra kerülnek.

A fent említettekkel összefüggésben van a zaj is. Ez nem valószínű, hogy a digitális-analóg átalakítási szakaszban fordul elő, ami a digitális erősítők esetében a folyamat végén történik. Mint már említettük, az analóg erősítők már az elején átalakítják a jelet. Ennek eredményeképpen bármilyen zaj felvehető és felerősíthető, ami hatással van a kimeneti zajra. A digitális erősítők (igen, továbbra is rosszul fogjuk őket hívni) szintén emiatt ismertek a nagyon tiszta, minimális zajjal rendelkező hangzásukról. Az analóg erősítőknél az a szabály, hogy minél jobb (és drágább) az erősítő, annál kisebb a zaj, és hasonló szinten van, mint a digitális erősítőknél.

De hagyjuk a technikai különbségeket, és koncentráljunk arra, hogy melyik erősítőt válasszuk. Mindkét erősítőtípusnak más-más jellemzői vannak, és fontos, hogy rangsorolja az előnyeiket, hogy az Ön audio rendszeréhez a megfelelőbbet válassza. Mindkét erősítőtípus kiváló minőségű, részletes hangzást produkál, megfelelő hanghűséggel és hatékonysággal. A legmagasabb minőségű hangzást hajszoló igazi audiofil és profi valószínűleg mindig analóg erősítőhöz fordul, míg a könnyű telepíthetőséget, minimális méretet és nagy hatékonyságot keresők a digitális erősítőhöz nyúlnak. De vajon a hangzásbeli különbségek annyira markánsak, hogy ez döntő paraméter legyen, vagy a hangzásbeli különbségek manapság annyira minimálisak, hogy az átlaghallgató nem tudja megállapítani? Az alábbiakban végigvesszük az egyes erősítők összes előnyét és hátrányát, és talán segítünk dönteni.

AB-osztályú analóg erősítők előnyei és hátrányai

Mint már említettük, az AB-osztályú analóg erősítők más elven működnek, mint a D-osztályú erősítők, és ez számos előnnyel, de természetesen hátránnyal is jár. Az analóg erősítők történelmileg robbanékony dinamikájukról és lélegzetelállító, élethű hangzásukról ismertek. Legnagyobb hátrányuk azonban a méretük és a melegedésük, ami egyes felhasználókat elriaszthat. A gyártók azonban ezt is igyekeznek kezelni, akár ötletes passzív, akár aktív hűtéssel. De az idők változnak, és a felhasználók prioritásai is. Az analóg erősítők olyan kihalófélben lévő fajnak számítanak, mint a belsőégésű motorok? Ítélje meg saját maga az alábbiakban felsorolt tipikus jellemzők alapján.

Az AB-osztályú analóg erősítők előnyei

• Az analóg erősítők a klasszikus "meleg hangzást" produkálják, amely a legközelebb áll a valódi hi-fi hangzáshoz.
• Maradjunk a hangzásnál, egyszerűen más, mint a digitális. Igazibb, mélyebb és dinamikusabb.
• Még nagyon alacsony hangerőn is jobb minőségű és dinamikusabb hangzással rendelkeznek az analóg erősítők a D-osztályúakhoz képest.
• Lineárisabban reagálnak a bemeneti jel változásaira, ami fontos lehet a hangzás mérésekor és beállításakor.
• Optimális választás a fejlett hangszórók magasabb minőségű teljesítményének biztosításához.

Az AB-osztályú analóg erősítők hátrányai

• Az analóg erősítők lényegesen drágábbak az igényesebb gyártási folyamat miatt. 
• Nagyobb zajérzékenység, amely általában kiküszöbölhető a drágább, jobb minőségű analóg erősítőkben.
• Bár az AB-osztályú erősítők megfelelő hatékonysággal rendelkeznek, túlmelegedhetnek, különösen szűk helyiségekben.
• A hátrányok közé tartozik az általában nagyobb méret is, ami megakadályozza a modern járművekbe való beszerelést. 
• A kimenő teljesítmény növekedésével arányosan nő a méret, de általában az erősítők ára is.
• A 6 csatornánál több csatornás analóg erősítők meglehetősen ritkák, ismét elsősorban a méret miatt.
• Nehezebb és költségesebb a barkácsolók számára a javítás, ami az első ponthoz kapcsolódik.

D-osztályú erősítők és azok előnyei és hátrányai

Elérkeztünk a D-osztályú erősítőkhöz, amelyek 1998 óta vannak nálunk, és az egyik legmodernebb megoldásnak számítanak. Kisebb méretüknek, minimális melegedésüknek és nagy teljesítményüknek köszönhetően azonban szinte azonnal elnyerték a rajongók tetszését. Mindezt a kezdeti gyengébb hangminőség ellenére, amely az első években nem volt különösebben káprázatos. Az idő azonban megállíthatatlanul halad a technológiában, és ezek a különbségek eléggé csökkentek ahhoz, hogy ma már sok alkalmi felhasználó és profi számára egyaránt az első választássá váljanak.

A D-osztályú erősítők előnyei

• A modern D-osztályú erősítők kiváló minőségű hangzást képesek előállítani.
• Magas, 90%-ot elérő, sőt egyes esetekben még ennél is magasabb hatásfok, ami minimális felmelegedést eredményez.
• Alacsony súly és kompakt méretek, amelyeket a modern, minimális hellyel rendelkező járművekben értékelni fognak.
• Alacsonyabb energiafogyasztás, mint az analóg erősítőknél. Ez döntő szerepet játszhat például az elektromos járművekben.
• Lehetőség az autók többcsatornás aktív rendszerekkel történő hangosítására (a 12-16 csatorna ma már nem kivétel).
• Könnyű integrálhatóság a gyári rendszerekbe és széleskörű erősítőválaszték integrált DSP-vel.
• Nagyon nagy teljesítményű D-osztályú erősítők vásárolhatók megfizethető áron.
• Általában a D-osztályú erősítők jobb választás subwooferhez.
• Nagy ellenállás a jelútban lévő zajjal szemben.

A D-osztályú erősítők hátrányai

• Az utóbbi idők gyors fejlődése és nagyszerű javulásai ellenére ezeknek az erősítőknek a hangzása nem éri el az analóg hangzás hűségét.
• Egyes D-osztályú erősítők magas frekvenciájú zajt generálhatnak, és érzékenyebbek a bemeneti jel minőségére is.
• Gyakran alacsonyabb hangminőség alacsony hangerőn és fordítva több torzítás nagyon magas hangerőn. 
• Nagy különbség a hangzásban az olcsó és a csúcskategóriás D-osztályú erősítők között (az analóg erősítőknél a különbségek kisebbek).

Tehát melyik erősítő típus a legjobb?

Sajnos erre a kérdésre nem lehet egyértelműen válaszolni. Általánosságban azt az erősítőt kell választani, ahol az előnyök az Ön konkrét esetében meghaladják a hátrányokat. Mindig az Ön személyes preferenciái a legfontosabbak. Általánosságban elmondható, hogy a fenti pontok alapján előnyösebb D-osztályú erősítőt vásárolni, amely könnyebben integrálható az autó meglévő rendszerébe, kevésbé melegszik, kisebb méretű és gyakran olcsóbb. Ráadásul a hangminőség nagyon szubjektív fogalom, és nagy a valószínűsége annak, hogy nem fog tudni különbséget tenni az összehasonlított erősítők között. Az erősítő kiválasztásakor azonban más tényezőket is figyelembe kell vennie, például a kívánt csatornák számát, a jel-zaj arányt, a frekvenciatartományt, az érzékenységi szintet és a bemeneti impedanciát, a fogyasztást és az erősítő elhelyezését is. Végül azonban térjünk vissza a többször említett hangzásra. Általánosságban elmondható, hogy ha a nagy hatásfok, a kis méret vagy a könnyű telepítés a fő cél, és a hanghűség inkább másodlagos szempont, akkor válasszon D-osztályú erősítőt. Ha viszont a hanghűség a legfontosabb elem az erősítő kiválasztásában, akkor fordítsa figyelmét a cikk következő bekezdésére.

A hanghűség prioritás az Ön számára? Válasszon analóg erősítőt

Ha a hangminőség és a hanghűség a legfontosabb prioritás, és a hely az autóban lehetővé teszi, akkor általában AB vagy akár A osztályú analóg erősítő vásárlását javasoljuk. Sokéves tapasztalatunk a szerelőműhelyünkben, ahol minden árkategóriában digitális és analóg erősítőket egyaránt napi rendszerességgel szerelünk be, többször meggyőzött minket az analóg erősítők nélkülözhetetlenségéről. A hangzásbeli különbség a javukra valóban észrevehető, és lehetővé teszi, hogy az audiorendszert még magasabb szintre emeljük. Ezért általában igyekszünk olyan megoldást választani, amely lehetővé teszi egy analóg erősítő beépítését. Legalábbis a fejlettebb berendezések esetében, ahol a hangminőség egyértelműen prioritást élvez. Ez azonban nem mindig lehetséges az AB osztályú erősítők fent említett hiányosságai miatt. Ebben az esetben akkor a legmegfelelőbb D-osztályú alternatívát keressük. De vigyázat, még az analóg sem jelent mindenható megváltást és garanciát a csúcshangzásra. Mindig fontos, hogy hasonló árkategóriájú, hasonló teljesítményű és csatornaszámú erősítőket hasonlítsunk össze. Ellenkező esetben könnyen előfordulhat, hogy egy százötvenezer forintos digitális erősítő jobb hangzású lesz, mint a feleannyiért kínált analóg alternatívája. Tehát mindig az adott erősítőtől, annak minőségétől és persze a gyártó hírnevétől függ. Általánosságban azonban nem csak audiofilok, hanem igényesebb hallgatók számára is jobb választás még manapság is egy analóg erősítő. Legalábbis a hangminőség és a hanghűség szempontjából.

Befejezésül egy szó

A technológiai fejlődés ugrásszerűen halad előre, és bár az analóg erősítők még mindig a hangzás szempontjából a legmegfelelőbb megoldást jelentik egy minőségi audiorendszer számára, a csúcskategóriás digitális erősítők lassan a nyomukba érnek idősebb testvéreiknek. A hangminőség tehát már nem feltétlenül a legfontosabb kérdés, a különbségek fokozatosan csökkennek, és új prioritások jelennek meg az autós audiorendszerek építésénél. Ráadásul az idők kegyesek voltak a digitális erősítőkhöz. Az elektromos autók nem éppen ideális környezetet jelentenek a teljesítményigényes analóg erősítők számára, a prémium autógyárak pedig gyakran többcsatornás, 12 vagy több csatornás aktív rendszereket használnak modelljeikben, amit analóg erősítőkkel nehéz pótolni. Különösen a mai járművek szűkös körülményei között. Másrészt, aki igazán jó minőségű audiorendszert szeretne elérni, annak nem kell a legtöbb autógyár marketingfogását gyakorolnia egyfajta alternatív mozi formájában, nagyszámú hangszóróval. Az igényes hallgató célja általában a sztereó hangzás, ideális esetben háromutas elülső komponensekkel, mélynyomóval és hozzá illő erősítőkkel. Túlnyomórészt analógokkal. Egy ilyen rendszer alfája és ómegája azonban a forrás, a hangszórók elhelyezése, a professzionális hangtuning és, mint mindig, az ár is. De ez már jelentősen eltér a témától.

Szóval lepődjünk meg, hogy hová vezet ez a generációs csata. Talán valóban hangzáshű D-osztályú erősítőket fogunk látni, amelyek örökre búcsút mondanak az analóg erősítőknek. A kompaktabb méretű analóg erősítők már most is feltörekvő trendnek számítanak, sőt, lehet, hogy a hibrid technológia új korszakának küszöbén állunk. Az is nagyszerű, hogy van választási lehetőségünk ebben az iparágban, és ez a választás mindig is az Öné marad.