Comprensión de las especificaciones:Distorsión cruzada del amplificador de audio para automóvil Clase AB

Estamos en nuestro penúltimo artículo en nuestra serie de especificaciones de amplificadores de audio para automóviles y esta vez, vamos a hablar sobre la distorsión cruzada del amplificador Clase AB. Esta distorsión no tiene nada que ver con los filtros de paso alto o paso bajo integrados en su amplificador; es un problema con el concepto mismo de la topología del amplificador Clase B. No se preocupe, le explicaremos qué lo causa y cómo se minimiza hasta un nivel casi inaudible.

¿Cómo funcionan los amplificadores de clase AB?

Antes de que podamos explicar qué es la distorsión cruzada, necesitará una comprensión básica de cómo funciona la salida de un amplificador Clase AB. En un amplificador Clase A, un solo transistor (o banco de transistores) se encarga de controlar el voltaje que va al parlante. Cuando no se produce ninguna señal, el transistor se establece en un nivel de salida del 50% (y se calienta MUCHO). A medida que la corriente alterna (CA) de la fuente de la señal pasa a través del amplificador, el voltaje de salida sube y baja hasta que alcanza el nivel máximo o mínimo posible asociado con el transistor apagado o en su nivel máximo de salida.

En un amplificador Clase B, usamos un transistor para manejar la mitad positiva de la forma de onda y un segundo transistor para manejar la mitad negativa. La principal ventaja es que cuando no hay señal presente, ambos dispositivos se apagan casi por completo y se consume muy poca energía.

La topología de Clase B es donde surge nuestro problema de distorsión cruzada. A medida que la señal de audio cambia de positiva a negativa, debe cambiar de un dispositivo a otro sin ningún problema. Es en este punto donde la señal cruza de un dispositivo a otro que pueden ocurrir problemas, de ahí el nombre, distorsión cruzada.

Los diseñadores de amplificadores que realmente se preocupan por las cualidades sónicas de sus productos saben cómo manejar esta transición y pueden eliminar de manera efectiva la distorsión cruzada al sesgar los dispositivos de salida positiva y negativa en sus regiones activas. Si bien esto genera un poco más de calor, reduce drásticamente la distorsión. De aquí es de donde proviene la parte de Clase A de un amplificador AB:los dispositivos se encienden un poco (como un amplificador de Clase A), pero para señales de alto nivel, actúan en una configuración de Clase B.

¿Por qué es importante la distorsión cruzada?

A niveles de salida bajos, incluso en amplificadores Clase AB de calidad moderada, la distorsión cruzada es más frecuente que cuando un amplificador produce cantidades muy bajas de potencia. Más precisamente, el efecto de la distorsión cruzada disminuye a medida que aumenta el nivel de salida.

Veamos las características de distorsión de tres topologías de amplificadores diferentes para obtener una mejor comprensión de esa afirmación. Primero está nuestro amplificador de cuatro canales de baja calidad verdaderamente escandaloso. Este caballo de batalla de la mediocridad nos ha servido bien a lo largo de esta serie para explicar el tipo de distorsión armónica en comparación con su nivel de salida.

Para un contraste marcado y dramático, cambiaremos a nuestro amplificador de gama alta. Este amplificador es único en el sentido de que utiliza un diseño de alta polarización diseñado específicamente para reducir la distorsión cruzada en la transición entre los dispositivos de salida positiva y negativa. El siguiente gráfico muestra la distorsión del 0,09 % frente al nivel de salida.

Elegir el amplificador adecuado para su sistema de audio

Si los objetivos de su sistema de audio son un rendimiento de clase mundial y tiene la intención de utilizar amplificadores de clase AB, puede reducir los efectos de la distorsión de cruce haciendo coincidir los requisitos de potencia de sus altavoces con amplificadores que funcionarán más alto en su rango de salida. Por ejemplo, si desea un amplificador de 150 vatios por canal para sus controladores de graves medios, es posible que solo necesite un amplificador de 50 vatios para sus altavoces de rango medio y un amplificador de 10 vatios para sus tweeters para lograr la misma salida acústica. nivel. BestCarAudio.com publicó un artículo sobre el manejo de la potencia de los altavoces que explica por qué.

Si bien no siempre puede elegir amplificadores de alta calidad con niveles de potencia extremadamente bajos, puede minimizar el efecto de la distorsión cruzada al no usar un amplificador monstruoso en sus tweeters. Su minorista local especializado en mejoras móviles estará encantado de diseñar e instalar una increíble actualización del sistema de audio para automóviles. ¡Visítenos y hable con uno de sus especialistas de productos hoy mismo!