Zaloguj się
Wszystkie
20 stycznia 2025
10
Dawniej wszystkie wzmacniacze (podobnie jak i wszelkie inne urządzenia elektroniczne) były – jakże by inaczej – budowane z elementów dyskretnych. Wprowadzenie tranzystorów szybko i niemal całkowicie wyparło z rynku lampy elektronowe i to na dobre kilkadziesiąt lat. Poczciwe triody czy pentody wróciły do łask dopiero za sprawą sentymentu audiofili i miłośników brzmienia (oraz wyglądu) retro. Przejście na konstrukcje scalone dokonało kolejnej rewolucji, a objętość i masa urządzeń znów drastycznie zmalały. Dziś wzmacniacze (głównie te pracujące w klasie D, choć nie tylko) mają nierzadko wymiary niewiele większe od „kosteczki” o rozmiarach milimetra i – jakby tego było mało – oferują szereg ciekawych funkcjonalności. Jakich? Odpowiedź na to pytanie znajdziecie, drodzy Czytelnicy, w tym właśnie artykule.
Na potrzeby inauguracji nowego działu dotyczącego audio przygotowałem zestawienie wybranych układów od takich gigantów, jak Texas Instruments, ST Microelectronics, Analog Devices, Maxim (dziś już także pod banderą Analoga) czy ams OSRAM.
Przegląd jest subiektywny, ale reprezentatywny – starałem się pokazać jak najszersze spektrum możliwości wzmacniaczy scalonych dostępnych na rynku. Gwoli ścisłości dodam, że skupiłem się głównie na wzmacniaczach małej mocy, tj. od kilkudziesięciu miliwatów do kilku watów. Wśród docelowych aplikacji takich maluchów można wskazać m.in.:
- słuchawki bezprzewodowe (nauszne, douszne, dokanałowe),
- niewielkie głośniki Bluetooth,
- smartfony,
- smartwatche,
- tablety,
- zestawy głośnomówiące,
- radioodbiorniki przenośne,
- nawigacje samochodowe,
- mobilne odtwarzacze MP3,
- aparaty i kamery cyfrowe z funkcją odtwarzania wideo,
- dyktafony i przenośne rejestratory audio,
- translatory mobilne,
- instrumenty muzyczne,
- urządzenia do gier,
- asystentów głosowych,
- systemy smart home,
- roboty sprzątające,
- zabawki elektroniczne,
- monitory komputerowe z wbudowanymi głośnikami,
- urządzenia medyczne z funkcją odtwarzania komunikatów i instrukcji głosowych,
- wagi z funkcją głosową,
- elektroniczne dzwonki do drzwi,
- infokioski,
- interaktywne systemy multimedialne,
i wiele, wiele innych. Słowem – wszystkie te produkty, w których trzeba zaimplementować generowanie komunikatów akustycznych lub odtwarzanie plików audio, a zatem wytwarzać jakiekolwiek dźwięki bardziej złożone, niż proste sygnały buzzera elektromagnetycznego lub piezoelektrycznego. A skąd akurat taki wybór? Powodów jest kilka.
Po pierwsze: ta specyficzna grupa komponentów jest przeznaczona przede wszystkim do urządzeń kompaktowych. Liczą się więc nie tylko wymiary samego układu, ale też prostota implementacji i możliwie krótki BOM. Miniaturyzacja wywiera szczególnie mocną presję na producentów, którzy – by przebić się w tym ciekawym obszarze rynku – muszą jak najwięcej funkcji „upchać” na płytce krzemowej. Mało tego – pożądaną cechą wzmacniaczy jest możliwość pracy bez wyjściowych filtrów dolnoprzepustowych, które w przypadku klasy D wydawać się mogą absolutnym must have.
Po drugie, aplikacje ubieralne i przenośne mają pewne szczególne potrzeby funkcjonalne. Przykład? Spora część dostępnych na rynku słuchawek ma funkcję aktywnego tłumienia szumów (ANC). Najogólniej rzecz biorąc działa ona poprzez „dorzucanie” do sygnału audio „kopii” dźwięku dobiegającego do uszu słuchacza z otoczenia, ale w przeciwfazie. W ten (tylko pozornie!) prosty sposób zaprzęgamy fizykę, a ściślej rzecz ujmując – interferencję fal dźwiękowych, w szczytnym celu poprawy wrażeń odsłuchowych. Implementacja ANC ma spory sens w ograniczonej przestrzeni kanałów słuchowych, ale byłaby niemożebnie trudna – a w praktyce niemożliwa do wdrożenia – np. w całym pomieszczeniu, w którym dźwięk do słuchacza dobiega różnymi drogami (także poprzez wielokrotne odbicia). Dlatego na rynku pojawiły się nieliczne układy scalone udostępniające konstruktorom gotowy do użycia „bloczek” ANC.
Aktywna redukcja szumów jest zresztą przykładem „dużego kalibru” – znacznie bardziej przyziemna, choć także ważna z użytkowego punktu widzenia, jest opcja obsługi trybu bypass, dostępna w niektórych układach wzmacniaczy. Jej działanie polega na umożliwieniu odtwarzania dźwięku za pomocą nausznych słuchawek Bluetooth, których zasilanie jest wyłączone. Taka sytuacja może mieć miejsce np. po rozładowaniu akumulatora. Udostępnienie użytkownikom gniazda wejścia liniowego pozwala „napędzać” przetworniki bezpośrednio (pasywnie), z pominięciem układu elektronicznego. I choć funkcje ANC, regulacja głośności oraz inne cuda techniki audio pozostają niedostępne przy braku zasilania, to fakt, że w ogóle da się w takich warunkach używać ulubionych słuchawek, niejednemu miłośnikowi muzyki uratował już życie w sytuacji podbramkowej. Tak – piszę to m.in. na podstawie własnego doświadczenia.
Jeszcze inna opcja to wzmacniacz integrujący w sobie stereofoniczne wyjście słuchawkowe oraz dodatkowy kanał do obsługi niewielkiego głośnika. Takie rozwiązanie może okazać się przydatne np. w projekcie przenośnego radioodbiornika.
Przykładów różnic jakościowych pomiędzy klasycznymi końcówkami mocy, a małymi wzmacniaczami słuchawkowymi i podobnymi można by wskazać jeszcze więcej. Nie przedłużajmy jednak wstępu i zanurzmy się w świat półprzewodnikowej techniki audio XXI wieku.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
