W celu uzyskania dużej mocy wyjściowej, w określonych rozwiązaniach konstrukcyjnych, stosuje się układy mostkowe, czyli odpowiednie połączenie dwóch kanałów wzmacniacza, np. stereofonicznego w jeden kanał mono. Określamy to terminem: mostkowanie kanałów wzmacniacza. Realizacja takiego układu wymaga doprowadzenia na wejścia obu kanałów odpowiedniego sygnału, tj. w jednym kanale sygnał musi być odwrócony w fazie o 180 stopni w stosunku do sygnału doprowadzonego do wejścia kanału drugiego. Wartość napięcia tych sygnałów musi być identyczna. Natomiast w technice „car audio” przyczyną, dla której stosuje się mostkowanie wzmacniaczy, są ograniczenia napięciowe, zarówno od strony zastosowanych tranzystorów mocy, jak i od strony dostępnego w danej sytuacji źródła zasilania. Nazywamy to określeniem: mostkowanie wzmacniacza samochodowego.
Co to jest mostkowanie wzmacniacza?
Wzmacniacz pracujący w konfiguracji mostkowej jest rozwiązaniem układowym, które radykalnie eliminuje ograniczenia napięciowe. W połączeniu tym (tryb mostkowy) dwie końcówki mocy są podłączone do tego samego źródła sygnału, tyle że jedna korzysta z sygnału odwróconego o 180 stopni, czyli w przeciwfazie. Na czym polega mostkowanie wzmacniacza?
Zespoły głośnikowe są zasilanie z obu „gorących” wyprowadzeń (najczęściej są to czerwone zaciski lub oznaczone jako „+”). Pozostałe dwa wyprowadzenia (masy głośnikowe) są ze sobą zwarte „na krótko”. W tym miejscu należy wyraźnie zaznaczyć, że nie każdy wzmacniacz się do tego nadaje.
Klasy wzmacniaczy są omówione tutaj.
Przed podjęciem prób wykonania takiego połączenia należy sprawdzić jakie warunki eksploatacyjne są wyszczególnione w instrukcji obsługi przeznaczonej dla użytkownika np. w rozdziale: mostkowanie wzmacniacza domowego.
Niektóre konstrukcje fabrycznie są wyposażane w odpowiednie przełączniki trybu pracy: standard/ bridged i wtedy nie ma już żadnych wątpliwości. Dotyczy to nie tylko końcówek mocy, ale i wzmacniaczy zintegrowanych.
Gorzej gdy nie znamy konstrukcji danego wzmacniacza. Warto wtedy „zasięgnąć języka” albo bezpośrednio u producenta, albo w autoryzowanym serwisie.
Co daje mostkowanie wzmacniacza?
Aby to zilustrować wróćmy do omawianego wzmacniacza, należy zauważyć że w obu końcówkach mocy (czyli gałęziach naszego mostka) tranzystory mocy przewodzą na zmianę. Powoduje to, że amplituda napięcia sygnału na impedancji obciążenia jest niemal równa napięciu zasilania, pomniejszona o napięcie nasycenia złącza kolektor-emiter tranzystorów mocy i o spadek napięcia na rezystorach emiterowych tychże tranzystorów.
Moc wyjściowa wzmacniacza pracującego w układzie mostkowym jest więc czterokrotnie większa od mocy wyjściowej wzmacniacza pojedynczego, przy takich samych wartościach napięć zasilających i impedancji obciążenia.
Istotną sprawą jest również minimalne obciążenie zmostkowanego wzmacniacza, które na ogół ograniczone jest do 8 omów (gdy w trybie stereo urządzenie pracuje na 4 omach) lub 4 omów (w sytuacji gdy piec radzi sobie z impedancją 2 omów w bazowej specyfikacji stereo).
Jak zmostkować wzmacniacz?
Mostkowanie wzmacniacza 2 kanałowego
Jeżeli danego urządzenie nie ma wbudowanej funkcjonalności mostkowania końcówek mocy, to można do jego wysterowania w trybie bridged wykorzystać albo przedwzmacniacz dysponujący wyjściami symetrycznymi (zbalansowanymi) typu „true XLR”, czyli wszystkie piny złącza są aktywne.
Zdarzają się bowiem przedwzmacniacze z wyjściami typu XLR, w których wyprowadzenie „cold” zwarte jest do masy zwykłym rezystorem.
Innym rozwiązaniem jest zastosowanie osobnego konwertera (inwertera) symetryzującego sygnał z postaci RCA do postaci XLR (w sposób aktywny, bądź w formie transformatora symetryzującego).
Mostkowanie wzmacniacza pod subwoofer
Zasadniczo odbywa się w taki sam sposób, jak przy zwykłym mostkowaniu 2 kanałów, z tym że konfiguracja taka dotyczy wyłącznie subwooferów typu biernego (pasywnego), czyli bez wbudowanego, własnego wzmacniacza mocy.
W technice „car audio” sprawa wygląda analogicznie, albo gdy przewidział to producent wzmacniacza w sposób określony w dokumentacji technicznej.
Mostkowanie wzmacniacza 4 kanałowego
Wychodząc z założenia, że istnieją wzmacniacze, których kanały można konfigurować na trzy sposoby:
-
Pierwszy sposób - klasyczne stereo.
-
Drugi sposób – to połączenie mostek, czyli połączenie szeregowe, zwiększamy amplitudę napięciową.
-
Trzeci sposób - Parallel, czyli połączenie równoległe, dla zwiększenia wydajności prądowej, lub inaczej pracy na niskich impedancjach obciążenia.
Teoretycznie można zastosować strukturę szeregowo-równoległą, czyli pary kanałów połączyć równolegle, a następnie z tak połączonych par utworzyć mostek.
Niemniej jednak należy to dokładnie sprawdzić w dokumentacji technicznej wzmacniacza, a także zastosować „customowe” sterowanie takim układem, złożone z konwertera i odpowiednich rozgałęźników.
Podsumowanie
Mostkowanie wzmacniacza domowego zwiększa jego wydajność i w niektórych sytuacjach może być bardzo korzystnym rozwiązaniem.
Pracownicy salonów Top Hi-Fi & Video Design mający na co dzień styczność ze wzmacniaczami wyjaśnią jak zmostkować wzmacniacz oraz jak wygląda. W razie jakichkolwiek pytań zapraszamy do kontaktu z naszymi ekspertami, którzy zawsze służą radą i pomocą. Z przyjemnością pokażą Wam na żywym przykładzie, jak brzmią poszczególne modele. Zapraszamy zatem na odsłuch.
Komentarze