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음향:electric_circuit:amp_class
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증폭 Class

증폭 방식에 의한 분류

Conduction angle

Class A

입력 신호에 순수한 DC bias 를 걸어서, 증폭하는 방식. 신호왜곡이 거의 없으나, DC bias 를 아주 높게 걸게 되므로 전력 효율이 떨어지게 된다.

마이크 프리앰프들은 대부분 이 방식을 사용한다. 또는 풀 진공관 기타 앰프 중 클린톤이 좋아야 하는 앰프들이 이 방식을 많이 사용한다. 1)

Class B

입력 신호의 + 측에 +방향의 DC bias 를 걸고 , - 측에도 - 방향의 DC bias 를 각각 걸어서, 각기 증폭하는 방식
Class-A 보다 걸어야 하는 DC bias 가 절반이므로2) 전력 효율은 좋다. 신호의 +와 -의 경계면 부근의 왜곡이 생성된다.

엄밀히 말하면, 파형의 한쪽 방향만 증폭하는 것이 Class-B 방식이고, 이 회로를 2개를 사용하여 파형의 양방향을 모두 증폭하도록 만든 것을 Push-pull 설계라고 한다. 하지만, 아무리 푸쉬풀로 설계를 해도 파형의 교차 부분이 심하게 왜곡 되므로 음질이 좋지 않다.

Class AB

파형의 교차점을 증폭하는 Class-A회로와 양쪽으로 동작하는 Class-B 회로 2개를 융합한 방식. 이러한 작동 방식 때문에 일반적으로 Class-AB 를 Push-Pull 이라고 부른다.

입력 신호의 + 측에 +방향의 DC bias 를 걸고 , - 측에도 - 방향의 DC bias 를 각각 걸어서3), 각기 증폭할 때, 살짝 Bias 를 더 걸어서 +측과 -측의 경계면이 어느 정도 서로 겹치게 하여 증폭하는 방식. 따라서, Class-AB의 Bias 는 Class-A 에서의 Bias 와는 살짝 다르게 동작하게 된다. 즉 Class-A 에서는 증폭 한계치를 설정하는데 사용하지만, Class-AB 에서는 0V 인근의 파형의 겹치는 정도를 결정하게 되므로, 이것이 높을 수록 파형의 원 재현율이 올라가게 된다.

Class-A 보다 전력 효율은 좋다. Class-B 보다 신호왜곡이 적다.

스튜디오 모니터 스피커파워앰프에 주로 많이 사용된다. 기타 앰프 중에 출력이 커야 하는 앰프들이 주로 이 방식을 사용하기도 한다.4)

Class D

입력된 신호PWM 신호로 전환한 후, 해당 PWM 신호증폭한 다음, 다시 PWM 신호PWM to Wave Converter 회로를 사용하여 다시 오디오 신호로 전환한다.

Class-D 앰프의 설계는 SMPS(교류 전기를 감압한 후 직류로 정류)의 설계를 역으로 생각하면 이해하기 쉬울 수 있다.

전력 효율이 매우 좋으며, 신호왜곡도 적으나, PWM 신호를 다시 오디오 신호로 전환하고 나면 고주파 잡음이 매우 많기 때문에 로우 패쓰 필터를 사용해야 하는데, 이 때문에, 고역대의 손실이 발생한다. 고역대의 손실을 피하기 위하여 PWM 신호주파수를 매우 빠르게 하여 로우 패스 필터가 시작되는 지점을 가청 주파수 바깥쪽으로 밀어내면 되지만, PWM 주파수가 높을수록 전력 효율이 떨어지기 때문에5) PWM 주파수전력 효율 사이에서 최적점을 찾아야 한다.

특유의 PWM 으로 전환하는 방식과 해당 PWM 신호가 특정 클럭을 가지고 있는 점 때문에, 종종 PWM (PCM과 철자가 비슷?), Class-D (D? Digital?)라는 명칭과 엮어서 “디지털 앰프” 라고 오해를 하는 경우가 있는대, Class-D디지털은 전혀 관련이 없다. Class-D 앰프디지털 데이터를 직접 받아서 처리할 능력이 없다. 디지털 입력을 가지는 Class-D 방식의 앰프스피커도 당연히 D/A 컨버터는 내장되어 있어야 한다.

전력 효율이 매우 좋기 때문에, 최근의 SR, PA용 대형 앰프6), 또는 베이스 기타 용 앰프7), 차량용 카 오디오8)에 많이 사용되고 있다.

1)
Single ended, Vox AC15, Vox AC30
2)
+와 -의 두개의 DC bias 지만 전압이 절반인 것이 더 전력 효율이 좋다.
3)
차동 증폭과 햇갈리지 말 것.
4)
Marshall, Fender
5)
빠르게 스위칭 동작 해야하므로
6)
적은 전력으로 큰 소리를 내기 쉬움, 하이파이 스피커들에 비해 상대적으로 고역이 많이 필요 없음
7)
고역대가 많이 필요하지 않음
8)
전력 효율이 좋아 연비에 도움 됨
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음향/electric_circuit/amp_class.1706180306.txt.gz · 마지막으로 수정됨: 2024/01/25 저자 정승환