Amplificatori ultracompatti, grande potenza da un piccolo pacchetto

È difficile non notare che quasi tutti i rinomati produttori di car audio ora offrono diverse soluzioni di amplificatori ultracompatti. Questi amplificatori sono abbastanza piccoli da stare nella tasca dei jeans e aiutano a semplificare le installazioni quando lo spazio è limitato. Sebbene minuscoli, possono fornire una quantità impressionante di potenza per aggiornare il segnale agli altoparlanti di fabbrica o lasciare che gli altoparlanti aftermarket trasformino il tuo sistema audio mobile in un'esperienza di ascolto straordinaria. In questo articolo parleremo di come le aziende possono stipare così tanta potenza in un pacchetto così piccolo e vedremo come questi amplificatori differiscono dalle soluzioni di dimensioni convenzionali.

Cos'è un amplificatore ultracompatto?

Sebbene i piccoli amplificatori di aziende come Sony, Soundstream, Rockford Fosgate e Linear Power siano in circolazione da decenni, la maggior parte di queste prime soluzioni era limitata a circa 20 watt di potenza per canale.

Uno dei primi amplificatori compatti moderni ad alta potenza a lasciare il segno nel settore è stato l'Alpine Power Pack KTP-455U . Con una dimensione di circa 8 x 2,5 x 1,5 pollici, questo amplificatore a quattro canali potrebbe fornire 45 watt reali per canale in carichi di 4 ohm. Alpine ha commercializzato questo amplificatore come una soluzione facilmente integrabile per aggiornare una radio di fabbrica o aftermarket e fornire una potenza quasi tre volte superiore ai tuoi altoparlanti.

Pochi anni dopo, Rockford Fosgate ha introdotto la sua serie di amplificatori Boosted Rail Technology. Questi amplificatori utilizzano un design di alimentazione unico e creativo che era diverso da tutte le altre soluzioni sul mercato. Dal punto di vista della produzione di energia, il PBR300X4 a quattro canali poteva erogare 75 watt di potenza in un carico di 4 ohm e aveva un ingombro di soli 6,75 x 4,25 pollici.

Avanti veloce di cinque anni e ci sono dozzine di aziende con amplificatori piccoli e ad alta potenza disponibili. Puoi scegliere tra soluzioni a quattro o cinque canali per aggiornare il tuo sistema audio e la maggior parte offre un amplificatore subwoofer da circa 300 watt per aggiungere bassi potenti senza occupare molto spazio. Diversi modelli includono design resistenti all'acqua che li rendono ideali per applicazioni marine, motociclistiche e per sport motoristici.

Grande potenza in un pacchetto incredibilmente piccolo

La dimensione dell'amplificatore è determinata da due fattori:quanto spazio è necessario per ospitare i componenti necessari per far funzionare l'amplificatore e quanto dissipatore di calore ha bisogno il progetto per dissipare il calore in modo affidabile in tutte le condizioni.

Uno dei più grandi progressi tecnologici che hanno permesso agli amplificatori di diventare così piccoli sono i dispositivi a montaggio superficiale. Grazie a resistori subminiaturizzati, condensatori, diodi, transistor e microcontrollori, i circuiti e i loro componenti possono occupare metà o un terzo dello spazio che prima richiedevano. Pensa al tuo smartphone:ha più potenza di elaborazione rispetto ai computer desktop di 10 anni fa, ma sta comodamente nel palmo della tua mano o nel taschino di una camicia. In confronto, i computer che hanno portato in orbita le navette spaziali hanno funzionato a circa 1,2 milioni di istruzioni al secondo (MIPS) e avevano una memoria totale di un paio di megabyte. Il processore Apple A11 dell'iPhone X è in grado di gestire 600 miliardi di istruzioni al secondo. Detto questo, la CPU Apple non è progettata per gestire i rigori dello spazio e l'esposizione prolungata alle radiazioni, quindi tienilo a mente se stai pianificando un viaggio su Marte con il nostro amico Elon Musk.

I MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) a montaggio superficiale utilizzati negli alimentatori di questi amplificatori ultracompatti hanno anche consentito agli amplificatori di ridursi drasticamente di dimensioni. Puoi inserire quattro di questi dispositivi sulla punta del dito e ognuno è in grado di far passare 50 ampere di corrente. Trent'anni fa, un singolo transistor da 50 amp sarebbe stato più grande di tutti e quattro questi dispositivi moderni.

Un'altra tecnologia che ha ridotto le dimensioni dell'amplificatore sono i circuiti stampati multistrato. Le schede a quattro strati offrono molte più opzioni per la connettività tra i dispositivi nel circuito e riducono lo spazio necessario per le tracce del segnale.

Infine, i design degli amplificatori in classe D ad alta velocità aiutano a ridurre il consumo di corrente nello stadio di uscita dell'amplificatore. Gli amplificatori audio di classe D funzionano accendendo e spegnendo i dispositivi di uscita a velocità estremamente elevate e variando il ciclo di lavoro (periodi di accensione e spegnimento) ricrea la forma d'onda audio originale. Poiché i dispositivi sono accesi o spenti, impiegano meno tempo a fungere da resistore e, di conseguenza, sprecano meno energia sotto forma di calore.

Gli amplificatori compatti sono la soluzione perfetta?

Con qualsiasi vantaggio, ci sono spesso degli svantaggi. Per gli amplificatori ultracompatti, è necessario considerare tre limiti:capacità di raffreddamento, caratteristiche e rumore. Come accennato in precedenza, inserire molte parti in un piccolo pacchetto è molto più semplice, grazie ai dispositivi a montaggio superficiale e ai circuiti stampati multistrato. Lo svantaggio di un piccolo amplificatore è che ha ancora bisogno di un dissipatore di calore per raffreddare i dispositivi di commutazione. Se riduciamo l'area del dissipatore di calore per un determinato livello di potenza, l'amplificatore sarà più soggetto a surriscaldamento se spinto a fondo. Potresti andare bene per una o due canzoni, ma probabilmente non sarai in grado di suonarle a tutto volume in una calda giornata estiva in Arizona o in Texas senza che loro vadano in protezione.

Le caratteristiche incluse in un amplificatore sono spesso basate sullo spazio disponibile per controlli e interruttori. Se desideri ingressi di alto e basso livello, crossover regolabili per alto, basso e passa-banda, filtri infrasonici, somma del segnale, controlli di sensibilità individuali, circuiti di amplificazione dei bassi e controlli di livello remoti, hai bisogno di molto spazio. In un amplificatore ultracompatto, quello spazio semplicemente non esiste. In quanto tale, la maggior parte di queste caratteristiche non si trova su questa classe di amplificatori.

Infine, dobbiamo parlare di rumore. Il rumore, o più specificamente, il rapporto segnale/rumore (rapporto S/N) descrive la quantità di rumore di fondo (sentito come sibilo) aggiunto a un segnale audio quando passa attraverso un dispositivo. L'alimentatore e lo stadio di uscita in Classe D di un amplificatore producono molto rumore elettrico ad alta frequenza. In un progetto di amplificatore convenzionale e fisicamente grande, questi circuiti rumorosi possono essere posizionati fisicamente ed elettricamente lontano dagli stadi di ingresso sensibili e di guadagno del segnale dell'amplificatore. Quando riduciamo le dimensioni di un amplificatore del 30 percento, tutto è molto più vicino e quindi più di questo rumore viene aggiunto al segnale di uscita.

Diamo un'occhiata a cinque diversi amplificatori di classe D a quattro canali per confrontare i livelli di rumore rispetto alle dimensioni fisiche di ciascun amplificatore.

Confronto del rapporto S/N dell'amplificatore a quattro canali

Potenza di ingombro dell'amplificatore / Rapporto segnale/rumore del canale a 1 Watt
Pollici quadrati Watt ponderato A

Amp 1 26,76 50>68 dB

Amp 2 41,99 70>70,4 dB

Amp 3 60.41 75>84dB

Amp 4 68.07 75>84dB

Amp 5 89,03 150>88,2 dB

Come puoi vedere, amplificatori più grandi aggiungono meno rumore al segnale di uscita. Sebbene nessuna di queste specifiche sia atroce, sarai in grado di sentire un piccolo sibilo dai primi due amplificatori tra le canzoni e probabilmente non dai primi tre amplificatori. Naturalmente, il terzo amplificatore ha un ingombro maggiore del 50 percento (lunghezza per larghezza) rispetto al secondo amp, quindi scegli il tuo veleno in modo appropriato.

Gli amplificatori ultracompatti offrono soluzioni di installazione uniche

Se stai cercando di aggiungere un amplificatore a una moto o un side-by-side e trovare spazio per l'amplificatore è una preoccupazione, allora, scegli uno dei tanti amplificatori ultracompatti disponibili. Detto questo, se hai un po' di spazio in più, amplificatori più grandi offrono prestazioni di rumore migliori e più funzionalità. In questo caso, puoi ottenere un notevole miglioramento delle prestazioni investendo un po' più di denaro.

Se sei interessato ad aggiornare il tuo sistema audio mobile, contatta un rivenditore specializzato di elettronica mobile locale e parla con uno dei loro esperti di prodotto. Possono fornirti diverse opzioni per migliorare notevolmente la qualità del suono e il livello del volume del tuo sistema esistente.