fbpx

වඩාත් හොඳ Class A ඈම්ප් ද, Class D ඈම්ප් ද?

ශබ්ද පරිපාලනය සරල සිංහලෙන්

වඩාත් හොඳ Class A ඈම්ප් ද, Class D ඈම්ප් ද?

September 4, 2018 Hardware 0

 

 

ඈම්ප් සම්බන්ධව කතා කරද්දී  කෙනෙකුට ගැටළුවක් වෙන්න පුළුවන් තැනක් තමයි මේ. වඩාත් හොඳ Class A ඈම්ප් ද, Class D ඈම්ප් ද? නැතිනම් Class A/B හෝ වෙනත් එකක් ද?  මේක තවත් පැටලිලි සහගත වෙන්නේ විවිධ සමාගම් තමන්ගේ ප්‍රචාරණ කටයුතු සඳහා ඇම්ප්ලිෆයර් වල තිබෙන Class එක වෙනස් විදියට පාවිච්චි කිරීමයි. සමහරක් සමාගම් Class A හොඳ බව කියන අතරේ තවත් සමහරක් Class D හොඳ බව කියන අවස්ථා දකින්නට ලැබෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස පහත රූපයේ දැක්වෙන Yamaha PS/MA ඇම්ප්ලිෆයර් මාදිලි වලට අදාළ විස්තර වල Class D ඈම්ප් වඩාත් කාර්යක්ෂම බවක් අඟවනවා.

source: www.yamahaproaudio.com

නමුත් Yamaha සමාගමටම අයත් Steinberg audio interface සඳහා වන තොරතුරු වල ඔවුන් අඟවන්නේ එහි preamps සඳහා යොදා ඇති Class A ඈම්ප් වඩාත් ගුණාත්මක බවයි.

Source: www.steinberg.net

 

මේ පැටලිලිසහගත බව මගහැරගනීමට නම් Class A සිට D දක්වා වන මාදිලි වල වෙනස්කම් හඳුනාගත යුතුයි. මේ ලිපිය වෙන්වන්නේ ඒ කාර්යය සඳහායි. මේ විවිධ ඈම්ප් වර්ග වල පවතින වෙනස්කම් ගැන අපි මුලින්ම සොයා බලමු.

 

Class A

ප්‍රතිසම ශබ්ද තරංගයක් (Analog audio signal එකක්)  කොටස් දෙකකින් සමන්විත වනවා. ඒ ධාරාව ධන හා සෘණ අගයන් ගන්නා අවස්ථා දෙක වශයෙන්. Class A ඈම්ප් එකකදී මෙම අවස්ථා දෙකම එකම පරිපථ කොටසකින් වර්ධනය කිරීම සිදු වනවා. මේ ක්‍රමය මගින් ඈම්ප් එකට ඇතුළු කරන තරංගයේ ඉතා නිවැරදි ප්‍රතිනිර්මාණයක් ලබා ගැනීමට හැකියාව තිබෙන නමුත් මේ ආකාරයේ ඈම්ප් වල කාර්යක්ෂමතාව ඉතා අඩුයි. මේවායෙන් ලබාගතහැකි උපරිම කාර්යක්ෂමතාව 25%ක් පමණ වනවා. වෙනත් ආකාරයකින් කිව්වොත්, Class A ඈම්ප් වලට සපයන විදුලියෙන් 75%ක් පමණ අපතේ යනවා.

Class A Amplifier

Class B

මේ ආකාරයේ ඈම්ප් වලදී තරංගයේ ධාරාව ධන අගයක් ගන්නා කොටස වර්ධනය කිරීම සඳහා එක් පරිපථ කොටසකුත් සෘණ අගයක් ගන්නා කොටස වර්ධනය කිරීම සඳහා තවත් පරිපථ කොටසකුත් යොදාගැනෙන අතර වර්ධනය කිරීමෙන් අනතුරුව තරංගයේ කොටස් දෙක නැවත තනි තරංගයක් බවට කිරීමක් සිදු වෙනවා. මේ අනුව තරංගයේ කලාව සැලකීමේදී ධාරාව ධන වන අංශක 180ක කොටස සඳහා සහ ධාරාව සෘණ වන අංශක 180ක කොටස සඳහා වෙන වෙනම පරිපථ කොටස් භාවිතා වනවා.

Class B Amplifier

මෙම ක්‍රමය Class A ඈම්ප් වලට වඩා අතිශයින්ම කාර්යක්ෂම (60% ක් පමණ) වන නමුත් පෙර කී තරංගයේ කොටස් දෙක නැවත සම්බන්ධ කරන අවස්තාවේදී තරංගයේ යම්කිසි විකෘති වීමක් දක්නට ලැබෙනවා. මීට හේතුව වන්නේ තරංගයේ ධන කොටසේ සිට සෘණ කොටසට මාරුවන අවස්ථාවේදී පරිපථ කොටස් දෙකම ක්‍රියාවිරහිතව පැවතීමයි. මෙම කාල පරාසය ඉතා කෙටි නමුත් ඉන් තරංගයේ නිරවද්යතාවයට සැලකියයුතු බලපෑමක් සිදු වීම දක්නට ලැබෙනවා.  Crossover distortion නමින් හැඳින්වෙන මෙම තත්ත්වය නිසා ඈම්ප් එකට ඇතුළු කරන තරංගයේ ඉතා නිවැරදි ප්‍රතිනිර්මාණයක් ලබා ගැනීමට හැකියාව Class B ඈම්ප් සතුව නැහැ.

 

Class A/B

මේ වර්ගය Class A සහ B වර්ග වල එකතුවක්. Class B වල ආකාරයටම මෙහිදීත් තරංගයේ ධාරාව ධන අගයක් ගන්නා කොටස වර්ධනය කිරීම සඳහා එක් පරිපථ කොටසකුත් සෘණ අගයක් ගන්නා කොටස වර්ධනය කිරීම සඳහා තවත් පරිපථ කොටසකුත් යොදාගැනෙනවා. නමුත් එක් එක් කොටසින් තරංගයේ හරි අඩකට වැඩි ප්‍රමාණයක් වර්ධනය කෙරෙනවා, එනම් තරංගයේ කලාවෙන් අංශක 180ත් 200ත් අතර ප්‍රමාණයක් එක් එක් පරිපථ කොටස මගින් වර්ධනය කිරීම සිදු කෙරෙනවා. එම නිසා තරංගයේ ධන කොටසේ සිට සෘණ කොටස වෙත මාරු වන මොහොතේ අවම වශයෙන් එක් පරිපථ කොටසක් ක්‍රියාත්මක වන නිසා Class B ආකාරයේ තරම් විශාල වශයෙන් crossover distortion සිදුවන්නේ නැහැ. මේ නිසා ඇතුළු කරන තරංගයේ වඩාත් නිවැරදි නිවැරදි ප්‍රතිනිර්මාණයක් ලබාගනීමට (Linearity) මේ වර්ගයේ ඇම්ප්ලිෆයර් වලට හැකියාව ලැබෙනවා.  මේ ආකාරයට ශබ්දයේ ගුණාත්මකභාවය සහ කාර්යක්ෂමතාව අතර හොඳ සම්බන්ධතාවක් පවතින නිසාම පවර් ඇම්ප්ලිෆයර් වල මේ ආකාරයේ Class A/B ඈම්ප් දක්නට ලැබෙනවා.

Class A/B Amplifier

 

Class D

ඇම්ප්ලිෆයර් වල භාවිතාවන නවීනතම තාක්ෂණය තමයි Class D කියන්නේ. මෙහි ක්‍රියාත්මක මූලධර්මය පෙර කී ආකාර වලට වඩා හාත්පසින්ම වෙනස්. මේ සඳහා භාවිතා වන්නේ Pulse Width Modulation නම් ක්‍රමවේදයක්. එහිදී ඉතා ඉහළ සංඛ්‍යාතයක් සහිත තරංගයක ( 200,000Hz හෝ ඉහළ ) ස්පන්දන (Pulses) මගින් අපට අවශ්‍ය ශබ්ද තරංගය නිරුපණය කිරීම සිදු වනවා. පහත රූපසටහනේ දැක්වෙන්නේ PWM ක්‍රමයේ සරල නිරූපනයක්. එහි Ve මගින් දැක්වෙන්නේ අපට amplify කිරීමට අවශ්‍ය ශබ්ද තරංගය වන අතර Vs මගින් දැක්වෙන්නේ ඊට අනුරූප අධි සංඛ්‍යාත තරංගයයි. එහිදී ශබ්ද තරංගයේ විස්තාරය (Amplitude) වැඩි කොටස් සඳහා පළලින් වැඩි (වැඩි වෙලාවක් පවතින) ස්පන්දනත්,  විස්තාරය අඩු  කොටස් සඳහා පළලින් අඩු (අඩු වෙලාවක් පවතින) ස්පන්දනත් යෙදෙන ආකාරය පැහැදිලිව දක්නට ලැබෙනවා.

Pulse Width Modulation Illustration By Yves-Laurent, from Wikimedia Commons

 

කෙසේ නමුත් Pulse Width Modulation හි අභ්‍යන්තර ක්‍රියාකාරීත්වය ශබ්ද පරිපාලකයෙකුගේ විෂය පථයේ කෙලවරට වෙන්නට තිබෙන කාරණාවක් නිසා මීළඟට Class D ඈම්ප් වල සුවිශේෂී ලක්ෂණ ගැන මීළඟට කතා කරමු. Class D වර්ගයේ ඈම්ප් වල කාර්යක්ෂමතාවය අනෙකුත් වර්ග වලට සාපේක්ෂව ඉතා ඉහළයි. මීට හේතුව වන්නේ PWM ක්‍රමය හරහා වන ශක්ති හානිය ඉතා අවම වීමයි. මේ නිසාම කුඩා විදුලියකින් ඉහළ වොට් අගයක් ලබාදීමට Class D ඈම්ප් වලට හැකියාව තිබෙනවා. ඒ සමගම ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවය නිසා රත්වීම අවම වීම නිසා මේවාට වෙනත් වර්ග මෙන් ඉතා විශාල heat zinc කොටස් අවශ්‍ය වන්නේත් නැහැ. එමනිසා Class D ප්‍රමාණයෙන් වඩාත් කුඩා සහ බරින් වඩාත් අඩු වන ලෙස නිර්මාණය කලහැකියි.

තත්ත්වය එසේ වුවත් Class D ඈම්ප් කියන්නේ ටිකක් ආන්දෝලනාත්මක තාක්ෂණයක්. ඊට හේතුව වන්නේ මේවායෙන් පිටකෙරෙන ශබ්දය මුල් ශබ්දයේ ඉතා නිවැරදි ප්‍රතිනිර්මාණයක් නොවන බවට පැමිණිලි මතු වීම. මුල් කාලයේ Class D ඈම්ප් හරහා එන ශබ්දයේ Mids සහ High Mids කලාප වල තත්ත්වය සතුටුදායක නොවන බව සැලකිය යුතු පිරිසකගේ පිළිගැනීම වුණා. කෙසේ නමුත් අද වන විට Class D ඈම්ප් වල ශබ්දයේ ගුණාත්මක භාවයේ විශාල වර්ධනයක් මෙන්ම සජීවී ශබ්ද පරිපාලන ක්ෂේත්‍රය තුල භාවිතයේත් විශාල වර්ධනයක් දක්නට ලැබෙනවා.

මීට අමතරව විවිධ සමාගම් මගින් මෙම මුලික තාක්ෂණික උපක්‍රම තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම හරහා නිෂ්පාදනය කෙරෙන තවත් ඈම්ප් වර්ග දක්නට ලැබෙනවා. උදාහ‍රණ ලෙස Crown Audio සමාගම පේටන්ට් බලපත්‍ර දරන Class I සහ Yamaha සමාගම සතු EEENgine තාක්ෂණයක් දක්වන්නට පුළුවන්. මේවා බොහොමයක් Class D වල වඩාත් දියුණු අවස්ථා ලෙස දක්වන්නට පුළුවන්.

මේ වෙද්දී ඔබට මේ විවිධ ඇම්ප්ලිෆයර් ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය ගැන අවබෝධයක් ලැබිලා ඇති. ඒ නිසා ලිපිය ආරම්භයේදී තිබුණු ප්‍රශ්නය ගැන දැන් අපි සොයාබලමු. වඩාත් හොඳ මොන වර්ගයේ ඇම්ප්ලිෆයර් ද?

මෙතෙක් අපි කතා කළ සියලු වර්ග සඳහා ප්‍රධාන කාරණා දෙකක් ගැන සලකා බැලුවා. ඒ ශබ්දයේ ගුණාත්මක භාවය – Linearity  (ඈම්ප් එකෙන් නිකුත් වෙන ශබ්දය මුල් ශබ්දය කෙතරම් නිවැරදිව ප්‍රතිනිර්මාණය කරනවාද යන්න) සහ කාර්යක්ෂමතාවය. ඒ තොරතුරු පහත සටහනේ ආකාරයට ගොනුකර ගන්නට පුළුවන්.

Power Amp සඳහා වඩාත් සුදුසු Class එක

පවර් ඇම්ප්ලිෆයර් එකක් පාවිච්චි වෙන්නේ ස්පීකර් එකක් ක්‍රියාත්මක කිරීම සඳහා. මේ සඳහා සාපේක්ෂව විශාල විදුලියක් අවශ්‍යයි. ඒ නිසා පවර් ඇම්ප්ලිෆයර් වලදී වැඩි ප්‍රමුඛතාවක් හිමිවෙන්නේ වඩාත් කාර්යක්ෂම ඈම්ප් වෙනුවෙන්. ඒ නිසාම Class A මාදිලියේ පරිපථ  පවර් ඇම්ප්ලිෆයර් සඳහා භාවිතා වුණු යුගය දැන් අවසන්. ශබ්දයේ ගුණාත්මක භාවය අඩු නිසා Class B මාදිලිය භාවිතා වෙන්නෙත් නැහැ.

ඒ අනුව ඉතිරි වෙන Class A සහ Class D අතරින් වඩාත් සුදුසු වර්ගය තීරණය කළ යුත්තේ තමන්ගේ අවශ්‍යතාවය මත යි. කාර්යක්ෂමතාවයට වඩා ශබ්දයේ linearity එක වැදගත් වන අවස්තාවක නම් Class A/B ඈම්ප් එකක් වඩාත් සුදුසුයි. එසේ නොවන අනෙකුත් අවස්ථා වලදී වඩාත් සුදුසු වන්නේ Class D ඇම්ප්ලිෆයර් එකක්. කෙසේ නමුත් වර්තමානයේ නිෂ්පාදනය වන බොහෝ පවර් ඇම්ප්ලිෆයර් වල අඩංගු වන්නේ Class D සහ එහි විවිධ ප්‍රභේද සහිත පරිපථයි. ඒ නිසා නවීනතම තාක්ත්ෂණයෙන් සමන්විත ඈම්ප් එකක් තමන්ගේ ගැජට් ගොන්නට එකතු කරගැනීම අද කාලයේ  හැටියට හොඳ තීරණයක්.

 

Preamp සඳහා වඩාත් සුදුසු Class එක

පවර් ඇම්ප්ලිෆයර් සම්බන්ධ තත්ත්වය එහෙම වුණත් preamp (පෙර වර්ධක) සහ වෙනත් line level 🛈 තරංග භාවිතා වන උපකරණ සම්බන්ධ තත්ත්වය මීට හාත්පසින්ම වෙනස්. Preamp එකක් භාවිතා වන්නේ මයික්‍රොෆෝන් එකක් වැනි උපකරණයකින් ලැබෙන දුර්වල තරංගයක් පටිගත කිරීමට හෝ mixing සඳහා සුදුසු මට්ටමකට වර්ධනය කිරීම සඳහායි. Mixing Consoles සහ Audio Interface වල මේ කාර්යය සඳහා preamp භාවිතා වනවා.  මෙවැනි අවස්තාවක විශාල විදුලියක් අවශ්‍ය නොවන නමුත් ශබ්දයේ ගුණාත්මක භාවය, නොඑසේ නම් preamp එක මගින් මුල් තරංගය ඉතා නිවැරදිව ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීම අතිශයින්ම වැදගත්. ඒ නිසා මේ අවස්තාවේදී ප්‍රමුඛතාවය ලැබිය යුතු වන්නේ කාර්යක්ෂමතාවට හෝ වෙනත් සාධක වලට වඩා ශබ්දයේ ගුණාත්මක භාවය සඳහායි. ඒ අනුව preamp සඳහා වඩාත් සුදුසු වන්නේ Class A වර්ගයේ පරිපථ සහිත උපකරණ. මීට අමතරව විශාල විදුලියක් වැය නොවන තවත් අවස්තාවක් වන Headphone Amp සඳහාත් Class A වර්ගයේ පරිපථ භාවිතා වන අවස්ථා දක්නට ලැබෙනවා.

 

References & Further Research:

PS Audio: Differences between Class A, AB, and Class D amplifiers

Zero FIeldity : Class A, Class AB, and Class D Amps explained! (Using real world language)

Sweetwater: Power Amp Buying Guide

Sound on Sound: What Is Class-D Amplification?

Sound on Sound: How do the different amp classes work?

Cover Image : www.wallpaperup.com

 

 

 

An audiophile, guitarist and a bassist. Working as a voice-over post producer since 2013, helping dozens of clients and organizations in USA & EU with their online broadcasting.