{"id":5945,"date":"2018-05-03T15:42:36","date_gmt":"2018-05-03T12:42:36","guid":{"rendered":"https:\/\/avplus.fi\/opas-mita-vahvistinluokat-tarkoittavat\/"},"modified":"2026-05-01T10:23:33","modified_gmt":"2026-05-01T07:23:33","slug":"opas-mita-vahvistinluokat-tarkoittavat","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/avplus.fi\/en\/opas-mita-vahvistinluokat-tarkoittavat\/","title":{"rendered":"Opas: Mit\u00e4 vahvistinluokat tarkoittavat?"},"content":{"rendered":"

Teksti: Kari Nevalainen
\nJulkaistu AVPlus-lehden numerossa 2\/2018.<\/span><\/p>\n

Hifivahvistin on laite, joka muuttaa ohjelmal\u00e4hteen heikon signaalin (s\u00e4hk\u00f6v\u00e4r\u00e4htelyn) niin voimakkaaksi signaaliksi, ett\u00e4 sill\u00e4 voidaan ajaa kaiutinta. Tyypillisesti vahvistin koostuu virtal\u00e4hteest\u00e4, esiasteesta (tulosignaalin bufferointi: vahvistus, impedanssi), ajurista (ajaa p\u00e4\u00e4teastetta ja toimii tarvittaessa vaiheenk\u00e4\u00e4nt\u00e4j\u00e4n\u00e4) ja p\u00e4\u00e4teasteesta (sy\u00f6tt\u00e4\u00e4 virtaa kaiuttimille). Jos n\u00e4m\u00e4 kaikki ovat yhdess\u00e4 ja samassa vahvistimessa, kutsutaan sit\u00e4 integroiduksi vahvistimeksi.
\n<\/span>Vahvistinluokista puhuttaessa puhutaan l\u00e4hinn\u00e4 p\u00e4\u00e4teasteen toimintaperiaatteesta. Esivahvistimen (kuulokevahvistimen ja muiden) sek\u00e4 p\u00e4\u00e4teasteen etuasteen k\u00e4sittelem\u00e4 tulosignaali on niin pienitasoinen, ett\u00e4 sen vahvistukseen riitt\u00e4\u00e4 k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 vain yksi toimintaluokka (A). Integroidun vahvistimen p\u00e4\u00e4teasteessa tai erillisess\u00e4 p\u00e4\u00e4tevahvistimessa (mono\/stereo) tilanne on eri. <\/span><\/p>\n

A-luokka <\/b><\/span><\/p>\n

P\u00e4\u00e4tevahvistimen tehoaste voidaan rakentaa toimimaan A-luokassa, ja varsinkin putkivahvistimissa on edelleen paljon A-luokan toteutuksia, jollaisia my\u00f6s kaikki varhaiset putkivahvistimet olivat. A-luokka tarkoittaa teknisesti, ett\u00e4 kytkenn\u00e4ss\u00e4 oleva putki tai transistori johtaa yksipuoleisesti koko signaalijakson ajan (signaalin molemmat puolijaksot) eli koko sis\u00e4\u00e4ntulosignaali vahvistetaan.
\n<\/span>Muihin vahvistintyyppeihin verrattuna A-luokan vahvistimet ovat lineaarisempia ja yksinkertaisempia sek\u00e4 varsinkin single-ended-toteutuksissa (my\u00f6s vuorovaihevahvistin voi toimia A-luokassa) my\u00f6s pienempitehoisia. Toisaalta niiden herkill\u00e4 kaiuttimilla tuottamaa \u00e4\u00e4nt\u00e4 kuvataan usein laadukkaammaksi kuin muuntyyppisten vahvistimien. Kaupallisia yksipuoleisia A-luokan vahvistimia on transistoripuolella v\u00e4h\u00e4n mutta putkipuolella sit\u00e4kin enemm\u00e4n. \u00a0 \u00a0 <\/span>
\nA-luokan ominaisuus, olipa kyse putki- tai transistorivahvistimesta, on isot tehoh\u00e4vi\u00f6t. Yksipuolisissa single-ended- eli SE-rakenteissa hy\u00f6tysuhde on teoreettisestikin parhaimmillaan vain 25 prosenttia. Muuntajakytketyill\u00e4 rakenteilla voidaan p\u00e4\u00e4st\u00e4 50 prosentin hy\u00f6tysuhteeseen, mutta musiikkisignaalilla j\u00e4\u00e4d\u00e4\u00e4n kauaksi maksimihy\u00f6tysuhteista, yleens\u00e4 vain muutamaan prosenttiin. Parempi hy\u00f6tysuhde mutta my\u00f6s pienempi tyhj\u00e4k\u00e4yntiteho on ollut t\u00e4rkein syy B-luokan vahvistinrakenteiden k\u00e4yt\u00f6lle. <\/span><\/p>\n

B-luokka <\/b><\/span><\/p>\n

Hy\u00f6tysuhdetta saadaan merkitt\u00e4v\u00e4sti nostettua (78,5 prosenttiin) ja tyhj\u00e4k\u00e4yntih\u00e4vi\u00f6t\u00e4 laskettua vuorovaiheisilla rakenteilla. Vuorovaihekytkenn\u00e4ss\u00e4 signaalin puolijaksot on jaettu eri transistoreille (komplementaaripari) tai putkille. Vuorovaihevahvistimissa transistorit\/putket ovat puolet ajasta kytkeytyneen\u00e4 ja puolet pois p\u00e4\u00e4lt\u00e4, jolloin ne eiv\u00e4t kuluta tehoa. T\u00e4llainen vahvistinrakenne edellytt\u00e4\u00e4, ett\u00e4 ajuriasteessa signaalin puolijaksot (positiivinen\/negatiivinen) on erotettu vaiheenk\u00e4\u00e4nn\u00f6ll\u00e4.
\n<\/span>Ylimenokohta yhdelt\u00e4 puolijaksolta toiselle (nollakohdassa kumpikaan transistori tai putki ei kytkeydy p\u00e4\u00e4lle) aiheuttaa v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00e4 ylimenos\u00e4r\u00f6\u00e4, joka on suurimmillaan alhaisilla signaalitasoilla. S\u00e4r\u00f6\u00e4 voidaan pienent\u00e4\u00e4 lis\u00e4\u00e4m\u00e4ll\u00e4 lepobiasta.
\n<\/span>Bias on pienehk\u00f6 virta (c), jolla p\u00e4\u00e4tetransistorit saadaan johtamaan suurempaa virtaa. Mit\u00e4 suurempi bias, sit\u00e4 enemm\u00e4n p\u00e4\u00e4tetransistorien l\u00e4pi kulkee virtaa \u2013 my\u00f6s lepotilassa, kun vahvistin ei vahvista \u00e4\u00e4nisignaalia. Biaksen m\u00e4\u00e4r\u00e4st\u00e4 voidaan laskea vahvistimen toimintaluokan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4v\u00e4 toimintapiste.\u00a0 \u00a0<\/span><\/span><\/p>\n

AB-luokka<\/b><\/span><\/p>\n

Kun l\u00e4pi ajettu bias on hyvin pieni, kyse on B-luokan rakenteesta. Kun biaksen m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 lis\u00e4t\u00e4\u00e4n, kyse on AB-luokan toteutuksesta. Biasta tarpeeksi kasvattamalla p\u00e4\u00e4st\u00e4\u00e4n A-luokkaan. AB-luokan vahvistimessa (p\u00e4\u00e4teasteessa) molemmat transistorit tai putket toimivat pienell\u00e4 signaalitasolla A-luokassa, ja signaalitason kasvaessa m\u00e4\u00e4r\u00e4tyn tason yli ne toimivat B-luokan tavoin. Moni A-luokan vuorovaihevahvistin \u2013 tai sellaiseksi mainostettu \u2013 on kytkenn\u00e4lt\u00e4\u00e4n kuin mik\u00e4 tahansa AB-luokan vahvistin sill\u00e4 erotuksella, ett\u00e4 A-luokan vahvistimissa j\u00e4\u00e4hdytys ja komponenttien mitoitus on suunniteltu kest\u00e4m\u00e4\u00e4n tavanomaista suurempi lepobias.
\nKeskim\u00e4\u00e4rin AB-luokan vahvistin tuottaa muutaman watin A-luokassa ja siirtyy sitten B-luokkaan. Parhaimmissakin tapauksissa A-luokan osuus AB-vahvistimissa on vain 15 prosenttia, tyypillisesti kuitenkin viisi prosenttia. Mit\u00e4 suurempi on A-luokan osuus, sit\u00e4 valtavampi virtal\u00e4hde ja sit\u00e4 kuumempana kone k\u00e4y, my\u00f6s lepotilassa.
\n<\/span>AB-luokalla p\u00e4\u00e4st\u00e4\u00e4n osittain eroon B-luokan ep\u00e4lineaarisuudesta, mutta verrattuna A-luokan (korkean biaksen) vuorovaihevahvistimiin AB-luokan vahvistimet k\u00e4rsiv\u00e4t edelleen ongelmista, joita syntyy, kun kahteen puolijaksoon jaettu, toisinaan hyvinkin v\u00e4\u00e4ristynyt, ep\u00e4lineaarinen signaali liitet\u00e4\u00e4n takasin yhteen vahvistimen p\u00e4\u00e4teasteessa. N\u00e4m\u00e4 ylimenos\u00e4r\u00f6\u00f6n liittyv\u00e4t ongelmat (s\u00e4r\u00f6ytyneet sis\u00e4iset virrat, tehol\u00e4hteen pulssittainen kuormitus, l\u00e4mp\u00f6tilaherkkyys ja niin edelleen) on kuitenkin siin\u00e4 m\u00e4\u00e4rin onnistuttu minimoimaan, ett\u00e4 viime vuosiin asti l\u00e4hes kaikki kaupalliset (p\u00e4\u00e4te)vahvistimet toimivat AB-luokassa. \u00a0 <\/span><\/p>\n

D-luokka <\/b><\/span><\/p>\n

AB-luokan uusi kilpailija on D-luokka, miss\u00e4 p\u00e4\u00e4tetransistorit toimivat kytkimien tapaan (koko ajan joko t\u00e4ysin johtavassa tilassa tai eiv\u00e4t johda ollenkaan) ja niit\u00e4 ohjataan (useimmiten) pulssinleveysmoduloidulla (PWM) signaalilla. Korkeimpaan vahvistettavaan \u00e4\u00e4nitaajuuteen n\u00e4hden moninkertainen modulointitaajuus suodatetaan pois alip\u00e4\u00e4st\u00f6suotimella, jolloin vahvistimen p\u00e4\u00e4teasteen tuottama signaali saadaan muistuttamaan sille sy\u00f6tetty\u00e4 analogista signaalia.
\nD-luokan merkitt\u00e4vimm\u00e4t edut ovat vahvistimen erinomainen hy\u00f6tysuhde (parhaimmillaan jopa 95 prosenttia) sek\u00e4 keveys ja eritt\u00e4in pieni l\u00e4mm\u00f6ntuotto. Kaksi viimeksi mainittua ominaisuutta johtuvat siit\u00e4, ett\u00e4 D-luokan vahvistin ei tarvitse massiivista virtal\u00e4hdett\u00e4.
\n<\/span>D-luokan vahvistimet ovat perinteisesti olleet v\u00e4hemm\u00e4n lineaarisia kuin A- tai AB-luokan vahvistimet, eik\u00e4 niiden \u00e4\u00e4nenlaatua ole pidetty parhaana mahdollisena. D-luokan tekniikka on kuitenkin kehittynyt viime vuosina, ja nyky\u00e4\u00e4n on yleistynyt k\u00e4sitys, ett\u00e4 on D-luokan vahvistinpiirej\u00e4, joiden tuottamaa \u00e4\u00e4nt\u00e4 voi jo pit\u00e4\u00e4 varsin hyv\u00e4n\u00e4. Varsinkin sovellutuksissa, joissa hyv\u00e4 hy\u00f6tysuhde on t\u00e4rke\u00e4 (muun muassa paristok\u00e4ytt\u00f6iset laitteet) eik\u00e4 jouduta toistamaan hyvin korkeita taajuuksia, D-luokka tulee oletettavasti yleistym\u00e4\u00e4n. <\/span><\/p>\n

G-luokka<\/b><\/span><\/p>\n

G-luokan vahvistin on B\/AB-luokan vahvistimen muunnos. Rakenteessa hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4n tietoa, ett\u00e4 musiikkisignaali on suurimman osan ajasta pieniamplitudista mutta sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 aina v\u00e4lill\u00e4 kuitenkin voimakkaita transientteja. G-luokan vahvistimessa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n useampaa (v\u00e4hint\u00e4\u00e4n kahta) eri k\u00e4ytt\u00f6j\u00e4nnitett\u00e4. Kun l\u00e4ht\u00f6signaalin taso on pieni, vahvistin k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 pienemp\u00e4\u00e4 j\u00e4nnitett\u00e4. Kun l\u00e4ht\u00f6signaali nousee yli m\u00e4\u00e4r\u00e4tyn tason, vaihdetaan l\u00e4ht\u00f6asteelle suurempi k\u00e4ytt\u00f6j\u00e4nnite, ja taas takaisin pienemm\u00e4lle j\u00e4nnitteelle, kun l\u00e4ht\u00f6signaalin taso putoaa. G-luokan rakenteella kyet\u00e4\u00e4n minimoimaan tehoh\u00e4vi\u00f6t ja parantamaan n\u00e4in vahvistimen hy\u00f6tysuhdetta. Kaupalliset G-luokan vahvistimet ovat melko harvinaisia (valmistajista mainittakoon vaikkapa Arcam ja TelluriumQ).<\/span><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Teksti: Kari Nevalainen Julkaistu AVPlus-lehden numerossa 2\/2018. Hifivahvistin on laite, joka muuttaa ohjelmal\u00e4hteen heikon signaalin (s\u00e4hk\u00f6v\u00e4r\u00e4htelyn) niin voimakkaaksi signaaliksi, ett\u00e4 sill\u00e4 voidaan ajaa kaiutinta. Tyypillisesti vahvistin koostuu virtal\u00e4hteest\u00e4, esiasteesta (tulosignaalin bufferointi: vahvistus, impedanssi), ajurista (ajaa p\u00e4\u00e4teastetta ja toimii tarvittaessa vaiheenk\u00e4\u00e4nt\u00e4j\u00e4n\u00e4) ja p\u00e4\u00e4teasteesta (sy\u00f6tt\u00e4\u00e4 virtaa kaiuttimille). Jos n\u00e4m\u00e4 kaikki ovat yhdess\u00e4 ja samassa vahvistimessa, kutsutaan sit\u00e4 […]<\/p>\n","protected":false},"author":434,"featured_media":5937,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jnews-multi-image_gallery":[],"jnews_single_post":{"trending_post":"0"},"jnews_primary_category":[],"jnews_paywall_metabox":null,"jnews_override_counter":[],"footnotes":""},"categories":[241,249,260,262],"tags":[],"coauthors":[358],"class_list":["post-5945","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uutinen","category-opas","category-audio-hifi","category-high-end-audio"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5945","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/434"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5945"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5945\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5937"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5945"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5945"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5945"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/avplus.fi\/en\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=5945"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}