Ламповая микросхема: Первые «ламповые микросхемы» выходят на рынок

Первые «ламповые
микросхемы» выходят на рынок

от лампы к микросхеме и обратно

Время публикации:14:00/

11. 07.2019

Прослушивание музыки через колонки или наушники невозможно без устройства, которое бы усилило сигнал от источника до уровня, достаточного для их нормальной работы. Это мы уже знаем. Как устроен Hi-Fi усилитель тоже выяснили. Теперь давайте посмотрим, какими бывают Hi-Fi усилители.

Сначала была лампа

TAGA Harmony TTA-500 — настоящий ламповый звук по доступной цене

Исторически первыми появились ламповые усилители. Потому что первым был изобретен их главный элемент в виде электронно-вакуумной лампы. Серийные коммерческие ламповые усилители, появившиеся в 30-е годы прошлого века, вначале были встроены в радиоприемники, а позже и радиолы (приемники с проигрывателем винила). И только уже потом такие усилители появились в виде отдельных устройств. На протяжении всей истории развития ламповых усилителей совершенствовались и используемые в них компоненты, в то время как сама схемотехника менялась не столь значительно.

Ламповый усилитель, как правило, отличается небольшим количеством элементов (по сравнению с транзиторными, о которых чуть позже), но тем выше требования к качеству каждого из них. Ламповый усилитель может работать в классе A или A/B (существуют и весьма экзотические ламповые схемы класса D), быть однотактным или двухтактным. Если вы сейчас не поняли, о чем речь (про «классы» и «такты»), то рекомендуем прочитать нашу предыдущую статью из этого цикла.

Лампы усилителя обычно закрывают защитной сеткой (Roma 96DC)

Обязательным компонентом практически любого лампового усилителя является выходной трансформатор, который обеспечивает его нормальную работу (согласование) с акустикой. Качественный выходной трансформатор довольно дорог в изготовлении и имеет большие размеры и вес. Лампы усилителя требуют высокого напряжения питания в сотни вольт, и, кроме того, сильно нагреваются при работе, что делает такие устройства (теоретически) небезопасными при домашнем использовании. Кроме того, лампы имеют ограниченный срок службы. Поэтому индустрия начала поиск других решений для домашнего усиления звука, что и привело к появлению транзисторных аппаратов.

Тем не менее, сегодня ламповые усилители по-прежнему остаются востребованными на рынке, а их совершенствование продолжает идти по пути применения наиболее качественных комплектующих и материалов, а также расширения функциональных возможностей.

А потом пришел мощный и легкий транзистор

Современные технологии позволяют сделать мощный транзисторный усилитель очень компактным (Pro-Ject MaiA DS2)

Транзистор представляет собой устройство, способное выполнять те же функции, что и лампа, но с использованием других физических процессов. На практике это означает возможность построения более мощных (чем ламповые) усилителей, в которых не требуется использовать высокое питающее напряжение и которые выделяют гораздо меньше тепла. Разумеется, транзисторные усилители класса А тоже довольно горячие, но все же не так сильно, как ламповые. Кроме того, даже самый мощный транзистор меньше обычной лампы. А особенности характеристик транзисторных усилительных схем (их низкое выходное сопротивление) позволяет обойтись без дорого и громоздкого выходного трансформатора.

Все вышеперечисленное, а также возможность простой автоматизированной конвейерной сборки обусловили огромную популярность транзисторных усилителей в 70-90-е годы прошлого века. Они практически полностью вытеснили с рынка ламповые моделей. Кроме того, по измеряемым характеристиками транзисторные аппараты также заметно превосходили ламповые, и именно с их появления принято считать начало эпохи Hi-Fi.

Качественные компоненты для качественного звука

Однако схемотехника транзисторных усилителей оказалась заметно сложнее, чем у ламповых устройств. Им, в большинстве случаев, требовалась специальная настройка или точный предварительный отбор компонентов. Это привело к появлению специальных микросхем-усилителей, в небольших корпусах которых содержались уже настроенные схемы на десятках транзисторов. Использование таких микросхем еще более упростило создание усилителей в массовом производстве. Но со временем оказалось, что, несмотря на хорошие технические показатели, качество их звучания не удовлетворяет запросам меломанов. Поэтому современные транзисторные Hi-Fi усилители создаются только с использованием дискретных компонентов (т.е. отдельных транзисторов), по крайней мере, в выходных каскадах.

Транзисторные аппараты представлены во всех классах усиления, при этом инженеры постоянно разрабатывают и новые схемные решения для еще большего повышения эффективности их работы и улучшения характеристик.

Лампы или транзисторы?

Мы намеренно не останавливались на качестве звучания усилителей на лампах и транзисторах, так как здесь все зависит от конкретного исполнения той или иной модели. И «теплый ламповый» звук или «холодный транзисторный» являются всего лишь распространенными штампами. Да, паспортный уровень искажений лампового усилителя, как правило, выше, чем у транзисторного, а выходная мощность меньше, однако на воспринимаемое качество звука это может и не оказывать никакого влияния вообще.

TAGA Harmony HTA-800 — отличный пример качественного гибридного усилителя

В целом транзисторные аппараты звучат более аналитично, а ламповые – эмоциональнее, но подобные характеристики вряд ли можно измерить в лаборатории. Желание совместить звуковые характеристики усилителей обоих типов привело к возникновению гибридных моделей. Чаще всего в них ламповые входные каскады сочетаются с выходными транзисторными, но бывает и наоборот. В любом случае, усилитель для своей стереосистемы нужно послушать лично и выбирать тот, звук которого понравится именно вам. Подробнее о том, как же выбирать свой усилитель для домашней системы мы поговорим в следующих статьях.

Что лучше для вашего приложения?

Светодиодное освещение прошло долгий путь с момента своего появления, становясь все более компактным и экономичным с каждым новым технологическим достижением. При выборе правильного освещения для вашего приложения полезно понять эволюцию стилей светодиодных чипов и различия между ними.

Сдвоенные встроенные светодиоды (DIP)

Светодиоды, в частности светодиоды Dual In-Line Package (DIP), были впервые разработаны в 1962 году Ником Холоньяком. Этот знакомый дизайн имеет микросхему внутри твердой пластиковой выпуклой головки с двумя прямыми параллельными соединительными штифтами. В среднем светодиоды DIP могут выдавать 3-4 люмена на светодиод. Хотя эта конструкция до сих пор используется в некоторых продуктах, таких как акцентное освещение (например, веревочное освещение), с ее оптическим затуханием и более низким индексом цветопередачи, она гораздо менее эффективна, чем новые светодиодные чипы. Сегодня существуют более совершенные стили светодиодных чипов для домашнего, коммерческого и промышленного использования.

Сюда входят диоды для поверхностного монтажа (SMD) и микросхемы на плате (COB). Они используют от 3 до 9 диодов на чип и производят больше люменов на ватт, чем оригинальные DIP-светодиоды, с более длительным сроком службы.

Светодиодные чипы для поверхностного монтажа (SMD)

Светодиодные чипы с поверхностным монтажом на диодах (SMD) стали следующей крупной эволюцией после DIP. SMD обеспечивают гораздо более высокую светоотдачу, чем традиционные светодиоды, и потребляют гораздо меньше энергии. Они имеют меньший размер, более плоскую конструкцию, более длительный срок службы и потребляют до 75% меньше энергии, чем DIP-светодиоды. Используя RGB, они могут создавать до 16 миллионов цветовых комбинаций и снижают затраты на обслуживание. Эта конструкция, обычно устанавливаемая на печатную плату, более универсальна, поскольку на одну микросхему можно поместить несколько диодов. Светодиоды SMD обеспечивают превосходную яркость и возможность менять цвет. Области применения включают линейное освещение светодиодными лентами, светодиодные светильники для высоких пролетов, светодиодные прожекторы и встраиваемые светодиодные светильники. Они идентифицируются 4-значным числом, указывающим размер чипа.

3528 Светодиод SMD
Этот светодиод средней мощности часто встречается на светодиодных лентах низкого напряжения. Используется 1 светодиод. и выдает около 7 люмен на чип, создавая ровный яркий свет. Выделяется меньше тепла, поэтому прикасаться к ним безопаснее, чем к галогенной лампе. Они также чрезвычайно надежны, с номинальным сроком службы до 50 000 часов. Доступны различные цвета, помимо холодного и теплого белого. Светодиодные чипы 3528 типа SMD часто используются для основного или акцентного освещения, например, под шкафами и вдоль лестниц. Их также можно использовать в качестве светильников для бухт или цоколей, и их можно найти в домах, ресторанах, барах, отелях и других местах. Двойная мощность 3528 SMD может использоваться для светодиодной ленты общего освещения, для замены галогенных ламп или люминесцентных ламп.

5050 Светодиод SMD
Этот дизайн с тремя светодиодами, также известный как трехчиповый, создает мощный светодиодный светильник с яркостью, в три раза превышающей яркость 3528, и около 22 люменов на чип. Он также доступен в виде четырехъядерного чипа с 4 светодиодами. Для работы многоцветных светодиодных лент 5050 требуется контроллер светодиодов RGB. Светодиодные светильники SMD 5050 используются в качестве ярких акцентных светильников, вывесок, рабочего освещения и освещения бухты в домах или на предприятиях. Когда лампы 5050 расположены близко друг к другу в светильнике, они могут создать очень мощный источник света, что делает их подходящими для сплошной заливки стен, освещения баров, клубного освещения и т. д. Доступны различные цвета в дополнение к теплым и холодным белым. В некоторых случаях стиль 5050 можно использовать для основного освещения, например, для коридоров или для замены люминесцентных ламп в жилых и коммерческих помещениях.

5630 Светодиод SMD
Светодиодный чип этого типа немного меньше, но излучает больше света с большей интенсивностью, чем чип 5050 SMD, до 50 люмен на SMD, и имеет срок службы до 50 000 часов. Существует множество применений для SMD 5630, включая освещение коридоров и лестниц, оконные светильники, освещение палуб, контурное или бордюрное освещение, а также фонарные огни. Они идеально подходят для коммерческого использования в торговых центрах, клубах, театрах и ресторанах, а также в качестве декоративного освещения. Другие области применения включают архитектурное освещение, охранное и аварийное освещение, подсветку, подсветку вывесок, а также специальные мероприятия и выставочные выставки.

Новые модели светодиодных микросхем SMD
Если вы ищете еще более эффективные и яркие источники света, новые стили включают светодиодный чип 2835 SMD, светодиодный чип 3020 SMD и светодиодный чип 3014 SMD. Они еще меньше, чем их предшественники, и обеспечивают очень яркий свет с высокой эффективностью, поскольку теперь можно разместить больше светодиодов на полосе печатной платы без необходимости увеличения мощности. Они обеспечивают лучшее рассеивание тепла, большую надежность и более длительный срок службы.

Светодиодная конструкция с чипом на плате (COB)

Chip-on-Board (COB) — это недавняя разработка в области светодиодного освещения. В нем используется несколько диодов, обычно 9 или более, которые соединены непосредственно друг с другом на подложке и упакованы вместе как единый модуль освещения. Такая конструкция занимает меньше места и обеспечивает наибольший световой потенциал. Светодиоды COB используются в небольших устройствах, таких как камеры и смартфоны, в дополнение к мощным светодиодным прожекторам и прожекторам. Они предлагают более сжатый дизайн, с разнонаправленным светом или равномерным светом во всех направлениях. При освещении внешний вид выглядит как панель освещения, а не отдельные источники света. Поскольку чип COB имеет гораздо больше источников света на той же площади, что и традиционный светодиод, он обеспечивает гораздо больший световой поток с каждого квадратного дюйма. Фактическая светоотдача сильно различается в зависимости от конкретной конструкции и мощности, но она может составлять многие тысячи люменов на светодиодную пластину COB.

К преимуществам светодиодов COB относятся улучшенное тепловое сопротивление, большая площадь охлаждения, улучшенный световой эффект и повышенная светоотдача. Меньшее количество компонентов и более эффективная упаковка приводят к меньшему выделению тепла и более эффективно передают тепло к радиаторам. Конструкция COB также менее подвержена сбоям в жарких условиях (по сравнению со светодиодами SMD).

Светодиодные лампы COB часто используются в качестве твердотельных ламп для замены старых металлогалогенных ламп в многоэтажном освещении. Вы увидите, как они используются для погрузочных доков, заводов, складов, доставок и других промышленных применений. Лампы COB часто встречаются в мощных потолочных светильниках и трековых светильниках. Они также используются для уличного освещения, автостоянок и наружных сооружений, которым необходимо широкое распространение света на большой площади..

Светодиодные технологии идут вперед

Другие стили светодиодных чипов, о которых вы, возможно, услышите в будущем, включают несколько чипов на плате (MCOB), используемые в светодиодных лампах и трубках; Пакеты с несколькими чипами и чашками на плате (MCCOB), используемые для высотных светильников и прожекторов; Стереоскопические микросхемы на плате (SCOB) и ETP FC (Flip-Chip), новая технология, обеспечивающая большее рассеивание тепла, более длительный срок службы, почти нулевой затухание и меньшую конструкцию для более сфокусированного светового луча и большей яркости.