Moc wyjściowa wzmacniacza.
Jest to podstawowy parametr charakteryzujący wzmacniacze. Moc wyjściowa jest uzależniona od dwóch parametrów, napięcia zasilania i impedancji obciążenia. Oczywiście pod uwagę biorę moc, która jest określana jako "sinusoidalna". To jest tzw. moc skuteczna, zwana też mocą znamionową.
Najprościej jest ją obliczyć w/g poniższego wzoru:

Pwy = (Ucc^2/8RL) * η

Dla wzmacniaczy mostkowych:

Pwy = (Ucc^2/2RL) * η

Gdzie:

Pwy = moc wyjściowa w Watach
Ucc^2 = pełne napięcie zasilania podniesione do kwadratu. Jeśli to jest +/-34V, to faktycznie wynosi 68V.
8RL (2RL) = wielokrotność rezystancji obciążenia
η = oznacza sprawność energetyczną w %.

Dla wzmacniacza w klasie AB sprawność energetyczna mieści się w granicach 50 - 60%. Jest ona uzależniona od konfiguracji stopnia mocy. Przy statycznych źródłach prądowych jest zbliżona do 50%, natomiast źródła typu bootstrap podnoszą tą sprawność do 60%. Dla stopnia z tranzystorami MOS-FET jest nieco niższa ze względu na duże napięcie polaryzacji tranzystorów. Wzmacniacze w klasie "D" osiągają sprawność dochodzącą do 70%. To, że niektóre źródła podają sprawność tych wzmacniaczy dochodzącą do 90% jest pomyłką dotyczącą określenia różnic strat mocy jako "sprawność energetyczna", która w prostej zależności między sinusoidą a prądem stałym na poziomie pierwiastka z 2, nie może być wyższa niż około 70%.

Współczynnik tłumienia - dumping factor.
Czyli stosunek ipedancji głośników do impedancji wzmacniacza. Jest to parametr określający w praktyce wewnętrzną impedancję wzmacniacza, na którą składa się również impedancja zasilacza. Im wyższy jest ten parametr, tym lepiej są kontrolowane zestawy głośnikowe.

Klasy pracy wzmacniacza

Klasa A
Jest to podstawowa klasa pracy tranzystora (lampy) gdzie wykorzystywany jest jego liniowy odcinek charakterystyki wzmocnienia. A po ludzku to podczas pracy wzmacniacza przez element wzmacniający zawsze płynie prąd. Nie następuje jego wyłączenie. Wszystkie wzmacniacze pracujące w konfiguracji "single ended" pracują w klasie A. W układach tych nie występują zniekształcenia skrośne ale słyną z nieparzystych harmonicznych ocieplających dźwięk. Wzmacniacze klasy A posiadają niską sprawność energetyczną ze względu na duże straty mocy, które są zamieniane w ciepło. Dla tego przy tranzystorach mocy występował parametr "moc admisyjna", czyli jaką moc tranzystor może wypromieniować w postaci ciepła. Inaczej mówiąc ile mocy może stracić tak aby nie została uszkodzona jego struktura. Parametr ten jest teraz zastąpiony oznaczeniem Ptot - moc maksymalna, ale producent podaje ten parametr w odniesieniu do temperatury złącza lub otoczenia (przynajmniej powinien).

Klasa B
Określana jako klasa pracy tranzystorów (lamp) w konfiguracji przeciwsobnej lub z angielskiego "push pull". W układzie tym polaryzowany jest zawsze tylko jeden element wzmacniający i tylko przez jeden płynie prąd do obciążenia. Obciążenie jest sterowane z dwóch kluczy osobno dla dodatniej i ujemnej połówki sygnału. Wzmacniacz w takiej konfiguracji posiada największą sprawność energetyczną ze wzmacniaczy analogowych. Powstał układ par komplementarnych tranzystorów mocy przeznaczonych do pracy w takich układach. Dla tego nieraz taki wzmacniacz jest nazywany układem komplementarnym. Komplementarna para tranzystorów jest taka wtedy, gdy jeden z nich jest PNP, drugi  NPN i odpowiadają sobie parametrami (tak jest najlepiej).

Klasa AB
Jest to pośredni układ pracy tranzystorów w układzie przeciwsobnym, gdzie do pewnego prądu wyjściowego polaryzowane są obie połówki w kluczach wyjściowych. Dopiero po przekroczeniu pewnego prądu wyjściowego, gdy na rezystorach emiterowych powstanie spadek napięcia odejmującego się od napięcia polaryzacji i jeden z kluczy zostanie odcięty, wzmacniacz przechodzi w klasę B. Generalnie to bez sygnału i przy małym wysterowaniu wzmacniacz taki pracuje w klasie A by przy dużym wysterowaniu przejść w klasę B. Zaletą takiego rozwiązania jest brak zniekształceń skrośnych przy małych sygnałach, a przy dużym wysterowaniu wzmacniacza zniekształcenia te są maskowane przez sygnał. Wzmacniacze te mają trochę mniejszą sprawność od wzmacniacza w klasie B. Niekiedy w takiej konfiguracji są budowane wzmacniacze w klasie A, po prostu ustawiony jest duży prąd spoczynkowy tranzystorów mocy i wzmacniacz nie wchodzi w klasę B. Nieraz niechcący tak wyjdzie i mówimy, że wzmacniacz brzmi bardzo miękko.

Klasa C
    Tranzystor lub lampa pracują w nieliniowym odcinku swojej charakterystyki, nie posiadając stałej polaryzacji i sterowne są wyłącznie sygnałem wejściowym. Główne zastosowanie to stopnie mocy w.cz. w nadajnikach radiowych. W akustyce ta klasa pracy nie jest stosowana, chyba że wyjdzie znów niechcący i wtedy wzmacniacz "charczy". 

Klasa D
Jest to układ pracy wzmacniacz w którym tranzystory mocy występują wyłącznie jako klucze i nie pracują w liniowym odcinku charakterystyki. Przewodzą lub nie. Sterowane są z generatora o zmiennej szerokości impulsu PWM (pulse with modulation). Może to być w najprostszej konfiguracji generator przebiegu trójkątnego z pływającym zerem w ten sposób wpływając na różnicę w czasie trwania dodatniej i ujemnej połówki sygnału. Generator ten jest oczywiście sterowany sygnałem wejściowym. Na wyjściu takiego wzmacniacza znajduje się filtr dolnoprzepustowy filtrujący z sygnału użytecznego częstotliwość nośną. Wzmacniacze te charakteryzują się małymi stratami mocy, na poziomie 5%, ale też bardzo dużymi zniekształceniami. Największym problemem w tych wzmacniaczach jest skonstruowanie układów sterujących kluczami tak aby dobrać odpowiednie czasy załączenia tak aby się nie pokrywały zbocza, lub nie "rozjeżdżały", czyli wypracować kompromis między zniekształceniami i mocą traconą, lub traconymi tranzystorami mocy.

Klasa "AA", New Class A, Optical Class A, Class H(+), Klasa T i inne
Są to oznaczenia marketingowe, nie techniczne. Chociaż pewne z nich (New i Optical Class A) podpierają się rozwiązaniami technicznym zawartymi w nazwie, ale nie są to wzmacniacze pracujące w klasie A. Klasa T nazywa się tak, gdyż jest to w zasadzie klasa D ale została w szczególny sposób obłaskawiona przez firmę Tripath. Opiszę te rozwiązania przy okazji prezentacji produktów różnych firm w dziale GALERIA.

Zniekształcenia

Zniekształcenia nieliniowe THD
Najbardziej znany parametr, określający poziom dodawanych harmonicznych do sygnału użytecznego. Harmoniczna to powielona częstotliwość sygnału podstawowego, wygenerowana przez układ. Harmoniczne dzielą się na parzyste i nieparzyste. Obecność harmonicznych w dźwięku objawia się jego ociepleniem, szczególnie wzmacniacze lampowe z otwartą pętlą posiadają ich dużo oraz wzmacniacze tranzystorowe z dużym wzmocnieniem i wąskim pasmem przenoszenia przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego. Eliminuje się je przez odsprzężenie układu zasilania oraz przede wszystkim przez lokalne i globalne ujemne sprzężenie zwrotne.

Zniekształcenia intermodulacyjne TIM
Jest to parametr określający podatność na przesterowanie wzmacniacza sygnałem wejściowym przez, krótki czas zanim poziom wyrówna sprzężenie zwrotne. Wpływ na te zniekształcenia ma parametr S/R wzmacniacza określający szybkość narastania sygnału na wyjściu i co za tym idzie czas propagacji sygnału. Generalnie, im wolniejszy jest wzmacniacz i im większe jest jego wzmocnienie przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego, tym większych zniekształceń intermodulacyjnych możemy się spodziewać. Zobrazować te zniekształcenia możemy obserwując na ekranie oscyloskopu sygnał prostokątny na który nałożony został sygnał sinusoidalny o dużo większej częstotliwości. Po przejściu sygnału przez wzmacniacz, na czołach sygnału prostokątnego możemy zaobserwować brak sinusoidy. Jest to okres w którym nastąpiło wyłączenie (zatkanie) wzmacniacza poprzez przesterowanie sygnałem wejściowym. Im dłuższy jest czas wyłączenia wzmacniacza, tym większe są zniekształcenia intermodulacyjne. Objawiają się one metalicznością dźwięku, szczególnie na wysokich częstotliwościach. Walczyć z tymi zniekształceniami można przez stosowanie lokalnych sprzężeń zwrotnych oraz obniżeniem wzmocnienia przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego i poszerzeniem pasma przenoszenia, a przede wszystkim przez przyspieszenie wzmacniacza.

Zniekształcenia skrośne.
Zniekształcenia te powstają w komplementarnym stopniu mocy wzmacniaczy klasy B i AB podczas przejścia sygnału przez zero. Mogą być powodowane niskim poziomem polaryzacji tranzystorów mocy, przy płytkiej klasie AB lub najczęściej z podobnego powodu przy dużym sygnale wyjściowym na obciążonym wzmacniaczu, gdzie na rezystorach emiterowych odkłada się napięcie, które jest odejmowane od napięcia polaryzacji tranzystorów mocy. Powodowane jest to zjawiskiem włączenia i wyłączenia tranzystora i obszarem charakterystyki, w którym tranzystor nie pracuje liniowo. Można przyjąć że jest to zjawisko naturalne i taki jest urok wzmacniaczy pracujących w klasie AB i B. Zniekształcenia te objawiają się szorstkim i mało przyjemnym brzmieniem, a w ekstremalnych sytuacjach nawet "charczeniem", szczególnie przy cichych dźwiękach. Można to zjawisko minimalizować zwiększając prąd polaryzujący tranzystory mocy, czyli pogłębiając klasę AB w kierunku A.

Metody polepszenia jakości dźwięku.

Zmniejszenie impedancji wewnętrznej - lepsza kontrola głośników.
1. Zamiast jednego kondensatora filtrującego, zastosować kilka równolegle połączonych.
2. Równolegle połączyć kilka tranzystorów mocy co również zmniejszy impedancję wewnętrzną i pozwoli zwiększyć wartość rezystorów emiterowych, dodatkowo polepszając stabilność i liniowość stopnia końcowego.
3. Ścieżki prądowe a w szczególności masę prowadzić szerszą ścieżką dodatkowo ją cynując lub "wspomagając" drutem miedzianym. Ścieżki prądowe powinny być jak najkrótsze a masa jak najobszerniejsza.

Zmniejszenie zniekształceń
1. Stosować tranzystory i wzmacniacze operacyjne o szerokim paśmie przenoszenia.
2. W torze sygnałowym stosować rezystory bezindukcyjne, najlepiej węglowe.
3. Kondensatory elektrolityczne w torze sygnałowym montować dobrych firm zbudowane z dobrych materiałów i posiadające równą impedancję w szerokim zakresie częstotliwości, mały prąd upływu i mające dużą odporność na wpływ środowiska taki jak zmiany temperatury, czy wibracje.
4. Kondensatory elektrolityczne blokujące zasilanie, szczególnie te o niskim ESR nie blokować kondensatorami o małych pojemnościach, aby nie doprowadzać do powstawania oscylacji. Blokować należy wyprowadzenia prądowe układów scalonych i tranzystorów, nigdy kondensatory na zasilaniu.
5. Stosować lokalne sprzężenia zwrotne, dla polepszenia liniowości i zmniejszenia wzmocnienia wzmacniaczy przy otwartej pętli. Zwiększa to też pasmo przenoszenia wzmacniacza i wygładza charakterystykę przenoszenia. Lokalne sprzężenie zwrotne to np. rezystor w emiterze tranzystora sterującego.

Inne wskazówki
1. Masę prowadzić najlepiej gwieździście, tzn tak aby zbiegała się w jednym punkcie i nie zapętlała się. Unikniemy z pewnością problemów z przydźwiękiem sieci. Szeregowe prowadzenie masy zdaje egzamin przy bardzo prostych konstrukcjach.
2. Projektując druk starać się symetrycznie i przejrzyście rozmieszczać elementy, aby dwa kanały wzmacniacza nie różniły się między sobą. Unikniemy problemu z subtelnymi różnicami brzmienia między kanałami.
3. Połączenia wykonywać adekwatnymi przewodami. Najlepiej licą (linką) nie drutem ponieważ im wyższa jest częstotliwość sygnału to prądy płyną bliżej powierzchni. Wypadkowa powierzchnia linki jest większa niż drutu. Połączenia sygnałowe realizować przewodami ekranowanymi.
4. Układy zasilania nie mieszać z obwodami wejściowymi. Starać się nie prowadzić przewodów sygnałowych w pobliżu transformatorów, również potencjometry powinny być z dala od transformatorów i przewodów prądowych. Nie mieszać przewodów prądowych z sygnałowymi (nadajnika z odbiornikiem).
5. Nie tworzyć religii z pospolitych rozwiązań.
6. NIE OBDZIERAĆ KONDENSATORÓW ZE SKÓRKI !!!
7. MYŚLEĆ I JESZCZE RAZ MYŚLEĆ !!!

Ciąg dalszy nastąpi.