Эта музыка будет вечной

Вечный двигатель (лат. Perpetuum Mobile) — воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу большую, чем количество сообщённой ему энергии. (Википедия)

Как известно, вечные двигатели бывают первого и второго рода. Вечный двигатель первого рода – устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат энергии. Вечный двигатель второго рода – машина, превращающая в работу всё тепло, извлекаемое из окружающих тел. Согласна постулатам физики ни те, ни другие невозможны.

На выставке CES 2016 был продемонстрирован в действии вечный двигатель третьего рода – усилитель, не требующий подключения к источнику питания. Это не шутка – усилитель использует для усиления сигнала энергию усиливаемого сигнала. Вот краткий перечень основных характеристик, ссылка на оригинальные материалы – в конце.

Rockford Fosgate выпустила одноканальный усилитель PM100X1K, которому не требуется подключение к бортовой сети 12 В. Это позволяет установить усилитель в двери возле динамика. Применённая в усилителе технология FreeLoad использует для питания «свободную энергию» – напряжение на выходах высокого уровня штатной аудиосистемы. Сигнал заряжает встроенную в усилитель батарею конденсаторов, запасённая в ней энергия расходуется на пиках мощности. Диапазон рабочих частот усилителя 60 Гц-20 кГц, динамическая мощность 50 Вт на нагрузке 4 Ом и 100 Вт на 2 Ом. В усилителе предусмотрен переключаемый ФВЧ с частотой среза 60/80/100 Гц и селектор сопротивления нагрузки. Габариты усилителя 33х100х76 мм, конструкция влагозащищённая. Стоимость комплекта из двух усилителей $400.

А теперь разберёмся не торопясь. Ключевое слово в описании мощности – «динамическая». То есть развиваемая кратковременно, лишь на пиках сигнала. Несложный подсчёт показывает, что для пиковой (не RMS) мощности 50 Вт на нагрузке 4 Ом амплитуда напряжения на выходе усилителя должна быть не меньше 14 В (для RMS – 20 В). Плюс потери напряжения на выходных транзисторах – порядка1 В. Так что напряжение питания мостового усилителя должно быть 15-21 В, в любом случае выше напряжения бортовой сети. Где это напряжение взять?

На выходах мостовых усилителей штатного ГУ уже есть постоянная составляющая, примерна равная половине напряжения питания – 6-7 В. Плюс переменная составляющая – сам сигнал с амплитудой до 10-12 В. Если подать его на выпрямитель с удвоением напряжения, как раз и получим требуемые 20 вольт «с хвостиком». Причём напряжение это будет в прямой зависимости от уровня сигнала и в полном соответствии с потребностями. И конструкция оказывается проще, чем высокочастотный преобразователь напряжения, и трансформатор не нужен. Отчасти это напоминает работу усилителей класса H с динамической вольтодобавкой, но в данном случае прирост напряжения питания относительно больше.

А принцип использования «свободной энергии» сам по себе не нов – в шестидесятые годы были известны маломощные приёмники, в которых для усиления AM-сигнала использовалась энергия его же высокочастотной несущей. Правда, идея не стала популярной – но в car audio свои порядки, и усилителям PM100X1K светит неплохое будущее.

Эта музыка будет вечной