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五種常見的功率放大器介紹

jf_78858299 ? 來源:暢學電子 ? 作者:暢學電子 ? 2023-03-28 14:47 ? 次閱讀

功率放大器通常根據其工作狀態分為五類。即甲類(A)、乙類(B)、甲乙(AB)類、數字(D)類

一、甲類(A類)功放:

輸出功率較小,耗電量大,但失真小,比較少用。

A類放大器的輸出晶體管(或電子管)的工作點在其線性部分中點,不論信號電平如何變化,它從電源取出的電流總是恒定不變,它是低效率的,用作聲頻放大時由于信號幅度不斷變化,其實際效率不可能超過25%,可由單管或推挽工作。甲類放大器的優點是無交越失真和開關失真,而且諧波分量中主要是偶次諧波,在聽感上低音厚實、中音柔順溫暖、高音清晰利落、層次感好,十分討人喜歡。但一直因為耗電多,效率低,容易發熱和對散熱要求高而未能在大功率的放大器中得到廣泛應用。由于器件長期工作于大電流高溫下,容易引起可靠性和壽命方面的問題,而且整機成本高,所以制造甲類功率放大器出名的廠家,現在已大多停止生產晶體管甲類功率放大器。

二、乙類(B)放放:

乙類(B)放大器的偏置使推挽工作的晶體管(或電子管)在無驅動信號時,處于低電流狀態,當加上驅動信號時,一對管子中的一只在半周期內電流上升,而另一只管子則趨向截止,到另一個半周時,情況相反,由于兩管輪流工作,必須采用推挽電路才能放大完整的信號波形。乙類放大器的優點是效率較高,理論上可達78%,缺點是失真較大。

三、甲乙類(AB)AB類功放:

輸出功率大,耗電量中等,但失真等比A類大,目前我們大量使用這類功放。

AB類功放放大器在低電平驅動時,放大器為甲類工作,當提高驅動電平時,轉為乙類工作。甲乙類放大器的長處在于它比甲類提高了小信號輸入時的效率,隨著輸出功率的增大,效率也增高,雖然失真比甲類大,然而至今仍是應用最廣泛的晶體管功率放大器程式,趨向是越來越多的采用高偏流的甲乙類,以減少低電平信號的失真。現在汽車功放多數都是用這種方式。

四、數字(D)D類功放:

是近幾年出現的一種新型功放(數字功放)。它最大優點是功耗極小。它通常采用耐二次擊穿、開關轉換效率極高的揚效應管。效率可達90%以上。(普通A類和AB類功放的最高效率不超過50%)音響耗電小,散熱要求低,易集成化大批量生產。另一優點是失真小,轉換時間快,瞬態反應快、精確,特別適應于爆發力要求較高的重低單功放,在汽車音響里有取代其它功放的趨勢。

D類功放放大器與傳統的模擬功放是兩種不同的工作原理,它屬于開關型的音頻功放,D類使用的是PWM技術,是一種開關頻率隨著時鐘脈沖周期而變化的放大器。在大功率應用場合,數字功放同時具有頻率響應寬,大動態范圍和良好的瞬態響應。他的優點是失真小、抗干擾能力強、散熱器面積小、體積小重量輕、電源功耗小、轉換效率高、具有甲乙類的音質。目前主要是成本較貴,現在軟硬件技術的發展成本降低,數字功放的應用會越來越多

五、功放的主要性能指標:

功放的主要性能指標有輸出功率,頻率響應,失真度,信噪比,、輸入靈敏度,輸入阻抗,輸出阻抗,阻尼系數,負載能力,工作電壓等。

1.輸出功率:單位為W,由于各廠家的測量方法不一樣,所以出現了一些名目不同的叫法。例如額定輸出功率,最大輸出功率,音樂輸出功率,峰值音樂輸出功率。

音樂功率(PMPO):是指輸出失真度不超過規定值的條件下,功放對音樂信號的瞬間最大輸出功率。音樂信號瞬間能達到的峰值電壓來計算的輸出功率,其商業意義大于實際作用。PMPO功率可以比國際公認的有效值額定輸出功率(RMS)高出3至4倍,例如早期的手提式收錄機每聲道RMS功率僅4、5瓦,但采用PMPO來標示,數值一下就可以增大到20W左右。

峰值功率:是指在不失真條件下,將功放音量調至最大時,功放所能輸出的最大音樂功率。

額定輸出功率:當諧波失真度為10%時的平均輸出功率。也稱做最大有用功率。額定功率對功放來說,額定功率一般指能夠連續輸出的有效值(RMS)功率;對音箱來說,額定功率通稱指音箱能夠長期承受這一數值的功率而不致損壞,這不意味著一定需要這么大功率的功放才推得動,音箱的驅動難易主要由其靈敏度和阻抗特性來決定。也不意味著不能配輸出功率大于音箱額定功率的功放。正如開汽車一樣,駕駛300公里時速的跑車不等于就會發生車禍,你可以不開那么快。同樣,只要音量不盲目加大,大功率功放一樣可以配小功率音箱通常來說,峰值功率大于音樂功率,音樂功率大于額定功率,一般的講峰值功率是額定功率的5--8倍。

2.頻率響應:表示功放的頻率范圍,和頻率范圍內的不均勻度。頻響曲線的平直與否一般用分貝[db]表示。家用HI-FI功放的頻響一般為20HZ--20KHZ正負1db.這個范圍越寬越好。一些極品功放的頻響已經做到0--100KHZ。

失真度:理想的功放應該是把輸入的訊號放大后,毫無改變的忠實還原出來。但是由于各種原因經功放放大后的信號與輸入信號相比較,往往產生了不同程度的畸變,這個畸變就是失真。用百分比表示,其數值越小越好。HI-FI功放的總失真在0。03%--0。05%之間。功放的失真有諧波失真,互調失真,交叉失真,削波失真,瞬態失真,瞬態互調失真等。

3.信噪比:是指功放輸出的各種噪聲電平與信號電平之比,用db表示,這個數值越大越好。一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。

輸入靈敏度:這是針對不同廠家,不同品牌的主機、前級音源而設置的調校電平,范圍由100mv ~4V甚至更高,調音時須與音源匹配。

輸入阻抗:一般要求功放輸入阻抗要高,輸出阻抗要低,輸入阻抗越高,能更有效地阻隔各類雜訊,常見值為10KΩ或更高。

4.輸出阻抗:對揚聲器所呈現的等效內阻,稱做輸出阻抗。

阻尼系數:該系數由額定負載(4Ω)輸出阻抗計算出來,普遍認為:輸出阻抗越小,阻尼系數越高,則該功放越好。事實上高素質的功放,比值大多在50以上,個別甚至超過500,雖然有專家認為50左右的阻尼系數已經足夠,但以經驗判斷,系數高,則線材要求可放寬。相對地,系數過高會影響音色,但對低音表現有幫助。

負載能力:家用功放一般是8Ω/4Ω兩種;車用功放在立體聲時為2Ω至8Ω;橋接時為4Ω至8Ω。但個別特別設計的功放,阻抗可以低至0.1Ω,能力不凡。這個時候,一臺功放,則可以并接幾十個低音單元,營造理想的聲壓級(聲壓指聲音對人耳產生的壓強,它是衡量音響系統能力的標準,因為聲壓越高對系統的要求越高,國內最高記錄越為141.5dB、國外為176.5dB)。就如那些車內幾十個低音喇叭,能把玻璃都震爛的面包車,不過這個場境,恐怕要在音響比賽時才能見到。

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