音頻放大器是多媒體產品的重要組件之一,廣泛應用于消費類電子領域。線性音頻功放因失真小、音質好,在傳統的音頻放大器市場上一直占主導地位。近年來,隨著MP3、PDA、手機、筆記本電腦等便攜式多媒體設備的普及,線性功放的效率和體積已不能滿足市場的要求,而D類功放以效率高、體積小等優點越來越受到人們的青睞。因此,高性能的D類功放具有十分重要的應用價值及市場前景。
音頻放大的目的是以要求的音量和功率水平在發聲輸出元件上高效率、低失真地重現音頻輸入信號。音頻信號的頻率范圍為20Hz~20KHz,因此音頻放大器必須具有良好的頻率響應。音頻放大器通常由前置放大器和功率放大器組成。
音頻功率放大器種類繁多,但適合于音頻應用的只有A類、B類、AB類和D類等四種。A類、B類和AB類放大器是模擬放大器,D類放大器是數字放大器。B類和AB類推挽放大器比A類放大器效率高、失真較小,功放晶體管功耗較小,散熱好,但B類放大器在晶體管導通與截止狀態的轉換過程中會因其開關特性不佳或因電路參數選擇不當而產生交替失真。而D類放大器具有效率高低失真,頻率響應曲線好。外圍元器件少優點。AB類放大器和D類放大器是目前音頻功率放大器的基本電路形式。
圖所示是音頻功率放大器電路組成方框圖。這是一個多級放大器,由最前面的電壓放大級、中間的推動級和最后的功放輸出級共三級電路組成。
電路分析中,時常需要識別一個電路的前、后相關聯電路,這有利于了解信號的“來龍去脈”。與音頻功率放大器前、后連接的電路是:負載為揚聲器電路,輸入信號Ui來自音量電位器RP1動片的輸出信號。
音頻功率放大器中各單元電路作用
(1)電壓放大級。用來對輸入信號進行電壓放大,使加到推動級的信號電壓達到一定的程度。根據機器對音頻輸出功率要求的不同,電壓放大器的級數不等,可以只有一級電壓放大器,也可以是采用多級電壓放大器。
(2)推動級。用來推動功放輸出級,對信號電壓和電流進行進一步放大,有的推動級還要完成輸出兩個大小相等、方向相反的推動信號。推動放大器也是一級電壓、電流放大器,它工作在大信號放大狀態下。
(3)輸出級。用來對信號進行電流放大。電壓放大級和推動級對信號電壓已進行了足夠的電壓放大,輸出級再進行電流放大,以達到對信號功率放大的目的,這是因為輸出信號功率等于輸出信號電流與電壓之積。
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