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功放的類型 

文章來源:     發(fā)布時間:2023/3/13 16:23:00

 功率放大器簡稱功放,它可以說是各類音響器材中最大的一個家族了。其品牌、型號之多,實在舉不勝舉。雖然都稱為功放,但以其主要用途來說,功放可以分做兩個主要類別,這就是專用功放與民用功放。

  在體育館場、影劇場、歌舞廳、會議廳、公共場所擴聲,以及錄音等處所使用的功放,一般說在其技術參數(shù)上往往會有一些獨特的要求,這類功放通常稱之為專用功放或是專業(yè)功放。

而用于家庭的Hi-Fi音樂欣賞,AV系統(tǒng)放音,以及卡拉OK娛樂的功放,通常我們稱為民用功放或是家用功放。

  專用功放與民用功放盡管在一些特性參數(shù)上有所差別,但也很難說有一條涇渭分明的界線,比如用于音樂錄音的功放很可能就是一臺可用于家庭Hi-Fi甚至是Hi-end功放。

功放的類型分為以下幾類:

一、純甲類功率放大器

  純甲類功率放大器又稱為A類功率放大器(Class A),它是一種完全的線性放大形式的放大器。在純甲類功率放大器工作時,晶體管的正負通道不論有或沒有信號都處于常開狀態(tài),這就意味著更多的功率消耗為熱量。純甲類功率放大器在汽車音響的應用中比較少見,像意大利的Sinfoni高品質(zhì)系列才有這類功率放大器。這是因為純甲類功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,音響發(fā)燒友們對它的聲音表現(xiàn)津津樂道。

二、乙類功率放大器

  乙類功率放大器,也稱為B類功率放大器(Class B),它也被稱為線性放大器,但是它的工作原理與純甲類功率放大器完全不同。B類功放在工作時,晶體管的正負通道通常是處于關閉的狀態(tài)除非有信號輸入,也就是說,在正相的信號過來時只有正相通道工作,而負相通道關閉,兩個通道絕不會同時工作,因此在沒有信號的部分,完全沒有功率損失。但是在正負通道開啟關閉的時候,常常會產(chǎn)生跨越失真,特別是在低電平的情況下,所以B類功率放大器不是真正意義上的高保真功率放大器。在實際的應用中,其實早期許多的汽車音響功放都是B類功放,因為它的效率比較高。

三、甲乙類功率放大器

  甲乙類功率放大器也稱為AB類功率放大器(Class AB),它是兼容A類與B類功放的優(yōu)勢的一種設計。當沒有信號或信號非常小時,晶體管的正負通道都常開,這時功率有所損耗,但沒有A類功放嚴重。當信號是正相時,負相通道在信號變強前還是常開的,但信號轉(zhuǎn)強則負通道關閉。當信號是負相時,正負通道的工作剛好相反。AB類功率放大器的缺陷在于會產(chǎn)生交越失真,但是相對于它的效率比以及保真度而言,都優(yōu)于A類和B類功放,AB類功放也是目前汽車音響中應用最為廣泛的設計。

四、D類功率放大器

  D類放大器與上述A,B或AB類放大器不同,其工作原理基于開關晶體管,可在極短的時間內(nèi)完全導通或完全截止。兩只晶體管不會在同一時刻導通,因此產(chǎn)生的熱量很少。這種類型的放大器效率極高(90%左右),在理想情況下可達100%,而相比之下AB類放大器僅能達到78.5%。不過另一方面,開關工作模式也增加了輸出信號的失真。D類放大器的電路共分為三級:輸入開關級、功率放大級以及輸出濾波級。D類放大器工作在開關狀態(tài)下可以采用脈寬調(diào)制(PWM)模式。利用PWM能將音頻輸入信號轉(zhuǎn)換為高頻開關信號,通過一個比較器將音頻信號與高頻三角波進行比較,當反相端電壓高于同相端電壓時,輸出為低電平;當反相端電壓低于同相端電壓時,輸出為高電平。

  在D類放大器中,比較器的輸出與功率放大電路相連,功放電路采用金屬氧化物場效應管MOSFET)替代雙極型晶體管(BJT),這是由于前者具有更快的響應時間,因而適用于高頻工作模式。D類放大器需要兩只MOSFET,它們在非常短的時間內(nèi)可完全工作在導通或截止狀態(tài)下。當一只MOSFET完全導通時,其管壓降很低;而當MOSFET完全截止時,通過管子的電流為零。兩只MOSFET交替工作在導通和截止狀態(tài)的開關速度非???,因而效率極高,產(chǎn)生的熱量很低,所以D類放大器不需要很大的散熱器。

  D類功放還有其它許多的稱法,如T類等,它們都是D類功放的一種變形。在實際應用中,直到1980以后,由于MOSFET的出現(xiàn),這種開關式功放才得以迅速發(fā)展。在實際的發(fā)展過程中,雖然有高效率,但同時也有高失真,高噪聲以及較差的阻尼因素。隨著技術的發(fā)展,這類缺陷將越來越少,估計未來D類功放在汽車音響領域中會得到更加廣泛的應用。