功率放大器通常根据其工作状态分为五类。即甲类(A)、乙类(B)、甲乙(AB)类、数字(D)类
一、甲类(A类)功放:
输出功率较小,耗电量大,但失真小,比较少用。
A类放大器的输出晶体管(或电子管)的工作点在其线性部分中点,不论信号电平如何变化,它从电源取出的电流总是恒定不变,它是低效率的,用作声频放大时由于信号幅度不断变化,其实际效率不可能超过25%,可由单管或推挽工作。甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真,而且谐波分量中主要是偶次谐波,在听感上低音厚实、中音柔顺温暖、高音清晰利落、层次感好,十分讨人喜欢。但一直因为耗电多,效率低,容易发热和对散热要求高而未能在大功率的放大器中得到广泛应用。由于器件长期工作于大电流高温下,容易引起可靠性和寿命方面的问题,而且整机成本高,所以制造甲类功率放大器出名的厂家,现在已大多停止生产晶体管甲类功率放大器。
二、乙类(B)放放:
乙类(B)放大器的偏置使推挽工作的晶体管(或电子管)在无驱动信号时,处于低电流状态,当加上驱动信号时,一对管子中的一只在半周期内电流上升,而另一只管子则趋向截止,到另一个半周时,情况相反,由于两管轮流工作,必须采用推挽电路才能放大完整的信号波形。乙类放大器的优点是效率较高,理论上可达78%,缺点是失真较大。
三、甲乙类(AB)AB类功放:
输出功率大,耗电量中等,但失真等比A类大,目前我们大量使用这类功放。
AB类功放放大器在低电平驱动时,放大器为甲类工作,当提高驱动电平时,转为乙类工作。甲乙类放大器的长处在于它比甲类提高了小信号输入时的效率,随着输出功率的增大,效率也增高,虽然失真比甲类大,然而至今仍是应用最广泛的晶体管功率放大器程式,趋向是越来越多的采用高偏流的甲乙类,以减少低电平信号的失真。现在汽车功放多数都是用这种方式。
四、数字(D)D类功放:
是近几年出现的一种新型功放(数字功放)。它最大优点是功耗极小。它通常采用耐二次击穿、开关转换效率极高的扬效应管。效率可达90%以上。(普通A类和AB类功放的最高效率不超过50%)音响耗电小,散热要求低,易集成化大批量生产。另一优点是失真小,转换时间快,瞬态反应快、精确,特别适应于爆发力要求较高的重低单功放,在汽车音响里有取代其它功放的趋势。
D类功放放大器与传统的模拟功放是两种不同的工作原理,它属于开关型的音频功放,D类使用的是PWM技术,是一种开关频率随着时钟脉冲周期而变化的放大器。在大功率应用场合,数字功放同时具有频率响应宽,大动态范围和良好的瞬态响应。他的优点是失真小、抗干扰能力强、散热器面积小、体积小重量轻、电源功耗小、转换效率高、具有甲乙类的音质。目前主要是成本较贵,现在软硬件技术的发展成本降低,数字功放的应用会越来越多
五、功放的主要性能指标:
功放的主要性能指标有输出功率,频率响应,失真度,信噪比,、输入灵敏度,输入阻抗,输出阻抗,阻尼系数,负载能力,工作电压等。
1.输出功率:单位为W,由于各厂家的测量方法不一样,所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率,最大输出功率,音乐输出功率,峰值音乐输出功率。
音乐功率(PMPO):是指输出失真度不超过规定值的条件下,功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。音乐信号瞬间能达到的峰值电压来计算的输出功率,其商业意义大于实际作用。PMPO功率可以比国际公认的有效值额定输出功率(RMS)高出3至4倍,例如早期的手提式收录机每声道RMS功率仅4、5瓦,但采用PMPO来标示,数值一下就可以增大到20W左右。
峰值功率:是指在不失真条件下,将功放音量调至最大时,功放所能输出的最大音乐功率。
额定输出功率:当谐波失真度为10%时的平均输出功率。也称做最大有用功率。额定功率对功放来说,额定功率一般指能够连续输出的有效值(RMS)功率;对音箱来说,额定功率通称指音箱能够长期承受这一数值的功率而不致损坏,这不意味着一定需要这么大功率的功放才推得动,音箱的驱动难易主要由其灵敏度和阻抗特性来决定。也不意味着不能配输出功率大于音箱额定功率的功放。正如开汽车一样,驾驶300公里时速的跑车不等于就会发生车祸,你可以不开那么快。同样,只要音量不盲目加大,大功率功放一样可以配小功率音箱通常来说,峰值功率大于音乐功率,音乐功率大于额定功率,一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。
2.频率响应:表示功放的频率范围,和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示。家用HI-FI功放的频响一般为20HZ--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品功放的频响已经做到0--100KHZ。
失真度:理想的功放应该是把输入的讯号放大后,毫无改变的忠实还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较,往往产生了不同程度的畸变,这个畸变就是失真。用百分比表示,其数值越小越好。HI-FI功放的总失真在0。03%--0。05%之间。功放的失真有谐波失真,互调失真,交叉失真,削波失真,瞬态失真,瞬态互调失真等。
3.信噪比:是指功放输出的各种噪声电平与信号电平之比,用db表示,这个数值越大越好。一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。
输入灵敏度:这是针对不同厂家,不同品牌的主机、前级音源而设置的调校电平,范围由100mv ~4V甚至更高,调音时须与音源匹配。
输入阻抗:一般要求功放输入阻抗要高,输出阻抗要低,输入阻抗越高,能更有效地阻隔各类杂讯,常见值为10KΩ或更高。
4.输出阻抗:对扬声器所呈现的等效内阻,称做输出阻抗。
阻尼系数:该系数由额定负载(4Ω)输出阻抗计算出来,普遍认为:输出阻抗越小,阻尼系数越高,则该功放越好。事实上高素质的功放,比值大多在50以上,个别甚至超过500,虽然有专家认为50左右的阻尼系数已经足够,但以经验判断,系数高,则线材要求可放宽。相对地,系数过高会影响音色,但对低音表现有帮助。
负载能力:家用功放一般是8Ω/4Ω两种;车用功放在立体声时为2Ω至8Ω;桥接时为4Ω至8Ω。但个别特别设计的功放,阻抗可以低至0.1Ω,能力不凡。这个时候,一台功放,则可以并接几十个低音单元,营造理想的声压级(声压指声音对人耳产生的压强,它是衡量音响系统能力的标准,因为声压越高对系统的要求越高,国内最高记录越为141.5dB、国外为176.5dB)。就如那些车内几十个低音喇叭,能把玻璃都震烂的面包车,不过这个场境,恐怕要在音响比赛时才能见到。
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