在音響領(lǐng)域里人們一直堅守著(zhù)A類(lèi)功放的陣地。認為A類(lèi)功放聲音最為清新透明,具有很高的保真度。但是,A類(lèi)功放的低效率和高損耗卻是它無(wú)法克服的先天頑疾。B類(lèi)功放雖然效率提高很多,但實(shí)際效率僅為50%左右,在小型便攜式音響設備如汽車(chē)功放、筆記本電腦音頻系統和專(zhuān)業(yè)超大功率功放場(chǎng)合,仍感效率偏低不能令人滿(mǎn)意。所以,效率極高的D類(lèi)功放,因其符合綠色革命的潮流正受著(zhù)各方面的重視。

功放
由于集成電路技術(shù)的發(fā)展,原來(lái)用分立元件制作的很復雜的調制電路,現在無(wú)論在技術(shù)上還是在價(jià)格上均已不成問(wèn)題。而且近年來(lái)數字音響技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現D類(lèi)功放與數字音響有很多相通之處,進(jìn)一步顯示出D類(lèi)功放的發(fā)展優(yōu)勢。
D類(lèi)功放是放大元件處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)的一種放大模式。無(wú)信號輸入時(shí)放大器處于截止狀態(tài),不耗電。工作時(shí),靠輸入信號讓晶體管進(jìn)入飽和狀態(tài),晶體管相當于一個(gè)接通的開(kāi)關(guān),把電源與負載直接接通。理想晶體管因為沒(méi)有飽和壓降而不耗電,實(shí)際上晶體管總會(huì )有很小的飽和壓降而消耗部分電能。這種耗電只與管子的特性有關(guān),而與信號輸出的大小無(wú)關(guān),所以特別有利于超大功率的場(chǎng)合。在理想情況下,D類(lèi)功放的效率為100%,B類(lèi)功放的效率為78.5%,A類(lèi)功放的效率才50%或25%(按負載方式而定)。
D類(lèi)功放實(shí)際上只具有開(kāi)關(guān)功能,早期僅用于繼電器和電機等執行元件的開(kāi)關(guān)控制電路中。然而,開(kāi)關(guān)功能(也就是產(chǎn)生數字信號的功能)隨著(zhù)數字音頻技術(shù)研究的不斷深入,用與Hi-Fi音頻放大的道路卻日益暢通。20世紀60年代,設計人員開(kāi)始研究D類(lèi)功放用于音頻的放大技術(shù),70年代Bose公司就開(kāi)始生產(chǎn)D類(lèi)汽車(chē)功放。一方面汽車(chē)用蓄電池供電需要更高的效率,另一方面空間小無(wú)法放入有大散熱板結構的功放,兩者都希望有D類(lèi)這樣高效的放大器來(lái)放大音頻信號。其中關(guān)鍵的一步就是對音頻信號的調制。
功放的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是將音源播放的各種聲音信號進(jìn)行放大,以推動(dòng)音箱發(fā)出聲音。從技術(shù)角度看,功放好比一臺電流的調制器,它將交流電轉變對直流電,然后受音源播放的聲音信號控制,將不同大小的電流,按照不同的頻率傳輸給音箱,這樣音箱就發(fā)同相應大小、相應頻率的聲音了。由于考慮功率、阻抗、失真、動(dòng)態(tài)以及不同的使用范圍和控制調節功能,不同的功放在內部的信號處理、線(xiàn)路設計和生產(chǎn)工藝上也各不相同。按當前音響消費的需求,民用音響中的功放已基本定型為兩大類(lèi),即純音樂(lè )功放和家庭影院av功放。
1、純音樂(lè )功放
純音樂(lè )功放在設計上強調最低的信號失真,忠實(shí)地表現出音樂(lè )的場(chǎng)面、細節和演奏、錄制的技巧以滿(mǎn)足人們對音樂(lè )的最佳欣賞要求,這就是人們常說(shuō)的hi-fi(hi-fidelity,高保真)。在設計和生產(chǎn)上,純音樂(lè )功放的要求極為嚴格。純音樂(lè )功放品質(zhì)的高低并不完全由它的技術(shù)指標所決定,不能簡(jiǎn)單地看它標注的功率多少高,頻響多么寬,失真多么低,而應該特別注重其設計生產(chǎn)工藝和音樂(lè )的解晰力。比如技術(shù)指標并不太高的膽機就要比很多晶體管功放聲音好聽(tīng)。
2、av功放
一般來(lái)說(shuō)包括功放部分和信號處理部分。其功放部分原理上與傳統功放沒(méi)有什么區別,只不過(guò)增加了幾個(gè)聲道,也就是將幾個(gè)功放結合在了一起;其信號控制處理部分涉及信號的音頻、視頻選擇、信號解碼處理、信號聲場(chǎng)處理以及收音、監聽(tīng)等功能.
一般一臺高品質(zhì)的av功放首先應該在影視節目的信號處理上有較好的聲場(chǎng)還原,聲道隔離度要高,氣氛渲染也不能太夸張;其次在功放部分的音質(zhì)表現上,尤其是主聲道的音質(zhì)要求盡量接近較好的純音樂(lè )功放。
功放的分類(lèi)
功放一般分為前級功放、后級功放與合并級功放合并機就是把前級、后級集于一身的機器。前級是用來(lái)把信號作初步放大、調節音量的;而后級則是把前級來(lái)的信號作大量放大來(lái)推動(dòng)揚聲器。
前級也分為有源及無(wú)源兩種。有源的前級是使用電源把信號放大,而無(wú)源的前級就只有調節音量的功效。老實(shí)講,現今成功的無(wú)源前級不多,因為音源與后級的內阻有很大分別,只靠一個(gè)音量開(kāi)關(guān)把音源與后級連接起來(lái),內阻的差別會(huì )使動(dòng)態(tài)、細節、頻應盡失!有源的前級除了調節音量外,還可作初部廣大及降低音源及后級間內阻之別,即用作緩沖。
后級是把從前級來(lái)的信號放大給楊聲器用的,后級必須夠力去推動(dòng)揚聲器。所謂夠力,不是指越大聲越夠力。必須有能力去支持整個(gè)樂(lè )團的大場(chǎng)面而不失其細節。
分開(kāi)前、后級比合并機好,因為各自有更大的空間去造得更精密。而兩者間也更少干擾,細節表現較多;而且,分開(kāi)前后級會(huì )發(fā)燒友有更多推動(dòng)機的選擇,更多東西可玩兒。
常用功率放大電路的原理

常用功率放大電路的原理
單只三極管輸出的功放電路輸出小、效率低,日用電器中已很少見(jiàn)。目前常采用的是推挽電路形式。耦合變壓器的推挽電路原理。它的特點(diǎn)是三極管靜態(tài)工作電流接近于零,放大器耗電及少。有信輸入時(shí),電路工作電流雖大,但大部分功率都輸出到負載上,本身?yè)p耗卻不大,所以電源利用率較高。這個(gè)電路中每只三極管只在信號的半個(gè)周期內導通工作,為避免失真,所以采用兩只三極管協(xié)調工作的方式。輸入變壓器B1的次級有一個(gè)接地的中心抽頭。
在音頻信號輸入時(shí),B1次級兩個(gè)大小相等、極性相反的信號分別送到BG1和BG2的發(fā)射結。在輸入信號的正半周時(shí)間里,BG1管因加的是反向偏壓而截止,只有BG2能將信號放大,從集電極輸出;而在信號負半周,BG1得到正高偏壓,能將這半個(gè)周期的信號放大輸出,而B(niǎo)G2卻截止。電路中的兩只三極管雖然各自放大了信號的半個(gè)同期,但它們的輸出電流是分先后通過(guò)輸出變壓器B2的,所以在B2的次級得到的感應電流又能全成一個(gè)完整的輸出信號。
這個(gè)功放電路中,為了解決阻抗匝配和信號相位等問(wèn)題,輸入與輸出變壓器是不可少的。但是,優(yōu)質(zhì)變壓器的制作在材料和工藝上都比較困難,它本身總還要消耗一部分能量,降低電路的效率,而且變壓器的頻率特性不好,使電路對不同頻率信號輸出很不均勻,會(huì )造成失真,所以為了提高功放質(zhì)量,人們更多地使用無(wú)變壓器(OTL)功率放大電路;パa對稱(chēng)推挽功放電路原理圖。這里用了兩只放大性能相同,而導電極性相反的三極管(稱(chēng)為互補管)。
放大器輸入交流信號的正半周時(shí),對BG1管來(lái)說(shuō),基極電壓為正極性,發(fā)射極為負極性,發(fā)射結有正向偏壓,三極管能夠工作。但BG2卻因發(fā)射結加了反向偏壓而截止。因此,信號的正半周由BG1管放大。在信號負半周時(shí),情形正相反,BG2管能夠工作,將信號的負半周放大。放大后的信號由兩只三極管輪流送出,在揚聲器上重新合成完整的信號。 |