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音響功放原理及分類解析【精品多篇】

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音響功放原理及分類解析【精品多篇】PAn>

音響功放原理及分類解析 篇一

1、純甲類功率放大器

在音響領域裏人們一直堅守着A類功放的陣地。認為A類功放聲音最為清新透明,具有很高的保真度。但是,A類功放的低效率和高損耗卻是它無法克服的先天頑疾。純甲類功率放大器又稱為A類功率放大器(ClassA),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於常開狀態,這就意味着更多的功率消耗為熱量,但失真率極低。純甲類功率放大器在汽車音響的應用中比較少見,像美國JETCITY高級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%,但音響發燒友們對它的聲音表現津津樂道。

2、乙類功率放大器

乙類功率放大器,也稱為B類功率放大器(ClassB),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於關閉的狀態除非有信號輸入,也就是説,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。B類功放雖然效率提高很多,但實際效率僅為50%左右,在小型便攜式音響設備如汽車功放、筆記本電腦音頻系統和專業超大功率功放場合,仍感效率偏低不能令人滿意。所以,效率極高的D類功放,因其符合綠色革命的潮流正受着各方面的重視。

由於集成電路技術的發展,原來用分立元件製作的很複雜的調製電路,現在無論在技術上還是在價格上均已不成問題。而且近年來數字音響技術的發展,人們發現D類功放與數字音響有很多相通之處,進一步顯示出D類功放的發展優勢。

3、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(ClassAB),它是兼容A類與B類功放的優勢的一種設計。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,但信號轉強則負通道閉。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於會產生一點點的交越失真,但是相對於它的效率比以及保真度而言,都優於A類和B類功放,AB類功放也是目前市場中應用最為廣泛的設計,像是TOPPPRO美國拓普TRX系列均採用的是AB類設計。

4、數字功放

D類功放是放大元件處於開關工作狀態的一種放大模式。無信號輸入時放大器處於截止狀態,不耗電。工作時,靠輸入信號讓晶體管進入飽和狀態,晶體管相當於一個接通的開關,把電源與負載直接接通。理想晶體管因為沒有飽和壓降而不耗電,實際上晶體管總會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,而與信號輸出的大小無關,所以特別有利於超大功率的場合。

在理想情況下:

D類功放的效率為100%,

AB類功放的效率為78.5%,

AorB類功放的效率才25%或50%(按負載方式而定)。

D類功放實際上只具有開關功能,早期僅用於繼電器和電機等執行元件的開關控制電路中。然而,開關功能(也就是產生數字信號的功能)隨着數字音頻技術研究的不斷深入,用與Hi-Fi音頻放大的道路卻日益暢通。20世紀60年代,設計人員開始研究D類功放用於音頻的放大技術,70年代Bose公司就開始生產D類汽車功放。一方面汽車用蓄電池供電需要更高的效率,另一方面空間小無法放入有大散熱板結構的功放,兩者都希望有D類這樣高效的。放大器來放大音頻信號。其中關鍵的一步就是對音頻信號的調製。

功放的工作原理其實很簡單,就是將音源播放的各種聲音信號進行放大,以推動音箱發出聲音。從技術角度看,功放好比一台電流的調製器,它將交流電轉變對直流電,然後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,這樣音箱就發同相應大小、相應頻率的聲音了。由於考慮功率、阻抗、失真、動態以及不同的使用範圍和控制調節功能,不同的功放在內部的信號處理、線路設計和生產工藝上也各不相同。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,即純音樂功放和家庭影院av功放。

5、純音樂功放

純音樂功放在設計上強調最低的信號失真,忠實地表現出音樂的場面、細節和演奏、錄製的技巧以滿足人們對音樂的最佳欣賞要求,這就是人們常説的hi-fi(hi-fidelity,高保真)。在設計和生產上,純音樂功放的要求極為嚴格。純音樂功放品質的高低並不完全由它的技術指標所決定,不能簡單地看它標註的功率多少高,頻響多麼寬,失真多麼低,而應該特別注重其設計生產工藝和音樂的解晰力。比如技術指標並不太高的膽機就要比很多晶體管功放聲音好聽。

6、av功放

一般來説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有什麼區別,只不過增加了幾個聲道,也就是將幾個功放結合在了一起;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、信號聲場處理以及收音、監聽等功能。

一般一台高品質的av功放首先應該在影視節目的信號處理上有較好的聲場還原,聲道隔離度要高,氣氛渲染也不能太誇張;其次在功放部分的音質表現上,尤其是主聲道的音質要求儘量接近較好的純音樂功放。

7、功放的分類

功放一般分為前級功放、後級功放與合併級功放合併機就是把前級、後級集於一身的機器。前級是用來把信號作初步放大、調節音量的;而後級則是把前級來的信號作大量放大來推動揚聲器。

前級也分為有源及無源兩種。有源的前級是使用電源把信號放大,而無源的前級就只有調節音量的功效。老實講,現今成功的無源前級不多,因為音源與後級的內阻有很大分別,只靠一個音量開關把音源與後級連接起來,內阻的差別會使動態、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後級間內阻之別,即用作緩衝。

後級是把從前級來的信號放大給楊聲器用的,後級必須夠力去推動揚聲器。所謂夠力,不是指越大聲越夠力。必須有能力去支持整個樂團的大場面而不失其細節。

分開前、後級比合並機好,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,分開前後級會發燒友有更多推動機的選擇,更多東西可玩兒

音響功放原理及分類解析 篇二

1、簡介

功率放大器簡稱功放,它是將小信號放大,這個放大包括電壓和電流,產生更大的功率去推動音響放聲。

在技術發展過程中,產生了不同類型的功放種類,按照功率管的導電方式,可以分為甲類功放(又稱A類)、乙類功放(又稱B類)、甲乙類功放(又稱AB類)和丁類功放功放(又稱D類)。

2、A類(甲類)功放

甲類功放是指在信號的整個週期內(正弦波的正負兩個半周),放大器的任何功率輸出元件都不會出現電流截止(即停止輸出)的一類放大器。這類功放工作在晶體管的線性放大區,沒有交越失真。如下圖所示。

單端放大器都是甲類工作方式,推輓放大器可以是甲類,也可以是乙類或甲乙類。

優點:音質好,失真小

缺點:熱量高,效率低(25%),功率小。

3、B類(乙類)功放

B類功放是指正弦信號的正負兩個半周分別由推輓輸出級的兩“臂”輪流放大輸出的一類放大器,每一“臂”的導電時間為信號的半個週期。在兩個晶體管輪換工作時容易發生交越失真,形成非線性放大。B類功放沒有信號輸入時,功率管不工作。

純B類功放很少,因為在信號很低的時候,失真嚴重。

優點:效率高(75%),熱量低。

缺點:容易發生交越失真,小信號時失真嚴重,聲音粗糙。

4、AB類(甲乙類)功放

AB類功放界於甲類和乙類之間,推輓放大的每一個“臂”導通時間大於信號的半個週期而小於一個週期。無信號輸入時,給功率管提供一個靜態工作電壓,保證功率管一直處於開的狀態。在小信號時,工作在A類模式,獲得最佳線性。在大信號時,工作在B類模式。

AB類放大有效解決了B類放大器的交越失真問題,效率又比甲類放大器高,因此獲得了極為廣泛的應用。

AB類功放在大部分時間是用A類功放工作模式,只在出現音樂瞬態強音時才轉為B類。這種設計可以獲得優良的音質並提高效率減少熱量,是一種頗為合乎邏輯的設計。有些AB類功放將偏流調得甚高,令其在更寬的功率範圍內以A類工作,使聲音接近純A類機,但產生的熱量亦相對增加。

優點:音質好,失真小

缺點:效率優於A類,低於B類。

5、C類(丙類)功放

這類功放較少聽説,因為它是一種失真非常高的功放,只適合在通訊用途上使用。C類機輸出效率特高,但不是HI-FI放大所使用。

6、D類(丁類)功放

丁類功放也稱數字式放大器,ClassD功放,利用極高頻率的轉換開關電路來放大音頻信號。輸入端的模擬信號波形與三角脈衝信號進行比較,形成脈衝寬度不一樣的波形。之後通過半H橋電路輸出。半H橋電路可以輸出極高的功率。這個信號最後經過低通濾波器後,最終能還原最初的模擬信號。

上圖表示早期的D類功放原理,PWM的調製頻率是800KHz左右,低通濾波的部分需要外加無源低通濾波器。

現在的D類功放已經是差分輸出,如下圖,輸出的兩個差分信號可以直接接喇叭,不需要低通濾波器。因為喇叭本身相當於一個R+L的低通濾波器,一般R=8Ω,L=33uH。

優點:高效率(AB類的2倍以上),小體積。

缺點:失真

目前大部平台套片自帶的功放都是D類功放,大部分外置的模擬PA和數字PA也都是D類功放。低端的平台比如MT2503是AB類功放。