音频功率放大器的分类

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所属分类:电子功放
音频功率放大器的分类

音响系统中的专业功放

1.按功率放大器与音箱的配接方式分

(1)定压式功放。为了远距离传输音频功率信号,减少在传输线上的能量损耗,该方式以较高电压形式传送音频功率信号。一般有75V、120V、240V等不同电压输出端子供使用者选择。使用定压功放要求功放和扬声器之间使用线性变压器进行阻抗匹配。如果使用多只扬声器,则需要用公式进行计算,多只扬声器的功率总和不得超过功率放大器的额定功率。另外,传输线的直径不要过小,以减小导线的电流损耗。

(2) 定阻式功放。功率放大器以固定阻抗形式输出音频功率信号,也就是要求音箱按规定的阻抗进行配接,才能得到额定功率的输出分配。例如,一台100W的功率放大器,它实际的输出电压是28.3V(在一个恒定音频信号输入时),那么接上一只8Ω音箱时,可获得100W的音频功率信号。即
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如果两只8Ω音箱串联,即阻抗为16Ω,那么实际输出功率
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此时,其功放输出功率为50W。
如果两只8Ω音箱并联,即阻抗为4Ω,那么实际输出功率
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这时,功放已经超负荷了,机器会开始发热,最后将会损坏功率放大器。

2.按功率放大器的使用元件分

按功率放大器使用的元件,可把它分成四类。

(1)电子管功率放大器。电子管在音频领域里发挥过重要的作用,尤其是在20世纪60年代以前均是使用电子管制作功率放大器的,后来被体积小、功率大、耗能少、技术参数高的晶体管所取代。但是在20世纪90年代以后,欧洲人又追忆起电子管放大器的某些独有的特色:音色柔和、富有弹性和空间感强等优点。所以,电子管功放又重新出现在人们的生活、娱乐当中。

(2)晶体管功率放大器。晶体管功率放大器具有体积小、功率大、耗能少等特点,技术参数指标很高,具有良好的瞬态特性等优点。它有分立式的电路结构,这种电路用在很多功率放大器中。

(3)集成电路功率放大器。由于大功率晶体管的品种日益繁多,使得集成大功率优质功放得以大量应用。并且在电路设计中采用了大电流、超动态、超线性的DD电路(菱形差动放大电路)和霍尔电路,或者采用动态偏置、双电流供电以及全互补等一系列技术,使得集成功放的谐波失真大大降低(小于0.05%以下),频率响应达到20Hz~20kHz以上,而且在电路中还可以方便地加入各种保护电路。目前专业音频功率放大器几乎都采用集成功率放大模块作功放的输出级。

(4)V-MOS功率放大器。随着场效应管生产技术的不断发展,大功率的场效应管品种也日趋丰富。因为场效应管是电压控制的器件,它具有负温度特性,因此无需对输出管进行复杂的保护,而且它具有和电子管相似的音色。采用场效应管制作的功放具有噪声低、动态范围大、无需保护等特点。其电路简单,而性能却十分优越。

3.按晶体管工作特性分

按其工作特性,可把功率放大器分成以下三类。

(1)甲类功率放大器。这类功率放大器的晶体管工作在特性曲线的直线段,用一只晶体管将声波的正负半波完整地进行放大。因此,正弦波波形非常完整,不存在交越失真的问题,失真度很小,在Hi-Fi音响领域里很多厂家选用此种功放,如英国罗特功放、音乐传真功放和日本的金嗓子功放都是甲类功率放大器。

(2)乙类功率放大器。它是用两只晶体管共同完成声波的能量放大。一只管子担任正半波的放大工作,另一个管子完成负半波的放大工作。最后合成为一完整的正弦波。用这种方式对音频信号进行放大的功放称为乙类功放。由于两只功放管共同完成了声波的放大,所以,其输出功率较大,但存在着交越失真。在正负半周的波形连接处,由于晶体管的非线性,波形的合成总是存在着一些不够平滑的现象。这种由于两个电路合成时所产生的波形失真称为交越失真。

(3)甲乙类功率放大器。这是一种介于甲类和乙类之间的功率放大器。它能在较小失真的情况下,获得较高的功率输出。这也是一种被广泛应用的功率放大器。

4.按晶体管功率放大器的末级电路结构分

(1)OTL电路。OTL电路为单端推挽式无输出变压器功率放大电路,通常采用单电源供电,从两组串联的输出中点通过电容耦合输出信号。与采用输出变压器的功放电路相比,具有体积小、重量轻、制作方便等优点,性能也较好。

(2)OCL电路。OCL电路的最大特点是电路全部采用直接耦合方式,中间既不要输入、输出变压器,也不要输出电容,通常采用正、负对称电源供电。该电路克服了OTL电路中输出电容的不良影响,如低频性能不好、放大器工作不稳定,以及输出晶体管和扬声器受浪涌电流的冲击等。

(3)BTL电路。BTL电路的特点是把负载扬声器跨接在两组性能相同、输出信号相位相反的单端推挽功率放大电路之间,这样在较低的电源电压下能得到较大的输出功率。通常采用单组电源供电。

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