音響功放原理及分類解析

音響功放原理及分類解析

　　功放的作用就是把來自音源或前級放大器的弱信號放大，推動音箱放聲。一套良好的音響系統功放的作用功不可沒。那么，下面是由小編為大家分享整理的音響功放原理及分類解析，歡迎大家參考閱讀。

　　音響功放原理及分類解析1

　　1、純甲類功率放大器

　　在音響領域里人們一直堅守著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于常開狀態，這就意味著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于關閉的狀態除非有信號輸入，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著各方面的重視。

　　由于集成電路技術的發展，原來用分立元件制作的很復雜的調制電路，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于會產生一點點的交越失真，但是相對于它的效率比以及保真度而言，都優于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系列均采用的是AB類設計。

　　4、數字功放

　　D類功放是放大元件處于開關工作狀態的一種放大模式。無信號輸入時放大器處于截止狀態，不耗電。工作時，靠輸入信號讓晶體管進入飽和狀態，晶體管相當于一個接通的開關，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，所以特別有利于超大功率的場合。

　　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，早期僅用于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)隨著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類功放用于音頻的放大技術，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制。

　　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，這樣音箱就發同相應大小、相應頻率的聲音了。由于考慮功率、阻抗、失真、動態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、錄制的技巧以滿足人們對音樂的最佳欣賞要求，這就是人們常說的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并不完全由它的技術指標所決定，不能簡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工藝和音樂的解晰力。比如技術指標并不太高的膽機就要比很多晶體管功放聲音好聽。

　　6、av功放

　　一般來說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么區別，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.

　　一般一臺高品質的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，氣氛渲染也不能太夸張;其次在功放部分的音質表現上，尤其是主聲道的音質要求盡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、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。前級是用來把信號作初步放大、調節音量的;而后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，因為音源與后級的內阻有很大分別，只靠一個音量開關把音源與后級連接起來，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后級間內阻之別，即用作緩沖。

　　后級是把從前級來的信號放大給楊聲器用的，后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、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，分開前后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2

　　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周期內（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，推挽放大器可以是甲類，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挽輸出級的兩“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周期。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類功放界于甲類和乙類之間，推挽放大的每一個“臂”導通時間大于信號的半個周期而小于一個周期。無信號輸入時，給功率管提供一個靜態工作電壓，保證功率管一直處于開的狀態。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并提高效率減少熱量，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，令其在更寬的功率范圍內以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：效率優于A類，低于B類。

　　5、C類（丙類）功放

　　這類功放較少聽說，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沖信號進行比較，形成脈沖寬度不一樣的波形。之后通過半H橋電路輸出。半H橋電路可以輸出極高的功率。這個信號最后經過低通濾波器后，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`調制頻率是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。因為喇叭本身相當于一個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

　　目前大部平臺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。低端的平臺比如MT2503是AB類功放。

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