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汽車音響功放基本分類
功放,是各類音響器材中最大的一個家族,其作用主要是將音源器材輸入的較微弱信號進行放大后,產生足夠大的電流去推動揚聲器進行聲音的重放。下面小編為大家分享汽車音響功放基本分類,歡迎大家閱讀瀏覽。
A類功放(甲類功放)
A類功放輸出級中兩個(或兩組)晶體管永遠處于導電狀態,也就是說不管有無訊號輸入它們都保持傳導電流,并使這兩個電流等于交流電的峰值,這時交流在最大訊號情況下流入負載。當無訊號時,兩個晶體管各流通等量的電流,因此在輸出中心點上沒有不平衡的電流或電壓,故無電流輸入揚聲器。當訊號趨向正極,線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流,下方的輸出晶體管則相對減少電流,由于電流開始不平衡,于是流入揚聲器而且推動揚聲器發聲。
純甲類功率放大器在汽車音響的應用中比較少見。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。由于發熱量驚人,為了有效處理散熱問題,A類功放必須采用大型散熱器。因為它的效率低,供電器一定要能提供充足的電流。所以A類機的體積和重量都比AB類大,這讓制造成本增加,售價也較貴。一般而言,A類功放的售價約為同等功率AB類功放機的兩倍或更多。
A類功率聲音是一種波形訊號,所以功放放大聲音訊號,也就等于提升波形的振幅。完全不存在交越失真(Switching Distortion),即使不施用負反饋,它的開環路失真仍十分低,因此被稱為是聲音最理想的放大線路設計。在A 類功放中,只要通入電源后,每一放大組件都會隨時保持著充足的電力供應,以放大每一個完整的聲音波形,因此,A類功放聲音甜美、自然、寫真,可不是空穴來風!不過,由于A類功放就算在沒有訊號輸入時,放大組件也依然保持高耗電狀態,許多電力會轉成熱能浪費掉,因此耗電兇、輸出功率低、運作溫度高,都是它的缺點,用來聆賞音質很適合、用來推動需要大功率的超低音可就有些不智了。不過A類功放是重播音樂的理想選擇,它能提供非常平滑的音質,音色圓潤溫暖,高音透明開揚,這些優點足以補償它的缺點。
B類功放(乙類功放)
B類功放,它也被稱為線性放大器,但是它的工作原理與純A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,令聲音變得粗糙。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大器。B類功放的效率平均約為75%,產生的熱量較A類機低,容許使用較小的散熱器。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。
AB類功放(甲乙類功放)
與前兩類功放相比,它是兼容A類與B類功放的優勢的一種設計。AB類功放通常有兩個偏壓,在無訊號時也有少量電流通過輸出晶體管。它在訊號小時用A類工作模式,獲得最佳線性,當訊號提高到某一電平時自動轉為B類工作模式以獲得較高的效率。普通機10瓦的AB類功放大約在5瓦以內用A類工作,由于聆聽音樂時所需要的功率只有幾瓦,因此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。
AB類功放面臨聲音訊號正弦波、負弦波結合的問題,處理不好的產品有可能發生“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類功放也是目前汽車音響中應用最為廣泛的設計。還好當今汽車音響功放制造技術都很先進,避免交越失真的技術已經成了基本條件,讓AB類功放在音質、功率輸出上都有令人滿意的表現!目前趨向是越來越多的采用高偏流的甲乙類,以減少低電平信號的失真。
D類功放(丁類功放)
D類功放也稱數字功放,設計考慮的角度與AB類功放完全不同。此時功放管的線性已沒有太大意義,更重要的開關響應和飽和壓降。由于功放管處理的脈沖頻率是音頻信號的幾十倍,且要求保持良好的脈沖前后沿,所以管子的開關響應要好。另外,整機的效率全在于管子飽和壓降引起的管耗。所以,飽和管壓降小不但效率高,功放管的散熱結構也能得到簡化。若干年前,這種高頻大功率管的價格昂貴,在一定程度上限制了D類功放的發展,F在小電流控制大電流的MOSFET已普遍運用于工業領域,特別是近年來UHC MOSFET已在Hi-Fi功放上應用,器件的障礙已經消除。
D類放大器與上述A,B或AB類放大器不同,其工作原理基于開關晶體管,可在極短的時間內完全導通或完全截止。兩只晶體管不會在同一時刻導通,因此產生的熱量極少。這種類型的放大器效率極高(90%左右),在理想情況下可達100%,而相比之下AB類放大器僅能達到78.5%。不過另一方面,開關工作模式也增加了輸出信號的失真。D類放大器路共分為三級:輸入開關級、功率放大級以及輸出濾波級。D類放大器工作在開關狀態下可以采用脈寬調制(PWM)模式。利用PWM能將音頻輸入信號轉換為高頻開關信號,通過一個比較器將音頻信號與高頻三角波進行比較,當反相端電壓高于同相端電壓時,輸出為低電平;當反相端電壓低于同相端電壓時,輸出為高電平。
D類功放還有其它許多的稱法,如T類等,它們都是D類功放的一種變形。在實際應用中,直到1980年以后,由于MOSFET的出現場效應管,這種開關式功放才得以迅速發展。在實際的發展過程中,雖然有高效率,但同時也有高失真,高噪聲以及較差的阻尼因素。隨著技術的發展,這類缺陷將越來越少,未來D類功放在汽車音響領域中將得到更廣泛的應用。
D類功放是采用一種“交換式放大”的方法運作,也就是以高于聲音訊號頻率至少兩倍以上的速度,作電力輸出開與關的控制,因此D類功放消耗電能的量非常少,幾乎90%以上的電能都能用在驅動喇叭的功率上,用來驅動需要大功率的超低音系統再適合不過。
簡單總結一下它們的優缺點:
A類功放:效率低、失真小、聲音暖
B類功放:效率較高、失真大、聲音暖
AB類功放:效率高、失真小、聲音暖
D類功放:效率最高、失真小、聲音硬
拓展
一、功率放大器的分類:
1、按功率放大器所用器材分類:
A、電子管放大器:俗稱“膽機”,采用電子管作為放大器,主要優點是:動態范圍大。線性好,音色美,悅耳溫順,適合播放古典音樂。電子管功放缺點是一內阻大,導致放大器阻尼系數小,影響瞬態特性,二是電子管功放需要高壓供電,離不開變壓器,變壓器功耗大,還會導致失真,而且體積大,由于汽車里面使用環境惡劣(高溫、振動、電源等問題)從而很大程度限制了膽機在汽車音響系統中的使用,因此時常上并不流行。
B、晶體管放大器:它克服了電子管功放的兩個缺點,一是阻尼系數可做的很高,有良好的瞬態特性,在聲音的節奏感、力度上要比膽機明亮、爽朗、有力,適合播放現在音樂。二是無需變壓器,不僅節省成本縮小體積而且避免了由變壓器所引起的失真,晶體管放大器是現時時常上汽車音響放大器的主流產品,品種繁多、檔次齊全迷失車主選用的主要產品。
C、集成電路放大器:它的最突出的特點是可靠性高外圍電路簡單,組裝方便,不足之處是臨時性聲指標(功率、頻響、失真度、信噪比等)和音質皆不如分立元件組成的放大器,主要用在主機內的功放級別上。
2、按電路工作狀態分類:
A、甲類放大器:這種功放的工作原理是輸出器件(晶體管或電子管)始終工作在傳輸特性曲線的線性部分,在輸入信號整個周期為輸出器件始終有電流連續流動后,這種放大器失真小,但效率低約50%,功率損耗大,一般適合在家庭的高檔機較多。
B、已類放大器:兩種晶體管交替工作,每只晶體管在信號的半個周期內導通,兩半個周期內截止,該機效率較高約為78%,但缺點容易產生失真(兩個晶體管分別導通時發生的失真)。
C、甲、乙類放大器:有甲類放大器音質好和乙類放大器效率高的優點,被廣泛應用于家庭、專業、汽車音響系統中。
3、放大器功能分類:
A、前級放大器:主要主用是對信號源傳輸過來的信號進行必要的處理和電壓放大,在輸到后級放大器。
B、后級放大器:對前級放大器的送出的信號進行不失真放大,以加強的功率驅動揚聲器系統,除放大電路外,還設計有各種保護電路。如短路保護,過壓保護,過熱保護,過流保護等,前級功率放大器和后級功率放大器一般只在高檔機或專業場合采用。
C、合并放大器:將前級放大器和后級放大器合并為一臺功放,兼并前二者的功能,通常所說的放大器都是合并失的,應用范圍廣。
二、功率放大器的主要功能:
1、電子分音:此功能有三種選擇:FULL(全音)HP(高通)——只讓分頻點如(80HZ)以上的頻率通過,此設置主要用于中、高音揚聲器。LP(低通)——只讓分頻點如(80HZ)以下的頻率通過。此設置主要用于低音揚聲器,其中有一些還設置分頻可調式?梢詰挥玫南到y設計進行分點設定分頻。
(有些只固定在80HZ—100HZ—120HZ這幾個頻率點上)。:
2、信號輸入選擇:有RCA信號(低電壓信號)和主機喇叭線(高電壓信號)兩種輸入方式。其中要獲得良好的音質可以RCA信號輸入。若主機無RCA信號或保留原車主機情況下,就只有選擇用高電平輸入(俗稱高轉低)
另外。很多功放產品帶有一組或兩組信號輸出,將信號傳遞到另一臺功放,這不僅可以節省分音器的費用更可以保證出色的音質,因為不用的商家在信號輸出不夠時,信號分配所采用的做法各異,有的處理手法會另音質變差。
3、輸入增益調整:用于調整功放的輸入電壓與著急輸出的信號電壓達到最理想的匹配狀態,以保證聲音不會有任何的失真。
4、橋接輸出:當功放采用橋接式接法后,輸出功率一般可以提高一倍,從而使它在需要的時候多了一種御用(如用來推動超低音揚聲器)。
5、音調調節:有低音、高音調節?煞謩e在45HZ—10KHZ兩個頻率進行提升式衰減,調整范圍早0DB—12DB之間,能另播放的低音更加豐滿深沉,高音更加清晰透明。
三、輸出放大器的主要參數:
1、頻響能力:頻率響應范圍20HZ——80KHZ,而喇叭的頻響由低音到高音相應要求有20HZ—20KHZ的頻響能力,功放作為信號傳輸的瓶頸部件,其頻響則要求更寬,如7HZ—80KHZ,以次才能保證信號完整。
2、信噪比:這是最直接反映功放素質的參數,一般都會在80DB以上,高素質的產品往往達到105DB以上,如果您追求聲音品質的純凈,那個數值就不容忽視。
3、失真度:這個結合功放的另兩個重要的指標。“額定功率(RMS)”最大功率(Peakpower)一起討論,一臺功放在其功率額定情況下工作,失真應該比較小,一般達0.5%—0.01%這個范圍,早最大功率或橋接時,信號可能產生變形,削波(波形信號不完整)等失真。失真度的比值也會因此增高,約0.5%—1%都是正常的,失真度比值越小,音響效果越理想,這也是功放的重要指標。
4、靈敏度:是一種調校電平,范圍由100MV—6V甚至更多,調音時須與音源匹配。
5、負載能力:家用功放一般是8Ω/4Ω兩種車用功放在4Ω/2Ω兩種。但個別也別設計的功放阻抗可低至0.1歐,能力不凡,這個時候一臺功放則可以并聯幾十個低音單元,營造理想的聲壓級,聲壓指聲音對人耳產生的壓強、它是衡量音響系統能力的標準,因為聲音越高對系統要求越高,因為最高記錄為國內169.0DB、國外176.5DB。就如那些車內幾十個低音喇叭,能好玻璃都震爛,不過這個場景,恐怕只有在比賽時才能見到。
6、工作電壓:汽車音響一般在10V—15V范圍內正常工作。'
7、阻尼系數:該自述由額定負載(4Ω)輸出阻抗計算出來,普遍認為輸出阻抗越小,阻尼系數越高,則功放越好,事實上高素質的功放,比值都在50以上,個別甚至超過。雖然有專家認為50左右的阻尼系數已經足夠。系數越高,則線材要求可以放款,相對的,系數越過高會影響音色,但對低音表現有幫助。
8、轉換速度:單位時間內功放最高放大級將較強的信號激勵機制放大為高壓,強電流的交流音頻的能力。高檔機種30V/US以上,個別超過50,比值高轉換能力好,音樂的層次及動態,在結合揚聲器時能更加按原始聲音的還原重現,一臺好的功放可以提升聲音的結像力,分析力和力度
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