
功放简称功放,可以说是各类音频设备中最大的一个家族。其品牌和型号不胜枚举。虽然都叫功率放大器,但是根据其主要用途,功率放大器可以分为两大类,即专用功率放大器和民用功率放大器。
一般来说,用于体育场、电影院、舞厅、会议厅、公共场所和录音场所的功率放大器对其技术参数往往有一些独特的要求。这种功放通常被称为专用功放或专业功放。
用于家庭高保真音乐欣赏、AV系统播放和卡拉ok娱乐的放大器通常被称为民用放大器或家庭放大器。
虽然私用功放和民用功放在一些特性参数上有所区别,但是很难说有明确的界限。比如音乐录音用的功放,很可能是可以在家里用的Hi-Fi甚至Hi-end功放。
首先,功率放大器的类型可以分为以下几种1、纯A类功率放大器,也称甲类功率放大器(Class A),是一种完全线性的放大器。纯A类功放工作时,不管有无信号,晶体管的正负通道都是导通的,这意味着更多的功率被消耗为热量。纯A类功放在汽车音响的应用中并不多见,只有意大利的高品质系列Sinfoni才有这样的功放。这是因为纯A类功放的效率很低,通常只有20-30%,音频发烧友感兴趣的是它的声音表现。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器又称乙类功率放大器(Class B),又称线性放大器,但其工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。乙类功率放大器在工作时,晶体管的正负通道通常处于闭合状态,除非有信号输入,即正信号来时只有正通道工作,负通道闭合,所以两个通道永远不会同时工作,所以在没有信号的部分根本没有功率损耗。但正负通道通断时,往往会出现交叉失真,尤其是在低电平时,所以乙类功放并不是真正的高保真功放。在实际应用中,其实很多早期的车载音响功放都是乙类功放,因为效率高。
3、甲类功率放大器乙类功率放大器又称AB类功率放大器,是兼容甲、乙类功率放大器优点的设计。在没有信号或者信号很小的时候,晶体管的正负通道一直都是导通的,然后就掉电了,不过没有甲类功放那么严重。当信号为正相位时,负相位通道一直打开,直到信号变强,但当信号变强时,负相位通道关闭。当信号为负时,正负通道的工作方式正好相反。AB类功放的缺陷是会产生交越失真,但在效率比和保真度上优于A类和B类功放。AB类功放也是目前汽车音响中应用最广泛的设计。
4、D类功率放大器D类放大器不同于上面提到的A类、B类或AB类放大器。它的工作原理是基于开关晶体管,可以在极短的时间内完全导通或关断。两个晶体管不会同时导通,所以产生的热量很少。这类放大器的效率非常高(90%左右),在理想情况下可以达到100%,而AB类放大器只能达到78.5%。另一方面,开关模式也增加了输出信号的失真。D类放大器的电路分为三级:输入开关级、功率放大级和输出滤波级。D类放大器工作在开关状态时可以采用脉宽调制(PWM)方式。使用PWM,可以将音频输入信号转换为高频开关信号,并通过比较器将音频信号与高频三角波进行比较。当反相端电压高于同相端电压时,输出为低。当反相端电压低于同相端电压时,输出为高电平。
在D类放大器中,比较器的输出连接到功率放大电路,功率放大电路采用金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)而不是双极晶体管(BJT),因为前者的响应时间更快,所以适合高频工作模式。D类放大器需要两个MOSFET,可以在极短的时间内完全工作在导通或截止状态。当一个MOSFET完全导通时,它的管压降非常低;当MOSFET完全关断时,通过电子管的电流为零。两个交替工作在通断状态的MOSFET的开关速度很快,所以效率极高,产生的热量很低,所以D类放大器不需要很大的散热器。
D类功放还有很多其他的叫法,比如T类,都是D类功放的变体。在实际应用中,直到1980年,这种开关功率放大器才因为MOSFET的出现而得到迅速发展。在实际开发过程中,虽然有高效率,但也存在高失真、高噪音、阻尼因子差的问题。随着技术的发展,这样的缺陷会越来越少,估计未来D类功放会在汽车音响领域得到更广泛的应用。
功率放大器常见分类一、;根据用途1、AV功率放大器。
AV功放是专门为家庭影院设计的功放。从诞生到现在,经历了杜比环绕、杜比定向逻辑、AC-3、DTS,再到现在的下一代音频格式,还有数字声场[[DSP]]电路,为各种节目提供不同的声场效果。
但由于AV功放在电路的信号流通环节经过了太多复杂的处理电路,声音纯度被“玷污”太多,所以用AV功放兼容HI-FI播放时效果并不理想。这也是很多HI-FI发烧友忽略AV功放的原因。
2、高保真功率放大器
HIFI功率放大器是一款专为高保真再现音乐真实色彩而设计的放大器。一般采用双通道设计,没有显示屏。其输出功率一般在2X150以下。设计以“音色优美,高保真”为目标。各种高新技术都体现在这种功率放大器中。价格也从千元到几十万元不等。
二、按功能1、前级
它是功放之前的前置放大和控制部分,用来增强信号的电压幅度,提供输入信号选择、音调调节、音量控制等功能。前置放大器也叫前置级。
2、后部水平
后级把前级的信号放大到扬声器,后级必须足够强才能推动扬声器。所谓力度足够,并不是说力度越大越厉害。必须能够支撑起整个乐团的大场面而又不失其细节。
3、合并机
把前置放大器和后置放大器安装在同一个盒子里的放大器叫做组合式放大器,我们家里常见的功放一般都是组合式的。
三、根据功放管的类型1、石材机
石头机是指以晶体管为放大元件的音频功率放大器。晶体管功放的优点是大电流、宽频带、低频控制、处理大场景时的解析力、层次感、亮度等。其性能优于电子管功率放大器。但是管机的高音很流畅,有足够的空气感,有一种相当一部分人喜欢的音染。虽然声音的细节和层次感较少,但柔和略显模糊的声音却很美。
2、胆囊机
胆机是指以电子管为放大元件的音频功率放大器。它是音频行业中最古老、最经久不衰的常青树。它的显著优点是声音甜美、柔和、自然,尤其是动态范围大、线性度好,是其他器件无法轻易替代的。
四、按导通方式分为1、甲类功率放大器(又称甲类)。
甲类功率放大器是指在信号的整个周期(正弦波的正负两个半周期)内,放大器的任何功率输出元件都不会被切断(即停止输出)的一种放大器。
特点:A类放大器工作时会产生很高的热量,效率很低,但其固有的优点是没有交叉失真。单端放大器都工作在A类模式,推挽放大器可以是A类,B类或者B类.
2、 B类功率放大器(也称为B类)
乙类功率放大器是指一个正弦信号的正负两个半周期由一个推挽输出级的两个“臂”依次放大输出,每个“臂”的导通时间为信号的半个周期的一种放大器。
特点:乙类放大器的优点是效率高,缺点是交叉失真。
3、 A类和B类功率放大器(也称为AB类)
甲、乙类功率放大器介于甲、乙类之间,推挽放大的每个“臂”的导通时间大于信号的半个周期,小于一个周期。
特点:甲、乙类放大器有效解决了乙类放大器的交叉失真问题,效率高于甲类放大器,因此应用广泛。
4、D类功率放大器(也称为D类)
D类功率放大器又称数字放大器,利用极高频率的开关电路放大音频信号。
特点:具有效率高,体积小的优点。很多功率高达1000W的D类功放,也就VHS录像带那么大。这种放大器不适合宽带放大器,但在有源低音炮中有很多应用。
五、根据元件数量1、单端功率放大器
输出级由一个放大元件(或多个并联元件)组成,用于放大正负两个半周期的信号。单端放大机只能采用A类工作状态。
2、推挽功率放大器
输出级有两个“臂”(两组放大元件)。当一个“臂”的电流增大时,另一个“臂”的电流减小,两个臂的状态交替变化。对于负载来说,好像是一只“手臂”在推,一只“手臂”在拉,共同完成当前的输出任务。虽然A类放大器可以使用推挽放大,但更常见的是使用推挽放大来形成B类或B类放大器。









