QSC的PL2专业功率放大器

291794399 · 发表于 2010-6-15 02:06:33

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美国QSC公司是一家实力雄厚的专业音响制造公司。该公司的专业音响器材早在上世纪90年代初就已进入中国，并得到了国内专业音响界的好评。QSC公司特别在专业功率放大器技术和制造方面具备非常丰富的经验。QSC公司近年推出的PowerLight系列(简称PL系列)专业功率放大器，就集中应用了该公司在专业功率放大器技术方面的开发成果。下面我们通过对QSC的新型PL2系列放大器中的“基本型”产品的电路特点及技术性能介绍，让大家了解最新的专业功率放大器的功能、特点及基本性能等情况。

　　QSC的PL2系列专业功率放大器共有多种型号的产品和三种不同规格，其中包括“基本型”、A型和D型规格产品。“基本型”产品适于采用外接的信号处理设备来组成音响系统，A型产品则在机内带有模拟信号处理电路，D型产品则内置数码信号处理电路。这三种类型的功率放大器在基本电路方面均很相似，因此我们这里就只介绍“基本型”的产品。图1为PL2 型放大器的外形照片。照片上左边为“基本型”产品，右边为A型产品。左边的“基本型”产品从上至下分别为PL218型、PL224型、PL230型和PL236型，若只从外形来看，这四种型号放大器的外形基本上是一样的。PL2系列放大器的体积不太大，外形为“薄型”设计，放大器的高度仅为2U(即两个标准单位)，深度为36cm，重量仅为9.5kg。如此轻巧的专业功率放大器，却能输出相当大的音频功率(如输出功率最大的PL236型，8Ω负载时能输出2×725W 的功率，桥接时的输出更能达到2400W)，而且这是能够连续长时间工作在额定输出状态的专业功率放大器，简直有点令人“不可思议”！正是由于这种QSC的PL2系列功率放大器的体积小巧、重量轻，不仅适于一般固定场合的扩音，还更适合用于流动演出或现场大型演出的扩音。
　　一、PL2系列放大器的基本功能介绍

　　QSC的PL2系列功率放大器具备一般专业功放的双声道功率放大电路。可以桥接、具备完善的保护功能、内置次声滤波器等功能。此放大器还可以工作在“双放大器”连接模式。这种“双放大器”连接模式就是内置了可以调整分频频率的“电子分频”电路，可以让这种放大器的两个声道分别作高音和低音放大器，去分别推动专业音箱的高音和低音扬声器。为了使分频放音时达到高音通道与低音通道的同步放送，在“双放大器”模式时还设置了低音延时电路，延时时间为0.14ms～6.5ms可调。这种功能不仅可以省去电子分频器，还使电路的连接更加简化，工作更可靠。

　　PL2系列功率放大器还内置了输出功率限制器电路和削峰限制电路，故使其不仅工作非常可靠、大音量放音不致过载失真，还能够确保扬声器不致因过载而烧毁。此放大器的输出限制阈值范围为0dB～-15dB，可以按1dB步进调节；限制器电路的时间常数也有快、中、慢三挡可调整，快速挡的上升时间为1ms～8ms，下降时间为20ms ；中速挡的上升时间为10ms～80ms，下降时间为200ms ；慢速挡的上升时间为180ms～1.6s，下降时间为4s。

　　此放大器设置了两个声道的XLR平衡输入端子，以及一个15脚输入插座(用于输入两个声道平衡输入信号)。放大器设置了工作模式转换开关，可以让放大器工作在纯后级放大器状态，或是工作在前后级状态。还可选择放大器工作在电子分频的“双放大器”状态、双声道状态或桥接为单声道状态。

　　此放大器的功放电路采用了先进的智能控制强制散热设计，使散热风扇的转速可以自动根据输出级的温度而进行调整。同时，输出级的散热设计采用了前后流通的风道设计，散热的效率相当高，因此也减小了功放输出级的总体体积和重量。

　　此放大器内还设置了相当完善的保护电路，包括过载保护、过热保护、放大器负载短路保护、负载开路保护、超声保护、电源短路保护等等。由此可以看出，QSC的PL2系列专业功率放大器是技术先进、性能好、可靠性高、通用性强的优秀放大器。
　　二、电路原理简介

　PL2系列放大器的电路原理，输入接口包括IN1和IN2两个声道的平衡输入接口和一个15脚双声道平衡接口IN3。IN1和IN2输入接口用于“双声道”模式时，输入两个声道的信号，这时可以经过增益选择放大器和功率限制电路，然后输出到功放级放大后输出。当工作在“双放大器”模式(即电子分频放大模式)或需“桥接”成单声道放大器时，就可以从IN1输入音频信号。IN3输入接口可以在“双声道”模式时输入两个声道信号进行放大，但这时不经过增益选择电路。从IN3输入的双声道信号还可选择“纯后级”放大模式，直接将信号送入功放电路放大后输出。

　　我们先来看从IN1和IN2两个独立输入接口输入信号时，放大器工作在“双声道”模式的信号流程。信号从IN1(另一声道为IN2)输入后，先经A1a(和A1b)进行平衡输入预放大，再送入到增益选择电路，根据输入信号的电平情况选择放大器的增益。这里可以选择26dB和32dB增益，或是选择额定输入电平为1.2Vrms。“增益选择”电路输出的信号经K2(K2为IN3 接口的工作模式选择开关，K2选择到“关”时，即是IN1和IN2输入的信号通过状态)后输出到K3。K3为放大器的工作模式选择开关，可以选择放大器工作在“双声道”(2CH)模式、“双放大器”模式或“桥接”模式。“双声道”模式时，信号经K3输出到功率限制电路，最后经次声滤波器后输出到末级功放电路。末级功放电路还设置了削峰限制电路，这样就能够在选择纯后级放大器模式时，避免功放电路出现过载削峰。功率限制电路可选择限制的“门限值”，选择的范围从-1dB至-15dB(通过闭合不同的选择开关来实现) ；还可选择限制电路的反应速度。

　　当放大器工作在“双放大器”模式时，应从IN1输入音频信号，这时信号经A1a平衡放大器进行预放大，然后经增益选择电路选择一定的增益后，再经K2a输入到电子分频电路。全频带的音频信号分别送入到高通滤波器和低通滤波器电路后被分频。这时为了让低频通道和高频通道的信号能够衔接得较好，放大器内的高通滤波器和低通滤波器的分频频率是可以同步调整的。低通滤波器输出的低频信号还经过一个延时电路，使低频信号经适当延时后，达到和高频信号的同步放送。低频信号经K3a输出到功率限制电路，再经次声滤波器后输出到末级功放电路放大，然后去推动低音扬声器放音。高通滤波器输出的高频信号还经过一个可调整的衰减电路(衰减量从-1dB至-15dB可调整)，以便补偿高音扬声器和低音扬声器灵敏度的差异，使其放音更均衡、自然。高音通道中还设置了号角高音提升电路，以便适当补偿号角高音的频率特性。高频信号经K3b输出到功率限制电路，最后输出到末级功放电路放大后，去推动高音扬声器。

　　如果K3选择“桥接”工作状态，单声道信号也从IN1输入，经A1a平衡放大后再经K3a输入到功率限制电路。这时K3b已断开，下面一个功率限制电路的输入端开路，而从上面一个功率限制电路输入反相信号，然后输出到次声滤波器和功放电路。这时，原两个声道的末级功放电路就输出反相的功率信号去驱动一路扬声器，得到较大功率的单声道输出。

　　若需要此放大器工作在双声道纯后级状态，这时需从IN3输入信号。用K2选择放大器的工作状态。当选择纯后级状态时，从A2a和A2b输出的音频信号经K2直接输入到次声滤波器的输入端，经滤波后送入到末级功放电路。当K2选择“前后级”工作状态时，则A2a和 A2b输出的音频信号经K3a和K3b，输入到功率限制电路，然后再经次声滤波器后输入到末级功放电路。

　　据资料介绍，PL系列的几种型号放大器的末级输出电路设计还不是完全一样的。其中PL218型的末级输出电路为较典型的AB类放大电路，而PL224、PL230和PL236型放大器的末级输出电路采用了较独特的“二阶H类”放大电路。

　　其实QSC的PL2系列放大器的最突出特点在于采用了获得专利的PowerWave开关电源供电技术。这种开关电源具有效率高、发热小、性能稳定、电源的等效内阻很小、体积小等特点。这也是PL2系列放大器能够做到如此小的体积和能够放送出力度充沛、清晰、干净的声音的重要因素。我们知道，一般放大器的电源电路都采用电源变压器来对交流市电进行变压，然后进行整流和大电容滤波，输出直流电源供给放大电路。体积较大且很笨重的大功率变压器，使放大器也很笨重；同时这种电源电路的等效内阻不能做得很低，因此会影响放送声音的力度，且还可能让交流电源的纹波进入信号通路而形成纹波干扰。

　　下面我们就简要介绍PowerWave开关电源的基本原理。图3是这种开关电源的基本原理示意图。这是QSC公司具有独特技术的高性能开关电源电路，有关资料都未详细介绍，这里也只能看看它的基本原理。
从图3上可以看出，这也是较典型的开关电源电路，但其独特之处是QSC的 PowerWave控制模块。交流市电输入后，经整流、滤波，然后加到两个大功率开关器件V1、V2的基极上。这两个开关器件的导通或截止都是由PowerWave电源控制模块输出的脉冲信号控制的，开关脉冲的频率为115Hz。流经开关变压器T1的脉冲信号被再次整流、滤波后即可输出稳定、精确的直流电源供给放大电路。

　　在T1的抽头处接有一个检测电路，可以检测到输出电压的变化情况，并输出信号到 PowerWave控制模块，以便校正输出的控制脉冲，使开关器件能输出适当宽度的电源脉冲到T1，让电源的输出电压保持稳定。由于输入的市电已先进行整流、滤波，转换成了直流电源供给开关器件；并且脉冲变压器T1工作在较高的频率，这样就能让市电的纹波成分被完全隔离，不会对放大电路的工作造成干扰。再则是PowerWave控制电路的性能相当好，能够使开关电源的输出电压保持稳定和精确，为放大电路提供了优质和干净的直流电源。

　　使用开关电源还有一个明显的好处是省去了笨重的电源变压器和大容量滤波电容等，使电源电路的重量减轻，也减轻了整个放大器的重量，减小了体积。图4为PL系列放大器内部的开关电源部分的照片。
　　三、PL2系列放大器的主要性能

　　◆ 输出功率：

　　双声道模式，两个声道同时工作，负载为8Ω、20Hz～20kHz、THD＝0.03%时：

　　PL218为310W×2 ；PL224为440W×2 ；
　　PL230为575W×2 ；PL236为725W×2。
　　双声道模式，两个声道同时工作，负载为4Ω、20Hz～20kHz、THD＝0.05%时：
　　PL218为525W×2 ；PL224为715W×2 ；
　　PL230为900W×2 ；PL236为1100W×2。
　　桥接模式，负载为8Ω、20Hz～20kHz、THD＝0.1%时：
　　PL218为1100W ；PL224为1500W ；
　　PL230为2000W ；PL236为2400W。
　　◆ 噪声输出：
　　PL218为-107dB ；PL224为-108dB ；
　　PL230为-107dB ；PL236为-107dB。
　　◆ 输入灵敏度：
　　PL218为1.23Vrms ；PL224为1.16Vrms ；
　　PL230为1.17Vrms ；PL236为1.23Vrms。
　　◆ 电压增益：
　　PL218为32dB ；PL224为34dB ；
　　PL230为35dB ；PL236为36dB。
　　◆ 失真度：
　　所有机型的失真度(THD)一般均小于0.01%；
　　输出功率低于额定输出10dB，20Hz～20kHz时：
　　失真度小于0.015%；
　　额定输出功率时，5kHz以下测试时：
　　失真度小于0.01％。
　　◆ 频率响应：
　　20Hz～20kHz ：小于±0.2dB；
　　8Hz～100kHz ：小于+0/-3dB。
　　◆ 阻尼系数：大于500。
　　◆ 输入阻抗：平衡输入时为12kΩ，
不平衡输入时为6kΩ。
　　◆ 输入削峰电压：10Vrms(＋22dBμ)。
　　◆ 外形尺寸：48.3cm×8.9cm×35.6cm。
　　◆ 重量：净重9.5kg，单机带包装重量12.3kg。

yinshao89 · 发表于 2010-6-15 05:54:50

分享,谢谢啊

1520655530 · 发表于 2010-6-15 09:03:31

支持了加油吧

柏屿 · 发表于 2010-6-19 20:32:07

很有意味，支持

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