几种流行功放机类型及应用场所

升华 · 发表于 2006-10-13 01:13:00

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作为音响行业的，究竟如何认识生产厂商推出的这些类型产品呢？雷鲸电子就来介绍一下当今可用的各种音频放大器（AB//D/TD类）的一些重要特点。
   首先来说一下什么是功放机。功放机是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。
   长期以来，高品质功率放大器的工作类别，只限于A类(甲类)和AB类 (甲乙类)。其原因在于过去只有电子管这样的器件，B类(乙类)电子管放大器产生的失真使它们甚至在公共广播用时都难于被人们所接受。所有的自称为高保真放大器均工作于推挽式的A类(甲类)。
   随着半导体器件的出现和发展，放大器的设计得到了更多的自由。就放大器的类别而言，已不限于A 类(甲类)和AB类(甲乙类)，而出现了更多类别的放大器。

AB类放大器
   主要特点是：晶体管的导通时间稍大于半周期，必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大，可以抵消偶次谐波失真。有效率较高，晶体管功耗较小的特点。
   AB类(甲乙类)放大器在输出低于某一电平时，两个输出器件皆导通，其状态工作于A类(甲类)；当电平增高时，两个器件将完全截止，而另一个器件将供给更多的电流。这样在AB类(甲乙类)状态开始时，失真将会突然上升，其线性劣于A类(甲类)或B类(乙类)。
   这种性能是采用以下方法实现的：将两个晶体管偏置到导通接近于零的信号输出，即B类放大器开始呈现非线性的点。对于小信号，两个晶体管均导通，作用相当于A类放大器；对于大信号偏移，每半个波形周期内只有一个晶体管导通，因此像B类放大器一样工作。
   应用：AB类扬声器放大器具有高信噪比(SNR)、低THD+N，典型效率高达65%，使其成为高保真扬声器驱动器的理想选择。

升华 · 发表于 2006-10-13 01:25:00

D类（数字音频功率）放大器
   是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM（脉冲宽度调制）或PDM（脉冲密度调制）的脉冲信号,然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器.放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路（半桥式和全桥式）和低通滤波器（LC）等四部分组成。D类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。

优点：
1）具有很高的效率，通常能够达到85%以上；
2）体积小，可以比模拟的放大电路节省很大的空间；
3）无裂噪声接通；
4）低失真，频率响应曲线好。外围元器件少，便于设计调试。
   应用：现代的D类放大器的保真度也可媲美AB类放大器。由于D类开关放大器具有较高效率，所以被广泛用于各种场所。

TD类放大器
   Lab.gruppen的PLM,FP+,C系列产品全线采用了专利的TD类技术。这一突破性的技术花去了Lab.gruppen创始人之一Kenneth Anderson将近两年时间。TD类将D类数字功放的效率，与传统B类功放的纯净声音融为一体。
   几十年来，AB类输出级为高品质声音的功放设定了一个标准。虽然AB类功放以音质出众闻名，但它们并没有有效的利用功率。输出级产生了大量的热，需要巨大的散热片和风扇来保证功放内部的输出晶体管处于安全的温度下。为了获得高功率，需要更大的电源，但最终大部分的功率变成了热。
另外两种我们熟悉的功放技术可以获得更高的效率，但它们都有缺陷。D类开关功放采用了脉冲宽度调制技术（PWM）来获得非常高的效率，但许多“纯”D类产品在声音品质上存在妥协。H类设计提高效率的方式是通过将输入信号和电源电压进行调制，实时“跟踪”输入信号，提供最佳的输出电压。但H类只能在一个相对有限的动态范围内获得的最高效率。

D类和H类的基本概念已经有数十年的历史了，它们都没有获得专利。但是实现这些基本概念的电路设计是可以申请专利的，比如Lab.gruppen突破性的TD类功放技术。TD是“tracking Class D”（跟踪D类）的缩写，即电源在所有的频率上都对音频信号进行跟踪，在提供所需的轨上电压的同时，还保存额外的余量。虽然最后的输出级依然是AB类，但加入了D类功放高速开关的原理。整个音频路径依然保持在模拟下，信号不会像D类功放一样转换成数字脉冲，并滤波。在高效率的同时，没有PWM输出级的波纹效应。
   Lab.gruppen的TD类技术可以在所有的负载下出色地工作。输出频响即时在负载低至2欧时依然有平坦的输出。输出可以桥接，可靠性高，而且也没有无线频率干扰的问题。功放的高效可以在输出高功率的同时将散热的要求最小化，同时声音品质依然是AB类。

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