现代音响与调音技术-第3章

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1、3.2功率放大器晶体管功率放大器按照工作状态不同可分为甲类、乙类和甲乙类三种，它们的集电极电流波形图如图(a)甲类功放在一个周期内，三极管的导通角为360°。在静态时也要消耗电源功率，这时电源功率全部消耗在管子和电阻上，并转化为热量的形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。信号愈大，输送给负载的功率愈多。甲类放大电路效率低，电阻负载最高也只能达到25%；变压器负载最多可以达到50%。晶体管功率放大器ui1b)为了提高效率，采用乙类推挽电路。有信号时工作，无信号时不工作，直流静态功率损耗为零。晶

2、体管半个周期工作，导通角为180°，这种工作方式称为乙类功放。乙类功放减少了静态功耗，效率较高（理论值可达78.5%），但出现了严重的波形失真。ui2(C)为了克服乙类功放的缺点，在乙类功放中设置开启偏置电压，使静态工作点设置在临界开启状态。只要有信号输入，三极管就开始工作，这种工作方式称甲乙类功放。在一个周期内，其导通角略大于180°，小于360°。因静态偏置电流很小，在输出功率、功耗和效率等性能上与乙类十分相近，故分析方法与乙类相同。3d）丙类功率放大是指其三极管导通时间小于半个周期的放大状态，导通角小于900

3、，丙类工作状态的输出功率和效率是甲、乙、丙三种工作状态中最高的。丙类放大多用于高频大功率发射电路中。ui43.2功率放大器晶体管功率放大器1.变压器耦合甲类功率放大器电路特征是在输入信号的整个周期内，晶体管均导通，有电流流过。与一般放大器所不同的是其负载不是直接接在晶体管的集电极上，而是通过变压器接入的。故称为变压器耦合的甲类功率放大器。5Pomax:负载上得到的交流信号功率。PV：电源提供的直流功率。1.变压器耦合甲类功率放大器单管甲类功率放大器电源供给的电流是以静态电流ICQ为中心上下变化的，其平均值为ICQ，

4、电源电压为EC，所以电源提供的功率为EC·ICQ负载上得到的最大的正弦波功率则为ICQ·EC/26实际上，由于下列原因，其效率不可能这样高。(1)变压器的损耗。变压器初、次级各有导线电阻，它们要损耗能量；变压器的初级磁力线也不可能完全耦合到次级，存在有一定的漏磁，因此也要产生一些损耗。(2)晶体管饱和压降也不可能为零，多少都会有一定的功率损耗。(3)为稳定工作点，发射极串联有负反馈电阻Re。Re也要消耗一定的能量，同时晶体管集电极到发射极之间的电压也要降低。甲类功率放大器实际效率大约只能达到30%多一点。7甲类功率

5、放大器存在有各种失真：(1)输出特性非线性引起的失真。放大器在小信号工作时，问题不大；但当大信号工作时，晶体管输出特性的非线性失真就不可忽视了。削波失真。当输出信号超出一定范围时，晶体管进入饱和区或截止区，晶体管失去放大作用而出现削波失真。所以在设计功率放大器时，必须留有充分的功率裕量，以减小削波失真。8功率裕量即为功率储备量，是指功率放大器的最大不失真功率大于其平均工作功率的倍数。从高保真放音的要求来说，当然希望功率储备量越大越好，但是功率储备量太大，其所需功放板的体积或重量便会也大，造价也随之昂贵。因而，对于一

6、般专业用或家用的高档次音响系统来说，其功放系统的功率储备量应大于20倍；对与一般的电脑音响系统其功率储备量有个2-20倍之间就够了。9(3)输出变压器引起的失真。这种失真主要是因变压器铁芯的非线性引起的。所以，现在人们更喜欢使用无输出变压器的OTL、OCL放大器。甲类功放也有它的优点，它有比较好的表现力，音色细腻、平滑流畅，不存在交越失真。各项电声指标高。(2)输入电阻和信号源内阻引起的失真。晶体管输入电阻随信号大小变化也略有变化，由此会引起输出信号的失真；信号源内阻大也会引起失真。10由于电源提供的功率不变，是一

7、定的，因而输入电压为零时，效率也为零；输入电压越大，IC的幅值越大，那么负载上获得的功率就越大，消耗在三极管上的功耗就越小，因而转换效率就越高。但是，人们通常希望输入信号为零时电源不提供功率，输入信号越大，负载获得的功率也越大，电源提供的功率也随之增大，从而提高了效率。为了达到这个目的，在输入信号为零时，应使管子处于截止状态，而为了使负载上能获得正弦波，常常需要采用两只管子，在信号的正负半周交替导通，那么两只三极管都工作在乙类放大状态，由于负载仍是通过变压器耦合到放大电路中的，因此而产生了变压器耦合乙类推挽功率放大

8、电路。2乙类推挽功率放大器11图3―7乙类推挽功率放大器设晶体管b-e间的开启电压忽略不计，V1和V2的特性完全相同，输入为正弦波。当输入电压为零时，由于V1和V2的发射结电压为零，均处于截止状态，因而电源提供的功率为零，负载上电压也为零，两只管子的管压降均为EC。＋－当输入信号使变压器的副边电压极性为上＋下－时，V1管导通，V2管截止；－＋当输入信号使变压