功率放大器的基本工作原理

《功率放大器的基本工作原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、一．功率放大器的基本工作原理A类扩音机的输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器，当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器发声。A类放大方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（SwitchingDistortion），即使不采用负反馈，它的环路

2、失真仍十分低，因此被认为是声音最理想的放大线路设计。但凡事总是有利亦有弊，A类放大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有较大电流流入，扩音机产生高热量和浪费功率，这种功率正如输出级的热量一样完全消散，但却没输到负载，当讯号电平增加时有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。A类放大器是一种最浪费能量的设计，只要一开机它的耗电量最高，播放音乐时，效率约为百分之50，即一半功率变为热量浪费。如果不计较上述的缺点，A类扩音机是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。为了有效处理散热问题，A类扩音机必须采用大型沉热器，有些

3、大功率设计还需要风扇散热。因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流，一部25瓦的A类扩音机供电器的能力至少够100瓦AB类扩音机用。所以A类机的体积和重量都比AB类大，这令制造成本增加，售价当然较贵，一般而言A类扩音标机的售价约为同等功率AB类机的两倍或以上。B类放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不消耗功率，当有讯号时每对输出管各放大一半波形，彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大，在两个输出晶体管转换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。纯B类扩音机较少，因为在讯号非常低时失真十分严重，因交越失真令声音变得粗糙。B类扩音机的效率平均约为百分

4、之75，产生的热量较A类机低，允许用较小的散热器，这类放大工作当其输出为最大功率的40.5%，扩音机内消耗的功率最高，这时为百分之50，输出功率较低和较高时则效率增加，因此供电器可以比A类机小。AB类工作达成性能的妥协，大多数B类扩音机都不是用纯B类工作，通常有两个偏压，在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管，这类扩音机在讯号小时用A类工作，获得最佳线性，当讯号提高到某一个电平时自动转为B类工作获得较高的效率。普通机十瓦的AB类大约在5瓦以内用A类工作，由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦，因此AB类扩音机在大部分时间是用A类工作，只在出现音乐瞬态强音时才转为B类，这

5、种设计可以获得优良的音质和提高效率减少热量，是一种颇为合逻辑的设计。有些AB类扩音机将偏流调得甚高，令其在更宽润的功率范围内以A类工作，使声音接近纯A类机，但产生的热量亦相对增加。可变偏流式扩音机：可变偏流扩音机据知是美国Threshold公司最先发展，八十年代日本厂家却普遍采用并创造出多种不同的名称，这种设计是利用一个线路探测输入讯号电压，根据电压的高低自动改变偏流，讯号电压愈低偏流愈高，等于A类工作，讯号电压愈高偏流愈低达成B类工作，这种偏流的变化是连续性，可将交越失真减至最少。理论上这种设计颇为理想，但这类扩音机常因偏流探测线路与伺服控制线路本身工作不准确而

6、导致额外的失真，能真正达到接近A类音质的产品不多。C类放大不适合HI-FI用，C类（丙类）放大器较少听闻，因为它是一种失真非常高的放大器，只适合在通讯用途上使用。A类输出晶体管百分之百时间都在工作，B类输出晶体管的工作时间占百分之50，AB灯超过百分之50换取较低的失真，C类输出晶体管的工作时间低于百分之50，效率特高，但不是HIFI放大所适用。D类扩音机采用开关式供电，输出晶体管有如切换开关，不截流即通流，与其他放大的半通半截方式不同，这种设计亦称数码扩音机。D类放大的晶体管一经开启即直接将其负载与供电器连接，电流流通但晶体管无电压，因此无功率消耗，当输出晶体管

7、关闭时，全部电源供应电压即出现在晶体管上但却无电流，因此也不消耗功率，故理论上效率为百分之百。这类扩音机必须利用宽度（PulseWidth）线路，它在每秒内将输入与输出讯号多次互相比较，这时会产生波，它的宽度和持续主相等于输入与输出之间的误差，如输出较高则波较宽，相反，波较窄。在扩音机输出部分设有一个低通滤波器，将波平均重现输入讯号。看起来十分复杂，但却可以做到，而且理论上经处理后输出讯号与输入讯号相同。D类放大的优点是效率最高，供电器可以缩小，几乎完全不产生热量，因此无需大型沉热器，机身体积与重量显著减少，理论上失真低线性佳。但这种扩音机工作复杂，增加的线路本身

8、亦难免有偏