功放工作原理

功放的工作原理功放的工作原理其实很简单，就是将音源播放的各种声音信号进行放大，以推动音箱发出声音。从技术角度看，功放恰似一台电流的调制器，它将交流电转变对直流电，此后受音源播放的声音信号控制，将不相同大小的电流，依照不相同的频率传输给音箱，这样音箱就发同相应大小、相应频率的声音了。由于考虑功率、阻抗、失真、动向以及不相同的使用范围和控制调治功能，不相同的功放在内部的信号办理、线路设计和生产工艺上也各不相同。按当前音响开销的需求，民用音响中的功放已基本定型为两大类，即纯音乐功放和家庭影院AV功放。1、纯音乐功放纯音乐功放在设计上重申最低的信号失真，忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧以满足人们对音乐的最正确欣赏要求，这就是人们常说的HI-FI（hi-fidelity，高保真）。在设计和生产上，纯音乐功放的要求极为严格。纯音乐功放质量的高低其实不完好由它的技术指标所决定，不能够简单地看它注明的功率多少高，频响多么宽，失真多么低，而应该特别侧重其设计生产工艺和音乐的解晰力。比方技术指标其实不太高的胆机就要比好多晶体管功放声音好听。、2、AV功放一般来说包括功放部分和信号办理部分。其功放部分原理上与传统功放没有什么差别，只但是增加了几个声道，也就是将几个功放结合在了一起；其信号控制办理部分涉及信号的音频、视频选择、信号解码办理、信号声场办理以及收音、监听等功能。一般一台高质量的AV功放第一应该在影视节目的信号办理上有较好的声场还原，声道隔断度要高，气氛衬着也不能够太夸张；其次在功放部分的音质表现上，特别是主声道的音质要求尽量凑近较好的纯音乐功放。功放的分类1/7功放一般分为前级功放、后级功放与合并级功放，合并机就是把前级、后级集于一身的机器。前级是用来把信号作初步放大、调治音量的；此后级则是把前级来的信号作大量放大来推动扬声器。前级也分为有源及无源两种。有源的前级是使用电源把信号放大，而无源的前级就只有调治音量的功能。老实讲，现在成功的无源前级不多，由于音源与后级的内阻有很大分别，只靠一个音量开关把音源与后级连接起来，内阻的差别会使动向、细节、频应尽失！有源的前级除了调治音量外，还可作初部广大及降低音源及后级间内阻之别，即用作缓冲。后级是把从前级来的信号放大给杨声器用的，后级必定够力去推动扬声器。所谓够力，不是指越大声越够力。必定有能力去支持整个乐团的大场面而不失其细节。分开前、后级比合并机好，由于各自有更大的空间去造得更精美。而两者间也更少搅乱，细节表现很多；而且，分开前后级会发热友有更多推动机的选择，更多东西可玩儿。功放的工作方式1、A类功放（又称甲类功放）类功放输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不论有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号状况下流入负载。当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，所以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同意流入很多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。类功放的工作方式拥有最正确的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完好不存在交越失真（SwitchingDistortion），即使不施用负反响，它的开环路失真仍十分低，所以被称为是声音最理想的放大线路设计。但这类设计有利有弊，A类功放放最大的缺点是效率低，由于无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但好多仍转变为热量。2/7类功放是重播音乐的理想选择，它能供应特别圆滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。A类功率功放发热量惊人，为了有效办理散热问题，A类功放必定采用大型散热器。由于它的效率低，供电器必然要能供应充分的电流。一部25W的A类功放供电器的能力最少够100瓦AB类功放使用。所以A类机的体积和重量都比AB类大，这让制造成本增加，售价也较贵。一般而言，A类功放的售价约为相同功率AB类功放机的两倍或更多。2、B类功放（乙类功放）类功放放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不用耗功率。当有讯号时，每对输出管各放大一半波形，互相一开一关轮流工作完成一个全波放大，在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真，所以形成非线性。纯B类功放较少，由于在讯号特别低时失真十分严重，所以交越失真令声音变得粗糙。B类功放的效率平均约为75%，产生的热量较A类机低，同意使用较小的散热器。3、AB类功放与前两类功放对照，AB类功放能够说在性能上的妥协。AB类功放平时有两个偏压，在无讯号时也有少量电流经过输出晶体管。它在讯号小时用A类工作模式，获得最正确线性，当讯号提高到某一电平时自动转为B类工作模式以获得较高的效率。一般机10瓦的AB类功放大概在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，所以AB类功放在大部分时间是用A类功下班作模式，只在出现音乐瞬态强音时才转为B类。这类设计能够获得优异的音质并提高效率减少热量，是一种非常吻合逻辑的设计。有些AB类功放将偏流调得甚高，令其在更宽的功率范围内以A类工作，使声音凑近纯A类机，但产生的热量亦相对增加。4、C类功放（丙类功放）这类功放较少听闻，由于它是一种失真特别高的功放，只适合在通讯用途上使用。C类机输出效率特高，但不是HI-FI放大所适用。5、D类功放（丁类功放）3/7这类设计亦称为数码功放。D类功放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，所以无功率耗资。当输出晶体管关闭时，全部电源供应电压即出现在晶体管上，但没有电流，所以也不用耗功率，故理论上的效率为百分之百。D类功放放大的优点是效率最高，供电器能够减小，几乎不产生热量，所以无需大型散热器，机身体积与重量显然减少，理论上失真低、线性佳。但这类功下班作复杂，增加的线路自己亦难免有偏差，所以真切成功的产品甚少，售价也不低价。有一些D类功放集成块音色音质很好，但是它们现在还只应用在汽车音响中，一些有兴趣的DIY好手把它们改制到了家用音响中。一部功放从表面诚然不能够判断音质，但如能观察到供电变压器和滤波电容的大小，便已先对此机的性能或素质略知一二。A类功诚然需要巨大的供电器，即使AB类机也是愈大愈好。今天好多优异功放都采用环形变压器，取其效率较方型变压器高而漏磁少。滤波电容等于水塘，储水量越多，供水量越足，功放的供电充分牢固，才能保证输出晶体管输出最大时仍有取之不尽的电能。好多英国制造的合并式功放诚然功率其实不太大，但却有一个特别充分的供电器，配合简单的讯号通道能够完成优异的声音。有些产品的面板上除了音量、平衡、讯源选择和电源掣外，其他的控制全部取消，令讯号通道尽量缩短。为追求声音纯美，不惜牺牲控制功能。浅谈音响功放的工作原理音响中的功放是整个音响设备中的要点部件,所以音响发热友们都在其上不惜开销人力物力财力进行"摩机",在电源部分,电路的整体布局,用料等方面进行不断改进.自己其实不是超级发热友,充其量算是一位音响爱好者吧,为此在这里我就以一个音响爱好者的身份谈一谈我对音响功放的看法.功放分胆机与石机,先谈论石机.石机最初的功放为甲类功放,这类功放的功放管的工作点选在管子的线性放大区,所以就算在没有信号输入的状况下,管子也有较大的电流流过,且其负载是一个输出变压器,在信号较强时由于电流大,输出变压器简单出现磁饱和而产生失真,别的为了防范管子进入非线性区,此类放大器经常都加有较深度的负反响,所以这类功放电路效率低,动向范围小,且频响特点较差.对此人们又推出了一种乙类推挽式功率放大器,这类功放电路其功放管工作在乙4/7类状态,即管子的工作点选在微道通状态,两个放大管分别放大信号的正半周和负半周,此后由输出变压器合成输出.所以流过输出变压器的两组线圈电流方向相反,这就大大地减少了输出变压器的磁饱和现象.别的由于管子工作在乙类状态,这样不但大大的提高了放大器的效率且也大大的提高了放大器的动向范围,使输出功率大大提高.所以这类功放电路曾流行一时.但人们很快发现,此种功电路由于其功放管工作在乙类工作状态,所以存在小信号交越失真的问题,而且电路需使用两个变压器(一个输出变压器,一个输入变压器),由于变压器是感性负载,所以在整个音频段内,负载特点不平衡,相移失真较严重.为此人们又推出了一种称为OTL的功率放大电路.这类电路的形式其实也是一种推挽电路形式,只但是是去掉了两个变压器,用一个电容器和输出负载进行藕合,这样一来大大的改进了功放的频响特点.晶体管组成的功放电路有了质的飞驰,此后代们又改进了此种电路,推出了OCL和BTL电路,这类电路将输出电容也去掉了,放大器与扬声器采用直接藕合方式,直到现在由晶体管组成的功放电路,其结构基本上是OCL电路或BTL电路.OCL电路与OTL电路不相同之处是采用了正负电源供电法,从而能将输出电容取消掉.BTL电路是由两个完好独立的功放模块搭建组成,如图C所示.IC1放大输出的信号一部分经过IC2反相输入端,经IC2反相放大输出,负载(扬声器)则接在两放大器输出之间,这样扬声器就获得由IC1和IC2放大相位相差180度的合成信号了.不论是OCL或BTL功放电路,由于其去除了输出变压器和输出电容器,使放大器的频响获得展宽。与扬声器配接方面，当功率放大器连接一个标称阻抗低于其额定负载阻抗的音箱时,理论大将使输出功率增加,但这是有条件的,功放必定有足够小的输出内阻且必定有足够大的电流增益,电源能供应足够大的工作电流,否则不仅不失真功率不能够增加反而引致放大器性能下降。另一种状况是功率放大器连接一个标称阻抗高于其额定负载阻抗的音箱,这时忧如功率放大器会轻松些,其实也不尽然,若是放大器的电源电压容量不够大,重放时可能未到其额定输出功率就发生电压过载失真。此传扬声器音圈会产生感生电动势,这个感生电动势对扬声器的运动有阻尼作用,放大器的输出阻抗对扬声器所产生的感生电动势有旁路作用,从而能有效地控制扬声器的感生电动势.综上所述,晶体管功放要获得好的放声收效,就必定要有较低的输出阻抗,较大的电流增益,电源方面要能供应足够大的工作电流和较高的电源电压且瞬态效应好。5/7为了使放大器拥有较低的输出阻抗和较大的电流增益,功放的后级我们可用多对功率管并联来实现,而且采用耐压值尽可能高的功放管,使其能适应不相同阻抗的负载.但是此举就要增加推动功率了,一台好的功放对电源的要求的苛刻的,为了能提高瞬态响应和供应足够的电流整流管要采用大电流开关型整流二极管(有人称为高速整流二极管),别的滤波电容要采用万μF以上的.由于功放在工作时产生的瞬态电流达10安(视功放机的功率而定)以上,后级的接触电阻和连线电阻均不能够忽略,比方:电路存在0.1欧的交流阻抗,那么在10安电流的作用下就在其上产生1伏的交流电压,这个交流电压会藕合到前级,轻则产生交流搅乱,重则会使放大器产生自激而损坏功放管.我们曾维修过多台大功率功放机,因整流二极管接触不良或滤波电容虚焊而造成烧坏功率管的.别的,由于大功率的功放机均具较高的增益,所以电源的去藕电路就特别重要,否则很简单产生交流声搅乱.一般的功放机均要两级以上的LC滤波电路,且滤波电容的接地点的采用均有讲究.最后就是电源变压器了,现在的功放机其整体效率大概在50%--60%左右,所以所选择的电源变压器的功率的采用应为:扩音机的最大不失真功率/0.5比方:一台最大不失真功率为100瓦的功放机其电源变压器的功率应是100/0.5=200瓦.别的为了减少电源内阻和漏感对放大器的搅乱,在电源变压器的设计上应尽量减少每伏匝数和采用高磁通率的铁芯.环牛(环形铁芯变压器)就是一种性能较好的变压器.在这里我还要提一提的是功放机的一个特别重要的参数---动向范围.我们知道现在高档的数字化音源如CD机,DVD机由于采用了高比特率的数字量化,其输出的音源的动向范围达90db以上较传统录音机（40--70db）大.所以,功放机若是没有足够的动向范围与之相当就很简单产生切峰失真（削波效应）,在切峰失真的信号波形中包括了极丰富的功率能量很大的高次谐波成份,它们加入到音箱中,其能量就极可能高出扬声器的承受功率而令其烧坏。所以在功率放大电路中，为了防范放大器进入削波状态，在电路上都加入了负反响电路。负反响电路诚然有效地防范了削波的产生，但它也使信号产生线性失真（幅度失真）和非线性失真（相移引起）。半导体器件制造在今天已经有了很大的进步，大动向范围的半导体器件已经问世，在此前提下，人们提出了无负反响功率放大器的看法，由于不存在负反响，放大器的保真度将进一步获得了较大的提高。现在来谈一谈胆机（电子管机）以其音质柔和悦耳而受众多音响爱好者的追捧。它与晶体管不相同之处有下面几方面：1、晶体管的电路结构比电子管复杂；2、晶体管的集电极电流基本上不受集-射电压Vce