甲乙类功率放大器_甲乙丙类放大器区别

2023-03-24 09:31:31

来源:财富中国


(资料图)

甲、乙类功率放大器(甲、乙、丙类放大器的区别)

随着音频技术的不断发展,功率放大器不再像以前那样只供电子管放大器使用。随着晶体管机(晶体管,也称“石头机”)的发展,提到了很多类型的放大,因为它们代表了新的放大模式,展现了新一代的声音特征。其中更具代表性的自然是欧派的NAD。当然,除了NAD,还有B&O、林道夫、特林诺夫音响等。,专注于D类或数字放大器电路的研究,目的是兼顾环保和良好的声音设计。其实专注这方面的厂商还是很多的,这里就不一一列举了。

在介绍新一代放大器类型之前,我想先介绍一下我们的传统放大器类型。根据三极管放大信号时的信号工作状态和三极管静态电流的划分,放大电路分为三类:甲类(A类)放大电路、乙类(B类)放大电路、甲/乙类(AB类)放大电路、丁类放大电路、H类放大电路。

甲类(Class A)放大器是在功率管上施加一个适当的静态偏置电流,使一个三极管同时放大信号的正负半周。在功率放大器电路中,功率输出级的信号幅度已经很大。如果信号的正负半周仍由一个三极管同时放大,这种电路称为甲类放大器。这种电路有一个很大的特点。因为属于线性放大,保真度会很高,几乎达到100%。但同时因为线性放大,放大效率不会很高,一般只有20-30%。还有一个问题。如果晶体管一直保持充电状态,在没有音频信号到来的时候就会像个烤箱一样,持续发热严重,需要大型的散热器件来散热。这些散热装置增加了功率放大器的重量、体积和价格。

第二种是乙类放大器,也就是我们常说的乙类放大器。所谓乙类放大器,就是不在三极管上施加静态偏置电流,用两个性能对称的三极管分别放大信号的正负半周。在正负半周期中,正负半周期在放大器的负载上组合成一个完整的周期信号。由于这种放大器没有给功放的输出管增加静态电流,所以会产生交叉失真,这是一种非线性失真,严重损害音质。所以音频电路设计中很少采用乙类放大电路,但是乙类还是有非常好的优势的。

要理解上面的说法,由于A类晶体管在工作时一直处于充电状态,散发大量的热量,所以让它在“休息”期间不工作,可以节省大量的散热成本。而且由于晶体管不工作,不充电,放大器效率留下了更大的“空空间”,放大效率达到70-80%,理论上确实令人振奋。但是在音质上,让人受不了。本来是背诗的姑娘,现在变成了满街骂人,吵闹,发脾气的泼妇。说到底是因为两个晶体管上电流的切换速度跟不上音频信号相位的切换速度,导致失真,交叉失真严重。音质浑浊,功放效率没用,B类功放逐渐被弃用。

第三种是甲乙类放大器,也叫AB类放大器,是甲乙类放大器的折中组合。它也采用偏置电流,但远小于纯A类放大器。小偏置电流足以防止交叉失真,从而提供良好的音质。它的功耗介于甲类放大器和乙类放大器之间,但通常更接近乙类放大器。与乙类放大器类似,甲类放大器也需要一些控制电路来提供或吸收更大的输出电流。但精心设计的甲乙类放大器也有很大的功耗,因为中间范围的输出电压通常远离正电源和负电源。因为漏极和源极之间的压降非常大,所以会产生很大的瞬时功率LDS×VDS。总的来说,A类和B类各有优势。前者线性度好但功耗低,后者则相反。所以两种技术互补是必然趋势。事实上,市场上使用A类和B类放大类型的厂商相当多。比如美国著名的Krell也是采用A级设计。而拥有专利的ibias Class A技术,在保证大功率的情况下增加偏置电流的特性,让声音的线性度和模拟度更高更好。

数字放大电路,PWM信号传输

D级设计,很多朋友会说在低音炮上见过很多,是的!D类的特点是输出功率极高,功耗极低。D类放大器的输出级在正电源和负电源之间切换,以产生一系列电压脉冲。这种波形有助于降低功耗,因为输出晶体管在不导通时电流为零,在导通时VDS非常低,因此功耗LDS×VDS更低。由于大多数音频信号不是脉冲序列,因此必须包含一个调制器来将音频输入转换为脉冲信号。脉冲的频率成分包括所需的音频信号和与调制过程相关的重要高频能量。在输出级和扬声器之间通常输入一个低通滤波器,以最小化电磁干扰(EMI ),避免过多高频能量驱动扬声器。

但说到D类,目前的放大器大多采用著名的荷兰Hypex Ncore放大器元件。这家公司专门开发D类功放模块,其元器件广泛应用于不同品牌的产品中。另外,丹麦的一款ICE Power也非常有名,北欧的很多功放和有源音箱产品,比如B&O,都是使用这种元件的品牌。然而,今天的D级技术与过去不同。在技术成熟度和声音表现上非常先进,甚至超越了传统的A类/B类音质效果。比如NAD功放,深受新一代发烧友的喜爱。传统的放大器体积小、能耗极低、功能性能出色,因此常常相形见绌。

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