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功率放大器的特点及原理状态分类

2018/4/10 16:13:20 人评论 次浏览 标签:

  功率放大器的特点及原理状态分类


  功率放大器简称“功放”,很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

  功率放大器的特点:

  1.给负载提供足够大的功率。

  2大信号工作。

  3.分析方法以图解法为主。

  4.非线性失真矛盾突出。

  5.提高效率成为重要的关注点。

  6.功率器件的安全问题必须考虑。

  功率放大器原理:

  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。

  功率放大器分类:

  根据直流工作点的位置不同,放大器的工作状态可分为A类(甲类)、B类(乙类)、C类(丙类)等。

  一、A类放大器:

  A类放大器的主要特点是:放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通,放大器可单管工作,也可以推挽工作,由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失真和交替失真较小,电路简单,调试方便,但效率较低,晶体管功耗大,效率的理论最大值仅有25%,且有较大的非线性失真,由于效率比较低。

  二、B类放大器:

  B类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功率,在Vi的正半周期内,Q1导通Q2截止,输出端正半周正弦波;同理,当Vi为负半波正弦波,所以必须用两管推挽工作,其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性区域内,故其缺点是“交越失真”较大,即当信号在-0.6V~ 0.6V之间时,Q1、Q2都无法导通而引起的,所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。

  三、AB类放大器:

  AB类放大器的主要特点是: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。

  四、D类放大器:

  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。

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