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汽車功率放大器功率放大部分

　　【音響網(wǎng)資訊】
　　功率放大部分，AB類與A類

　　AB類和A類功放的工作類型基本相似，因此我們放在一起討論。AB類功放就是功率管的正半部分推正電壓，負(fù)半部分推負(fù)電壓，這與喇叭相對應(yīng)是喇叭音盆向外突出或內(nèi)縮。

　　AB類的功放由于工作屬性，因此輸出功率管不是經(jīng)常有電流輸出，例如，當(dāng)功率管的上半周在工作時(shí)，這時(shí)下半周是沒有電流輸出的。當(dāng)輸出信號接近為零時(shí)，這就將接近負(fù)半周，這時(shí)輸出功率管必將經(jīng)歷一個(gè)微電流與零電流的過程。為了彌補(bǔ)這種陷波失真，AB類電路的設(shè)計(jì)在這種接近零區(qū)時(shí)，使用A類電路。從下圖可以看出AB類功率放大器在接近零區(qū)時(shí)，所產(chǎn)生的失真。通常陷波失真在更高頻或者音量較低的情況下會(huì)增加，現(xiàn)代的許多AB類電路的設(shè)計(jì)，都是基于如何盡量地降低此類失真。

　　A類功率放大器與AB類有較為相似的工作電路，但是它的每顆晶體管始終傳導(dǎo)電流。A類是指，每個(gè)晶體管始終是傳導(dǎo)電流，也就是每個(gè)晶體管每路都將信號完整放大輸出，因此A類功率放大器沒有這種“死區(qū)”，用較少的反饋來實(shí)現(xiàn)低失真。即使是沒有音頻輸出，一臺(tái)100W的放大器可消耗近100瓦，因而在汽車環(huán)境里，這種類型的設(shè)計(jì)是不切實(shí)際。市場上許多一流的汽車功放其實(shí)也并不全部是真正的A類，許多的設(shè)計(jì)都是小功率時(shí)是A類，大功率時(shí)就轉(zhuǎn)AB類了。在家用音響里的AB類同樣也耗電非常大。

　　輸入和驅(qū)動(dòng)級

　　功率放大器的工作方式是這樣的：小的音頻信號輸入給功放的晶體管去放大。但每個(gè)晶體管的放大都不是線性的，這意味著輸入信號通過各種放大級時(shí)會(huì)有失真。為了修正這類失真，需要將輸出信號與輸入相對比，兩信號之差來抵消這種失真。因此，信號輸入級的電路比較特別，我們稱之為差分電路，它有正負(fù)輸入，是為了同時(shí)接收音頻信號輸入和反饋信號輸入。反饋電路可以顯著地降低失真，但會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定。因此功放在此處的設(shè)計(jì)必須非常用心，以避免這種不穩(wěn)定。

　　信號輸入級輸出信號給放大級部分，這種放大級根據(jù)不同的功率大小，使用的放大級數(shù)不同，一般用一級，兩級或三級放大電路。這種電路通常被稱為Darlington或三重Darlington。放大級輸出信號給功率輸出級，一般由兩個(gè)，四個(gè)，六個(gè)或更多對管組成。輸出晶體管越多，效果越好。多個(gè)輸出晶體管還有助于降低失真，增加穩(wěn)定性。

　　D類功率放大器

　　首先澄清一個(gè)觀念：D類，并不代表是數(shù)字化。這種功放將輸入信號轉(zhuǎn)變?yōu)槎�進(jìn)制來代替音頻信號，而經(jīng)功率放大后也是如此，再處理成音頻信號。因此D類功率放大器并不是用數(shù)位電子元器件來控制或處理音頻信號。但從它的工作原理來看，D類設(shè)計(jì)極大地提高工作效率。D類功放的輸出是在供應(yīng)電源的正負(fù)極之間就用一個(gè)高速開關(guān)電路，因此，它不會(huì)在輸出功率管上浪費(fèi)功率。如果輸出接近為0，則波型只有50%的功率在工作，如果輸出是正電壓，晶體管的工作狀態(tài)就超過50%。由于輸出管通常都是全開的或者全關(guān)閉的，因此理論上來說，其效率可達(dá)100%。因此音頻信號通過調(diào)制PWM為脈沖波型。如圖，黃色線是功放的輸出，藍(lán)色線是調(diào)制的波型。藍(lán)色線的波型經(jīng)輸出濾波，就可以還原成黃色線式的波形。由于要將信號PWM調(diào)制處理，然后再處理成模擬信號，因此有較大的失真。因此，在這里也使用如同AB類功放的反饋電路，以達(dá)到降低失真的目的。

　　MOSFET場效應(yīng)管是D類設(shè)計(jì)的唯一選擇。大多數(shù)D類設(shè)計(jì)只用作低音功率放大器用，因?yàn)樗麄兦袚Q速度不夠快，高頻重現(xiàn)相對要差。一些高品質(zhì)，全頻處理的D類功放在專業(yè)音響里有出現(xiàn)，但它們也相應(yīng)配有復(fù)雜的多階輸出。

　　T類功率放大器

　　T類（Tripath）功率放大器的工作原理是類似于D類，但也有些例外：T類不使用D類的模擬式反饋電路。反饋信號是數(shù)字化的，在輸出濾波器之前取樣，這樣就可以避免濾波器的相移。由于D類或T放大器失真主要是時(shí)基誤差，因此T類放大器反饋時(shí)基信息。T類的另一個(gè)區(qū)別是，這種放大器采用數(shù)字信號處理器將模擬信號編譯成PWM信號并處理反饋信息。該處理器對比反饋信息，并作時(shí)基調(diào)整。由于T類放大器的反饋回路不包括輸出濾波器，因此非常穩(wěn)定，可以在整個(gè)音頻頻段內(nèi)工作。大部分聽眾無法分辨出T類和良好的AB類功放聲音之間的差異。D類和T類功放也都存在一個(gè)問題：即他們在空閑時(shí)消耗額外的功率。由于高頻波形在任何時(shí)候都存在，因此即使沒有音頻信號，放大器也會(huì)產(chǎn)生一些余熱。因此有些放大器的設(shè)計(jì)，在沒有音樂信號時(shí)，完全關(guān)閉功放，但會(huì)對開啟時(shí)有滯后效應(yīng)。

　　G類功率放大器

　　G類通過另外一種方式來提高效率：常規(guī)的AB類放大器是由多級電源驅(qū)動(dòng)。一個(gè)500瓦的放大器有三個(gè)正電壓和三個(gè)負(fù)電壓。電壓值可能分別為70伏，50伏，25伏。當(dāng)放大器的輸出接近25伏，電源接通50伏；當(dāng)輸出接近50伏時(shí)，電源接通到70伏。這種設(shè)計(jì)有時(shí)也被稱之為“峰值開關(guān)”設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)提高了效率，減少電壓輸出晶體管的功率浪費(fèi)。從下圖可以看到，電壓的輸出（紅色）會(huì)根據(jù)音頻信號（藍(lán)色）的電壓不同而不同。G類的效率與D類或者T類完全相似，只是G類的設(shè)計(jì)然較為復(fù)雜，它是基于AB類放大器并且有著相類似的音質(zhì)效果。

　　H類功率放大器

　　H類功率放大器與G類相似，只是它的尾端電壓是隨著輸入信號而進(jìn)行調(diào)制。供電電壓永遠(yuǎn)都是比輸出信號稍微高一點(diǎn)，這術(shù)就可以確保晶體管的電壓小而且輸出放大管不發(fā)熱。這種調(diào)制供電電壓的信號的產(chǎn)生原再有點(diǎn)類似于D類，從形式上來說，你可以這樣理解，這種類型的功率放大器是D類與AB類的一個(gè)結(jié)合體，電路上有點(diǎn)復(fù)雜。

　　如何選擇呢？

　　穩(wěn)壓電路或者非穩(wěn)壓電路？AB類，D類或T類？說了這么多，如何選擇呢？如果你真的需要很強(qiáng)勁的低音，D類或T類功率放大器可以用很小的尺寸就做成很高的SPL聲壓輸出�？梢詾槟鸀檫@些放大器會(huì)產(chǎn)生最高的SPL最小尺寸。如果想要最純凈的的高頻？也許一個(gè)很好的AB類放大器，將您的選擇。無論你選擇，我希望這個(gè)信息可以幫助你實(shí)現(xiàn)你要找的聲音！

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