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科普知識
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運算放大器

功率放大器的原理及分類

發布日期:2022-04-17 點擊率:83

  功率放大器簡稱“功放”,很多情況下主機的額定輸出功率不能勝任帶動整個音響系統的任務,這時就要在主機和播放設備之間加裝功率放大器來補充所需的功率缺口,而功率放大器在整個音響系統中起到了“組織、協調”的樞紐作用,在某種程度上主宰著整個系統能否提供良好的音質輸出。
  功率放大器原理:
  利用三極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功率轉換為按照輸入信號變化的電流。因為聲音是不同振幅和不同頻率的波,即交流信號電流,三極管的集電極電流永遠是基極電流的β倍,β是三極管的交流放大倍數,應用這一點,若將小信號注入基極,則集電極流過的電流會等于基極電流的β倍,然后將這個信號用隔直電容隔離出來,就得到了電流(或電壓)是原先的β倍的大信號,這現象成為三極管的放大作用。經過不斷的電流放大,就完成了功率放大。
  功率放大器分類:
  一、A類放大器:
  A類放大器的主要特點是:放大器的工作點Q設定在負載線的中點附近,晶體管在輸入信號的整個周期內均導通,放大器可單管工作,也可以推挽工作,由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內,所以瞬態失真和交替失真較小,電路簡單,調試方便,但效率較低,晶體管功耗大,效率的理論最大值僅有25%,且有較大的非線性失真,由于效率比較低。
  二、B類放大器:
  B類放大器的主要特點是:放大器的靜態點在(VCC,0)處,當沒有信號輸入時,輸出端幾乎不消耗功率,在Vi的正半周期內,Q1導通Q2截止,輸出端正半周正弦波;同理,當Vi為負半波正弦波,所以必須用兩管推挽工作,其特點是效率較高(78%),但是因放大器有一段工作在非線性區域內,故其缺點是“交越失真”較大,即當信號在-0.6V~ 0.6V之間時,Q1、Q2都無法導通而引起的,所以這類放大器也逐漸被設計師摒棄。
  三、AB類放大器:
  AB類放大器的主要特點是:晶體管的導通時間稍大于半周期,必須用兩管推挽工作,可以避免交越失真,交替失真較大,可以抵消偶次諧波失真,有效率較高,晶體管功耗較小的特點。
  四、D類放大器:
  D類(數字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數字信息變換成PWM(脈沖寬度調制)或PDM(脈沖密度調制)的脈沖信號,然后用PWM或PDM的脈沖信號去控制大功率開關器件通/斷音頻功率放大器,也稱為開關放大器。具有效率高的突出優點。數字音頻功率放大器也看上去成是一個一比特的功率數模變換器.放大器由輸入信號處理電路、開關信號形成電路、大功率開關電路(半橋式和全橋式)和低通濾波器(LC)等四部分組成。D類放大或數字式放大器。系利用極高頻率的轉換開關電路來放大音頻信號的。

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