功率放大器簡稱“功放”,很多情況下主機(jī)的額定輸出功率不能勝任帶動(dòng)整個(gè)音響系統(tǒng)的任務(wù),這時(shí)就要在主機(jī)和播放設(shè)備之間加裝功率放大器來補(bǔ)充所需的功率缺口,而功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用,在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)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(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的電流。因?yàn)槁曇羰遣煌穹筒煌l率的波,即交流信號電流,三極管的集電極電流永遠(yuǎn)是基極電流的β倍,β是三極管的交流放大倍數(shù),應(yīng)用這一點(diǎn),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(gè)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(xiàn)象成為三極管的放大作用。經(jīng)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(diǎn)是:放大器的工作點(diǎn)Q設(shè)定在負(fù)載線的中點(diǎn)附近,晶體管在輸入信號的整個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)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(nèi),所以瞬態(tài)失真和交替失真較小,電路簡單,調(diào)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(diǎn)是:放大器的靜態(tài)點(diǎn)在(VCC,0)處,當(dāng)沒有信號輸入時(shí),輸出端幾乎不消耗功率,在Vi的正半周期內(nèi),Q1導(dǎo)通Q2截止,輸出端正半周正弦波;同理,當(dāng)Vi為負(fù)半波正弦波,所以必須用兩管推挽工作,其特點(diǎn)是效率較高(78%),但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi),故其缺點(diǎn)是“交越失真”較大,即當(dāng)信號在-0.6V~ 0.6V之間時(shí),Q1、Q2都無法導(dǎo)通而引起的,所以這類放大器也逐漸被設(shè)計(jì)師摒棄。
三、AB類放大器:
AB類放大器的主要特點(diǎn)是:晶體管的導(dǎo)通時(shí)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(diǎn)。
四、D類放大器:
D類(數(shù)字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)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(guān)器件通/斷音頻功率放大器,也稱為開關(guān)放大器。具有效率高的突出優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字音頻功率放大器也看上去成是一個(gè)一比特的功率數(shù)模變換器.放大器由輸入信號處理電路、開關(guān)信號形成電路、大功率開關(guān)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(shù)字式放大器。系利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號的。
1、DENON天龍
始于1910年日本,全球知名品牌,數(shù)碼錄音的始祖,日本本土老字號品牌,上海電音馬蘭士電子有限公司;
2、Yamaha雅馬哈
創(chuàng)于1887年日本,以高品質(zhì)簧管風(fēng)琴起家,全球較大的樂器制造商,專業(yè)生產(chǎn)樂器/音響器材/視聽產(chǎn)品/半導(dǎo)體材料等,雅馬哈樂器音響(中國)投資有限公司);
3、marantz馬蘭士
始創(chuàng)于1953年美國,D&M集團(tuán)旗下,主打Hi-Fi產(chǎn)品系統(tǒng)/AV產(chǎn)品系統(tǒng)/家庭影院系統(tǒng),著名聲音系統(tǒng)解決方案提供商,上海電音馬蘭士電子有限公司;
4、ONKYO安橋
始于1946年,日本安橋株式會社旗下,高品質(zhì)影音產(chǎn)品品牌,世界上較早全面支持3D視頻與音頻的家庭影院功放生產(chǎn)商,安橋(上海)商貿(mào)有限公司;
5、JBL
于1946年美國,音響及信息娛樂產(chǎn)品的全球生產(chǎn)商,全球較大專業(yè)揚(yáng)聲器制造商,哈曼(中國)投資有限公司;
6、Pioneer先鋒
始于1937年日本,影音娛樂及光盤技術(shù)的世界先驅(qū)和領(lǐng)航者,全球較早的車用CD播放器/可分離式汽車音響制造商,先鋒電子(中國)投資有限公司;
7、SONY索尼
始于1946年日本,日本代表性企業(yè),世界電子3C/游戲/金融/娛樂領(lǐng)域的巨擘,便攜式數(shù)碼產(chǎn)品的開創(chuàng)者,索尼公司;
8、哈曼卡頓
創(chuàng)于1953年美國,國際著名的音響產(chǎn)品制造商,專業(yè)從事家用與車用音響的研發(fā)/生產(chǎn)/銷售的企業(yè),哈曼(中國)投資有限公司;
9、天逸ToneWinner
國內(nèi)音響器材行業(yè)AV功放領(lǐng)域著名品牌,集開發(fā)/生產(chǎn)OEM-ODM為一體,實(shí)力雄厚的音響電子產(chǎn)品制造企業(yè),廣州天逸電子有限公司;
10、奇聲QiSheng
集功放/DVD/音響等影音電子產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)與銷售的企業(yè),較大的家庭影院生產(chǎn)基地,東莞市奇聲電子實(shí)業(yè)有限公司。
功率放大器的一種常用的電子測量儀器,在電子測試實(shí)驗(yàn)室中有一定的應(yīng)用,其中功率放大器是高校、科研單位電子類實(shí)驗(yàn)室不可缺少的實(shí)驗(yàn)設(shè)備;
目前很多科研實(shí)驗(yàn)室都會遇到常規(guī)的信號源輸出電壓低,帶負(fù)載能力弱,無法取得超聲波換能器等大功率容性負(fù)載的實(shí)際問題,如何選擇一款合適的功率放大器?需要哪些指標(biāo)?
指標(biāo):
帶寬:通常功率放大器帶寬都是以正弦波來定義的,例如功率放大器100KHz,指的是正弦波信號,可以達(dá)到的較高頻率;
而不是方波或者三角波,這些波形由于其高次諧波的影響;
不能達(dá)到,通常廠家會給出小信號帶寬或者大信號帶寬,客戶需要根據(jù)自己的應(yīng)用與廠家進(jìn)行溝通。
電壓:需要放大信號的較高電壓值,客戶通常要注意自己測試應(yīng)用需要的電壓是有效值Vrms還是峰峰值Vpp,通常廠家給出的是峰峰值。
電流:
功率放大器通常輸出的功率是恒定的,這樣P=U*I,也就是電壓和電流在功率恒定下是成反比的;
通常廠家給出的電流值是最大值,特別是當(dāng)在DC下當(dāng)電壓輸出最大時(shí),電流一定是最小的。
功率:
功率代表了放大器的驅(qū)動(dòng)能力,P=U*I,通常功率的選擇與客戶預(yù)期希望加載再待測設(shè)備上的電壓與電流有關(guān);
但是如果負(fù)載是純阻性負(fù)載是方便計(jì)算的,如果是容性或是感性負(fù)載就需要客戶與廠家工程師進(jìn)行溝通,進(jìn)行一定的模擬仿真后獲得一個(gè)準(zhǔn)確的需求。
通道:
根據(jù)測試的應(yīng)用選擇通道數(shù),目前廠家主流的是單通道或者雙通道,但是有些廠家可以根據(jù)用戶需要定制通道;
較多可以達(dá)到8通道,同時(shí)可以保證通道的同步性,也可以輸出不同相位差的信號,方便了用戶的使用。
增益:
分為模擬增益及數(shù)控增益,模擬增益采用電位器調(diào)節(jié),模擬增益無法精確放大只能,通過外置觀測示波器來讀??;
逐步被廠家淘汰,數(shù)字增益控制,調(diào)節(jié)精度高,直觀方便,是目前主流放大器采用的增益放大方式。
輸入輸出阻抗匹配:
放大器通常配合信號源使用,通常信號源有50歐姆及高阻輸出,放大器在輸入阻抗有對應(yīng)的匹配阻抗,保證了輸入端的安全。
輸出阻抗匹配,由于客戶驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的多樣性,需要廠家提供更靈活的匹配電阻。
保護(hù):
功率放大器由于驅(qū)動(dòng)負(fù)載,由于很多是動(dòng)態(tài)變化的,就對功率放大器提出了更高的要求;
為了防止損壞功率放大器,通常要求有過電壓保護(hù),過電流保護(hù),過熱保護(hù),短路保護(hù)。
安全性
由于功率放大器通常進(jìn)行負(fù)載的驅(qū)動(dòng),而負(fù)載的特性的復(fù)雜,決定了我們使用功率放大器的風(fēng)險(xiǎn),如果安全的使用功率放大器需要注意的問題:
1、選擇合適功率的放大器,對于待輸入信號進(jìn)行預(yù)估電壓電流、功率、頻率、波形等(參見如何選擇功率放大器)。
2、保證功率放大器安全接地
3、查看說明書看廠家對應(yīng)產(chǎn)品是否支持長時(shí)間連續(xù)工作能力
4、注意儀器的散熱
5、前端連接線的穩(wěn)定可靠,防止短路發(fā)生
6、信號源輸入信號再安全范圍之內(nèi)
總之:選購好的功率放大器設(shè)備,要從外觀到內(nèi)里進(jìn)行挑選,外觀做的漂亮的設(shè)備,證明廠家對待產(chǎn)品的質(zhì)量態(tài)度和產(chǎn)品定位較高。
但是好的設(shè)備通常市場上都會有仿制,所以性能參數(shù)和節(jié)能,安全性等多方面考慮才能選到好的設(shè)備。
所以選夠功率放大器設(shè)備時(shí),優(yōu)先考虎一些市場定位準(zhǔn)確,產(chǎn)品有客戶先例的??梢韵仍囉脴訖C(jī)的或者是能到他的客戶那里去看看.然后貨比三家再行定奪。