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2015/6/29 18:35:55派克功率放大器简称“功放”,是指在给定失真率条件下,能产生zui大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。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。
派克功率放大器主要分类:
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zui大值仅有25%,且有较大的非线性失真。由于效率比较低。
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。
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。
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*频率的转换开关电路来放大音频信号的。
优点:
1)具有很高的效率,通常能够达到85%以上;
2)体积小,可以比模拟的放大电路节省很大的空间;
3)无裂噪声接通;
4)低失真,频率响应曲线好。外围元器件少,便于设计调试。
A类、B类和AB类放大器是模拟放大器,D类放大器是数字放大器。B类和AB类推挽放大器比A类放大器效率高、失真较小,功放晶体管功耗较小,散热好,但B类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而D类放大器具有效率高低失真,频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB类放大器和D类放大器是音频功率放大器的基本电路形式。
派克功率放大器注意事项
对于主要作用是向负载提供功率的放大电路通常称为功率放大电路,其主要特点如下:
1、输出功率是指交变电压和交变电流的乘积,即交流功率;
2、交流功率是在输入为正弦波、输出波形基本不失真时定义的;
3、输出功率大,因而消耗在电路内的能量和电源提供的能量也大;
4、晶体管常常工作在极限应用状态,由此要考虑必要的散热措施和过电流、过电压的保护措施。
阻抗匹配
在所有电子音像设备中,都有一个功率输出的*方案问题,即为了获得zui大的功率输出而又不增加电路的投资经费,这就是功率放大器与扬声器系统的*组合。
功率放大器组合的目的是为了达到zui小的设备投资而获得zui大的功率输出。
为了达到zui大输出功率,所以负载的大小应该使功率管的电流输出和电压输出的乘积zui大,这时的状态称为功率匹配状态。在音响设备的扬声器系统中音响的输出阻抗应为扬声器组合状态的总阻抗,这样音响的输出功率才是标明的额定标准功率,否则音响的输出功率就达不到要求。
例如:音响标准接头上标明是4Ω、100W,那么该接头上的阻抗就是两个8Q扬声器的并联,每个扬声器可得到50W,这样综合扬声器系统,就是4Ω、100W,否则不能实现100w的功率输出。
防护措施
功率管是功率放大电路中zui容易受到损坏的器件,损坏的大部分原因是由于管子的实际耗散功率超过了额定数值。另外,若功率放大器与扬声器失配或扬声器使用中长期过载,也极易损坏扬声器(或音箱),因此,在音响设备中,防护的目的是保护昂贵的功放和扬声器,所以对电源、功放、音箱的过载和短路保护是*必要的。
1、电源保护:当使用开关电源时,则有专门的保护控制端,只要输入过电流或过电压信号,即可达到保护目的。
2、功放级晶体管保护:功率放大晶体管除在使用中必须注意环境温度及选用合适的散热器外,主要是考虑过电流和过电压保护问题,应用的集成电路都设有限流保护和热切断保护功能,所以在自制功放时须注意过压保护。
3、音箱扬声器系统保护:音响系统的保护有两种意义:一种是音响扬声器的过载;另一种不是音频功率的过大、而是直流电位的偏移,导致无电容隔离的OCL或BTL电路扬声器烧毁。