各類功率放大器

1、各類功率放大器總結(jié)功率放大器（英文名稱：power amplifier）,簡稱“功放”，是指在給定 失真率條件下，能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動某一負(fù)載（例如揚(yáng)聲器） 的放大器。功率放大器在整個音響系統(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系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。 工作原理 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)是基極電流的卩倍, 卩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卩倍，然后將這個信號用隔直

2、電 容隔離出來，就得到了電流（或電壓）是原先的卩倍的大信號，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。 編輯本段主要種類 傳統(tǒng)的數(shù)字語音回放系統(tǒng)包含兩個主要過程：1、數(shù)字語音數(shù)據(jù)到模擬語音信號的變換（利用高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC）實(shí)現(xiàn)；2、利用模擬功率放大器進(jìn)行模擬信號放大，如A類、B類和AB類 放大器。從 1980 年代早期，許多研究者致力于開發(fā)不同類型的數(shù)字 放大器，這種放大器直接從數(shù)字語音數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)功率放大而不需要進(jìn)行 模擬轉(zhuǎn)換，這樣的放大器通常稱作數(shù)字功率放大器或者D類放大器。 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，

3、晶體管在輸入信號的整個周期內(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。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，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-

4、0.6V0.6V之間時，QI、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。AB 類放大器：AB 類放大器的主要特點(diǎn)是：晶體管的導(dǎo)通時間稍大于半周期，必須 用兩管推挽工作?？梢员苊饨辉绞д妗＝惶媸д孑^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)。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一比特的功率數(shù)模

5、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。 優(yōu)點(diǎn)：1）具有很高的效率，通常能夠達(dá)到 85%以上；2）體積小，可以比模擬的放大電路節(jié)省很大的空間；3）無裂噪聲接通；4）低失真，頻率響應(yīng)曲線好。外圍元器件少，便于設(shè)計(jì)調(diào)試。A類、B類和AB類放大器是模擬放大器，D類放大器是數(shù)字放大器。 B類和AB類推挽放大器比A類放大器效率高、失真較小，功放晶體 管功耗較小，散熱好，但 B 類放大器在晶體管導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn) 換過程中會因其開關(guān)特性不佳或因電路參數(shù)

6、選擇不當(dāng)而產(chǎn)生交替失 真。而 D 類放大器具有效率高低失真，頻率響應(yīng)曲線好。外圍元器 件少優(yōu)點(diǎn)。AB類放大器和D類放大器是音頻功率放大器的基本電路 形式。T類放大器：T類功率放大器的功率輸出電路和脈寬調(diào)制D類功率放大器相同， 功率晶體管也是工作在開關(guān)狀態(tài)，效率和 D 類功率放大器相當(dāng)。但 它和普通D類功率放大器不同的是：首先，它不是使用脈沖調(diào)寬的方法，Tripath公司發(fā)明了一種稱作數(shù)碼 功率放大器處理器“Digital Power Processing （DPP） ”的數(shù)字功率技 術(shù)，它是 T 類功率放大器的核心。它把通信技術(shù)中處理小信號的適應(yīng) 算法及預(yù)測算法用到這里。輸入的音頻信號和進(jìn)入揚(yáng)

7、聲器的電流經(jīng)過 DPP數(shù)字處理后，用于控制功率晶體管的導(dǎo)通關(guān)閉。從而使音質(zhì)達(dá)到 高保真線性放大。其次，它的功率晶體管的切換頻率不是固定的，無用分量的功率譜并 不是集中在載頻兩側(cè)狹窄的頻帶內(nèi)，而是散布在很寬的頻帶上。使聲 音的細(xì)節(jié)在整個頻帶上都清晰可“聞”。此外，T類功率放大器的動態(tài)范圍更寬，頻率響應(yīng)平坦oDDP的出現(xiàn)， 把數(shù)字時代的功率放大器推到一個新的高度。在高保真方面，線性度 與傳統(tǒng)AB類功放相比有過之而無不及。編輯本段基本組成功率放大器通常由3 部分組成：前置放大器、驅(qū)動放大器、 末級功率放大器。1、前置放大器起匹配作用，其輸入阻抗高（不小于10kQ）,可以將 前面的信號大部分吸收過去，

8、輸出阻抗低（幾十Q以下），可以將信 號大部風(fēng)傳送出去。同時，它本身又是一種電流放大器，將輸入的電 壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號，并給予適當(dāng)?shù)姆糯蟆?、驅(qū)動放大器起橋梁作用，它將前置放大器送來的電流信號作進(jìn)一 步放大，將其放大成中等功率的信號驅(qū)動末級功率放大器正常工作。 如果沒有驅(qū)動放大器，末級功率放大器不可能送出大功率的聲音信 號。3、末級功率放大器起關(guān)鍵作用。它將驅(qū)動放大器送來的電流信號形 成大功率信號，帶動揚(yáng)聲器發(fā)聲，它的技術(shù)指標(biāo)決定了整個功率放大 器的技術(shù)指標(biāo)。編輯本段選購技巧 選擇功率放大器的時候，首先要注意它的一些技術(shù)指標(biāo)： 1、輸入阻抗：通常表示功率放大器的抗干擾能力的大小，一般會在500

9、0-15000Q,數(shù)值越大表示抗干擾能力越強(qiáng)；2、失真度：指輸出信號同輸入信號相比的失真程度，數(shù)值越小質(zhì)量 越好，一般在 0.05%以下；3、信噪比：是指輸出信號當(dāng)中音樂信號和噪音信號之間的比例，數(shù) 值越大代表聲音越干凈。另外，在選購功率放大器的時候還要明確購買意愿，如果希望加裝低 音炮，最好購買5聲道的功放，通常2聲道和4聲道揚(yáng)聲器只能推動 前后揚(yáng)聲器，而低音炮只能再另配功放，5 聲道功放就可以解決這個 問題，功率放大器的輸出功率也要盡量大于揚(yáng)聲器的額定功率。 編輯本段常見種類射頻功率放大器：射頻功率放大器（RFPA）是各種無線發(fā)射機(jī)的重要組成部分。在發(fā)射機(jī)的前級電路中，調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的

10、射頻信號功率很小，需要 經(jīng)過一系列的放大一緩沖級、中間放大級、末級功率放大級，獲得足 夠的射頻功率以后，才能饋送到天線上輻射出去。為了獲得足夠大的 射頻輸出功率，必須采用射頻功率放大器。射頻功率放大器是發(fā)送設(shè)備的重要組成部分。射頻功率放大器的主要 技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率。除此之外，輸出中的諧波分量還應(yīng)該盡 可能的小，以避免對其他頻道產(chǎn)生干擾。高頻功率放大器： 高頻功率放大器用于發(fā)射級的末級，作用是將高頻已調(diào)波信號進(jìn)行功 率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保 證在一定區(qū)域內(nèi)的接收級可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相 鄰信道的通信。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的

11、重要組件。功率放大器（圖 4）按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路 作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高 頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因 此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件， 它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。在“低頻電子線路” 課程中已知，放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同，將其分為甲、乙、丙三類工作狀態(tài)。甲類放大器電流的流通角為3600,適用于小信號 低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等于1800；丙類放大器電 流的流通角則

12、小于1800。乙類和丙類都適用于大功率工作。丙類工 作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器 大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于 低頻功率放大，只能用于采用調(diào)諧回路作為負(fù)載的諧振功率放大。由 于調(diào)諧回路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，失 真很小。除了以上幾種按電流流通角來分類的工作狀態(tài)外，又有使電 子器件工作于開關(guān)狀態(tài)的丁類放大和戊類放大。丁類放大器的效率比 丙類放大器的還高，理論上可達(dá) 100%，但它的最高工作頻率受到開 關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間所產(chǎn)生的器件功耗（集電極耗散功率或陽極耗散功率）的 限制。如果在電路上加以改進(jìn)，使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換

13、瞬間的功耗盡量減 小，則工作頻率可以提高。這就是戊類放大器。在低頻放大電路中為 了獲得足夠大的低頻輸出功率，必須采用低頻功率放大器，而且低頻 功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出的能量 轉(zhuǎn)換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率 大和效率高，但二者的工作頻率和相對頻帶寬度卻相差很大，決定了 他們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻 帶寬度卻很寬。例如，自20至20000 Hz，高低頻率之比達(dá)1000倍。因此它們都是采用無調(diào)諧負(fù)載，如電阻、變壓器等。高頻功率放大器 的工作頻率高（由幾百kHz 一直到幾百、幾千甚至幾萬MHz），但相 對頻帶很窄

14、。例如，調(diào)幅廣播電臺（5351605 kHz 的頻段范圍）的 頻帶寬度為10 kHz，如中心頻率取為1000 kHz,貝U相對頻寬只相當(dāng) 于中心頻率的百分之一。中心頻率越高，則相對頻寬越小。因此，高 頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。由于這后一特點(diǎn)， 使得這兩種放大器所選用的工作狀態(tài)不同：低頻功率放大器可工作于 甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）狀態(tài)；高頻功率放大器貝一般 都工作于丙類（某些特殊情況可工作于乙類）。寬頻帶發(fā)射機(jī)的各中間級還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大 器，功率放大器（圖 5）它不采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路，而是以頻率響應(yīng)很寬的傳輸線作負(fù) 載。這樣，它可以在很寬的范

15、圍內(nèi)變換工作頻率，而不必重新調(diào)諧。 綜上所述可見，高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之點(diǎn)是要求 輸出功率大，效率高；它們的不同之點(diǎn)貝是二者的工作頻率與相對頻 寬不同，因而負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和工作狀態(tài)也不同。高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有：輸出功率、效率、功率增益、帶 寬和諧波抑制度（或信號失真度）等。這幾項(xiàng)指標(biāo)要求是互相矛盾的， 在設(shè)計(jì)放大器時應(yīng)根據(jù)具體要求，突出一些指標(biāo)，兼顧其他一些指標(biāo)。 例如實(shí)際中有些電路，防止干擾是主要矛盾，對諧波抑制度要求較高， 而對帶寬要求可適當(dāng)降低等。功率放大器的效率是一個突出的問題， 其效率的高低與放大器的工作狀態(tài)有直接的關(guān)系。放大器的工作狀態(tài) 可分為甲類、乙類和丙類等

16、。為了提高放大器的工作效率，它通常工 作在乙類、丙類，即晶體管工作延伸到非線性區(qū)域。但這些工作狀態(tài) 下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很嚴(yán)重的非線性失真。低頻 功率放大器因其信號的頻率覆蓋系數(shù)大，不能采用諧振回路作負(fù)載， 因此一般工作在甲類狀態(tài)；采用推挽電路時可以工作在乙類。高頻功 率放大器因其信號的頻率覆蓋系數(shù)小，可以采用諧振回路作負(fù)載，故 通常工作在丙類，通過諧振回路的選頻功能，可以濾除放大器集電極 電流中的諧波成分，選出基波分量從而基本消除了非線性失真。所以，高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。高頻功率 放大器因工作于大信號的非線性狀態(tài)，不能用線性等效電路分析，工 程上普遍采

17、用解析近似分析方法 折線法來分析其工作原理和工 作狀態(tài)。這種分析方法的物理概念清楚，分析工作狀態(tài)方便，但計(jì)算 準(zhǔn)確度較低。以上討論的各類高頻功率放大器中，窄帶高頻功率放大 器：用于提供足夠強(qiáng)的以載頻為中心的窄帶信號功率，或放大窄帶已 調(diào)信號或?qū)崿F(xiàn)倍頻的功能，通常工作于乙類、丙類狀態(tài)。寬帶高頻功 率放大器：用于對某些載波信號頻率變化范圍大得短波，超短波電臺 的中間各級放大級，以免對不同 fc 的繁瑣調(diào)諧。通常工作于甲類狀 態(tài)。編輯本段主要指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)1、額定功率(rate power)：是指連續(xù)的正弦波功率，在1kHz正弦波輸入及功率放大器（圖 6）一定的負(fù)載下，諧波失真小于1%所輸出的功率，表

18、示成W/CH （瓦/ 聲道）。一般來說，額定功率越大，造價越高。2、總諧波失真（THD）：是指高次諧波占基波的百分比，總諧波失真 越小越好，好的功率放大器的總諧波失真能達(dá)到0.02%3、轉(zhuǎn)換率（slew rate）：單位時間上升的電壓幅度，單位為伏/微秒， 它反映了功率放大器對瞬態(tài)聲音信號的跟蹤能力，是一種瞬態(tài)特性指 標(biāo)。4、阻尼因子（damping factor）：其定義為功率放大器的負(fù)載阻抗（大 功率管內(nèi)部電阻加上音箱的接線線阻），例如8Q： 0.04Q=200： 1，一 般要求比值比較大，但不能太大，太大會覺得揚(yáng)聲器發(fā)聲單薄，太小 則會使聲音混濁，聲音層次差，聲像分布不佳。5、輸出阻抗（

19、output impedance）（或稱額定負(fù)載阻抗）：通常有8Q、4Q、2Q等值，此值越小，說明功率放大器負(fù)載能力越強(qiáng)。就單路而 言，額定負(fù)載為2Q的功率放大器，可以帶動4只阻抗為8Q的音箱 發(fā)聲，并且失真很小。性能指標(biāo)無論 AV 放大器和 Hi-Fi 功放對功率放大器要求十分嚴(yán)格，在輸出功 率、頻率響應(yīng)、失真度、信噪比、輸出阻抗和阻尼系數(shù)等方面都有明 確要求。輸出功率： 輸出功率是指功放電路輸送給負(fù)載的功率。人們對輸出功率的測量方 法和功率放大器（圖 7）評價方法很不統(tǒng)一，使用時注意。1、額定功率（RMS）：它指在一定的諧波范圍內(nèi)功放長期工作所能輸 出的最大功率（嚴(yán)格說是正弦波信號）。經(jīng)常

20、把諧波失真度為 1%時的 平均功率稱為額定輸出功率或最大有用功率、持續(xù)功率、不失真功率 等。很顯然規(guī)定的失真度前提不同時，額定功率數(shù)值將不相同。2、最大輸出功率：當(dāng)不考慮失真大小時，功放電路的輸出功率可遠(yuǎn) 高于額定功率，還可輸出更大數(shù)值的功率，它能輸出的最大功率稱為 最大輸出功率，前述額定功率與最大輸出功率是兩種不同前提條件的 輸出功率。3、音樂輸出功率（MPO）：音樂輸出功率MPO是英文Music PowerOutpur 的縮寫，它是指功放電路工作于音樂信號時的輸出功率，也就 是輸出失真度不超過規(guī)定值的條件下，功放對音樂信號的瞬間最大輸 出功率。音樂輸出功率可以用來評價功放的動態(tài)聽音效果，功

21、率放大器（圖 8）例如在平穩(wěn)的音樂過程后面突然出現(xiàn)了沖擊性強(qiáng)的打擊樂器聲音，有 的功放電路可在瞬間提供很大的輸出功率給以力度感有使不完的勁； 有的功放卻顯得力不從心底氣不足。為了反映這瞬間突發(fā)性輸出功率 的能力可以用音樂輸出功率來量度。4、峰值音樂輸出功率（PMPO）：它是最大音樂輸出功率，是功放電路的另一個動態(tài)指標(biāo)，若不考慮失真度功放電路可輸出的最大音樂功率就是峰值音樂輸出功率。通常峰值音樂輸出功率大于音樂輸出功率，音樂輸出功率大于最大輸 出功率，最大輸出功率大于額定輸出功率，經(jīng)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，峰值音樂輸 出功率是額定輸出功率的 5-8 倍。頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)反映功率放大器對音頻信號各頻率分量的放

22、大能力，功率放 大器的頻響范圍應(yīng)不低于人耳的聽覺頻率范圍，因而在理想情況下， 主聲道音頻功率放大器的工作頻率范圍為20-20kHz。國際規(guī)定一般 音頻功放的頻率范圍是 40-16kHz1.5dB。失真： 失真是重放音頻信號的波形發(fā)生變化的現(xiàn)象。波形失真的原因和種類 有很多，主要有諧波失真、互調(diào)失真、瞬態(tài)失真等。動態(tài)范圍：放大器不失真的放大最小信號與最大信號電平的比值就是放大器的 動態(tài)范圍。實(shí)際運(yùn)用時，該比值使用 dB 來表示兩信號的電平差，高 保真放大器的動態(tài)范圍應(yīng)大于 90dB。自然界的各種噪聲形成周圍的背景噪聲，而周圍的背景噪聲和演奏出 現(xiàn)的聲音強(qiáng)度相差很大，在通常情況下，將這個強(qiáng)度差稱為

23、動態(tài)范圍， 優(yōu)良音響系統(tǒng)在輸入強(qiáng)信號時不應(yīng)產(chǎn)生過載失真，而在輸入弱信號 時，有不應(yīng)被自身產(chǎn)生的噪聲所淹沒，為此好的音響系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有較 大的動態(tài)范圍，噪聲只能盡量減少，但不可能不產(chǎn)生噪聲。 信噪比：信噪比是指聲音信號大小與噪聲信號大小的比例關(guān)系，將攻放電路輸 出聲音信號電平與輸出的各種噪聲電平之比的分貝數(shù)稱為信噪比的 大小。輸出阻抗和阻尼系數(shù)：1、輸出阻抗：功放輸出端與負(fù)載（揚(yáng)聲器）所表現(xiàn)出的等效內(nèi)阻抗稱為功放的輸出阻抗；2、阻尼系數(shù)：阻尼系數(shù)是指功放電路給負(fù)載進(jìn)行電阻尼的能力。 編輯本段相關(guān)術(shù)語工作范圍 工作范圍是指功率放大器在規(guī)定的失真度和額定輸出功率條件下的 工作頻帶寬度，即功率放大器的最

24、低工作頻率至最高工作頻率之間的 范圍，單位Hz （赫茲）。放大器實(shí)際的工作頻率范圍可能會大于定義 的工作頻率范圍。工作模式功率放大器的工作模式主要有以下幾種：時分雙工（TDD）模式：在 TDD 模式的移動通信系統(tǒng)中，接收和傳送在同一頻率信道（即載 波）的不同時隙，用保證時間來分離接收和傳送信道。TDD 系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：1、不需要成對的頻率，能使用各種頻率資源，適用于不對稱的上下 行數(shù)據(jù)傳輸速率，特別適用于 IP 型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；2、上下行工作于同一頻率，電波傳播的對稱特性使之便于使用智能 天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能、降低成本的目的。時分多址（TDMA ）模式：TDMA是時分多址（Time Div

25、ision Multiple Access）的英文縮寫。同 一頻率的載波在某一特定時間內(nèi)，分成若干相等的小時間段，供多個 不同號碼的用戶使用不同的小時間段來實(shí)現(xiàn)連接的通信方式。簡而言 之，它是將一個狹窄的無線頻道分割成框架性的時間片斷（特別是3 和 8），并將每一個時間片斷分配給每一個用戶的數(shù)字無線技術(shù)。傳輸增益指放大器輸出功率和輸入功率的比值，單位常用“dB”（分貝）來表示。 功率放大器的輸出增益隨輸入信號頻率的變化而提升或衰減。這項(xiàng)指 標(biāo)是考核功率放大器品質(zhì)優(yōu)劣的最為重要的一項(xiàng)依據(jù)。該分貝值越 小，說明功率放大器的頻率響應(yīng)曲線越平坦，失真越小，信號的還原 度和再現(xiàn)能力越強(qiáng)。輸出功率 功率放

26、大器的功率指標(biāo)嚴(yán)格來講又有標(biāo)稱輸出功率和最大瞬間輸出 功率之分。前者就是額定輸出功率，它可以解釋為諧波失真在標(biāo)準(zhǔn)范 圍內(nèi)變化、能長時間安全工作時輸出功率的最大值；后者是指功率放 大器的“峰值”輸出功率，它解釋為功率放大器接受電信號輸入時，在 保證信號不受損壞的前提下瞬間所能承受的輸出功率最大值。接收增益 增益是天線的主要指標(biāo)之一，它是方向系數(shù)與效率的乘積，是天線輻 射或接收電波大小的表現(xiàn)。增益大小的選擇取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)對電波覆 蓋區(qū)域的要求，簡單地說，在同等條件下，增益越高，電波傳播的距 離越遠(yuǎn)。而功率放大器的接收增益值越大，則接收性能越強(qiáng)。避雷保護(hù)常見的直擊避雷保護(hù)措施： 避雷針：避雷針用來保

27、護(hù)工業(yè)與民用高層建筑以及發(fā)電廠、變壓所的 屋外配電裝置、輸電線路個別區(qū)段、在雷電先導(dǎo)電路向地面延伸過程 中，由于受到避雷針畸變電路的影響，會逐漸轉(zhuǎn)向并擊中避雷針，從 而避免了雷電先導(dǎo)向被保護(hù)設(shè)備，擊毀被保護(hù)設(shè)備和建筑的可能性。 由此可見，避雷針實(shí)際上是引雷針，它將雷電引向自己，從而保護(hù)其 它設(shè)備免遭雷擊。避雷線：避雷線也叫架空地線，它是沿線路架設(shè)在桿塔頂端，并具有 良好接地的金屬導(dǎo)線，避雷線是輸電線路的主要防雷保護(hù)措施。避雷帶、避雷網(wǎng)：在建筑物上沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷擊 部位敷設(shè)的金屬網(wǎng)格，主要用于保護(hù)高大的民用建筑。浪涌保護(hù)浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本

28、質(zhì) 上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時間內(nèi)的一種劇烈脈沖，。 可能引起浪涌的原因有：重型設(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動機(jī)。 而含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護(hù) 連接設(shè)備免于受損。浪涌保護(hù)器，也叫信號防雷保護(hù)器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀 表、通訊線路提供安全防護(hù)的電子裝置。當(dāng)電氣回路或者通信線路中 因?yàn)橥饨绲母蓴_突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時，浪涌保護(hù)器能在極短 的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。 編輯本段注意事項(xiàng)對于主要作用是向負(fù)載提供功率的放大電路通常稱為功率放大電路，其主要特點(diǎn)如下：1、輸出功率是指交變電壓和交變電流的乘積，即交流功率；2、

29、交流功率是在輸入為正弦波、輸出波形基本不失真時定義的；3、輸出功率大，因而消耗在電路內(nèi)的能量和電源提供的能量也大；4、晶體管常常工作在極限應(yīng)用狀態(tài)，由此要考慮必要的散熱措施和 過電流、過電壓的保護(hù)措施。阻抗匹配在所有電子音像設(shè)備中，都有一個功率輸出的最佳方案問題，即為了 獲得最大的功率輸出而又不增加電路的投資經(jīng)費(fèi)，這就是功率放大器 與揚(yáng)聲器系統(tǒng)的最佳組合。功率放大器組合的目的是為了達(dá)到最小的設(shè)備投資而獲得最大的功 率輸出。為了達(dá)到最大輸出功率，所以負(fù)載的大小應(yīng)該使功率管的電流輸出和 電壓輸出的乘積最大，這時的狀態(tài)稱為功率匹配狀態(tài)。在音響設(shè)備的 揚(yáng)聲器系統(tǒng)中音響的輸出阻抗應(yīng)為揚(yáng)聲器組合狀態(tài)的總阻

30、抗，這樣音 響的輸出功率才是標(biāo)明的額定標(biāo)準(zhǔn)功率，否則音響的輸出功率就達(dá)不 到要求。例如：音響標(biāo)準(zhǔn)接頭上標(biāo)明是4Q、100W，那么該接頭上的阻抗就是 兩個8Q揚(yáng)聲器的并聯(lián)，每個揚(yáng)聲器可得到50W,這樣綜合揚(yáng)聲器系 統(tǒng)，就是4Q、100W，否則不能實(shí)現(xiàn)100w的功率輸出。防護(hù)措施功率管是功率放大電路中最容易受到損壞的器件，損壞的大部分原因 是由于管子的實(shí)際耗散功率超過了額定數(shù)值。另外，若功率放大器與 揚(yáng)聲器失配或揚(yáng)聲器使用中長期過載，也極易損壞揚(yáng)聲器（或音箱）， 因此，在音響設(shè)備中，防護(hù)的目的是保護(hù)昂貴的功放和揚(yáng)聲器，所以 對電源、功放、音箱的過載和短路保護(hù)是完全必要的。1、電源保護(hù)：當(dāng)使用開關(guān)電

31、源時，則有專門的保護(hù)控制端，只要輸入過電流或過電壓信號，即可達(dá)到保護(hù)目的。2、功放級晶體管保護(hù)：功率放大晶體管除在使用中必須注意環(huán)境溫 度及選用合適的散熱器外，主要是考慮過電流和過電壓保護(hù)問題，應(yīng) 用的集成電路都設(shè)有限流保護(hù)和熱切斷保護(hù)功能，所以在自制功放時 須注意過壓保護(hù)。3、音箱揚(yáng)聲器系統(tǒng)保護(hù)：音響系統(tǒng)的保護(hù)有兩種意義：一種是音響 揚(yáng)聲器的過載；另一種不是音頻功率的過大、而是直流電位的偏移， 導(dǎo)致無電容隔離的 OCL 或 BTL 電路揚(yáng)聲器燒毀。 編輯本段主要特點(diǎn)功率放大器簡稱功放，以其主要用途來說，功放可以分做兩個主要類 別，即專用功放與民用功放。在體育館場、影劇場、歌舞廳、會議廳、 公

32、共場所擴(kuò)聲，以及錄音監(jiān)聽等處所使用的功放，一般說在其技術(shù)參 數(shù)上往往會有一些獨(dú)特的要求，這類功放通常稱之為專用功放或是專 業(yè)功放。1而用于家庭的Hi-Fi音樂欣賞，AV系統(tǒng)放音，以及卡拉OK娛樂的功放，通常稱為民用功放或是家用功放。 專用功放與民用功放盡管在一些特性參數(shù)上有所差別，但也很難說有 一條涇渭分明的界線，比如用于音樂錄音監(jiān)聽的功放很可能就是一臺 可用于家庭 Hi-Fi 甚至是 Hi-end 功放。Hi-Fi 功放與 AV 功放：Hi-Fi 功放與 AV 功放是家用功放中的兩個主要類別。這兩類功放用 于不同的用途，設(shè)計(jì)的側(cè)重也不相同。Hi-Fi功放用于欣賞音樂，使 用者追求的是盡可能的

33、原汁原味.而AV功放的使用者追求的是與畫 面相配合的“現(xiàn)場”效果，甚至是夸張了的“現(xiàn)場”效果。這兩類功放不 太好直接比較孰優(yōu)孰劣，比如價位同為三千多元的 Hi-Fi 功放與 AV 功放， Hi-Fi 功放的成本投入只在兩個聲道上，而 AV 功放的成本投 入則要兼顧 5-6 個聲道，還要具有一定的效果處理功能。如果僅看其 兩個主聲道的投入，肯定低于 Hi-Fi 功放兩個聲道的投入。其放音效 果的差異是顯而易見的。但是無論是 Hi-Fi 功放還是 AV 功放，都有 高檔精品型與超值普及型之分。一般來說，很難能有一臺可以對 Hi-Fi、AV 全兼容的 AV 功放， AV 功放兼顧 Hi-Fi 音樂欣

34、賞是有條件的，這一條件就是使用者欣賞音樂 時的要求與標(biāo)準(zhǔn)，如果使用者僅是用來欣賞一些休閑音樂，或是只要 求能夠聽到樂曲的旋律， AV 功放是比較容易滿足的，但是要是對音 樂欣賞有較高的要求，一般的 AV 功放就難于滿足了。晶體管功放與電子管功放：用于 Hi-Fi 欣賞的功放可以分作晶體管功放和電子管功放兩大類，以 前還有用集成電路或是模塊電路的 Hi-Fi 功放，但現(xiàn)已經(jīng)不多見。音 響技術(shù)超級論壇 晶體管功放和電子管功放并不存在著優(yōu)劣的差異， 只不過應(yīng)用的器件不同（一是晶體管，一是電子管），由于兩類器件 不同，其物理基理與電路特點(diǎn)也不相同。電子管的電流是電子在真空中受電場力的吸引，運(yùn)動形成的。

35、而晶體 管的電流是半導(dǎo)體元素的外層電子在電場力的作用下轉(zhuǎn)移位置形成 的。這種物理基理的不同，造成在實(shí)際應(yīng)用中電路特點(diǎn)也不同。相對 來說，電子管功放的工作電壓較高，但工作電流比較小，而晶體管功 放的工作電壓較低，工作電流都比較大。 電子管功放與晶體管功放 的音色確是有一定的差異，兩者對瞬態(tài)信號的響應(yīng)也不相同。這種不 同都又分別適應(yīng)了不同類別的音樂和不同的音樂欣賞者，所以 Hi-Fi 功放中形成了晶體管功放和電子管功放并存的情況。不過，若是以品 牌、型號、數(shù)量而言，晶體管功放所占的份額仍是絕對大于電子管功 放。甲類功放與乙類功放： 晶體管功放輸出級晶體管的工作狀態(tài)，可以分做甲類與乙類。所謂甲 類，

36、簡單地說就是使輸出級晶體管在正弦交流信號的正負(fù)半周時均工 作在線性區(qū)，而乙類則是僅使輸出級的晶體管在正弦交流信號的正半 周（或是負(fù)半周）工作在線性區(qū)。由于輸出級晶體管的工作狀態(tài)不同， 使得輸出級的電源利用效率（即輸出功放與耗電功率之比）也不同。 在實(shí)用的輸出電路中，乙類的效率要比甲類的效率高2-3 倍。 甲類功放不存在交越失真，而且不論實(shí)際輸出功率大小，輸出級晶體 的內(nèi)阻均為恒定。而乙類功放總會有一定的交越失真（盡管這種失真 可能極?。?，另外，在大輸出時輸出級晶體管的內(nèi)阻較小，但在小輸 出時輸出級晶體管的內(nèi)阻卻比較大。這些不同，造成聽感上也有不同， 甲類功放的聲音相對乙類功放而言比較柔和，另外

37、對音箱的低頻控制 力也比乙類功放強(qiáng)，尤其是在小音量時低音的質(zhì)感要好一些。甲類功 放的這些特點(diǎn)，使得甲類功放在實(shí)際應(yīng)用中不需要很大的輸出功率余 量，一臺20W-30W的甲類功放已經(jīng)能夠把大多數(shù)的音箱推動得很不 錯了。前面提到了甲類功放的電源效率低，這一原因造成甲類功放工作時要 散發(fā)大量的熱量。為了使晶體管的工作溫度不超過一定限度，需要較 大體積和面積的散熱器，這使得甲類功放的體積、重量都比較大。 純后級功放與單聲道功放：常見的功放都是把放大小信號的前置放大器（前級）與功率放大器（后 級）做在一個機(jī)殼中，這種功放常被稱為“合并功放”，合并功放使用 方便，又有比較好的性能價格比。但這種合并功放有它一

38、些固有的缺 點(diǎn)，其中最不好克服的就是前級與后級之間的相互干擾問題了。為了 解決這一問題，于是便把前級與后級分別做在兩個機(jī)殼中，這樣就有 了純后級功放。大多的純后級功放都是雙聲道的結(jié)構(gòu)形式，但這種結(jié) 構(gòu)形式使得兩個聲道相互干擾問題又不太好解決，為了解決兩個聲道 相互間的干擾便又出現(xiàn)了把兩個聲道分開的單聲道純后級功放。把功率放大器這樣一塊塊地分割開，最主要的意義是要提高功放的素 質(zhì)，而不是追求這種形式。如果僅僅在形式上實(shí)現(xiàn)了相互分開，盡管 可以解決相互干擾問題，但其它參數(shù)并未明顯改善，那么這種分開對 功放提高整體素質(zhì)來說還是有限的。功率放大器有晶體管與電子管之分，前級同樣也有晶體管和電子管之 分。

39、對于音響愛好者與音樂愛好者而言，在選用前級與后級上有多種 的組合形式，而不同的組合形式又有不同的音效特點(diǎn)，這使得使用者 又多了一些選擇的空間。與純后級功放配接的前級對整個音響系統(tǒng)的優(yōu)劣影響比較大。首先它 必須具有一定的素質(zhì)，否則，純后級或是單聲道的優(yōu)點(diǎn)便發(fā)揮不出來， 甚至有可能把一臺劣質(zhì)前級的 “毛病”突出出來，整體音效反而更差 了。再有，不同的前級后級配合其音色特點(diǎn)不同，使用者可以根據(jù)個 人的偏愛選擇不同的組合形式。比如，很多音響與音樂愛好者就喜歡用“膽前、石后”（即電子管前級， 晶體管后級）的組合方式，覺得這樣組合既發(fā)揮了晶體管后級功率輸 出大，瞬態(tài)響應(yīng)好的特點(diǎn)，又領(lǐng)略了電子管前級音色甜美

40、、醇厚的“韻 味”，不過這種搭配也并不是“金科玉律”,因?yàn)榫唧w的前級與后級都有 各自的特點(diǎn)，而對音色的偏愛又因人而異，使用者可以依據(jù)具體的情 況找出自己所喜愛的組合方式。Hi-Fi 功放應(yīng)有多大的輸出功率：Hi-Fi 功放應(yīng)有的輸出功率受很多因素影響，首先這一輸出功率與所 配接的音箱關(guān)系較大，其次還與功放的自身素質(zhì)有關(guān)，再有就是與所 使用的環(huán)境，也就是房間的空間體積有關(guān)。音箱有一項(xiàng)參數(shù)叫作靈敏度，它的單位是dB/m?W所代表的意義是當(dāng) 音箱得到1W的電功率時距離音箱1m處產(chǎn)生的聲壓（dB）。如果某 款音箱的靈敏度是90dB,那么在1m處得到90dB的聲壓需有1W的功 率來推動。要得到100dB

41、的聲壓，那就需要10W的功率來推動了。 但如果音箱的靈敏度是80dB （如ATC的SCM-10）要想達(dá)到100dB 的聲壓則需要 100W 的功率來推動了。大多數(shù)音箱的靈敏度約為 85dB-90dB,對這些音箱來說，有10W-30W的不失真功率已經(jīng)能夠有 足夠的聲壓了。 功放自身的素質(zhì)，與功放應(yīng)有的輸出功率關(guān)系較大。功放的參數(shù)中有 一項(xiàng)稱為阻尼系數(shù)，這是表示對音箱控制能力的一項(xiàng)參數(shù)，但這一參 數(shù)有一個適度范圍，而且又和具體的音箱有直接關(guān)系。一般說來，如 果一臺功放的素質(zhì)很好，在30 W輸出時仍能保持其性能參數(shù)在一定 的水準(zhǔn)。那么就沒有必要去要求功放有更大的功率輸出。可是如果功 放的素質(zhì)不很理想

42、，當(dāng)輸出功率增加時會引起其性能參數(shù)的劣化，那 么就應(yīng)當(dāng)使功放的輸出功率有一定的余量，以保證在實(shí)用的輸出功率 下仍有一定的良好參數(shù)。通常情況下，當(dāng)功放為甲類輸出或是電子管 功放，則不需要有過多的輸出功率余量， 20W-30W 的輸出功率已經(jīng) 夠用了。但如果是乙類功放或是素質(zhì)較差的功放，這時應(yīng)使功放的輸 出功率有較大的余量。另外，如果配接的音箱是大型倒相式，也應(yīng)使 功放有較大的輸出功率余量。在從功放自身的素質(zhì)考慮功放應(yīng)有的輸 出功率時，將功率余量選得大些確實(shí)能改善功放與音箱的適配情況。 選擇輸出功率較大的功放主要的意義，不是因?yàn)樾枰菢哟蟮穆晧海?而是要改善功放對音箱的適配狀態(tài)。如果一臺輸出功率適

43、度的功放已 經(jīng)能夠把音箱控制的得心應(yīng)手，那么就沒有必要對這臺功放提出更高 的輸出功率要求。使用環(huán)境，也就是房間的空間體積與功放應(yīng)輸出的功率也有一定的關(guān) 系，以上所談及的輸出功率大小，是以房間的空間體積在40以下而 言，如果房間的空間體積較大，那么功放的輸出功率則應(yīng)加大一些。 電子管功放輸出級的特點(diǎn)：電子管功放的功率輸出級有三種電路類型，一類是有輸出變壓器的推 挽輸出電路。這類輸出電路類型在電子管功放中占了絕大多數(shù)。在推 挽電路中的輸出變壓器中直流成分很少，二次諧波失真也很小，這類 電路的輸出功率可以做得比較大，所以適用范圍也比較大。一般說對 膽機(jī)音色有興趣的音響愛好者來說，這類輸出級的膽機(jī)很合適。不過 這類功放的，輸出變壓器的設(shè)計(jì)與工藝至關(guān)重要，如果輸出變壓器的 設(shè)計(jì)與工藝上有不足之處，往往這類功放的頻率響應(yīng)，瞬態(tài)響應(yīng)就不 太理想。另外由于輸出變壓器的制約，所以配接音箱的適應(yīng)范圍較小。 另一類功率輸出級的電路類型是單端甲類電路。這類電路也有變壓 器，但這類電路的輸出變壓器中有很大的直流成分，對輸出變壓器的 要求比推挽輸出電路中輸出變壓的要求要高。另外對供電電源的要求 也比較高。這類輸出電路的特點(diǎn)是二次諧波成分比較多，盡管這是一