第五章 功放與音箱功率放大器

第五章功放與音箱功率放大器第1頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三專業(yè)放大器專業(yè)音響系統(tǒng)中的音頻放大器通常被稱為專業(yè)放大器，它可以是帶前級部分和后級功率放大部分的綜合式放大器，也可以是多數(shù)專門用于功率放大功能單一的功率放大器，后者又常簡稱為功放第2頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三放大器的任務將信號處理單元送來的線路電平信號進行功率放大，驅動音箱放出聲音第3頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三特點使用在公共場合電路的結構不同保護電路完善音質不同工作要求不同第4頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三技術指標放大器的輸出功率、頻率響應、諧波失真、信噪比等指標都是以穩(wěn)態(tài)信號來測量的，這些指標統(tǒng)稱為放大器的靜態(tài)性能指標，主要用來說明放大器的基本性能放大器的瞬態(tài)響應、瞬態(tài)互調失真、相位互調失真等指標都是以非穩(wěn)態(tài)信號來測量的，這些指標統(tǒng)稱為放大器的動態(tài)性能指標，主要用來說明放大器的瞬態(tài)性能，直接影響著放大器的瞬態(tài)音質。第5頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三輸出功率額定功率：額定功率是指放大器能長期承受的正弦交變功率。一般用單通道功率值來表述。最大不失真功率：指功率放大器在配接8Ω負載時，在20～20000Hz范圍內，輸出信號總諧波失真小于1％條件下，所能輸出的最大功率。對立體聲功率放大器來說，常用左聲道功率+右聲道功率來表示。平均輸出功率：功率放大器工作時，負載功率的平均值稱為平均輸出功率。峰值音樂功率（PMPO）：是指功率放大器在處理音樂信號時，能夠在瞬時輸出的最大功率。一般用各通道峰值音樂功率之和表示，峰值音樂功率反映第6頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三頻率響應放大器的頻率響應是表明放大器的工作頻率范圍和各頻率幅值程度。頻率范圍用Hz表示，偏差度用dB表示專業(yè)放大器的頻率響應為：20Hz～20000+1dB第7頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三信噪比（S/N）指放大器輸出的有用信號電平與輸出噪聲電平之比，用dB表示第8頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三動態(tài)范圍指不失真放大最小信號和最大信號的能力。一般用dB表示小信號和大信號之間的電平差值。第9頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三諧波失真（THD）諧波失真又稱諧波畸變，是放大器的非線性引起的。諧波失真用各次諧波之和占有用信號的百分比表示。第10頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三阻尼特性（FD）阻尼特性表征功率放大器輸出級內阻對揚聲器所起的阻尼作用。

FD=RL/（R0+R×）

式中：RL——揚聲器的阻抗；R×——揚聲器連接線的線阻；R0——功放器的輸出內阻。第11頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三瞬態(tài)互調失真（TIM）負反饋放大器輸入瞬態(tài)峰值信號時，由于晶體管極間電容的滯后作用，使得放大器在瞬間沒有輸出信號而造成的失真，因放大器在高頻范圍內增益下降、相移、晶體管的存貯效應等造成反饋信號滯后于輸入信號，致使瞬時過載削波，形成非線性失真劇增。這種動態(tài)非線性失真被稱為瞬態(tài)互調失真。第12頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三互調失真多頻率信號通過非線性的放大器時，各個頻率信號之間便會互相調制，產(chǎn)生出新的頻率分量，形成互調失真第13頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三削波失真放大器因輸入信號過強造成輸出信號削波而引起的失真第14頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三轉換速率（SR）轉換速率表示給放大器一個輸入電壓后，在1μs時間內，其輸出電壓的變化。第15頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第16頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三專業(yè)放大器的類型1．按電路結構分類(1）互補推挽電路(2）OTL電路(3）OCL電路(4）BTL放大電路2．按元器件分類(1）電子管放大器(2）晶體管放大器(3）集成電路放大器3．按工作狀態(tài)分類(1）甲類放大器(2）甲乙類放大器4．從外觀分類(1）綜合式專業(yè)放大器(2）專用放大器第17頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三互補推挽電路利用晶體三極管PNP型和NPN型極性不同的晶體管能互補工作的特點，采用互補或準互補輸出形式的推挽電路，使得電路具有運用合理、調整方便、性能優(yōu)良等特點第18頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三OTL電路OTL是英文OutputTransformer1essLine的縮寫，意思是沒有輸出變壓器的放大電路。由于沒有輸出變壓器，故其電路體積較小，加之采用單電源供電，使電路結構簡單，成本較低第19頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三OCL電路OCL是英文OutputCapacitorlessLine的縮寫，意思是無輸出電容放大電路。最大特點是從電路內部到揚聲器全部采用直接耦合，中間既無輸入、輸出變壓器，也無輸出電容；其低頻放大不受限制，電聲指標良好第20頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三OCL電路工作原理圖第21頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三BTL放大電路BTL是英文Ba1anceTransformer1essLine的縮寫，意思是橋接推挽式放大電路，主要用于集成電路功率放大器。BTL電路的特點是在較低的電源電壓下能得到較大的輸出功率，但要多用一組放大電路第22頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三甲類放大器甲類放大器的優(yōu)點是失真極小，各項電聲指標高。其不足是功耗大，即使沒有輸入信號，放大器也照常耗能，電源效率不高。第23頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三甲乙類放大器具有甲類放大器的低失真和乙類放大器的高效率的優(yōu)點第24頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三專業(yè)放大器的基本組成專業(yè)放大器由前置電路、功放電路、電源電路、保護電路等幾個部分組成第25頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三音箱和功放的連接立體聲連接單聲道連接橋接第26頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三立體聲連接第27頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三單聲道連接第28頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三橋接第29頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第31頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第32頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第33頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第34頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第35頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第37頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第38頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第39頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第40頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第41頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第42頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第43頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第44頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第45頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第46頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第47頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第48頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第49頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第50頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第51頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三第52頁，共56頁，2023年，2月20日，星期三定壓式功放為了進行遠距離傳輸音頻信號，減少在傳輸線的能量損耗，以較高的電壓形式傳送功率信號。一般有75V、120V、240V等不同的電壓輸