浅谈功放原理和分类 加深了解和认识

　　在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。

　　由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。

　　D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下，D类功放的效率为100%，B类功放的效率为78.5%，A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。

　　D类功放实际上只具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代，设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。其中关键的一步就是对音频信号的调制。   

　　功放的工作原理其实很简单，就是将音源播放的各种声音信号进行放大，以推动音箱发出声音。从技术角度看，功放好比一台电流的调制器，它将交流电转变对直流电，然后受音源播放的声音信号控制，将不同大小的电流，按照不同的频率传输给音箱，这样音箱就发同相应大小、相应频率的声音了。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。按当前音响消费的需求，民用音响中的功放已基本定型为两大类，即纯音乐功放和家庭影院av功放。

1、纯音乐功放

    纯音乐功放在设计上强调最低的信号失真，忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧以满足人们对音乐的最佳欣赏要求，这就是人们常说的hi-fi（hi-fidelity，高保真）。在设计和生产上，纯音乐功放的要求极为严格。纯音乐功放品质的高低并不完全由它的技术指标所决定，不能简单地看它标注的功率多少高，频响多么宽，失真多么低，而应该特别注重其设计生产工艺和音乐的解晰力。比如技术指标并不太高的胆机就要比很多晶体管功放声音好听。

2、av功放

    一般来说包括功放部分和信号处理部分。其功放部分原理上与传统功放没有什么区别，只不过增加了几个声道，也就是将几个功放结合在了一起；其信号控制处理部分涉及信号的音频、视频选择、信号解码处理、信号声场处理以及收音、监听等功能.

    一般一台高品质的av功放首先应该在影视节目的信号处理上有较好的声场还原，声道隔离度要高，气氛渲染也不能太夸张；其次在功放部分的音质表现上，尤其是主声道的音质要求尽量接近较好的纯音乐功放。

功放的分类

    功放一般分为前级功放、后级功放与合并级功放合并机就是把前级、后级集于一身的机器。前级是用来把信号作初步放大、调节音量的；而后级则是把前级来的信号作大量放大来推动扬声器。

    前级也分为有源及无源两种。有源的前级是使用电源把信号放大，而无源的前级就只有调节音量的功效。老实讲，现今成功的无源前级不多，因为音源与后级的内阻有很大分别，只靠一个音量开关把音源与后级连接起来，内阻的差别会使动态、细节、频应尽失！有源的前级除了调节音量外，还可作初部广大及降低音源及后级间内阻之别，即用作缓冲。

    后级是把从前级来的信号放大给杨声器用的，后级必须够力去推动扬声器。所谓够力，不是指越大声越够力。必须有能力去支持整个乐团的大场面而不失其细节。

    分开前、后级比合并机好，因为各自有更大的空间去造得更精密。而两者间也更少干扰，细节表现较多；而且，分开前后级会发烧友有更多推动机的选择，更多东西可玩儿。

常用功率放大电路的原理

    单只三极管输出的功放电路输出小、效率低，日用电器中已很少见。目前常采用的是推挽电路形式。耦合变压器的推挽电路原理。它的特点是三极管静态工作电流接近于零，放大器耗电及少。有信输入时，电路工作电流虽大，但大部分功率都输出到负载上，本身损耗却不大，所以电源利用率较高。这个电路中每只三极管只在信号的半个周期内导通工作，为避免失真，所以采用两只三极管协调工作的方式。输入变压器B1的次级有一个接地的中心抽头。

    在音频信号输入时，B1次级两个大小相等、极性相反的信号分别送到BG1和BG2的发射结。在输入信号的正半周时间里，BG1管因加的是反向偏压而截止，只有BG2能将信号放大，从集电极输出；而在信号负半周，BG1得到正高偏压，能将这半个周期的信号放大输出，而BG2却截止。电路中的两只三极管虽然各自放大了信号的半个同期，但它们的输出电流是分先后通过输出变压器B2的，所以在B2的次级得到的感应电流又能全成一个完整的输出信号。

    这个功放电路中，为了解决阻抗匝配和信号相位等问题，输入与输出变压器是不可少的。但是，优质变压器的制作在材料和工艺上都比较困难，它本身总还要消耗一部分能量，降低电路的效率，而且变压器的频率特性不好，使电路对不同频率信号输出很不均匀，会造成失真，所以为了提高功放质量，人们更多地使用无变压器（OTL）功率放大电路。互补对称推挽功放电路原理图。这里用了两只放大性能相同，而导电极性相反的三极管（称为互补管）。

    放大器输入交流信号的正半周时，对BG1管来说，基极电压为正极性，发射极为负极性，发射结有正向偏压，三极管能够工作。但BG2却因发射结加了反向偏压而截止。因此，信号的正半周由BG1管放大。在信号负半周时，情形正相反，BG2管能够工作，将信号的负半周放大。放大后的信号由两只三极管轮流送出，在扬声器上重新合成完整的信号。