派克功率放大器簡稱“功放”,是指在給定失真率條件下,能產(chǎn)生zui大功率輸出以驅(qū)動某一負(fù)載(例如揚聲器)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。
派克功率放大器主要分類:
A類放大器:
A類放大器的主要特點是:放大器的工作點Q設(shè)定在負(fù)載線的中點附近,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zui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是:放大器的靜態(tài)點在(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),故其缺點是“交越失真”較大。即當(dāng)信號在-0.6V~ 0.6V之間時,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)計師摒棄。
AB類放大器:
AB類放大器的主要特點是:晶體管的導(dǎo)通時間稍大于半周期,必須用兩管推挽工作。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。
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。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*頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號的。
優(yōu)點:
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)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。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。
派克功率放大器注意事項
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、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*方案問題,即為了獲得zui大的功率輸出而又不增加電路的投資經(jīng)費,這就是功率放大器與揚聲器系統(tǒng)的*組合。
功率放大器組合的目的是為了達(dá)到zui小的設(shè)備投資而獲得zui大的功率輸出。
為了達(dá)到zui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zui大,這時的狀態(tài)稱為功率匹配狀態(tài)。在音響設(shè)備的揚聲器系統(tǒng)中音響的輸出阻抗應(yīng)為揚聲器組合狀態(tài)的總阻抗,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4Ω、100W,那么該接頭上的阻抗就是兩個8Q揚聲器的并聯(lián),每個揚聲器可得到50W,這樣綜合揚聲器系統(tǒng),就是4Ω、100W,否則不能實現(xiàn)100w的功率輸出。
防護(hù)措施
功率管是功率放大電路中zui容易受到損壞的器件,損壞的大部分原因是由于管子的實際耗散功率超過了額定數(shù)值。另外,若功率放大器與揚聲器失配或揚聲器使用中長期過載,也極易損壞揚聲器(或音箱),因此,在音響設(shè)備中,防護(hù)的目的是保護(hù)昂貴的功放和揚聲器,所以對電源、功放、音箱的過載和短路保護(hù)是*必要的。
1、電源保護(hù):當(dāng)使用開關(guān)電源時,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電路揚聲器燒毀。
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