派克功率放大器簡稱“功放”,是指在給定失真率條件下,能產生zui大功率輸出以驅動某一負載(例如揚聲器)的放大器。功率放大器在整個音響系統中起到了“組織、協調”的樞紐作用,在某種程度上主宰著整個系統能否提供良好的音質輸出。
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設定在負載線的中點附近,晶體管在輸入信號的整個周期內均導通。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,所以瞬態失真和交替失真較小。電路簡單,調試方便。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:放大器的靜態點在(VCC,0)處,當沒有信號輸入時,輸出端幾乎不消耗功率。在Vi的正半周期內,Q1導通Q2截止,輸出端正半周正弦波;同理,當Vi為負半波正弦波,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域內,故其缺點是“交越失真”較大。即當信號在-0.6V~ 0.6V之間時,Q1、Q2都無法導通而引起的。所以這類放大器也逐漸被設計師摒棄。
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(數字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號或PCM數字信息變換成PWM(脈沖寬度調制)或PDM(脈沖密度調制)的脈沖信號,然后用PWM或PDM的脈沖信號去控制大功率開關器件通/斷音頻功率放大器,也稱為開關放大器。具有效率高的突出優點。數字音頻功率放大器也看上去成是一個一比特的功率數模變換器.放大器由輸入信號處理電路、開關信號形成電路、大功率開關電路(半橋式和全橋式)和低通濾波器(LC)等四部分組成。D類放大或數字式放大器。系利用*頻率的轉換開關電路來放大音頻信號的。
優點:
1)具有很高的效率,通常能夠達到85%以上;
2)體積小,可以比模擬的放大電路節省很大的空間;
3)無裂噪聲接通;
4)低失真,頻率響應曲線好。外圍元器件少,便于設計調試。
A類、B類和AB類放大器是模擬放大器,D類放大器是數字放大器。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通與截止狀態的轉換過程中會因其開關特性不佳或因電路參數選擇不當而產生交替失真。而D類放大器具有效率高低失真,頻率響應曲線好。外圍元器件少優點。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用狀態,由此要考慮必要的散熱措施和過電流、過電壓的保護措施。
阻抗匹配
在所有電子音像設備中,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費,這就是功率放大器與揚聲器系統的*組合。
功率放大器組合的目的是為了達到zui小的設備投資而獲得zui大的功率輸出。
為了達到zui大輸出功率,所以負載的大小應該使功率管的電流輸出和電壓輸出的乘積zui大,這時的狀態稱為功率匹配狀態。在音響設備的揚聲器系統中音響的輸出阻抗應為揚聲器組合狀態的總阻抗,這樣音響的輸出功率才是標明的額定標準功率,否則音響的輸出功率就達不到要求。
例如:音響標準接頭上標明是4Ω、100W,那么該接頭上的阻抗就是兩個8Q揚聲器的并聯,每個揚聲器可得到50W,這樣綜合揚聲器系統,就是4Ω、100W,否則不能實現100w的功率輸出。
防護措施
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,在音響設備中,防護的目的是保護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是*必要的。
1、電源保護:當使用開關電源時,則有專門的保護控制端,只要輸入過電流或過電壓信號,即可達到保護目的。
2、功放級晶體管保護:功率放大晶體管除在使用中必須注意環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問題,應用的集成電路都設有限流保護和熱切斷保護功能,所以在自制功放時須注意過壓保護。
3、音箱揚聲器系統保護:音響系統的保護有兩種意義: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,導致無電容隔離的OCL或BTL電路揚聲器燒毀。
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