专注于射频工程师,天线工程师和电子硬件工程师的培养
首页 > 技术文库 > 电子百科 > 什么是功率放大电路 典型功放电路有哪些?

什么是功率放大电路 典型功放电路有哪些?

时间:2020-12-13 点击:

什么是功率放大电路 典型功放电路大比拼

  前面讨论的各种放大电路的主要任务是使负载上获得尽可能大的不大真电压信号,它们的主要指标是电压放大倍数。而功率放大电路的主要任务则是,在允许的失真限度内,尽可能高效率地向负载提供足够大的功率。因此,功率放大电路的电路形式、工作状态、分析方法等都与小信号放大电路有所不同。对功率放大电路的基本要求是:
    (1)输出功率要大

。输出功率Po = UoIo,要获得大的输出功率,不仅要求输出电压高,而且要求输出电流大。因此,晶体管工作在大信号尽限运用状态,应用时要考虑管子的极限参数,注意管子的安全。
    (2)效率要高。放大信号的过程就是晶体管按照输入信号的变化规律,将直流电源提供的能量转换为交流能量的过程。其转换效率为负载上获得的信号功率和电源供给的功率之比值,即: 
    
式中:Po 负载上获得的信号功率;PE 电源供给的功率。
    (3)合理的设置功放电路的工作状态。
    功放电路的工作状态有甲类、乙类、甲乙类及丙类。它们的定义如下图Z0401所示。

    由于在能量转换的过程中,晶体管要消耗一定的能量,从而造成了η下降。显然,要提高η,就要设法减小晶体管的损耗。而晶体管的损耗与静态工作点密切相关。图I0401 给出了晶体管的几种工作状态及对应的输出波形。由图可见,甲类态,iC始终存在,没有信号输入时,直流电源供给的能量全部消耗在晶体管上,这种状态的效率很低,乙类状态,没有信号输入时,iC = 0,晶体管不消耗能量,这种状态的效率较高。这就指明了提高效率的途径是降低静态工作点。

    (4)失真要小。 甲类功放通过合理设置静态工作点,非线性失真可以很小,但它的效率低。乙类状态虽然效率高,但输出波形却出现了严重失真。为了保存乙类状态高效率的优点,可以设想让两个管子轮流工作在输入信号的正半周和负半周,并使负载上得到完整的输出波形,这样既减小了失真,又提高了效率,还扩大了电路的动态范围。因而在买际中得到广泛应用。
    由于功率放大电路工作在大信号状态,所以对功放电路的分析多采用图解法。要确定的主要性能指标是Po 、PE 、PT(损耗)和η。

典型功放电路大比拼


电路也是五花八门,基本上的典型电路都做过了,所以在此谈谈各种电路的音质差别。以下对比是在电源,外壳,元件,输出级,搭配的其它器材等各方面都一致的情况为依据的,所不同之处仅电路而已。

    1双电源不对称两级差动电路(如PIONEER  M22K)

详细电路

2双电源对称,第一级典型差动,第二级共射放大(如PHILIP  的LHH1000)

3双电源对称,第一级共射共基差动,第二级共射共基(如金嗓子E-305V)

详细电路

4双电源对称,第一,二级共射共基差动,第三级共射共基(如金嗓子A-100)

详细电路

    电路1,这是很多进口八千元以下的低档机的常用电路,不少人认为这样是属于单端甲类电压放大模式,可杜绝交越失真。在实际试听中,这种电路给人一种柔慢的感觉,低频较松,人声的感情比较丰富,相当突出,有一定的厚度但量感不足,高频有衰落的表现(实测闭环增益在10-60000Hz),有一种雾里看花的感觉,乐器的轮廓让人很难定得准。总体而言,音色方面是较接近于胆机的表现。这跟进口八千元以下的纯功放音色表现相近。

    电路2,这种电路在进口器材中采用得相对较少,可能是它高不成低不就吧,通常是几千到万五元的档次。在这样机中我采用了直流伺服,因而低频表现好于电路1,控制力比较合适,清晰度也有一定的改进,人声中的喉音,鼻音清晰可闻,量感也不错,中高频通透,只是乐器的轮廓还稍嫌不够,总体表现优于电路1。

    电路3,与前两种电路差距拉大了,不少几万元的进口高中档机也使用这种电路模式。尤其是中高频段的清晰度,可能是归功于采用了共射共基电路吧,音色表现出式,人声,乐器的质与量相当充足,再没有蒙胧的感觉,尤其是人声与小提琴,忧怨,轻快,稳重,演绎者的感情都能清楚地交代,高频比前两种电路顺了不少,没有一点衰落的感觉。

    电路4,曾经有不定期一段时期,国内的发烧友十分推崇“简洁至上”的理论,当时笔者也属于人云亦云的时期,因而那时常用电路1与2,后来,随着经验增多,对电路进行一点点的缓慢改进,演变出了电路3,再改了两年,才成功做出了电路4。为何那时乃至今天还有人推崇“简洁至上”呢?原因可能有两方面:1元件性能不佳。十年前不少发烧友都用C1815之类的普通管子,更甚者,笔者通过这几年在一些电器厂家出任设计,发现不少这类通用的三极二极管,都只是一些国内厂家买国外的芯片封装的,并且越做越假,频率特性不好,用这类管子当然不能保证了。2。技术水平低,很多人都不具备调试设备,往往只能靠一只万用表,对于电路的工作点设置与调整不熟悉,有轻微自激也不知道,因此简单的电路稳定性容易保证,音质反而好于复杂的电路。

    当技术水平到了一定的层面,再去做复杂的电路,结果却不一样了,光说理论,什么复杂电路的线性容易做得更好等,或者不够说服力,但各位不妨翻开一些音响杂志,进口器材中低档与高档的照片对比,很容易发现,高档机的电路复杂多了,又或者一些文献中介绍的电路原理图,高档机也是相对复杂的。

    说回正题,话说我于一年多前第一次做出了电路4时,简直是技惊四座,一呜惊人,在一个月的时间里,被要求复制了四部,对比之下,其音质有一种超凡的感觉。乐器的表现甭得说,轮廓定位让人一览无遗,人声的表现显得质量十足,轻快的让人觉得活跃,忧郁的催人泪下,所有的弱音都不放过,与乐器之间毫不妥协,不会有厚此薄彼的感觉,对于喇叭的控制有增强的趋势,收放自如,余间不会被吞噬或加长。对比现行流行的电流放大电路,分晰力有过而无不及,且不会有电流放大电路的那种稍薄的声音。

    这个电路也是够复杂的,光说电压放大级,元件数目比上述三种电路是倍数的增加,光三极管已经有二十一只。如果应用于前级或CD中替代运放,三极管多过二十四只,者每一只三极管都是信号放大,没有电源恒流的用途,但其表现也是不可以用运放或其它分立电路替代的。

    总而言之,电路是合理地复杂,电源变换的环节合理地简洁,才能把效果推上巅峰,做得好不好最主要的还是制作者的技术水平,而技术水平是经过长时间的磨炼得来的。

栏目分类

CopyRight © 2009-2021,易迪拓培训 All Rights Reserved,沪ICP备05048810-2号 版权所有

网站地图

Top