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發(fā)布時(shí)間：2021-07-30 17:26:52
功放，即功率放大器的簡(jiǎn)稱(chēng)。它的基本作用就是用來(lái)放大來(lái)自前置放大器1V左右的信號，使其產(chǎn)生足夠的不失真輸出功率，以驅動(dòng)音箱正常工作。功率放大器一般由輸入級、前置推動(dòng)級、推動(dòng)級、輸出級及負反饋電路、保護電路等六大部分組成。
對于功率放大器的基本要求是：具有足夠的輸出功率和良好的動(dòng)態(tài)特性，并要求其各種失真盡可能的小，信噪比S/N盡可能的高，并具有平坦的頻率響應特性等等。
功率放大器根據其主要電子元器件的不同，可以分為電子管功率放大器和晶體管功率放大器兩大類(lèi),也就是人們俗稱(chēng)的"膽機"和"石機"。功率放大器電路因偏置情況的不同，又可分為甲類(lèi)功率放大器、乙類(lèi)功率放大器、甲乙類(lèi)功率放大器等幾種不同的類(lèi)型。
1.電子管功放的特點(diǎn)
晶體管功放在當今市場(chǎng)已占有主導地位，但在Hi-Fi高保真放音系統中，電子管功放仍有一席之地。這是因為：電子管功放的信號過(guò)載承受能力明顯要優(yōu)于晶體管功放，因而其所需功率儲備量要比晶體管功放少一倍以上。與同功率的晶體管功放相比，電子管功放的低頻聲較柔和，高頻聲較纖細，而晶體管功放卻明顯存在著(zhù)"晶體管聲"或"金屬聲"，即聲音有些生硬、毛刺。
此外，電子管功放的負反饋深度不大，故一般不存在瞬態(tài)互調失真，而晶體管功放的增益量常常很大，其電聲指標是靠加大負反饋深度來(lái)達到的，使得晶體管功放容易產(chǎn)生瞬態(tài)互調失真。此外，電子管功放的保護電路簡(jiǎn)單，電子管熱穩定性好，一般不易損壞，而大功率晶體管的損壞率相對較高。電子管功放的弱點(diǎn)就是耗電大、防振和防機械沖擊性能較差。
2.晶體管功放的特點(diǎn)
對于甲類(lèi)、乙類(lèi)、甲乙類(lèi)三種不同種類(lèi)的晶體管功放而言，甲類(lèi)功放具有固定的晶體管偏置，因而在正弦輸入信號的整個(gè)周期內，都有集電極電流流通，即使在沒(méi)有輸入信號時(shí)，依然存在一定數值的集電極靜態(tài)電流。而乙類(lèi)功放則將晶體管的固定偏置幾乎調到使集電極電流在沒(méi)有輸入信號時(shí)剛好處于截止狀態(tài)，只有在外加輸入信號的每個(gè)交變周期的正向半周內，才有集電極電流流通。
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而甲乙類(lèi)功放則是工作于甲類(lèi)和乙類(lèi)放大狀態(tài)之間，使外加信號在大于半周而小于全周期的這段時(shí)間內有集電極電流流通。假如只用一只晶體管來(lái)作為功放的輸出級，為避免放大后的信號引起失真，唯有把放大器設計成甲類(lèi)工作狀態(tài)，大多數電子管功放和一些發(fā)燒級晶體管功放，都是如此。而對于乙類(lèi)和甲乙類(lèi)功放，為了最終取得不失真輸出信號，必須采用由兩只晶體管組成的推挽放大電路。
甲類(lèi)功放的主要優(yōu)點(diǎn)就是電路簡(jiǎn)單易行，非線(xiàn)性失真小，適用于小功率的線(xiàn)性音頻放大器，現在甲類(lèi)功放主要用在高檔功放產(chǎn)品中。
而乙類(lèi)功放與甲類(lèi)功放最主要的不同點(diǎn)就是靜態(tài)電流小，因此無(wú)信號時(shí)消耗功率小，可獲得較高的效率；但是，乙類(lèi)功放在工作時(shí)，由于兩只晶體管交替導通與截止，因而，在兩管輸出信號波形的銜接處，會(huì )產(chǎn)生交越失真；而且功放管在從反偏到零偏再轉為正偏轉換時(shí)，隨著(zhù)信號頻率升高，輸出信號就會(huì )在時(shí)間上延遲，出現所謂的開(kāi)關(guān)轉換失真。
因此，在實(shí)際Hi-Fi高保真放音系統中，一般不采用乙類(lèi)功放，而采用線(xiàn)性失真小的甲類(lèi)功放或甲乙類(lèi)功放。甲乙類(lèi)功放是通過(guò)改變偏置的方法來(lái)減少交越失真，它將甲類(lèi)功放的高保真度與乙類(lèi)功放折衷，從而在一定程度上解決了上述效率高與失真大之間的矛盾。
甲乙類(lèi)功放的主要電路形式是采用互補或準互補輸出形式的單端推挽電路，常見(jiàn)的主要有OTL無(wú)輸出變壓器電路、OCL無(wú)輸出電容器電路及BTL平衡無(wú)變壓器電路等等。下面主要介紹OCL無(wú)輸出電容器電路。
OCL無(wú)輸出電容器電路是一種無(wú)輸出耦合電容的晶體管功率放大電路，它是在OTL電路的基礎上發(fā)展而成的，主要區別是OCL無(wú)輸出電容器，采用一組對稱(chēng)的電源，并省掉了一個(gè)輸出電容器，其主要優(yōu)點(diǎn)是下限頻率低，整個(gè)頻率特性曲線(xiàn)平坦，失真小。
3.功放的基本保護電路
a.喇叭保護電路
針對OCL功放與喇叭直接耦合的特點(diǎn)，一般都要加裝喇叭保護電路。該電路是為了防止功放出現故障時(shí)，輸出端出現較高的直流電壓，導致直流電流流入喇叭，輕則使喇叭音圈移位，重則燒毀喇叭。這種保護電路的檢測點(diǎn)是OCL的輸出端，亦即中點(diǎn)，當中點(diǎn)對地直流電位超過(guò)某一規定數值（比如正或負1V）時(shí)，保護電路即動(dòng)作，切斷通往喇叭的電路，起到保護喇叭的作用。
喇叭保護電路一般不和功放共用直流電源，以便在功放電路出現故障時(shí)，保護電路還能正常工作。喇叭保護電路一般還兼有延遲功能，當功放開(kāi)機后，延遲數秒鐘后喇叭才接通，這就保護了喇叭不被開(kāi)機瞬間較大的浪涌電流沖擊而損壞，同時(shí)也避免了開(kāi)機瞬間喇叭中出現的"嘭嘭"聲。
b.過(guò)載保護電路
在晶體管功放中，大功率輸出管工作在高電壓、大電流、重負荷的狀態(tài)下，很容易損壞。當輸入信號在瞬間振幅特別大或功放輸出端在有饋入信號的情況下短路時(shí)，均會(huì )使大功率管過(guò)流，有時(shí)還會(huì )出現較高的反向電壓，使大功率管過(guò)壓損壞。針對此原因設置過(guò)壓和過(guò)流保護電路。保護電路一般均采用電子保護，不需要任何機械觸點(diǎn)和繼電器，動(dòng)作很快，能有效保護大功率管，并具有自動(dòng)恢復正常的功能。
甲類(lèi)
又稱(chēng)為a類(lèi)，在信號的整個(gè)周期內（正弦波的正負兩個(gè)半周），放大器的任何功率輸出元件都不會(huì )出現電流截止（即停止輸出）的一類(lèi)放大器。甲類(lèi)放大器工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生高熱，效率很低，但固有的優(yōu)點(diǎn)是不存在交越失真。單端放大器都是甲類(lèi)工作方式，推挽放大器可以是甲類(lèi)，也可以是乙類(lèi)或甲乙類(lèi)。
乙類(lèi)
又稱(chēng)為b類(lèi)，正弦信號的正負兩個(gè)半周分別由推挽輸出級的兩“臂”輪流放大輸出的一類(lèi)放大器，每一“臂”的導電時(shí)間為信號的半個(gè)周期。乙類(lèi)放大器的優(yōu)點(diǎn)是效率高，缺點(diǎn)是會(huì )產(chǎn)生交越失真。
甲乙類(lèi)
又稱(chēng)ab類(lèi)，界于甲類(lèi)和乙類(lèi)之間，推挽放大的每一個(gè)“臂”導通時(shí)間大于信號的半個(gè)周期而小于一個(gè)周期。甲乙類(lèi)放大有效解決了乙類(lèi)放大器的交越失真問(wèn)題，效率又比甲類(lèi)放大器高，因此獲得了極為廣泛的應用。
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