汽车功放变换器电路，很值得一看！
功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，以推动扬声器放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。
功放作为各类音响器材中的大块头，它主要是将音源器材输入的较弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。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不尽相同。
图1 汽车功放电路图
汽车音响系统跟家用音响一样，使用功率放大器才能使整个系统完整。如果是刚接触汽车音响的人，对于在汽车中也安装功率放大器，甚至是安装多个功率放大器，可能会觉得不可思议。这个要从汽车自身来讲开，因为汽车的电源电压一般只有14.4V，功率（P）＝电压（U）x电流（I），最多能达到4x55W。
如果只用主机自身的功率放大器，只能推动功率小的扬声器，而且音量开大就会失真，声音听起来生硬，缺乏弹性。人耳听觉是有限度的，其下限比所能听到的音量上限还要少，这个可解释为何声音在一开始时感觉比较强烈，慢慢会觉得微弱下去。要让任何声音达到最逼真的状态，对于目前技术还无法解决。挡风玻璃，内装饰，发动机以及车底盘和轮胎在路面行驶时所发出的噪音，对聆听环境造成不可忽视的影响。只能加装功率放大器，才能解决低声压级和后级功率不足的缺陷，来重播音乐的全部信息。如果车用功率放大器内部使用逆变电源，将电源电压提高到40V左右，功率也会随之得到提高，这样便可推动大功率扬声器。
由于储备功率加大，提高音量就不会产生失真，音质有力且富有弹性。尤其在推动大尺寸的低音扬声器时，低音区更加延伸，声音变得丰满，这样这个难题就能迎刃而解。
实际上功放是高保真地还原音频信号。我们来打个简单的比方，其实功放就好比复印机工作。为何要把这两个风马不相及的概念扯在一块，听我仔细一一道来。它们的实质作用都是复制某物，正如复印机可以把较小的纸张复印成较大的纸张。假如你去复印A4的纸张原件，那么你除了可以得到A4纸张的复印件，还可以得到A3或A1，甚至更大的纸张，新的复印件其实就是就是原件的放大版，这个你自己根据需要可以去控制调节。
功放酷似复印机，复印件并非本源的原件。经过功放加工的信号就是原音频的还原加强版，音量比源音频输入要大。它改变的只是音频输入的音量，而音色并无改变。如果它的音色也改变了。那么它的波长及频率也相应有所改变。对于此话题本文将不做详细且有深度的阐述。这个比方通俗易懂，恰如其分。现在，我想大家对于功放应该有了大致的认识。总而言之。车载功放就是把输入端（主机、CO播放机等等）的音频输入还原放大，同时使它达到足够的强度，以至于能够带动喇叭工作。
功率放大器的工作原理就是靠电压来控制电流通道的大小来达到控制电流大小的目的。利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。而场效应管则是用栅极电压来控制源极与漏极的电流，其控制作用用跨导表示，即栅极变化一毫伏，源极电流变化一安，就称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率的输出，并非真的将功率放大了！它们是转化的电源功率，而不是对能量的放大。以我们目前的技术我们还是要遵守能量守恒定律的。
汽车功放变换器
汽车音响供电电源中采用DC-DC变换器，而不采用升压式开关电源，是经过缜密考虑的。现代的晶体管放大器部分仍为AB类放大，其工作电流随信号的波动成正比变化，所以功放实际上构成变动范围极大负载。为了避免功放输出信号产生削顶失真，要求供电电源有足够的能量储备，当信号峰值瞬间能立即提供较大的电流 （一般PMOP即为对功放瞬间峰值功率的标称）。显然，也包括了电源瞬间输出电流的能力。
开关电源无论采取PWM还是PCM，其能量输出是由脉冲变压器电磁转换形成的，开关管导通时，向脉冲变压器存储磁能，开关管截止时，磁能转换成电能，向负载提供电压。即使负载电流瞬间增大使输出电压下降，稳压控制系统也只能控制开关管在下一个导通周期延长导通时间，待开关管载止后，输出电压上升，以图补偿负载电流增大的影响。
但是，音乐的波动是千变万化的，有时大幅度的冲出信号只是瞬间的事，若信号冲击到来时，开关电源不能及时提供大电流，输出电压必然形成随大信号下降的波形，使信号上冲受限，产生波形失真，等冲击信号过后，PWM电路才输出信号上升，开关电源再降低其输出电压，以使其输出电压稳定。可惜，这一切为时已晚，在此过程中输出信号难免失真，同时也增大了电源纹波脉冲，使放大器的噪声增大。
图2 功放变换器电路图
第1脚为第一组误差放大器的反相输入端。电路中以R2接地，使之为低电平。
第2脚为第一组误差放大器的同相输入端。由R7接入5V基准电压。当第2脚输出高电平时，误差放大器输出端（第3脚）输出恒定的低电平，该电平在TL494内部控制比较器组成的PWM调制器，输出最大脉宽45%，其余5%作死区时间。
另外，第2脚外接C4为软起动电容，开机瞬间C4充电使第2脚瞬间为低电平，误差放大器输出高电平，随着C4充电电压升高，第2脚电压升高，第3脚电压降低，使PWM比较器输出脉宽缓增大到额定脉宽，避免开机冲击电流损坏开关管。
第3脚为误差放大器输出端，外接R3，C1为避免误差放大器振荡而设。
第4脚为死区时间控制端，通过R6，R4从5V基准电压分压得到0.05V死区时间控制电压，使两组驱动脉冲之间有占脉宽5%的间隙。第4脚电平达到0.3V时，驱动脉冲被关断。
第5，6脚为振荡频率控制端，外接R5，C3设定振荡器产生约80KHZ的振荡脉冲，徽调R5可使振荡频率为100KHZ.C3，R5与振荡频率的关系为：f（kHZ）=1.2/R（kΩ）·C（μF）。
第7脚为公共地端。
小结
本文介绍了汽车功放的电路图，其作用是将音频输进的信号进行选择与进处理，进行功率放大，使电信号具有推动音箱的能力。车载功放的匹配主要有阻抗匹配、功率匹配。功放对音质的影响很大，一般来说，同品牌的功放和扬声器搭配较好，应首先考虑。
我国14万TBHIV双重感染患者如何治？专家提出“4个I”
作者 | 张思玮
北京的冬天寒冷而干燥。
午后的一缕阳光透过老式阳台模糊的玻璃铺洒在书桌上，一本泛黄且掉了封皮的书不知道被赵楠（化名）翻阅了多少遍。
他缓慢抬起头，看了看墙上的时钟，扶着书桌站起，挪动到茶几旁，拿起几粒白色的药片吞服下去。
再过半小时，他还要服用另一种抗病毒药物。
赵楠是一名艾滋病（AIDS）合并结核病患者，时钟在他这里完全被服药时间分成不同模块。他每天要服用七八种药：抗结核药物、抗病毒药物、抗真菌药物……
“生怕哪天忘记了吃药，我还特意买了药物分装盒，每次都提前一周把该吃的药放在里面。”赵楠言语中流露出一丝无奈。
他说，现在还有“兴趣”听医生的话按时吃药，“等哪一天懒得吃了，我就等着死了”。
根据《2020年全球结核病报告》和《2020年全球艾滋病报告》推算，在我国与赵楠“同病相怜”的患者约1.4万人。
“结核分枝杆菌（TB）感染是人类免疫缺陷病毒（HIV）感染机体后最常见、最先发生的机会性感染，并且也是AIDS患者的主要死因之一。”
中国疾控中心结核病预防控制中心患者关怀部主任周林在接受《中国科学报》采访时表示，由于HIV感染，机体免疫力降低，在我国AIDS患者合并TB的比例约 3%。
12月1日是世界艾滋病日。TB/HIV双重感染作为一组伴发病，可相互促使病变进展、迅速导致死亡，已成为人类关注的公共卫生问题之一。
遏制双重感染态势
结核病是一种呼吸道传染病。世界卫生组织发布的《2020年全球结核病报告》显示，2019年，全球新发结核病患者约996万。
其中，TB/HIV双重感染者占新发患者的8.2%。
结核病目前仍是全球前10位死因之一，同时自2007年以来一直位居单一传染性疾病死因之首。
自全球首例报道AIDS病例至今，根据联合国艾滋病规划署发布的《2020年全球艾滋病报告》，2019年约有170万新发感染者。当今世界仍有3800万HIV感染者，而正在接受治疗的只有2540万人。
根据国家卫生健康委最新数据，我国报告的现存HIV感染者104.5万例，仍处于低流行水平。2019年，我国新发结核病患者约83.3万人，仍是全球结核病高负担国家之一。
“虽然我国TB/HIV双重感染患者并不高，但研究显示，HIV感染者中发生TB的危险性是非HIV感染者的20~37倍，TB/HIV双重感染患者的死亡风险是单纯结核病患者的2.87倍。”
周林说，我国TB/HIV双重感染疫情存在地区差异，多与当地HIV疫情状况存在关联。因此，如何在HIV流行地区控制结核病蔓延非常关键。
但困难的是，结核病与AIDS都是复杂性疾病，并且归属于两个不同部门管理。
这无疑增加了早发现TB/HIV双重感染的难度。
“特别是TB/HIV双重感染临床表现与X线表现并不典型，且痰结核菌检出率与结核菌素试验阳性率都比较低。”
天津市海河医院预防科孙昕表示，TB/HIV双重感染临床表现十分复杂，诊断该类疾病需要有经验的临床医生综合考虑患者的流行病学特点、临床表现、实验室检查、病理学检查、影像学检查、试验性抗结核治疗结果进行正确诊断。
不是治疗药物的简单相加
即便诊断明确，TB/HIV双重感染还面临治疗的难题。
“结核病治疗是有时限的，通常不耐药的结核病治疗需要6个月。即便耐药结核病基本上两年也结束了。但是AIDS的治疗是终生服药。两种疾病的治疗药物至少需要六七种，药物之间的不良反应叠加无疑会影响双重感染的治疗进程。”周林表示，TB/HIV双重感染并不是简单地将抗结核药物和抗病毒药物相加。
另外，TB/HIV双重感染患者合并非结核分枝杆菌感染的比例相对较高也增加了治疗难度。
“没有HIV感染的人群感染非结核分枝杆菌的比例约为10%。如果是TB/HIV双重感染人群，非结核分枝杆菌感染甚至可达到40%~50%。但非结核分枝杆菌和结核分枝杆菌的治疗原则完全不一样的。”周林建议，在对患者进行TB/HIV双重感染诊断时，医生应对分枝杆菌菌型进行鉴定，避免长期误诊。
立足于AIDS致病机制，HIV攻击的是人体免疫系统，AIDS患者免疫功能下降后，可能合并结核杆菌、真菌以及其他细菌感染，自然也会影响结核病的治疗效果。
虽有治疗困境，但并不意味没有治疗原则。
采访中，业内专家表示，通常TB/HIV双重感染患者的抗结核治疗原则与单纯结核病患者相同，早发现、早诊断、早治疗对于改善疾病预后至关重要。
针对AIDS的抗病毒治疗，首要问题是在抗结核治疗过程中选择合适的时机给予抗病毒治疗（ART）。
“但合适时机是什么时候，这是关键。”周林表示。
过去的指南建议，依据患者的CD4+T淋巴细胞计数确定ART的时机。当CD4+T淋巴细胞计数小于50个/μl，建议在抗结核2周后开始ART；
当CD4+T淋巴细胞计数不小于50个/μl，建议在抗结核8周后开始进行ART。
而针对TB/HIV双重感染患者，应用高效抗逆转录病毒治疗（HAART）与抗结核治疗能改善预后降低病死率，同时HAART也能有效降低HIV感染者的结核病发生率。
治疗是最好的预防
既然TB/HIV双重感染的治疗难度远大于结核病或AIDS任何一种疾病的治疗，那么如何减少结核病患者感染HIV和AIDS患者感染TB的风险呢？
对此，周林认为，HIV感染除了母婴传播，更多是一种行为方式的感染，所以结核病患者如果有吸毒史、不防护的性接触史、反复真菌感染等，就应该做HIV抗体检测。
而AIDS患者如果出现了结核病症状，比如发热、咳痰、咳血、淋巴结肿大、突然消瘦等问题，则需要进行结核病筛查。
早在2008年，世界卫生组织就提出了降低HIV/AIDS患者结核病负担的3项措施（简称“3个I”）。
第一个I就是患者发现，实施双向筛查策略（向所有结核病患者提供HIV检测和在HIV感染者/AIDS患者中筛查结核病）。
2010年，原卫生部印发的《全国结核菌/艾滋病病毒双重感染防治工作实施方案（试行）》的通知要求，为AIDS高、中流行县（区）新登记的结核病患者提供HIV抗体检测服务。
2011年，国务院下发的《全国结核病防治规划（2011—2015年）》工作指标中也明确要求，AIDS流行重点县（区）新登记的结核病患者HIV筛查率应达到70%。
“目前，AIDS在我国流行的区域与10年前已经有所不同，因此相关防治策略也应该做出调整。”周林说。
第二个I是感染控制。即对结核病患者宣教AIDS知识并进行行为干预，规范个人行为，增强保护意识。
第三个I是预防性治疗（IPT），对HIV感染者/AIDS患者进行抗结核预防性治疗。
“这种预防性用药能有效避免HIV感染者/AIDS患者发展为活动性结核病。”周林、王倪等人曾在《中国艾滋病性病》杂志上刊发了一项题为《HIV感染者抗结核预防治疗试点实施及效果分析》的文章。
其结论在我国TB/HIV防治规划中实施异烟肼预防性治疗策略是可行的，关键是要根据当地特点建立起工作机制和工作流程，明确相关机构的职责，保障患者得到全疗程管理，特别要加强活动性结核筛查的工作质量。
但目前，我国实际开展结核预防性用药的地区并不多。
此前，国家印发的《结核病防治管理办法》，仅要求对传染性肺结核患者的密切接触者进行医学观察，必要时在征得本人同意后对其实施预防性化疗，但尚未出台在HIV/AIDS患者人群中开展IPT的具体办法。
基于当前我国AIDS缓慢增加、结核病缓慢下降的趋势，周林认为，如何让HIV感染者减少合并结核感染，积极开展IPT工作以及相关科学研究，是“十四五”期间，我国控制TB/HIV双重感染的重要工作。
除了上述的“3个I”，周林认为还应该有另外一个“I”，即一站式服务。
虽然AIDS与结核病防治分属两个体系，但应该转变管理观念与方式，以病人为中心开展工作，实现TB/HIV双重感染患者在一个机构就能接受诊断、治疗和管理，患者不用在结核病和AIDS防治机构之间来回奔波。
事实上，的确有一项荟萃分析发现，IPT的成功取决于当地AIDS防治和结核病防治两个体系的整合。
未来，随着人工智能、分子生物学、基因组学、纳米技术等在医疗领域的广泛应用，周林认为，应该发挥人工智能在TB/HIV双重感染诊断、随诊环节中的作用，提高基层TB/HIV诊断能力。
同时研发出敏感度、特异度高的新型诊断工具，快速对双重感染进行诊断，研发出更有效的新型抗结核药物，提升结核病治疗效果。
相关论文信息：
https://doi.org/10.13419/cnki.aids.2018.10.07
https://doi.org/10.11816/cn.ni.2019-182959
https://doi.org/10.13419/j.cnki.aids.2017.09.12
《中国科学报》 (2020-12-07 第3版 医药健康 原题为《当艾滋病病毒遇上结核杆菌……》)
编辑 | 赵路
排版 | 志海
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