功放中的A类、AB类和D类是什么意思?
许多初识HiFi的朋友对于A类、AB类和D类功放的含义仍不甚了了。接下来,我们将解答为何有些功放在工作时产生明显热量,而另一些则仅微发热甚至不发热。如果您看过功放的评测或查看过功放的技术规格,那么您很可能会遇到诸如“AB类”之类的术语。事实上,这只是众多不同功放类别中的一种,最常见的是A类、AB 类和D类。
大多数功放在其电子设计中都具有相同的基本构建模块。他们通常使用晶体管作为核心放大组件,以电阻器、电容器、电感器、电线和变压器的阵容,以使整个放大电路能正常工作。但它没有定义功放类别的输入信号时输出的电流量。这个定义设定了功放产品的基本参数。它决定了功率输出、放大器消耗的电量、产生的热量水平,甚至是产品的最小尺寸。
A类功放电路
音乐传真的A1合并功放是A类功放电路设计。顶部的面板相当于一个巨大的散热器
晶体管需要一定量的偏置电流流过它才能使这个晶体管工作。在A类功放电路中,该电流的始终设置为最大值。如果该功放设计以最大音量工作,则大部分做功用于驱动音箱。
不过在正常情况下,很少有把功放音量开到最大的情况。在这种情况下,任何不用于驱动音箱的能量都会变热,这就是A类功放电路设计的问题所在。A类功放电路能够确保晶体管在其最线性的工作区域内工作,因此声音失真最小,但是功耗和发热量会很大。所以为了控制发热量,必须使用散热器散热,以保持电路正常工作,这就使得A类功放的外观不能做得很小。
虽然,A级功放在是高保真音质的最佳解决方案,但实际存在许多问题,以至于此类设计相对较少。
AB 类功放电路
英国君子Rega的Elex Mk4,一款AB类功放
考虑到其强大的性能和显著的优势,AB类功放电路现已成为一项折衷但却无可挑剔的解决方案。该功放的设计理念备受传统模拟功放产品青睐,这些产品在市场上占据了多数份额。该类型的功放不仅具有高效的能量转换能力,且失真度较低,进而显著提升了其性能。在此电路设计中,输出管将在各个工作状态之间持续切换,以实现高效且稳定的功率输出,进而为用户提供更加卓越的使用体验。
D类功放电路
NAD的D3020 V2外形尺寸之能做到这么小,是因为使用D类功放电路
A类功放电路和AB类功放电路关系非常密切,但D类功放电路却截然不同。D类设计采用模拟输入,并将其转换为PWM(脉宽调制)信号,其中信号的峰值产生最宽的脉冲,波谷产生最窄的脉冲。D类功放电路通常用一个输出滤波器来消除转换过程中产生的高频噪声。这种滤波器的质量对整体声波性能有很大影响。
D类功放电路主要优点是它非常节能高效。典型的A类功放电路往往有25~30%左右的效率。AB功放电路约是它的两倍,而D类功放电路是它的三倍。这意味着功耗和热量比会降低很多。
Hi-End级别的D类合并功放Technics SU-R1000
这些优势使D类功放近年来越发受人喜欢,但也存在一些问题。虽然有一些听起来不错的D类功放——NAD D3020 V2、Technics SU-R1000,但这样的例子显然不多。此外,D类功放作为一个功放品类,可能会挑音箱,因为它们的输出滤波器电路可以对大多数音箱的复杂电负载做出反应。结果可能是不同系统之间的性能不一致。
尽管如此,鉴于它们的许多优势,我们预计越来越多的HiFi设备会使用这种电路,并相信功放电路的工程师会不断提高音质的基本水平。
D类功放是否会彻底占据HiFi领域,唯有时间方能揭晓。
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甲类功放,饱和怎么办?要利用这条负载线
甲类功放饱和怎么办?
大家好,我是李经理。这一课重点来讲一下公放。公放的类型分为a类、b类、c类还有d类。这一课重点来讲一下a类,也就是甲类公放的具体的直流编织静态工作点q点是怎么回事?这个就是a类放大器基本的原理图。
前面就要讲到a类功放的特点是什么?它就是在输入信号的全周期,整个周期里面三极管qe都是处于正向的放大区,也就是在信号的整个周期之内都是处于正常的工作状态。所以对于三极管qe来说导通角就达到了三百六十度。
如果是b类功放,它是一个推腕结构,它的导通角只有一百八十度。因为它只在信号的一半周期之内只有一个管的工作,所以它导通角就是一百八十度。当然还有介于一百八十度跟三百六十度之间的这种a类功放。
这节课重点来讲一下a类功放具体的负载线是怎么样的?可以通过负载线来求出功放放大电路的直流编织点q点是怎么样的。负载线分为直流负载线还有交流负载线。
这里重点讲一下直流的负载线。负载线描述的就是三极管管子的压降极电极跟发射极之间的管压降,还有它跟输出电流ic压降跟电流之间的关系。用一个坐标轴来表示,横坐标就是三极管的管压降架vce,纵坐标是输出电流i see。
负载线描述的是三极管在正向放大区正常工作的时候q点所在的位置。假设三极管不是工作在放大区,就从这两个极端来分析一下负载线是怎么画的。
·首先第一个区域饱和区。什么情况下三极管会饱和?重点来看积极的偏置。积极这边是一个分压电路的偏置,r1跟r2这两个电阻是一个分压电阻。分压的结果就是让积极的电压vb,让电压可以获得一定比例的电源电压的分成。
假设通过调整电阻,如果电阻变大变得非常大,它远远大约电阻r1的大小,r2变大,这时候b点电压就会抬高。当积极电压抬高之后,vb减掉积极跟发射器之间大概零点七伏的压降了,所以就用vb减去b b1,这两个相减就可以得到发射级的压降v一。
所以发射级的电流是多少?a1就等于v1除以r三,所以就用这两个电压相减再除以r三,这样就可以求出发射级的电流i e。用英语通常计算时候i e是约等于ic的,因为机器电流非常小,所以求出了i e就等于求出了ic输出电流。
这样就清楚了当分压电路下面电阻不断增大的时候,这时候输出电的ic也会变得非常大。假设这是一个理想的三极管,当ic不断增大,电阻4身上两段连压降也会增大,vr4就是等于ic要乘以r4。
同样的在理想情况下,极电极电流ic约等于发射极电流ie,所以发射极电阻身上两端的压降vr3也可以用ic乘以r3。所以假设电阻r2继续增大,ic也会持续的增大。所以ic增大之后,这时候阿三跟阿四身上的电阻的压降就会变得非常大。
所以当vr3加上vr4这两个电阻身上的压降加起来等于电源电压vcc,这时候三极管qe的管压降,集电极跟发射机之间的压降是多少?vce就是零,因为电源的电压已经被阿三跟阿四全部分走了,所以剩下来的q1的管压降就是零辅,这时候极电极电流ic输出电流就会达到最大值。
所以就可以画出负载线的第一个点,当三极管的管压降vce等于零辅的时候,这时候极电极电流ic是一个最大的值,这个值就称为三极管的饱和电流,所以这时候工作的区域就是饱和区。
当然理想的饱和管压降是零辅,实际上的三极管饱和的管压降一般都有零点二到零点三伏左右,所以负载线的第一个点就可以画出来,这时候的电流称为饱和电流。
继续来分析一下第二个区,除了放大区、饱和区还有一个截止区,截止区这三极管不工作吗?它在什么情况下会不工作?当把r、r电阻调的非常小,把r调小之后,vb就会不断的下降了。
当极电压不断下降,当它低于三极管极管极跟发射极之间的开启电压的时候,开启电压ibb1通常都是零点六伏左右,当然低于零点六伏,假设是零伏,三极管就会截止。三极管截止之后,输出电流ic就等于零。同样的这个时候,集电极电流ic也是零。
既然电流是零,所以根据这两条公式就可以看出来,当电流是零的时候,电阻身上的压降也是零,所以这时候vr3跟vr4都是零,这时候电源电压vcc就完全加在三极管集电极跟发射机的身上,所以管压这样vce,这时候就是电源电压vcc,所以结果就是vce等于vcc,这时候三管的管压降达到最大值。
所以当输出了电流ic等于零的时候,也就是三极管截止的时候,当ic等于零,这时候管压降达到最大值,这个值就是vcc。所以最后把这两个点连起来,这条线就称为a类,也就是甲类放大电路的直流负载线。它描述的是放大电路直流部分的工作状态,所以它是一个直流负载线。
·什么是q点?q点就是金牌工作点了,q点就会在直流附带线的身上来回的调整,调整到某一个点。通过什么来调整?就是通过刚才调整电阻r,把它增大或者变小这个方法就可以控制q点来回移动。
·当然也可以调整其他的参数,只要让三极管工作在正向的放大区就可以了。假设这时候把二二稍微的调大一点,把它增大,让三极管从截止区开始慢慢的进入到放大区,这时候输出电量ic就不为零。当ic不为零的时候,它所对应的三极管的管压降就会小于电源电压bcc。
因为当出现电流的时候,电阻阿四跟阿三身上就会分出一定的电压比例,所以三极管所获得的电压就会小于电源电压vcc。
看到这里大家应该就清楚负载线还有q点是怎么回事,以及怎么让三极管进入到不同的区域,比如进入到饱和区或者截止区,通过这条负载线就可以分析出来。
感谢各位收看,拜拜。
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