icspec 硬件工程师必须掌握的音频功放电路大全
作为硬件工程师，特别是做纯粹模拟电路、应用于音频功放的工程师，对于A类，B类，AB类，D类，G类，H类，T类功放应该特别熟悉。大多数工程师或许只知道其中的一部分、或者知道大概，为了让更多的工程师掌握更加详尽的音频功放知识，下文对以上说的音频功放做详细的说明。
功放，顾名思义，就是功率放大的缩写。与电压或者电流放大来说，功放要求获得一定的、不失真的功率，一般在大信号状态下工作，因此，功放电路一般包含电压放大或者电流放大电路没有的特殊问题，具体表现在：①输出功率尽可能大；②通常在大信号状态下工作；③非线性失真突出；④提高效率是重要的关注点；⑤功率器件的安全问题。而对于音频功放电路，也需要注意以上的问题。
根据放大电路的导电方式不同，音频功放电路按照模拟和数字两种类型进行分类，模拟音频功放通常有A类，B类，AB类， G类，H类 TD功放，数字电路功放分为D类，T类。下文对以上的功放电路做详细的介绍和分析。
01 A类功放(又称甲类功放)
A类功放如上图所示，在信号的整个周期内都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。但是A类放大器工作时会产生高热，效率很低。尽管A类功放有以上的弊端，但固有的优点是不存在交越失真，并且内部原理存在着一些先天优势，是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高频透明开扬，中频饱满通透的优点。单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。
02 B类功放(又称乙类功放)
B类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两个晶体管轮流放大输出的一类放大器，每一晶体管的导电时间为信号的半个周期，通常会产生我们所说的交越失真。通过模拟电路的调整可以将该失真尽量的减小甚至消失。B类放大器的效率明显高于A类功放。
03 AB类功放(又称甲乙类)
AB类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个晶体管导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。因此AB类功放有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。
04 D类功放(又称丁类功放)
D类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号，具体工作原理如下：D类功放采用异步调制的方式，在音频信号周期发生变化时，高频载波信号仍然保持不变，因此，在音频频率比较低的时候，PWM的载波个数仍然较高，因此对抑制高频载波和减少失真非常有利，而载波的变频带原理音频信号频率，因此也不存在与基波之间的相互干扰问题。许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。
05 G类功放
G类功放为一种多电源的AB类功放的改进形式。G类功放充分利用了音频都具有极高峰值因数 (10-20dB) 的这一有利条件。大多数时候，音频信号都处在较低的幅值，极少时间会表现出更高的峰值。下图是G类功放集成IC的一个典型功能框图。
G类放大器使用自适应电源轨，并利用一个内置降压转换器来产生耳机放大器正电源电压。充电泵对放大器正电源电压进行反相，并产生放大器负电源电压。这样便让耳机放大器输出可以集中于0V。音频信号幅值较低时，降压转换器产生一个低放大器负电源电压。这样便在播放低噪声、高保真音频的同时最小化了G类放大器的功耗，相比传统的AB类耳机放大器，G类放大器拥有更高的效率。
该类功放的放大原理与AB类功放放大相同，一个重要特点是供电部分采用两组或者多组电压，低功率运行使用低电压，高功率自动切换到高电压。
06 H类功放
该类功放的放大电路部分与AB类功放的原理相同，但是供电部分采用可调节多级输出电压的开关电源，自动检测输出功率进行供电电压的选择。
07 K类功放
K类功放是集成了内部自举升压电路和各种功放电路，大家都知道D类功放只是众多功放电路中其中一种效率比较高的数字功放，而K类功放只是根据需要将内部集成的自举升压电路和所需求的功放电路，如果需求效率高就加D类功放，要音质好就加AB类功放。
08 T类功放
该类功放的原理与D类功放的原理相同，但是信号部分采用DDP技术(核心是小信号的适应算法和预测算法)。工作原理如下：音频信号进入扬声器的电流全部经过DDP进行运算处理后控制大功率高频晶体管的导通或者关闭，从而达到音频信号的高保真线性放大。该类功放具有效率高、失真小，音质可以与AB类功放媲美的一类功放。
上图是TA2020的内部模块构造，从上图上可以看出，该芯片内部主要集中了处理和调制模块，从而实现高品质音频的特性。
09 TD类功放
该类音频功放的放大部分与AB类功放原理相同，但是供电部分采用完全独立的高精度可调节无级输出的可调节数字电源，电压递进值为0.1V，自动检测功率来调节电压的升高或者降低。该类功放由于需要高精度可调节的数字电源，需要对电源有专门的设计，而不能集中在一个芯片上，因此，该类功放主要使用在高级音响上，而电路也比较复杂。
对于后面6、7、9类功放需要特殊的电源，因此不能将功能集中在一片IC上。而对于经典的A类，B类，AB类和D类功放有专门的IC。再实际的设计中，需要各种类型的，应用在不同领域的功放电路，只需要以此为基础，外加相应的电源或者处理模块。
轻松搞定功效维修，12种功放维修小秘密分享
功放维修是很多朋友都想掌握的技能之一，掌握一些简单的功放维修方法，可轻松应对生活中遇见的很多小问题。为此，小编特地带来这篇功放维修相关文章。本文中，将为大家介绍12种功放维修小秘诀，并带来三大部分相关内容，一起来攻克功放维修吧。
首先，我们简单介绍一下“功放”。
功放机也就是我们说的功率放大器，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，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各不相同，可以说一套良好的音响系统功放的作用功不可没。下面小编就为您介绍一下功放机维修、分类、性能指标、鉴别方法。
功放机维修
1、把功放部分的电源电压降低，比如：功放部分电压是正负电压45V的就用正负20V电压来检修，这样比较安全。
2、修理功放电路时一定要把功放信号输入端对地短路。
3、有的功放是不能把功率管拆除修的，功率管拆除后，这样不能测中点电压，中点电压不是正压就是负压，而且是电源电压的或正或负值，喇叭保电路的继电器同时不能吸合。注意!降压修理有可能保电路的继电器不能吸合，这是正常的，不要怀疑中点电压过高引起保护。
4、你怕烧功率管，你可以这样做：暂时用对管2SA940、2SC2073代用一下，因为一般家用功放不是偏甲类的，静态电流不大，不会烧管子的，但是管子一定要与散热片贴好，试音时不要开太大的声音。接小喇叭试音。
5、偏置电路上的元件参数一定要准确，偏置三极管脚位、管子类型一定要接对选对，不然的话，有你苦吃的了。
6、所用管子“互补对管”放大倍β数基本要一至。
7、各路供电压正负值一定要对称，前置电正负12V或正负15V也要对称，尤其是价廉的功放，有的前置供电压是从功放供电然后经电阻降压后给前级供给的，时间长了限流电阻阻值就会变大，一般正电压限流电阻要比负电压限流电阻坏得快，因为，一台功放里，正电压工作电路要比负电压工作电路多，也就是说：正电压的负载要比负电压的负载大，所以，前置正负电压的不对称，会直接影响后级输出电压的不对称。
8、电路确认无误后，可以接大功率管试机，恢复原先信号输入短接点，电压也恢复，最好用个调压器，慢慢地由低至高的调压，接上喇叭听有没有不良的声音，只要电路没毛病，应该是没有任何杂声的。然后可输入音频信号听音。
9、如果开机后没开音量，不烧功放管，而开大音量或稍开点音量后就烧管子，有可能是功放管子质量有问题，碰到假管子啦!或是电路还没修好，这时可看看功放是不是发热严重，有时碰到假管子，你就不易发现了，假管子上机一工作它马上就坏的，还会损坏推动管，用A940、C2073时也能带动小喇叭的，看它会不会烧，只要电路正常，用小管(中功率)也能听到很好的声音，甲偏置类电路就不好这样试机了，在静态电流没调大之前还是可以试机的。
10、音量电位不良也会损坏功率管子，主要表现为：声音--音量突变时，烧功率管。
11、功放前置电路修理，修前置就安全多了!分段修的特点是：不会损坏不该损坏的地方，方法是：将前置至功放线路之间断开，功放信号输入端还是要对地短接的。防止出现意外，然后从前置至功放处这里接一只1UF的电容，再联接一只莲花插座，便于连接信号线，为安全起见，试音功放可用一般的录音机改一下，作后级功放用，有动手能力的可以自己做一台多功能修理功放机，这样就不怕烧原机功放管和喇叭箱了。
12、低档功放没有喇叭保护电路的，最简单的办法就是喇叭串一只大容量电解电容，这样就不会有直流流过喇叭了，没有直流通过喇叭，就不容易烧喇叭了，修理前置电路，只要前置信号输出没有交流嗡嗡声和失真就行了，当然连接用线也要用屏蔽线了。
功放机分类
一、按功放中功放管的导电方式不同，可以分为四类：
1、甲类功放(又称A类)
甲类功放是指在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周)，放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。
特点：甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。
2、乙类功放(又称B类)
乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。
特点：乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。
3、甲乙类功放(又称AB类)
甲乙类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。
特点：甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。
4、丁类功放(又称D类)
丁类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号
特点：具有效率高，体积小的优点。许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。
二、按功放输出级放大元件的数量，可以分为两类：
1、单端放大器
输出级由一只放大元件(或多只元件但并联成一组)完成对信号正负两个半周的放大，单端放大机器只能采取甲类工作状态。
2、推挽放大器
输出级有两个“臂”(两组放大元件)，一个“臂”的电流增加时，另一个“臂”的电流则减小，二者的状态轮流转换。对负载而言，好像是一个“臂”在推，一个“臂”在拉，共同完成电流输出任务，尽管甲类放大器可以采用推挽式放大，但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。
三、按功放中功放管的类型不同，可以分为三类：
1、胆机：是使用电子管的功放;
2、石机：是使用晶体管的功放;
3、IC功放[集成电路功放]：由于音色比不上上两种功放所以在HI-FI功放中很少看到他的影子。
四、按功能不同，可以分为三类：
1、功率放大器
简称功放，用于增强信号功率以驱动音箱发声的一种电子装置，不带信号源选择、音量控制等附属功能的功率放大器称为后级。
2、前置放大器
是功放之前的预放大和控制部分，用于增强信号的电压幅度，提供输入信号选择，音调调整和音量控制等功能，前置放大器也称为前级。
3、合并机
将前置放大和功率放大两部分安装在同一个机箱内的放大器称为合并式放大器，我们家中常见的功放机一般都是合并式的。
五、按用途不同，可以分为四类：
1、AV功放：是专门为家庭影院用途而设计的放大器
“AV”是英文AodioVidio即音频，视频的打头字母缩写，“AV功放”从诞生到现在，经历了杜比环绕，杜比定向逻辑，AC-3，DTS，以及现在的次时代音频格式的进程，以及画龙点睛的数字声场[DSP]电路，为各种节目播放提供不同的声场效果，但是由于AV功放在电路的信号流通环节上，经过了太多而且复杂的处理电路，使声音的纯净度”受到了过多的“染色”，所以用AV功放兼容HI-FI重放时效果不理想，这也是很多HI-FI发烧友对AV功放不肖一顾的原因。
2、Hi-Fi功放：是为高保真地重现音乐的本来面目而设计的放大器，一般为两声道设计，且没有显示屏。
它的输出功率一般都比较大，设计上以“音色优美，高度保真”为宗旨，各种高新技术集中体现在这种功放上，价格也从千余元到几十万元不等
3、专业功放
一般用于会议，演出，厅，堂，场，馆的扩音，设计上以输出功率大，保护电路完善，良好的散热为主，大多数“专业功放”的音色用于HI-FI重放时，声音干硬不耐听。
4、卡拉OK功放
这是近年发展起来的一种功放，它是用于处理话筒、音乐信号、并驱动音箱的功率放大器，它与一般功放的区别在于“卡拉OK功放”有混响器从过去的BBD模拟混响发展到现在的DIGETAL数字混响，变调器，话筒放大器。
功放机的性能指标
功放的主要性能指标有输出功率，频率响应，失真度，信噪比，输出阻抗，阻尼系数等。
1、输出功率：单位为W，由于各厂家的测量方法不一样，所以出现了一些名目不同的叫法，例如额定输出功率，最大输出功率，音乐输出功率，峰值音乐输出功率。
2、音乐功率：是指输出失真度不超过规定值的条件下，功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。
3、峰值功率：是指在不失真条件下，将功放音量调至最大时，功放所能输出的最大音乐功率。
4、额定输出功率：当谐波失真度为10%时的平均输出功率，也称做最大有用功率，通常来说，峰值功率大于音乐功率，音乐功率大于额定功率，一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。
5、频率响应：表示功放的频率范围，和频率范围内的不均匀度，频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示，家用HI-FI功放的频响一般为20HZ--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好，一些极品功放的频响已经做到0--100KHZ。
6、失真度：理想的功放应该是把输入的讯号放大后，毫无改变的忠实还原出来，但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较，往往产生了不同程度的畸变，这个畸变就是失真，用百分比表示，其数值越小越好，HI-FI功放的总失真在0.03%--0.05%之间，功放的失真有谐波失真，互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，瞬态互调失真等。
7、信噪比：是指功放输出的信号电平与噪声电平之比，用db表示，这个数值越大越好，一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上，
8、输出阻抗：对扬声器所呈现的等效内阻，称做输出阻抗。
功放机的鉴别方法
1、面板显示
通常假洋货面板肯定都有中文显示，而且带了均衡和类似心电图的显示，且绝大多数的假洋鬼子都是使用这种类型的，举例：山水，爱浪，威发，雅佳，步步高，UBS等等，为什么?这当中有的是日本品牌，有的是美国品牌，有的是欧洲丹麦品牌，有的是纯种的国产牌子，为什么显示面板都差不多一样?答案肯定的，因为这些个不同”国家品牌”的面板产地都是出自广东南海跟广东中山一带的作坊所生产的，也就是从地下工厂廉价收回来的产品，能不一样吗?面板给人感觉很动感，很新潮，可见愚昧的国人，为了一眼的爽快却给奸商留下宰客的好机会，显示面板跟音质是完全无关的;进口货显示面板很简单，就只有间简单单的英文和数字而已。
2、卡拉OK
假洋鬼子是肯定带此功能的，美其名曰，方便唱歌，其实，说穿了，因为功放里面太空荡荡了，做多一个电路塞满吧，孰不知多了卡拉OK电路会对音质影响有多大?卡拉OK就跟碟机一样，是不同的载体，专家经过实践证明，卡拉OK内至于功放机里面对音质有害无益，所以进口货则绝对没有，进口机90年代后出的产品通通都把卡拉OK电路取消了。
3、变压器
国产或者假洋鬼子品牌机里面所用的变压器通通都是环型变压器，也就是圆的，俗称环牛，而进口品牌功放则肯定用方形变压器.因为圆形变压器正常工作时会产生强大的磁场干扰，对音质进行干扰很大，使用方形的则很低.
4、芯片与技术
通常，假洋鬼子品牌用的是都是清一色国产芯片，或者采用过时n年的进口芯片，也就是所谓的洋垃圾，假洋鬼子品牌没什么自己专利技术或专利功能，而真正进口品牌则都有，举例：如YAMAHA的cinemaDsp专利技术;ONKYO的WRAT(宽频放大电路技术);DENON的AL24(模拟波形再生技术)，Marantz的SRSCirrusII技术.这些技术几乎是他们各自品牌的标志，懂行的人不用说都知道。
以上是小编为大家介绍的功放机维修、分类、性能指标、鉴别方法。很多人在选购功放机时都很注意功放机的输出功率，因为人们普遍认为：功放机的功率越大，它的力量就越充足，就越容易推动扬声器，从而也就越容易从扬声器(音箱)中获得好的声音，就这种观点而言，无疑是有它正确的一面，因为功放机的效率毕竟很低，而要使音乐中的微弱信号无失真的从扬声器中播放出来，功放机也就必须要有足够的储备功率，因此，功率大的功放机无疑是其自身的优点，以往的一些音响厂家就曾在功放机的输出功率上进行过竞争，希望更多用户能把钱花到刀刃上，买到更称心如意的好产品。
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