一文看懂音频功放的类别有几种
我们常见到的音频功放类别有A类、AB类、D类、H类,还有什么G类和T类,还听说有S类。这些都是为某一种独特的技术命名的。在专业舞台功放领域,采用什么技术的目的都是为了达到高效率,这样才可以得到相对更好的稳定性和低成本,但也相应要更复杂的线路来完成。
功放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:
1.、A类功放(又称甲类功放)
A类功放,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。
2、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。
3、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。
4、D类功放(又称丁类功放)
D类功放也称数字式放大器,具体型号很多,现已大量用于手机、数码产品、平板彩电等电器中,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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、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。
超大功率产品普遍的采用根据音频信号特性,进行采样比较,并分级控制供电电压的一种技术,也有采用独立电源来完成的,相比AB类能提高最高25%的整机效率,但因为供电被分割切换,这就带来不避免的缺点。
譬如,对滤波电容的一致性提出了较高的要求,电容串联使用,其容量也将减少,滤波效果不理想,其耐用性和稳定性的下降也伴随而来。还有因为采用多级切换供电,也带来其特有的失真——开关失真。反映在音质的表现上就是高频段现出松散、噪、炸耳等的不好的感觉。低频也显得较硬,瘦。因为其电源结构的特点,这限定功率管功耗上没有很好的保护措施,也会令到烧管等现象不时发生。
经典A系列功放成长记(三) A1000的升级改造,A100的尝试(2017)
此文为笔者2017年3月7日首发于微信公众号。讲述了欣乐音响店A系列功放研发制造的系列过程,特别整理重发。
“经典A系列功放成长记”系列第一篇《经典A系列功放成长记(一) 初试A1000(2017)》,第二篇《经典A系列功放成长记(二) A1原机、仿机的对比(2017)》。这一篇,笔者将回忆经典A1000的第一次重大升级改造。
仿A1000由于推力足,音色美,故推出后备受烧友关注出支持。无奈当时尚在业余制作,实在难以承接这种极费工时的活计。不过倒也给了笔者足够的时间间隔,可以在不断的发烧历程中,对其进行考量和改造。
初版A1000,由于机箱、散热受限,只采用了400W环牛供电,总计4万uf的水塘电容。虽然总体音效,可以说胜过A1原、仿机,但笔者总觉得仍有不少潜力尚未挖掘。于是这次升级改造,大胆采用了前、后级分开,更大的机箱、环牛和电容,两声道分别独立供电。
进行升级改造前,笔者查阅了A1000原机的相关资料图片。原机仍然是合并式设计,前、后级装在一个机箱,变压器则放置在一个单独机箱。前级、后级各采用一个变压器供电。
应该说,笔者这次升级改造,从设计上来说,已突破了原机作为合并机的定位。
机箱到货了,选择了一个很大的铁铝后级机箱。这下空间和散热,应该没多少顾虑了。
电源部分,当时受一些同道洗脑,于是采用了恒达最高规格的HDV环牛。结果20天左右才到货。质量貌似不错,还是让人信心满满。
关于手工制作这个环节,前两篇均有一些介绍,就不再赘述了。总之耐心+细心吧,还有各种挥汗、磨手……
内部空间充裕,于是走线可以比较讲究了,这就是铁铝大机箱的好处。
终于完成了这个大制作!最后的整机,后级重达21公斤左右,前级也有5公斤多了。
这次重大升级改造,应该说继续为笔者带来不少惊喜:
首先,推力明显感觉增强不少。初版A1000,应该说在后来与笔者仿奇力ksa50的对照中,推力上逊色一筹,故笔者自家的12寸大箱,已换用ksa50听了不少时日。但新版本的A1000,推力上已与ksa50并驾齐驱,更有匹配前级的优势,表现更全面,音色更美。
其二,前、后级分开,后级两声道独立供电,带来了清晰度的提升,还有动态表现上的明显优势。
其三,更大的机箱空间,使得走线相当合理,电源、元件、信号线相互干扰降至很低,背景明显干净不少。
总之这次升级改造,应该说让A1000,迈上了一个比较高的台阶。初始版本的A1000、A1这些,应该说在与音乐传真A1原机的对比中,各有千秋。但改造后的A1000,不客气地说,的确是完胜A1原机了。而且在笔者当时接触的万元内各种厂机、仿机、胆机,应该说能胜这套A1000的,很难。唯一的麻烦,是后级采用两个300W变压器供电后,热量进一步升高。虽然这次采用了更大的机箱和散热片,但温度还是达到了60度左右的常态。这50W纯甲机,的确还是让人揪心啊。
升级版A1000完工后不久,正好赶上当时笔者两对大箱试音出货。一对绅士宝6640+4741+8861,一对6640+魔雷634+伊顿11-581,都是很牛的配置啊。好在A1000都不辱使命,当时两对好箱,都推出了相当不错的声音。
4年多前完成的这套升级版A1000,在之后一段时间内,都承担了笔者店中多数定制音箱的试音任务。应该说,以频响、音色而言,这机子确有过人之处。事实上A1000线路,仍有继续提升和发挥的潜力,只是当时笔者并未知晓。这当然是后话了,将在后面的话题中继续分享……
在进入第四季之前,得另外岔出一个话题,那就是3年半前,笔者完成的一台经典A100。
这种每声道2对大功率管,30W甲类功率的机子,其实是一对管的A1,4对管的A1000之间,一个很好的补充。
由于之前初版的A1000,已改造为大型的前、后级功放,体积和重量,比较庞大。A1虽然已经能够从容应对多数5寸、6.5寸书架箱,却仍然难以搞定一些采用大食单元的箱子。比方说绅士宝8545、8531、8741,魔雷638,惠威D6.8等等。很多客户,仍需要一台尺寸重量适中,推控能力出色的功放。
于是笔者尝试采用初版A1000的中型机箱,制作了一款A100功放。当时的配置为400W环牛,4万uf水塘,集成喇叭保护板。
这台机子,也的确达到了设想所需。应该说对店中所有书架音箱,都有比较好的推控,音质音色平衡耐听。成本和价格比较平,所以笔者也乐于推荐给需要实惠功放的烧友。
A100机子,比较得意的事情,是搞定了朋友家的一对绅士宝6620+威发ne123+ne225。那对箱是店主帮老友所配,实惠好声。但说实在ne225低音喇叭,并非一盏省油的灯。但朋友执意要一台体积小些的机子,以免影响家居摆放。当天试了两台功放,这台A100还是脱颖而出,多少让笔者都有些惊喜。
在之后的实践中,A100的确可以搞定店上多数8寸落地音箱。唯原本IC前级,应该说难达完美;若音质要求高,则建议制成纯后级为用,另配一分立元件的优质前级,将会有更好表现。
看到此处,大家可能会觉得,一直是从胜利走向胜利,难免有些审美疲劳了。那之后的第四季,会出现重大转折,内容将是这些DIY机子的败阵和挫折!敬请关注……
相关问答
电子元器件里的IC都是起什么作用的啊本人从事车载电子的PMC...
[最佳回答]DACIC(规格为WM8726GEDSOP14)-----数模转换IC,数字信号转换成模拟信号.DUALOP.AMPLIFIERIC(规格NJM4558MSOP-8JRC)---...
功放ic的作用有哪些?_住范儿家装官网
把来自信号源(专业音响系统中则是来自调音台)的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,推...
音响功放作用是什么_住范儿家装官网
功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,推动音箱放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没功放放大的是“声功率”,也就是提升“响...
电子管功放,一定比晶体管功放好吗?
★电子管功放就一定比晶体管功放好听吗?不一定,它们两者之间各有千秋。所谓的电子管功放,一般发烧友们称为电子管功放为...电子管功放,一定比晶体管功放好吗?★...
PA2030A和TDA7850功放IC对比哪个性能好?
TDA7850功放IC性能好。功率放大器简称功放,一般特指音响系统中一种最基本的设备,俗称“扩音机”,它的任务是把来自信号源(专业音响系统中则是来自调音台)的...
音响功放是什么意思?-家居装修–手机房天下问答
[回答]功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,推动音箱防声.一套良好的音响系统功放的作用功不可没.按照使用元器件的不同,...
功放ic正确安装方法?
功放上有5个声道的功率输出,分别对应左中右,环绕5只音箱,有源低音输出对应低音炮,连接好后就要连接信号了,把高清电视盒,DVD,硬盘播放器等播放设备连到功...
请问音频功放ic报价贵吗_其他问答_系统粉
一般价格500左右。音频功率放大器IC,简称:音频功放IC,俗称“扩音机”,是音响系统中最基本的设备,它的任务是把来自信号源(专业音响系统中则是来自调...
什么是ab类功放_住范儿家装官网
就是小功率的时候功放工作在甲类状态,大功率的时候工作在一类,这就是AB类功放就是小功率的时候功放工作在甲类状态,大功率的时候工作在一类首先根...
低音炮和功放的区别_住范儿家装官网
功放:声音控制设备,简单地说也就是扩音器,另外能控制声音的音质,可以根据个人爱好调节。低音炮:一般较大,有个打孔,用于喇叭震动产生低频效果,低音...