甲类、乙类、甲乙类功放,功放竟有这么多分类?哪种好?
康少经常谈功放的作用----功率放大,但好像很少详细讲讲功放的运作方式。要说运作方式,那就少不了先了解一下功放的种类。
不看不知道,一看吓一跳,功放竟然也有甲乙丙丁这样的分类叫法!
看到这张图,就知道这音响改装背后的知识可真是怎么都学不完。今天咱们就先了解一下甲类、乙类、甲乙类功放,这也是比较好懂的概念。
一、纯甲类功放
甲类功放,又叫A类功放,它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。这个定义听着很难懂对吧?简单点说,就是这种放大器输出级中的两个或两组输出管永远处于导电的状态,无论有无信号输入都保持传导电流状态。
那么,这种导电方式会让甲类功放有什么过人之处呢和缺点呢?
优点:1. 几乎不失真。这是它最大的优势,因为其他种类的功放都会带来失真。
2. 音质好,入耳度很好,很耐听,音色醇厚,极具极高的解析度。
缺点:1. 体积很大。
2. 效率低。
3. 工作起来很烫,可以说热得烫手,所以需要很好的散热通风条件。(真正的纯甲类功放,开机五分钟散热片就明显升温,半小时即达到50度以上的高温,功率消耗多)
此外,甲类功放价格高,市面上也比较少国产的、真的、比较好的纯甲类功放。不差钱的发烧友就算要买,也要擦亮眼睛哦。
二、乙类功放
乙类功放,又叫做B类功放,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。也就是,当没有信号输入的时候,输出晶体管不导电,也就不消耗功率;而当有信号输入时,每对输出管放大一般波形一开一关轮流工作来完成一个全波放大的过程。但是当两个输出管轮流工作的时候会发生交越失真形成非线性。
所以,也就知道,乙类功放的缺点就是在信号低的时候失真会很严重。而优点就是效率比甲类高,体积、价格、散热方面都比甲类要好一些,但因为失真的问题,乙类现在也使用的比较少,已基本被淘汰。
三、甲乙类功放
甲乙合并式功放又叫做AB类功放,算是A类和B类的结合体。它是目前使用得最广泛,较为主流的功放产品。 AB功放拥有两个偏压,没有信号时也会有少量电流通过输出管;它在信号小的时候使用甲类工作模式来获得最佳线性,而信号达到一定电平的时候自动切换到乙类工作方式获得更好效率。
这种合并,就把纯甲类和乙类的优点都结合了,效率不低,不会很热,音质也还可以~
在功放中高保真要求谐波失真在0.05%以下;信噪比值越大越好
四、D类功放
D类功放,有人叫丁类功放,也有叫丙类功放,但一般就叫D类功放。
甲类、乙类、甲乙类都算是传统功放,现在出现了更为新颖的D类功放,也就是我们常说的数码功放。D类功放直接将负载和供电器连接,电流流通点输出管没有电压,因此没有功率的消耗。当输出管关闭的时候,全部电源供应电压就会出现在晶体管上,但没有电流所以也不消耗功率。
D类功放效率高(85%左右),产生热量少,理论上失真小、线性好。但是D类功放工作方式复杂,增加线路本身也难免存在偏差,所以真正出色的D类功放并不多见。
关于功放的分类,还有很多可以说的,今天了解了其中一种分类方式下的4种功放。
总结来看,纯甲类功放音效最好,但是属于优点显著缺点也因此很显著的那种,而且使用这种功放,需要的条件不少,可以说是不差钱的发烧中的发烧玩家所需要的。而乙类功放已基本不再被使用;所以现下最多使用的就是甲乙类功放和D类功放,它们集合了甲类和乙类的优点,价格也比较实在,是大众的选择~
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轻松秒杀,甲类功放,纯甲类功放,乙类功放的秘密
大家都知道对于HiFi烧友来说,HiFi功率放大器是相当关键的一种后级设备,它的好坏最终会影响到,后端扬声器箱的表现。
经常有人私信给我,让我推荐一款HiFi功率放大器,推荐还是算了,我又不是商家。
大家还是先学一下HiFi功放的区别,然后选择哪种类型的功放去适合您的音箱吧!
今天,我就简单说一下,市面上常见的HiFi功放几种结构。
按照电路结构,HiFi功放大致分五四类,甲(Class-A)类功放、纯甲类功放、乙(Class-B)类功放、甲乙(Class-AB)类、数字(D)类功放。
甲类功放驱动板
评价一款功放的性能指标,主要看其输出功率,频率响应,失真度,信噪比,输出阻抗,阻尼系数等等。
前几个很直观,大家都理解。而后面两个指标,有些人比较模糊。
1、输出阻抗是什么?
阐述这项原则之前,先说下为什么顶级的HIFI都是独立的前级和后级?
1、前级: 它将输入的音频信号从几毫伏放大都几十或者更高的电压,它的目的就是输出高电压、高输出电阻的音频信号。
一般,前级都是配备小电流的高增益管就可以实现这个目的,所以发热不严重。
2、后级: 它是将前级输出的信号放大电流,目的是输出较大电流、低输出电阻的信号去驱动扬声器箱。
因此,后级都是采用一对或者多对的大电流放大管,所以发热都很严重。
这样配备的目的只有一个,提高功放信噪比,减少失直,为什么了?往下看。
因为模拟音频实际是个交流信号,按照P=I^2*Re{Z}=U^2*Re{1/Z},当输出功率是一定的,如果前级输出阻抗非常高的话。到了后级,消耗音频信号的电流就会小。这样对于承担传输信号的神经线而言,要求就会低,保证了信号的质量。
甲类功放后背
所以,功放的输入阻抗是越高越好,而输出阻抗则是越低越好怎么理解了?
还是上面的公式,功率一定时,输出的阻抗越小,那么电流就越大,驱动扬声器箱的能力也就越强。
如此得出一个结论:功放的输入阻抗是越高越好,而输出阻抗则是越低越好。
2、阻尼系数
阻尼系数(Damping Factor),一般用KD值表示。
它指的是功放在音频信号消失后还能够控制扬声器音圈运动的能力,阻尼系数越大越好。但不是绝对,因为这里还涉及到扬声器箱阻抗。
KD值其实就是扬声器箱阻抗与功放实际阻抗的比值。
最低标准:晶体管功放的KD值大于或等于40,电子管功放KD值大于或等于6,而一些HI-END级功率放大器的阻尼系数能够做到在200以上。
一、甲类(Class-A)功率放大器
为什么叫它甲类功率放大器?甲类这是中国人给它起的名字,它的全称叫Class-A。
甲类功放的电路特点:导通角是 360 度,其工作点Q设定在负载线的中点附近,功率输出管在信号的正、负半周均处于导通状态,全周期都处于导通的工作状态,其内阻是恒定的。
甲类功放
由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,每个输出晶体管均参与放大讯号全波,完全不存在交越失真,所以,瞬态失真和交替失真较小,并且电路简单、调试较为方便。
但是,由于功率输出管始终都处于工作状态,所以静态电流相当大,功耗大。所以,即使是顶级的甲类功放,其理论最大工作效率也只有25%。
甲类功放
甲类功放的优点只有一个:控制力强,声音好听。
扬声器的阻抗变化图
因为在不同频率下,扬声器的阻抗实际在发生变化,通过上面的扬声器阻抗曲线图,大家可以看到,扬声器的阻抗随频率变化的情况。
而由于甲类功放的内阻是恒定的,所以在控制音箱方面,尤其是低音部分,它就好了很多!这也是很多人都发现甲类功放即使在小音量环境下,驱动音箱也非常好听的原因。
如果音箱的灵敏度在89dB以上,一般10-20W的纯甲类功放就可满足一般欣赏要求。
A-250
例如,金嗓子(accuphase)纯甲类单声道功率放大器 A-250。
A-250指标
二、纯甲类功放
如果在甲类功放上面,加上正反馈控制电路,使功率输出管始终工作在峰值状态的话,这就是纯甲类功放了。
纯甲类功放
纯甲类功放对元件和工艺的要求非常苛刻,联机调试繁琐而费时。
纯甲类功放
优点:失真更小,失真0.1%是最基本的。
缺点:效率更低、价格更贵。
Pass Labs XA25纯甲类功放
例如,柏思(Pass Labs) XA25立体声纯甲类功放,正常情况下,可以输出2x25W/8欧、2x40W/4欧;也可在2欧负载下输出2x100W A/AB类、阻尼系数为200,峰值电流10A。
Pass Labs XA25纯甲类功放后背
失真: 0.1%/25W /8欧/ 1 KHz;0.1%/50 W/4欧/1 KHz;
XA25纯甲类功放技术指标
输入阻抗: 47 K欧,空闲功耗: 200 W,重量: 21 公斤。
三、乙类功放
在甲类功放中的基础上,人们设计出了新的推挽放大电路。乙类功放的导通角是 180 度,当有讯号时,每对功率输出管各放大一半的波形。如此,两边的功率输出管一开一关就完成了一个全波信号放大,这样效率不就提高了吗?
优点:理论效率可达到78%。
交越失真
缺点:由于因为两边的输出功率管轮换工作,会产生交越失真。
最严重的是,乙类功放在大功率输出时内阻很小,而在小功率输出时内阻会变得非常大,这对HiFi音箱来说,是个很大的弊端!所以在匹配不同阻值的扬声器时,乙类功放电路的工作状态会受到负载(扬声器)大小的影响较大。
由于在HiFi届没人会用它,所有不举例介绍了。
四、甲乙类功放
将上述两种电路综合一下,导通角在 180 度到 360 度的范围内,实现低音量时用甲类电路工作,当大音量,或者瞬态强音时转为乙类电路工作。这就是甲乙类功放的特点。
性能怎么说了?不上不下吧!在HiFi界,很少有人会主动选择甲乙类功放。
但是,我们在市面上看到最多的,就是甲乙类功放。因为甲乙类的设计而能取得更高的输出功率,对低效率的扬声器会有更好的驱动力。
Pass LabsX350.8
举例:柏思(Pass Labs)的甲乙类功放,单声道的X600.8、X260.8,立体声的X350.8、 X250.8、 X150.8。
Pass Labs X系列甲乙类功放技术指标
对比上面的纯甲类功放,它的功率大了很多,但是所有的失真也达到了1%。
五、数字功放D类功放
对比图
严格意义上,数字功放不属于HiFi功放,因为它不具有模拟放大的线性。
数字功放线路图
数字功放的原理是:模拟信号进入数字功放后,首先,要经过PWM电路调制处理,然后形成占空比和输入模拟信号相关的的脉冲信号。这个数字脉冲信号经过开关电路放大,最后再由低通滤波器滤除音频以外的部分,还原出已放大的模拟信号,驱动扬声器工作。
而再完美的数字电路,也做不到模拟信号放大的纯线性,按照“高烧友”来说,听个响。
优点:体积小、效率高、价格便宜。
缺点:音质生硬、听感差是大大的劣势。
但是,虽说在HiFi届数字功放不占有优势,但是在专业功放领域,数字功放则是必然选择。
基本上,这就是目前流行的几款功率放大器的分类了。
好累啊!总算写完了,本文属于HiFi类科普文章,比较浅浮,权当抛砖引玉。
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