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。
Gold Note金乐IS-1000数播解码合并功放一体机
在欧洲疫情最严重的时候，我怀着复杂的心情试听了这款来自意大利的Gold Note金乐的IS-1000数播/解码合并功放一体机。去年10月底，我曾走访意大利北部区域，恰恰那里现在成为意大利状况最悲惨的地方。
名不虚传的欧洲文化中心
10天时间里虽然并不能如何深入了解意大利这个民族，但那些充满传奇色彩的故事、以及处处散发古典味道的大街小巷，依然如历历在目。在意大利的时候，每个人轮廓鲜明的面庞如雕塑如电影明星般俊俏，令人印象深刻。当地人和我说：大概十年前，你在大街上和餐厅里见到所有的人，衣着都很正统、很讲究，言行举止、待人接物更是彬彬有礼、不乏幽默，近几年，或许是年轻人随着潮流去改变，衣着比较倾向“休闲”了，但意大利人对生活品质的追求丝毫没有变，反而是为了增强国际竞争力，意大利人变得更开放、更包容了。
意大利是一个发达的资本主义国家 ，作为欧洲四大经济体之一，除了是欧盟和北约的创始会员国，还是申根公约、八国集团和联合国等重要国际组织的成员。意大利共拥有55项联合国教科文组织世界遗产 ，和中国并列为全球拥有世界遗产最多的国家。意大利在艺术和时尚领域也处于世界领导地位，意大利的古文明有显赫一时的古罗马帝国、于公元79年毁于维苏威火山大爆发的庞贝古城、闻名于世的比萨斜塔、文艺复兴的发祥地佛罗伦萨、风光旖旎的水城威尼斯、被誉为世界第八大奇迹的古罗马竞技场。其中，庞贝古城遗址是由联合国教科文组织批准的世界遗产之一。贝加莫、帕多瓦等曾经熟悉的地名每天出现在新闻里，真无法想象在那个山清水秀的阿尔卑斯山南麓，热情好客的当地人究竟正在经历怎样的磨难。这次在昌业音响试听的主角是Gold Note金乐总部就位于佛罗伦萨，那里属于意大利的中南部，是这次疫情影响比较轻的地区。
强大的研发、生产能力
从丰富的产品线可以看到，Gold Note金乐涵盖了你可以想象到的全线音响产品，从黑胶唱头、唱臂、唱盘、唱放，到数播、耳放、合并功放和前后级功放，再到大大小小的音箱，甚至到线材和机架、脚架，Gold Note金乐均一应俱全。说到从研发到生产一条龙的高级音响厂牌，Gold Note金乐在意大利是屈指可数的几家之一。其实意大利工业生产以及科技研发最发达的是北部地区，罗马以南的区域则以农业和第三产业为主，因此我很好奇Gold Note金乐是如何做到如此全才全能的。
Gold Note金乐成立至今超过25年历史，他们曾经一度是知名的OEM企业，很多高级大品牌都出自他手，从而渐渐积累了对设计高性能音响的各个方面的透彻理解。利用完善的元器件和整机的生产经验，Gold Note尝试新的解决方案来寻找各部件之间的完美协同，结果打造出如今Gold Note完整系列的音频产品与制造设备产业链。
这种优势在IS-1000一体机上体现得淋漓尽致，这款Gold Note金乐最重视的产品之一自发布以来，陆续获得全球多家影音媒体的极高评价和嘉奖，包括获得《Hi Fi Pig》最高推荐产品、《Mono & Stereo》最佳产品/年度最推荐产品、《LP Magazine》年度最推荐产品、《Audio & Cinema em Casa》2019年度最推荐产品、《Tone Audio》年度最推荐产品、《The Absolute Sound》编辑选择大奖等等。这证明了我需要认真对待这次试听IS-1000一体机的机会，看看誉满全球的机器究竟有多厉害。
虽然已经有心理准备，但第一次真正把玩IS-1000一体机的时候，我还是被惊艳到了。顾名思义，数播/解码合并功放一体机的名称，说明了IS-1000是一部高度集成化的产品。它汇集了1000系列在有线LAN和WIFI无线网络下对流媒体、NAS等本地音乐播放的广泛支持，并且对在线知名音乐网站播放的广泛支持，已经几乎与专职于此道的SD-1000数播相媲美。而DAC功能则能对应包括PCM、DSD在内的高格式音乐和CD转盘等设备。功放部分更是融合了1000系列前后级的主要电路设计框架，提供125/250W（8/4Ω）和150/300W（8/4Ω）两个功率输出版本。从面板右侧音量旋钮上方的字体得知，此次试听的是高功率版本。
这还没完，IS-1000合并机也具备了来自PH-10旗舰唱放的技术，具备MM、MC唱头各一组电路对应不同类型唱头。而数模转换线路则沿用Gold Note 1000系列的CD-1000和DS-1000解码器内性能卓越的DAC芯片技术。IS-1000背面的USB-A端子可以外接移动硬盘或者U盘，直接作本地音乐文件播放，进入Mconnect Control操控软件下部的“Browser”选项，可识别到相应的本地硬盘或者NAS里的音乐文件内容，最高支持PCM 24Bit/192kHz和DSD 64（DSF, DFF）高格式数字文件的解码播放。
一组XLR平衡、2组RCA可变多用途输入；数字方面3组TOS光纤输入、一组COAX同轴输入；使用LAN、WIFI和数字码流播放需要切换到NETWORK档
融汇了如此之丰富功能的一台合并机才卖四万元出头，说得自己都很心动了。你知道吗？Gold Note旗舰1000系列的每一款单一功能器材分别卖什么价钱呢？P-1000前级48500元、PA-1175后级功放42500元、PH-10旗舰唱放12500元，光是这几台加起来就已经要10万元了。
操控设计人性化
看似功能复杂的合并机，Gold Note在操作的逻辑设计上找到了好办法，面板仅有一个液晶显示屏和一个兼顾音量和功能选择的复合旋钮，就能完成绝大部分的操作。另配备一个小型的遥控器，能同时遥控多台Gold Note 1000系列的机型。更可通过手机或平板电脑下载APP来完成更直观的操作。另外，第三方具有UPnP认证的各款APP都可以使用，实现控制播放各类网络音乐平台、云盘、NAS或者移动硬盘、U盘等存储器，甚至手机上的各类音乐内容。
IS-1000在功放的功能上也是别出心裁，比如提供了DF HIGH/LOW两档功放阻尼系数可选择：HIGH档阻尼系数250，适合在搭配中、低灵敏度或较难控制的音箱时使用；还提供阻尼系数25的LOW档，在搭配高灵敏度或易控制的音箱时选择。这就解决了大功率输出把高灵敏度音箱“推死”的问题，让声音表现更灵动鲜活。
另外，IS-1000还具有Booster助推功能（类似等响度），这是厂家独有的前级增压技术，可根据听感和需要输出更强的力量（特别是低频）来驱动音箱，共提供Booster 1/2两档强度可选，当然也可以选择关掉Booster OFF，获得原汁原味的声音体验。但我觉得Gold Note的想法是对的，它只是提供了某些音响迷需要的元素提高可玩性，至于用不用那是阁下的事。比如在大空间中使用较小的音箱，或者是晚上不想骚扰他人的小音量聆听，打开Booster可以让声音更饱满、平衡度更线性，何乐而不为呢？
让我回到阳光明媚的意大利
在大约不到20平方米的试音室中，只用一部IS-1000一体机，搭配同厂的入门级落地箱A6 EVO，这是一对外形精致苗条的中小型落地箱，采用三路四单元设计，略显曲面两侧板让音箱显得婀娜多姿。前障板上安装了一只1英寸软球顶高音和两只15cm纸质锥盘的中低音单元，而另外还有一只16cm口径的编织振膜超低音单元安装在箱体内，负责60Hz以下的超低音重播，并且通过底板的倒相孔朝下通过地板扩散低音。
聆听的音乐以同系列的CD-1000播放CD唱片，以及本地NAS的数字音乐文件为主，后来加入了Tidal在线串流的对比。放入熟悉的Emil Gilels演奏贝多芬的《热情、月光、悲怆钢琴奏鸣曲》，呈现的钢琴音质轻松、快速、通透的质地是我对这套Gold Note组合的概括写照，如同午后的光线一样透彻不刺眼，音乐的细节非常的丰富，不仅优美的旋律轻轻飘送而出，就算是装饰音、琶音，以及踏板运用的演奏细节，都交代得清清楚楚。另外，不管是声音密度、键盘速度与琴捶敲击琴弦的质感都相当有水平，每颗音符干干净净的没有前后混杂的状况，虽然质感不到最顶级的晶莹剔透，但是也有八成功力了。剩下的分数呢？我会希望中频到中低频的部分更厚重一些，让贝多芬音乐里庄严的“思想碰撞”更强烈些。
CD-吉列尔斯-贝多芬钢琴奏鸣曲
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换上穆特演奏的《流浪者之歌》又会如何呢？我们经验中意大利品牌器材尤其擅长演绎弦乐的特点又回来了，穆特手上的琴声柔中带刚的音质，弦乐质感之美立刻散发了出来，Gold Note重播弦乐比我预期的声音表现要来得柔软些、唯美些。虽然穆特的演奏比较刚强、比较男性化的力道，讲究弓法的精确度，IS-1000却显得柔美流畅，无论是炫技的跳弓、细腻的滑音等演奏的技术，通过Gold Note组合呈现显得活泼雀跃，弦乐交融的织体和和声，依然是柔和美妙。此时把CD音源换上局域网NAS内的抓轨文件，初试IS-1000重播文件对比CD的效果，此时其实我是基本分辨不出抓轨文件和CD直接播放有什么区别的，声音的素质非常接近，质感和风格也是如出一辙，甚至觉得抓轨文件的细节更丰富一点，而动态则是CD机显得灵动一点，但不去钻牛角尖的话，这种细微的区别完全可以忽略不计。
重播高格式文件才是王道
既然转到了文件播放，当然要认真体验IS-1000重播高格式文件的性能了，毕竟选择内置数播功放的玩家，很有可能就是看重数播的便捷性和高格式文件的好声音。重播张学友的歌如何呢？虽然不是发烧录音，但歌神从来不缺听众的。面对DSD64的Dsf格式文件，Gold Note组合能够回放出很有凝聚力及立体结像感的人声，歌神具有爆发力的歌喉也展现得有血有肉的，我似乎真的感觉到一股灵魂深处的力量从他的歌声中传来，牢牢被吸引住了。歌声在适宜的厚度中，并没有刻意膨胀放大的夸张音像，而是很内敛、很专注、很深刻地唱出一字一句，传达的感情自然流露。
此时我拿起iPad，从roon中选择了Tidal平台的歌神同一首歌对比一番，虽然只是16Bit/44.1kHz无损压缩的FLAC文件，声音差距当然还是有的，却不至于被DSD拉开很大差距喔。Tidal平台串流的声音也很饱满，但却有空洞感，歌声少了一丝丝清新脱俗的气质，声音细节不如DSD那么精细唯美。你看，IS-1000有能力忠实地反映出不同音源的区别，可见功放的素质是很高的。
总结
限于篇幅，我不能更多地描述听感了。总体来说，IS-1000带着优雅的清丽的音色，避开容易让聆听者疲劳的刺激，而以细致、透亮的方式来诠释音乐，仿佛让我回到了阳光明媚的意大利，由它重播的古典音乐如同广场上性格鲜明的雕塑，聆听越久越能感受到如同步入了中世纪宫廷，时空交错的幻觉颇为奇妙。再则，IS-1000的功能超级丰富，操作简易方便，让使用者省去许多接线与搭配上的麻烦。若是您希望意大利式浪漫可以增添一些英雄气概的话，建议可以帮它换一条强壮饱满的电源线，结果会让你喜出望外的！
总代理：昌业音响（020）83866408
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