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[技术] 音响百科 | 放大器A类放大、AB类放大、D类放大,到底哪一种放大比较好?

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发表于 2019-4-23 18:58:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
音响百科 | 放大器A类放大、AB类放大、D类放大,到底哪一种放大比较好?
+ ~  j; E3 P# f8 G 很多人在初步了解功放的时候,会被各类放大类型搞的头昏眼花。在接触过功放之后大部分朋友都知道了放大类型有A类、B类、AB类和D类。今天百宝城影音就为大家介绍一下各种类型放大的区别,是如何进行工作的。( R2 M, }. A* n$ N/ vwww.audioapp.cn  audio app

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  A类
. }5 u9 C5 |0 A& @( f5 i" ]; R  功率晶体在音乐信号的全波内都是导通的,每个放大组件(晶体管或真空管)负责放大一个「全波」(正半波与负半波相加),而且「随时持续」有足够大的电流导通,这就是A类放大。 换句话说,在A类放大中,每个放大组件是随时都在导通工作的。 依照这个定义,我们可以说凡是单端(Single-Ended)设计的放大器一定是A类,因为放大组件负责放大全波,而且随时导通,而非互补的正半波与负半波放大方式,一个放大组件工作、另一个放大组件则休息。 通常我们比较在意的是后级是否A类,因为前级所需静态电流(没有输入信号施加在电晶体基极时,流经集极的电流)很低,制作起来成本不会比其他放大类别高多少,因此几乎都是A类放大。% N- z2 h. e/ owww.audioapp.cn  audio app

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8 x+ r9 _8 I1 ?# L% S' S4 `  Q8 _' v% u  而后级所需静态电流高很多,不仅会消耗很大的功率,产生很多的热,还会连带增加其他成本。 因此若非必要,倒是很少厂商把后级设计为A类(通常厂商会强调纯A类,其实就是A类)。 A类放大方式由于即使没有信号输入时放大组件依然消耗电能(放大组件上的静态电流至少要输出电流峰值的二分之一),所以效率很低(大约20%),电能大部分转换成热能,耗电凶、热度高,体积大。
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( I# G3 Y! G& J. M3 B* m  不过,由于组件随时保持在工作状态中,没有B类放大那种半波工作半波休息的交替互补放大所产生的交越失真(CrossoverDistortion)。 此外,由于A类放大的放大元件都拥有相同的偏压,使得放大组件的热度相同,让功率级更稳定更线性,音质表现为各类放大之冠。
' n9 Y1 `# V2 |( X6 w' O; S1 j+ w; W  另有一种A类放大,它的偏压是动态浮动的,所以称为动态A类。
# U0 u; ?" M: X  B类
# }/ Y0 i; d0 t/ e2 Y  信号放大任务分由一对放大组件以互补(Complementary Pair)方式分别放大正半波与负半波,这一对晶体管通常一个采用NPN型晶体,另一个则采PNP型晶体。 当负责正半波的晶体工作时,负责负半波的晶体则在「休息」,由于这二个晶体管不会同时动作,而是永远处于一个动作另一个则休息的交替状态。  H" E2 L& B7 R/ x5 Pwww.audioapp.cn  audio app

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  因此,当没有讯号输入正半波或负半波的放大组件时,放大组件就没有施加工作偏压,也就没有电流通过,放大组件等于在轮流休息状态。 等有信号输入时,放大元件才又「醒来工作」。 这种交替放大方式的好处是耗电少,电能转换效率高。
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( m( K9 G" f8 l8 T+ z" C  T  但是因为它在正半波与负半波之间轮流交替「休息/醒来」工作,也就会在正半波与负半波相交的0点区域内产生交越失真。 讲得技术些,双极功率晶体VBE低于0.6V不启动,因此小于此数值的信号都没有输出,因此造成交越失真。1 O* d0 `7 w/ E) Qwww.audioapp.cn  audio app

  AB类0 i+ j. j; `5 @- s& ^www.audioapp.cn  audio app

  综合A类放大与B类放大的优点而设计的线路,也是后级最常见的线路。 当信号没有输入放大组件时,仍然施以「适度」的工作偏压,保持「少量」电流持续通过放大组件。 或者是音乐信号小的时候采用A类放大,音乐信号大的时候就转为B类放大,这种线路设计都应该称为AB类放大。
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  AB类放大的好处是一方面在没有信号输入时不会消耗太多电能;另一方面则因为放大组件上随时保持少量电流,让放大组件随时「半睡半醒」,不至于发生当信号通过时「来不及醒来」的问题。 AB类放大通常可以达到50%的效率,又可以适度改善交越失真的问题,所以广为放大器设计者欢迎。 AB类放大也叫做推挽式放大。现今市面上所看到的后级放大器大部分都是AB类。
( W  N& Q* _- q: m) J! A: ]' c9 k  D类* O* r" d9 g2 X. r: [$ j' ?: ~) }www.audioapp.cn  audio app

  这种放大方式异于A类放大、B类放大或AB类放大,它并非放大正弦波,而是先把音乐信号转成PWM(Pulse Width Modulation)或PDM(Pulse Density Modulation),再以很快的速度(目前开、关频率至少都是MHz的速度)让MOSFET做开与关的转换动作,藉以产生推动喇叭的电能,在信号输出之前还要经过低通滤波线路,把PWM还原为正弦波。 也因为放大组件做的是「Switching」开与关交换的工作,所以又称为交换式放大。) h' F7 F1 ?' a+ xwww.audioapp.cn  audio app

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0 D) V5 `+ U& ], H$ I( V  交换式放大因为放大组件不是「全开」就是「全关」,理论上不会浪费电能,因此号称效率为18%,实际上大约90%。
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