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[功放] 科普:最全功放分类完整指南

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发表于 2021年10月22日 15:15 68997 11 来源:影院音频> 功放 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |

群龙无首 帖主

2021-10-22 15:15

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选择确定合适自己的最佳功放是一项困难的工作。有这么多类型的功放,要找到能准确满足你需要的 "那一个 "似乎是不可能的事。本文旨在分解最流行的功放类型及其差异,以帮助你更容易做出决定。
我需要什么类型的功放?这个按钮有什么作用?我如何连接我的扬声器?这些扬声器与我的接收器兼容吗?这些都是我们在第一次设置新的音频设备之前,都问过自己的问题。
难怪在询问专门从事家庭影院系统的零售商时,他们经常会看到茫然的目光或耸耸肩;毕竟,如果你不熟悉音频设备的基础知识,这可能会让人感到畏惧。因此,将在这篇文章中重点介绍功放的主要类型。
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功放是如何分类的?
功率功放分为A类、B类、AB类和C类的线性设计--D类和E类的开关设计。
A类功放
A类功放具有非常高的 "效率",定义为输出功率/输入功率或(Pout-Pin),以50%或更高的百分比表示。但它们却有几分浪费。它们的实际电能需求被耗散了,甚至在它们的输出为零时也是如此。
B类功放
B类功放的 "效率 "很低,定义为输出功率/输入功率或(Pout-Pin)的百分比,为50%。它在100%的调制时达到一个峰值。不幸的是,这也意味着电能的耗散,而零的实际信号输出在输入信号振幅的100%时上升到最大值。
AB类功放
为了克服A类和B类功放的局限性,通过在这两类之间画一条线来定义介于这两类之间的功放。
AB类功放是一种可以驱动扬声器的电子电路。AB类功放比B类设计更有效,因为它们在更全面的信号输入电压范围内向负载输送功率。
术语 "AB类 "是一个反义词,因为在历史上,许多B类设计通过添加负反馈被转换成AB类功放。在无线电的早期,没有这样做,因为它太昂贵而且没有必要。因此,后来改进这些设计,使其效率达到可接受的水平就变得至关重要。
C类功放
C类功放的 "效率 "非常低,定义为输出功率/输入功率或(Pout-Pin),以30%或更低的百分比表示。因此,它们只用于频率在500 MHz至1 GHz以上的射频应用,相对而言,它们的输出与输入要求相比是最小的。
D类功放
这种类型的功放使用PWM技术,在基本频率的同时产生大量的谐波,使其有可能使用相当小的电感和电容,因为在更高的频率下,它们的尺寸变得很小,也很便宜。
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与模拟设计相比,它的其他优点是产生了更好的效率(90-95%)和更好的信噪比(SNR)100dB,这对任何音频应用来说都是绰绰有余的。
E类功放
E类功放是一类特殊的开关电源,其工作方式与D类相同。不过,它们的输出级使用不同的技术,以达到90%以上的效率。
这也使它们能够在>1 A时提供>60 V的电压-这在汽车音响应用中非常有用。它们可以与传统的基于变压器的电源或开关模式电源(SMPS)一起使用。
每种类型功放的优缺点是什么?
在选择功放设计时,两个最重要的因素是其 "效率 "和 "成本"。功放的效率是指它向其负载(扬声器)输送的功率与它从电源(墙面插座)所需的功率的百分比。功放的效率通常以百分比(%)表示。
A类功放的优点和缺点
它有一个非常高的 "效率",就像前面提到的50%或更高。不过,即使没有输出,它也会浪费能量,因为它消耗的功率远远超过其实际信号输出的需要。此外,由于散热所需的大型散热器,所以甲类功放在成本和尺寸方面都很昂贵。
B类功放的优点和缺点
B类的 "效率 "很低,就像前面提到的50%,它在100%时达到一个峰值。这使得它们与A类功放相比既便宜又小,但它们两边都有发热问题(甚至在没有输出时)。
AB类功放的优点和缺点
AB类的 "效率 "适中,为75%,比B类好,但不如A类好。它们既不太小也不大,但有每种类型的一些缺点,使它们在成本上很昂贵。
C类功放的优点和缺点
C类的 "效率 "非常低,就像前面提到的30%或更低。这意味着它们只有在将交流电转换为绝对不降压的情况下才能有效工作--这是不现实的。因此,它们只用于频率在500MHz至1GHz以上的射频应用,与输入要求相比,它们的输出是最小的。
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D类功放的优点和缺点
D类功放具有非常高的 "效率",就像前面提到的90%或更高,这使得它们在成本和尺寸方面都很便宜,但由于 "缺乏调节 "或 "波纹 "性能差,它们在一侧(电源)存在着发热问题。
它们不需要任何散热器,但在开关过程中会耗散能量和电源元件,使它们在成本方面很昂贵,因为即使你在散热器上节省了大笔费用。因此,你将需要更多昂贵的元件来弥补这一点,这最终将弥补你使用D类设计所节省的费用。为它太昂贵而且没有必要。因此,后来改进这些设计,使其效率达到可接受的水平就变得非常必要。
E类功放的优点和缺点
E类功放在 "效率 "方面与D类功放非常相似,就像前面提到的>90%,但在比较时也有一些区别。
从它的名字可以看出,它属于开关类,使用PWM技术,产生大量的谐波和基本频率,使得它可以使用相当小的电感器和电容器。因为,在更高的频率下,它们的尺寸变得很小,而且价格也很便宜。
与模拟设计相比,它们的其他优点是,由于它们的无噪声操作,它们产生了更好的效率(90-95%)和更好的信噪比(SNR)。E类功放主要用于需要高功率的消费类设备,但不用于空间有限的应用。
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T类
Tripath 科技公司发现了一种相对较新的方法,使用一种叫做 "T型变压器 "的技术来实现高效率,这种方法被命名为 "T类 "功放。它使用一个输出级,在线性或极低失真的PWM模式下工作,包括一个单端初级电感L2,与变压器一侧的中心抽头初级绕组相连。
这可以实现高效率(>90%),而不产生任何输入信号的谐波。然而,它们的主要缺点是不能用于输入信号占空比变化较大的应用,因为它是在PWM模式下工作的--而占空比会根据输入信号条件而变化。
D类与E类
将D/E类设计与传统功放设计相比较,显示出独特的优势和劣势,使它们只适合于特定的应用。同时,D类比E类更常用,主要是因为其成本效益高。
另一方面,E类现在也被用于优越的音质,因为它在较高频率下的低噪声性能,而且元件更小,导致从而更好地节省成本。
如果你看一下今天的许多音频功放,你会发现它们通常具有一个(D类)或两个(D+E类)功放电路。D类主要用于扬声器,而E类则用于对噪音性能非常敏感的耳机,因为用户也是在嘈杂的环境中听音乐的,所以需要实现高效的设计。
A类与C类
A类输出级是最低效的功放,在达到一定的性能水平所使用的功率方面,它们的失真水平很高。另一方面,C类是效率最低的设计,因为它们的晶体管大部分时间都处于关闭状态,导致它们的散热量与其他类型相比很低。
B类与D类
就总谐波失真而言,B类输出是第二好的设计。但是,它们的空闲损耗仍然比A类高得多,因为它们包含两个需要正确偏置的晶体管,导致更复杂的电路和浪费的能源(热量)。
如果一个晶体管的基极发射极电压稍有变化,也会影响到另一个晶体管的基极发射极电压,这是因为两个晶体管都在电路中的同一位置工作,这在设计B类功放时需要考虑。
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D类可以在整个放大周期的不同点上操作两个晶体管(脉冲宽度调制),这意味着每个晶体管的基极发射极电压可以独立变化而不影响其工作。所以这种设计比B类有优势,因为它不会出现浪费热量的情况,也不会向周围散发热量。
B类与C类
B类和C类功放是相似的,因为它们只有一个开关的晶体管,但B类使用一个电容器来处理由电源引起的纹波--而C类没有。
因此,B类的失真比C类少,但在能源方面更浪费,因为它需要从其损失中散热,再加上处理电容的充电/放电,这需要时间。
A类与B类
A 类是效率最低的设计,因为它通常使用两个晶体管。不过,B类在某些方面与D类相似--它们都是线性设计,意味着它们没有任何交叉失真问题,不像AB类(或B类)。
总结
功放可大致分为三类:电压功放、电流功放和功率功放。它们有不同的放大特性,在一些应用中很有用,但在另一些应用中则不然。我们希望这篇文章能帮助你了解并能选择最适合你需求的功放.
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hnmcsky 2

2021-10-22 19:11

这么复杂啊!
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yrh100 3

2021-10-22 20:05

云里雾里。
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okcb2021 4

2021-10-22 20:07

不能用简单的话解释复杂问题
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17774419373 5

2021-10-23 08:57

看得我一塌糊涂,谢谢楼主的技术指导。
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cgyyoyo 6

2021-10-23 09:37

这是哪边复制黏贴过来的吧?
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xrgj 7

2021-10-28 09:47

对我有点高深,谢谢你的科普,还需要学习。
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xgfp 8

2021-11-5 08:32

市场上能买到的功放也就3,4种:A类,B类,AB类和D类,其它的种类几乎看不到
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dmylam 9

2021-11-5 11:30

this is super, thanks for your inforamtion
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woaikandiany 10

2021-11-16 09:00

不看不知道,一看还有这么多讲究。
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再见阿苏勒 11

2022-1-19 19:44

不看不知道,一看还有这么多讲究。
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dirtyboy00 12

2022-2-24 09:21

好复杂。。。。
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