A類、B類、AB類、C類、D類5類功放介紹及比較

2020-11-22 電子發燒友

  首先功放的類型可分為一下幾種功放:

  1、純甲類功率放大器

  純甲類功率放大器又稱為A類功率放大器(Class A),它是一種完全的線性放大形式的放大器。在純甲類功率放大器工作時,電晶體的正負通道不論有或沒有信號都處於常開狀態,這就意味著更多的功率消耗為熱量。純甲類功率放大器在汽車音響的應用中比較少見,像義大利的Sinfoni高品質系列才有這類功率放大器。這是因為純甲類功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,音響發燒友們對它的聲音表現津津樂道。

  2、乙類功率放大器

  乙類功率放大器,也稱為B類功率放大器(Class B),它也被稱為線性放大器,但是它的工作原理與純甲類功率放大器完全不同。B類功放在工作時,電晶體的正負通道通常是處於關閉的狀態除非有信號輸入,也就是說,在正相的信號過來時只有正相通道工作,而負相通道關閉,兩個通道絕不會同時工作,因此在沒有信號的部分,完全沒有功率損失。但是在正負通道開啟關閉的時候,常常會產生跨越失真,特別是在低電平的情況下,所以B類功率放大器不是真正意義上的高保真功率放大器。在實際的應用中,其實早期許多的汽車音響功放都是B類功放,因為它的效率比較高。

  3、甲乙類功率放大器

  甲乙類功率放大器也稱為AB類功率放大器(Class AB),它是兼容A類與B類功放的優勢的一種設計。當沒有信號或信號非常小時,電晶體的正負通道都常開,這時功率有所損耗,但沒有A類功放嚴重。當信號是正相時,負相通道在信號變強前還是常開的,但信號轉強則負通道關閉。當信號是負相時,正負通道的工作剛好相反。AB類功率放大器的缺陷在於會產生交越失真,但是相對於它的效率比以及保真度而言,都優於A類和B類功放,AB類功放也是目前汽車音響中應用最為廣泛的設計。

  4、丙類功放

  說白了 其實它是工作在失真狀態的!丙類早期是用於射頻功率放大的~因為調頻類射頻輸出是可以使用的,通過調節頻率來載波,所有即使是失真,但是並不影響其頻率~但是近期有部分發燒友,因為它的高效率,也有在研究把它應用於音頻的方向。 但是最近比較流行的D類效率也很高~還有T類功放,自己去找找~不懂可以問我~希望我的回答能幫到你

  5、D類功率放大器

  D類放大器與上述A,B或AB類放大器不同,其工作原理基於開關電晶體,可在極短的時間內完全導通或完全截止。兩隻電晶體不會在同一時刻導通,因此產生的熱量很少。這種類型的放大器效率極高(90%左右),在理想情況下可達100%,而相比之下AB類放大器僅能達到78.5%。不過另一方面,開關工作模式也增加了輸出信號的失真。D類放大器的電路共分為三級:輸入開關級、功率放大級以及輸出濾波級。D類放大器工作在開關狀態下可以採用脈寬調製(PWM)模式。利用PWM能將音頻輸入信號轉換為高頻開關信號,通過一個比較器將音頻信號與高頻三角波進行比較,當反相端電壓高於同相端電壓時,輸出為低電平;當反相端電壓低於同相端電壓時,輸出為高電平。

  在D類放大器中,比較器的輸出與功率放大電路相連,功放電路採用金屬氧化物場效應管(MOSFET)替代雙極型電晶體(BJT),這是由於前者具有更快的響應時間,因而適用於高頻工作模式。D類放大器需要兩隻MOSFET,它們在非常短的時間內可完全工作在導通或截止狀態下。當一隻MOSFET完全導通時,其管壓降很低;而當MOSFET完全截止時,通過管子的電流為零。兩隻MOSFET交替工作在導通和截止狀態的開關速度非常快,因而效率極高,產生的熱量很低,所以D類放大器不需要很大的散熱器。

  D類功放還有其它許多的稱法,如T類等,它們都是D類功放的一種變形。在實際應用中,直到1980以後,由於MOSFET的出現,這種開關式功放才得以迅速發展。在實際的發展過程中,雖然有高效率,但同時也有高失真,高噪聲以及較差的阻尼因素。隨著技術的發展,這類缺陷將越來越少,估計未來D類功放在汽車音響領域中會得到更加廣泛的應用。

  

  A類、B類、AB類、C類、D類5類功放介紹

  1、A類功放(又稱甲類功放)

  A類功放輸出級中兩個(或兩組)電晶體永遠處於導電狀態,也就是說不管有無訊號輸入它們都保持傳導電流,並使這兩個電流等於交流電的峰值,這時交流在最大訊號情況下流入負載。當無訊號時,兩個電晶體各流通等量的電流,因此在輸出中心點上沒有不平衡的電流或電壓,故無電流輸入揚聲器。當訊號趨向正極,線路上方的輸出電晶體容許流入較多的電流,下方的輸出電晶體則相對減少電流,由於電流開始不平衡,於是流入揚聲器而且推動揚聲器發聲。

  A類功放的工作方式具有最佳的線性,每個輸出電晶體均放大訊號全波,完全不存在交越失真(Switching Distortion),即使不施用負反饋,它的開環路失真仍十分低,因此被稱為是聲音最理想的放大線路設計。但這種設計有利有弊,A類功放放最大的缺點是效率低,因為無訊號時仍有滿電流流入,電能全部轉為高熱量。當訊號電平增加時,有些功率可進入負載,但許多仍轉變為熱量。

  A類功放是重播音樂的理想選擇,它能提供非常平滑的音質,音色圓潤溫暖,高音透明開揚,這些優點足以補償它的缺點。A類功率功放發熱量驚人,為了有效處理散熱問題,A類功放必須採用大型散熱器。因為它的效率低,供電器一定要能提供充足的電流。一部25W的A類功放供電器的能力至少夠100瓦AB類功放使用。所以A類機的體積和重量都比AB類大,這讓製造成本增加,售價也較貴。一般而言,A類功放的售價約為同等功率AB類功放機的兩倍或更多。

  2、B類功放(乙類功放)

  B類功放放大的工作方式是當無訊號輸入時,輸出電晶體不導電,所以不消耗功率。當有訊號時,每對輸出管各放大一半波形,彼此一開一關輪流工作完成一個全波放大,在兩個輸出電晶體輪換工作時便發生交越失真,因此形成非線性。純B類功放較少,因為在訊號非常低時失真十分嚴重,所以交越失真令聲音變得粗糙。B類功放的效率平均約為75%,產生的熱量較A類機低,容許使用較小的散熱器。乙類功放通常的工作方式分為OCL和BTL,BTL可以提供更大的功率,目前絕大部分的功率集成電路都可以用兩塊組成BTL電路。

  3、AB類功放

  與前兩類功放相比,AB類功放可以說在性能上的妥協。AB類功放通常有兩個偏壓,在無訊號時也有少量電流通過輸出電晶體。它在訊號小時用A類工作模式,獲得最佳線性,當訊號提高到某一電平時自動轉為B類工作模式以獲得較高的效率。普通機10瓦的AB類功放大約在5瓦以內用A類工作,由於聆聽音樂時所需要的功率只有幾瓦,因此AB類功放在大部分時間是用A類功放工作模式,只在出現音樂瞬態強音時才轉為B類。這種設計可以獲得優良的音質並提高效率減少熱量,是一種頗為合乎邏輯的設計。有些AB類功放將偏流調得甚高,令其在更寬的功率範圍內以A類工作,使聲音接近純A類機,但產生的熱量亦相對增加。

  4、C類功放(丙類功放)

  這類功放較少聽說,因為它是一種失真非常高的功放,只適合在通訊用途上使用。C類機輸出效率特高,但不是HI-FI放大所適用。

  5、D類功放(丁類功放)

  這種設計亦稱為數碼功放。D類功放放大的電晶體一經開啟即直接將其負載與供電器連接,電流流通但電晶體無電壓,因此無功率消耗。當輸出電晶體關閉時,全部電源供應電壓即出現在電晶體上,但沒有電流,因此也不消耗功率,故理論上的效率為百分之百。D類功放放大的優點是效率最高,供電器可以縮小,幾乎不產生熱量,因此無需大型散熱器,機身體積與重量顯著減少,理論上失真低、線性佳。但這種功放工作複雜,增加的線路本身亦難免有偏差,所以真正成功的產品甚少,售價也不便宜。

  PS:目前絕大部分的多媒體音箱都是採用B類(乙類)功放,而且由於成本和空間原因,多媒體音箱的功放電路多採用集成電路方式,而且電源變壓器和濾波電容不可能做的很大。這就直接影響的多媒體箱的音質質和動態。當然採用電子管功放的多媒體音箱(如大極典)的功放是工作在甲類的,但是音箱的價格不是絕大部分人可以接受的。

  功放按輸出聲道來分共分為:

  單聲道,立體聲雙聲道,2.1聲道,5.1環繞音效

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