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汽車功率放大器功率放大部分

　　【音響網資訊】
　　功率放大部分，AB類與A類

　　AB類和A類功放的工作類型基本相似，因此我們放在一起討論。AB類功放就是功率管的正半部分推正電壓，負半部分推負電壓，這與喇叭相對應是喇叭音盆向外突出或內縮。

　　AB類的功放由于工作屬性，因此輸出功率管不是經常有電流輸出，例如，當功率管的上半周在工作時，這時下半周是沒有電流輸出的。當輸出信號接近為零時，這就將接近負半周，這時輸出功率管必將經歷一個微電流與零電流的過程。為了彌補這種陷波失真，AB類電路的設計在這種接近零區時，使用A類電路。從下圖可以看出AB類功率放大器在接近零區時，所產生的失真。通常陷波失真在更高頻或者音量較低的情況下會增加，現代的許多AB類電路的設計，都是基于如何盡量地降低此類失真。

　　A類功率放大器與AB類有較為相似的工作電路，但是它的每顆晶體管始終傳導電流。A類是指，每個晶體管始終是傳導電流，也就是每個晶體管每路都將信號完整放大輸出，因此A類功率放大器沒有這種“死區”，用較少的反饋來實現低失真。即使是沒有音頻輸出，一臺100W的放大器可消耗近100瓦，因而在汽車環境里，這種類型的設計是不切實際。市場上許多一流的汽車功放其實也并不全部是真正的A類，許多的設計都是小功率時是A類，大功率時就轉AB類了。在家用音響里的AB類同樣也耗電非常大。

　　輸入和驅動級

　　功率放大器的工作方式是這樣的：小的音頻信號輸入給功放的晶體管去放大。但每個晶體管的放大都不是線性的，這意味著輸入信號通過各種放大級時會有失真。為了修正這類失真，需要將輸出信號與輸入相對比，兩信號之差來抵消這種失真。因此，信號輸入級的電路比較特別，我們稱之為差分電路，它有正負輸入，是為了同時接收音頻信號輸入和反饋信號輸入。反饋電路可以顯著地降低失真，但會導致不穩定。因此功放在此處的設計必須非常用心，以避免這種不穩定。

　　信號輸入級輸出信號給放大級部分，這種放大級根據不同的功率大小，使用的放大級數不同，一般用一級，兩級或三級放大電路。這種電路通常被稱為Darlington或三重Darlington。放大級輸出信號給功率輸出級，一般由兩個，四個，六個或更多對管組成。輸出晶體管越多，效果越好。多個輸出晶體管還有助于降低失真，增加穩定性。

　　D類功率放大器

　　首先澄清一個觀念：D類，并不代表是數字化。這種功放將輸入信號轉變為二進制來代替音頻信號，而經功率放大后也是如此，再處理成音頻信號。因此D類功率放大器并不是用數位電子元器件來控制或處理音頻信號。但從它的工作原理來看，D類設計極大地提高工作效率。D類功放的輸出是在供應電源的正負極之間就用一個高速開關電路，因此，它不會在輸出功率管上浪費功率。如果輸出接近為0，則波型只有50%的功率在工作，如果輸出是正電壓，晶體管的工作狀態就超過50%。由于輸出管通常都是全開的或者全關閉的，因此理論上來說，其效率可達100%。因此音頻信號通過調制PWM為脈沖波型。如圖，黃色線是功放的輸出，藍色線是調制的波型。藍色線的波型經輸出濾波，就可以還原成黃色線式的波形。由于要將信號PWM調制處理，然后再處理成模擬信號，因此有較大的失真。因此，在這里也使用如同AB類功放的反饋電路，以達到降低失真的目的。

　　MOSFET場效應管是D類設計的唯一選擇。大多數D類設計只用作低音功率放大器用，因為他們切換速度不夠快，高頻重現相對要差。一些高品質，全頻處理的D類功放在專業音響里有出現，但它們也相應配有復雜的多階輸出。

　　T類功率放大器

　　T類（Tripath）功率放大器的工作原理是類似于D類，但也有些例外：T類不使用D類的模擬式反饋電路。反饋信號是數字化的，在輸出濾波器之前取樣，這樣就可以避免濾波器的相移。由于D類或T放大器失真主要是時基誤差，因此T類放大器反饋時基信息。T類的另一個區別是，這種放大器采用數字信號處理器將模擬信號編譯成PWM信號并處理反饋信息。該處理器對比反饋信息，并作時基調整。由于T類放大器的反饋回路不包括輸出濾波器，因此非常穩定，可以在整個音頻頻段內工作。大部分聽眾無法分辨出T類和良好的AB類功放聲音之間的差異。D類和T類功放也都存在一個問題：即他們在空閑時消耗額外的功率。由于高頻波形在任何時候都存在，因此即使沒有音頻信號，放大器也會產生一些余熱。因此有些放大器的設計，在沒有音樂信號時，完全關閉功放，但會對開啟時有滯后效應。

　　G類功率放大器

　　G類通過另外一種方式來提高效率：常規的AB類放大器是由多級電源驅動。一個500瓦的放大器有三個正電壓和三個負電壓。電壓值可能分別為70伏，50伏，25伏。當放大器的輸出接近25伏，電源接通50伏；當輸出接近50伏時，電源接通到70伏。這種設計有時也被稱之為“峰值開關”設計。這種設計提高了效率，減少電壓輸出晶體管的功率浪費。從下圖可以看到，電壓的輸出（紅色）會根據音頻信號（藍色）的電壓不同而不同。G類的效率與D類或者T類完全相似，只是G類的設計然較為復雜，它是基于AB類放大器并且有著相類似的音質效果。

　　H類功率放大器

　　H類功率放大器與G類相似，只是它的尾端電壓是隨著輸入信號而進行調制。供電電壓永遠都是比輸出信號稍微高一點，這術就可以確保晶體管的電壓小而且輸出放大管不發熱。這種調制供電電壓的信號的產生原再有點類似于D類，從形式上來說，你可以這樣理解，這種類型的功率放大器是D類與AB類的一個結合體，電路上有點復雜。

　　如何選擇呢？

　　穩壓電路或者非穩壓電路？AB類，D類或T類？說了這么多，如何選擇呢？如果你真的需要很強勁的低音，D類或T類功率放大器可以用很小的尺寸就做成很高的SPL聲壓輸出。可以為您為這些放大器會產生最高的SPL最小尺寸。如果想要最純凈的的高頻？也許一個很好的AB類放大器，將您的選擇。無論你選擇，我希望這個信息可以幫助你實現你要找的聲音！

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