《電子技術(shù)應(yīng)用》
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音頻放大器類型以及區(qū)別

2022-02-24
來源:工采網(wǎng)電子元件
關(guān)鍵詞: 音頻 放大器 電路

隨著音頻技術(shù)的不斷發(fā)展,功率放大器已經(jīng)不再像以往只有電子管放大器可選,隨著晶體管機(jī)(電晶體,又名“石機(jī)”)的發(fā)展,眾多的放大類型都被提及,進(jìn)入新的放大模式,并展現(xiàn)出新世代的聲音特質(zhì)。其中最具代表性的自然是韓國NF,NF功放芯片專注D類或數(shù)字放大電路的研究,以兼顧環(huán)保和好聲音設(shè)計(jì)為目的,事實(shí)上專注這方面的廠家還有不少,在此就不一一列舉了。

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在介紹新世代的數(shù)字音頻放大器類型前,我們先熟悉下傳統(tǒng)的放大器類型。依照三極管在放大信號(hào)時(shí)的信號(hào)工作狀態(tài)和三極管靜態(tài)電流大小的劃分,放大器電路主要有3種類型:一是甲類(A類)放大器電路、二是乙類(B類)放大器電路、三是甲乙類(AB類)放大器電路、D類放大電路、H類放大電路等。

甲類(A類)放大器就是給功率管加上合適的靜態(tài)偏置電流,這樣用一只三極管同時(shí)放大信號(hào)的正、負(fù)半周。在功率放大器電路中,功率輸出級(jí)中的信號(hào)幅度已經(jīng)很大,如果仍然讓信號(hào)的正、負(fù)半周同時(shí)用一只三極管來放大,這種電路我們稱為甲類放大器。這種電路有一個(gè)很大的特點(diǎn),由于屬于線性放大,所以保真程度會(huì)很高,幾乎達(dá)到100%,但同時(shí)由于線性放大,所以放大效率不會(huì)很高,一般只有20-30%。它還有一個(gè)問題,如果一直讓晶體管處于帶電狀態(tài),那么在沒有音頻信號(hào)過來時(shí),它就像一個(gè)烤爐,持續(xù)發(fā)熱,嚴(yán)重發(fā)熱,這就需要大型的散熱設(shè)備來散熱,而這些散熱設(shè)備使得功放增加了重量、體積以及價(jià)格。

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第二種就是乙類放大器,也就是我們經(jīng)常說的B類放大器,所謂乙類放大器就是不給三極管加靜態(tài)偏置電流,且用兩只性能對(duì)稱的三極管來分別放大信號(hào)的正半周和負(fù)半周,正、負(fù)半周再在放大器的負(fù)載上將正、負(fù)半周信號(hào)合成一個(gè)完整的周期信號(hào)。由于這種放大器沒有給功放輸出管加入靜態(tài)電流,它會(huì)產(chǎn)生交越失真,這種失真是非線性失真的一種,對(duì)聲音的音質(zhì)破壞嚴(yán)重。所以乙類放大器電路很少被音頻電路設(shè)計(jì)所采納,但是乙類依然尤其很好的優(yōu)點(diǎn)。

把上述的說法通俗了解一下,鑒于甲類在運(yùn)作時(shí)晶體管一直處于帶電狀態(tài),并發(fā)出大量熱量,那就讓它在“休息”的時(shí)候不工作,這能節(jié)省不少散熱成本,而且因?yàn)榫w管不工作不帶電,放大器效率留下更大的“空間”,放大效能達(dá)到70-80%,從理論上確實(shí)讓人感到興奮。但是在音質(zhì)上卻讓人受不了,本來是少女吟詩,現(xiàn)在變成了潑婦罵街,變得吵吵鬧鬧,有所失態(tài)。歸根到底就是由于電流在兩支晶體管上切換的速度跟不上音頻信號(hào)相位的轉(zhuǎn)換速度,導(dǎo)致失真,交越失真厲害。音質(zhì)都混濁了,功放效率再大也沒有什么用處,所以乙類功放慢慢就被棄用。

第三種就是甲乙類放大器,也稱為AB類放大器,是甲類(A類)和乙類(B類)放大器的折衷組合,他也使用偏置電流,但它遠(yuǎn)小于單純的甲類放大器,小的偏置電流足以防止交越失真,從而能提供良好的音質(zhì)。其功耗介于甲類和乙類放大器之間,但是通常更接近于乙類(B類)放大器,與乙類放大器電路類似,甲乙類放大器也需要一些控制電路以使其提供或吸收更大的輸出電流。不過,精心設(shè)計(jì)的甲乙類放大器也有很大的功耗,因?yàn)槠渲械确秶妮敵鲭妷和ǔ_h(yuǎn)離正電源和負(fù)電源。由于漏源極之間的電壓降很大,所以會(huì)產(chǎn)生很大的瞬時(shí)功率LDS×VDS。通俗來說,甲類和乙類都有各自的優(yōu)勢(shì),前者線性好但功率小,后者則與之相反,因此兩者技術(shù)結(jié)合優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)肯定是必然趨勢(shì)。

D類的設(shè)計(jì),很多朋友會(huì)說在低音炮上見得特別多,是的!D類的特點(diǎn)就是可以制造極高的輸出功率,且功耗極低。D類放大器的輸出級(jí)在正電源和負(fù)電源之間切換從而產(chǎn)生一串電壓脈沖,這種波形有利于降低功耗,因?yàn)楫?dāng)輸出晶體管在不導(dǎo)通時(shí)具有零電流,并且在導(dǎo)通時(shí)具有很低的VDS,因而產(chǎn)生較小的功耗LDS×VDS。由于大多數(shù)音頻信號(hào)不是脈沖串,因此必須包括一個(gè)調(diào)制器將音頻輸入轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào),脈沖的頻率成份包括需要的音頻信號(hào)和與調(diào)制過程相關(guān)的重要的高頻能量。經(jīng)常在輸出級(jí)和揚(yáng)聲器之間輸入一個(gè)低通濾波器以將電磁干擾(EMI)將至最小,并且避免太多的高頻能量驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。

不過說到D類,這里不得不推薦由工采網(wǎng)代理的韓國NF(耐福)NTP數(shù)字功放系列,其被廣泛應(yīng)用到不同品牌的產(chǎn)品上。除此之外,韓國NF具備降噪技術(shù)、3D環(huán)繞、ASRC等功能;擁有強(qiáng)大的內(nèi)核DSP,內(nèi)部前級(jí)采用恒壓源偏置,可以較好地穩(wěn)定輸出級(jí)的工作狀態(tài),芯片內(nèi)部設(shè)置有完善的保護(hù)環(huán)節(jié),極寬的功率頻帶與極高的轉(zhuǎn)換速率使之音色溫暖,柔和且更加耐聽.不僅保留了較好的低頻力度和潛深度,而功放的彈性、高頻解析力均比明顯改善。采樣率從8K到192KHz都可以滿足(具體分型號(hào))。RSdrc動(dòng)態(tài)功率控制,有效防止破音,輸出功率高達(dá)90%以上。更多詳情可登錄工采網(wǎng)查看更多韓國NF產(chǎn)品介紹或聯(lián)系熱線:19168597394(微信同號(hào))或者相關(guān)datasheet、樣片、報(bào)價(jià)等信息。




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