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功放的工作原理大公開!
[基本常识]
功放的工作原理大公開!
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© 内容版权由 dgshdj 解释,禁止转载。
发表于 2024-4-15 22:26:52
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功放的工作原理其實很簡單,就是將音源播放的各種聲音信號進行放大,以推動音箱發出聲音。
從技術角度看,功放好比一台電流的調制器,它將交流電轉變對直流電,然後受音源播放的聲音信號控制,將不同大小的電流,按照不同的頻率傳輸給音箱,這樣音箱就發同相應大小、相應頻率的聲音了。
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由於考慮功率、阻抗、失真、動態以及不同的使用範圍和控制調節功能,不同的功放在內部的信號處理、線路設計和生產工藝上也各不相同。按當前音響消費的需求,民用音響中的功放已基本定型為兩大類,即純音樂功放和家庭影院AV功放。
1、純音樂功放
純音樂功放在設計上強調最低的信號失真,忠實地表現出音樂的場面、細節和演奏、錄制的技巧以滿足人們對音樂的最佳欣賞要求,這就是人們常說的HI-FI(hi-fidelity,高保真)。在設計和生產上,純音樂功放的要求極為嚴格。純音樂功放品質的高低並不完全由它的技術指標所決定,不能簡單地看它標注的功率多少高,頻響多麽寬,失真多麽低,而應該特別注重其設計生產工藝和音樂的解晰力。比如技術指標並不太高的膽機就要比很多晶體管功放聲音好聽。
2、AV功放
一般來說包括功放部分和信號處理部分。其功放部分原理上與傳統功放沒有什麽區別,只不過增加了幾個聲道,也就是將幾個功放結合在了一起;其信號控制處理部分涉及信號的音頻、視頻選擇、信號解碼處理、信號聲場處理以及收音、監聽等功能。
一般一台高品質的AV功放首先應該在影視節目的信號處理上有較好的聲場還原,聲道隔離度要高,氣氛渲染也不能太誇張;其次在功放部分的音質表現上,尤其是主聲道的音質要求盡量接近較好的純音樂功放。
功放的分類
功放一般分為前級功放、後級功放與合並級功放,合並機就是把前級、後級集於一身的機器。前級是用來把信號作初步放大、調節音量的;而後級則是把前級來的信號作大量放大來推動揚聲器。
前級也分為有源及無源兩種。有源的前級是使用電源把信號放大,而無源的前級就只有調節音量的功效。老實講,現今成功的無源前級不多,因為音源與後級的內阻有很大分別,只靠一個音量開關把音源與後級連接起來,內阻的差別會使動態、細節、頻應盡失!有源的前級除了調節音量外,還可作初部廣大及降低音源及後級間內阻之別,即用作緩沖。
後級是把從前級來的信號放大給楊聲器用的,後級必須夠力去推動揚聲器。所謂夠力,不是指越大聲越夠力。必須有能力去支持整個樂團的大場面而不失其細節。
分開前、後級比合並機好,因為各自有更大的空間去造得更精密。而兩者間也更少幹擾,細節表現較多;而且,分開前後級會發燒友有更多推動機的選擇,更多東西可玩兒。
功放的工作方式
1、A類功放(又稱甲類功放)
A類功放輸出級中兩個(或兩組)晶體管永遠處於導電狀態,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,兩個晶體管各流通等量的電流,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,線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流,下方的輸出晶體管則相對減少電流,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,每個輸出晶體管均放大訊號全波,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類功放必須采用大型散熱器。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,這讓制造成本增加,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,輸出晶體管不導電,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,在兩個輸出晶體管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。
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晶體管。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類功放放大的晶體管一經開啟即直接將其負載與供電器連接,電流流通但晶體管無電壓,因此無功率消耗。當輸出晶體管關閉時,全部電源供應電壓即出現在晶體管上,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。但這種功放工作覆雜,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。
有一些D類功放集成塊音色音質很好,不過它們現在還只應用在汽車音響中,一些有興趣的DIY高手把它們改制到了家用音響中。 一部功放從外表雖然不能斷定音質,但如能觀察到供電變壓器和濾波電容的大小,便已先對此機的性能或素質略知一二。A類功固然需要巨大的供電器,即使AB類機也是愈大愈好。今日許多優質功放都采用環形變壓器,取其效率較方型變壓器高而漏磁少。濾波電容等於水塘,儲水量越多,供水量越足,功放的供電充足穩定,才能保證輸出晶體管輸出最大時仍有取之不盡的電能。
許多英國制造的合並式功放雖然功率並不太大,但卻有一個非常充沛的供電器,配合簡單的訊號通道可以達成優異的聲音。有些產品的面板上除了音量、平衡、訊源選擇和電源掣外,其它的控制全部取消,令訊號通道盡量縮短。為追求聲音純美,不惜犧牲控制功能。
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享乐音乐活跃乐友评论
lbfeng
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lbfeng
发表于 2024-4-18 13:16:57
来自手机
领教了,好东东不能错过!
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scooderic
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scooderic
发表于 2024-4-18 13:41:03
楼主很强大,辛苦了!今天回家学习一下
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kentleon
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kentleon
发表于 2024-4-18 17:11:05
谢谢分享哈,谢谢楼主
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xiaoyaoke
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xiaoyaoke
发表于 2024-4-20 05:15:32
拜读了,我啥时候能修炼到如此境界啊。
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wjfn
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wjfn
发表于 2024-4-20 22:55:12
学习了,谢谢分享!
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王大伟
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王大伟
发表于 2024-4-21 07:23:47
得益匪浅,感谢楼主分享。
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kney
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kney
发表于 2024-4-21 21:56:48
谢谢!很值得我们新手学习的
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冰啸雪
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冰啸雪
发表于 2024-4-22 05:55:11
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受教了,感谢分享经验。
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老太阳
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老太阳
发表于 2024-4-22 23:08:58
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不错的好东东,先回帖先,再已经收藏了。
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