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功放的工作原理
[基本常识]
功放的工作原理
83
5681
© 内容版权由 youzuokk 解释,禁止转载。
发表于 2019-4-23 13:23:16
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享乐音乐论坛 - 为最强音质无损音乐而生!音乐发烧友们的美好家园。
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功放的工作原理其实很简单,就是将音源播放的各种声音信号进行放大,以推动音箱发出声音。
从技术角度看,功放好比一台电流的调制器,它将交流电转变对直流电,然后受音源播放的声音信号控制,将不同大小的电流,按照不同的频率传输给音箱,这样音箱就发同相应大小、相应频率的声音了。
由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能,不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。按当前音响消费的需求,民用音响中的功放已基本定型为两大类,即纯音乐功放和家庭影院
AV
功放。
1
、纯音乐功放
纯音乐功放在设计上强调最低的信号失真,忠实地表现出音乐的场面、细节和演奏、录制的技巧以满足人们对音乐的最佳欣赏要求,这就是人们常说的
HI-FI
(
hi-fidelity
,高保真)。在设计和生产上,纯音乐功放的要求极为严格。纯音乐功放品质的高低并不完全由它的技术指标所决定,不能简单地看它标注的功率多少高,频响多么宽,失真多么低,而应该特别注重其设计生产工艺和音乐的解晰力。比如技术指标并不太高的胆机就要比很多晶体管功放声音好听。
2
、
AV
功放
一般来说包括功放部分和信号处理部分。其功放部分原理上与传统功放没有什么区别,只不过增加了几个声道,也就是将几个功放结合在了一起;其信号控制处理部分涉及信号的音频、视频选择、信号解码处理、信号声场处理以及收音、监听等功能。
一般一台高品质的
AV
功放首先应该在影视节目的信号处理上有较好的声场还原,声道隔离度要高,气氛渲染也不能太夸张;其次在功放部分的音质表现上,尤其是主声道的音质要求尽量接近较好的纯音乐功放。
功放的分类
功放一般分为前级功放、后级功放与合并级功放,合并机就是把前级、后级集于一身的机器。前级是用来把信号作初步放大、调节音量的;而后级则是把前级来的信号作大量放大来推动扬声器。
前级也分为有源及无源两种。有源的前级是使用电源把信号放大,而无源的前级就只有调节音量的功效。老实讲,现今成功的无源前级不多,因为音源与后级的内阻有很大分别,只靠一个音量开关把音源与后级连接起来,内阻的差别会使动态、细节、频应尽失!有源的前级除了调节音量外,还可作初部广大及降低音源及后级间内阻之别,即用作缓冲。
后级是把从前级来的信号放大给杨声器用的,后级必须够力去推动扬声器。所谓够力,不是指越大声越够力。必须有能力去支持整个乐团的大场面而不失其细节。
分开前、后级比合并机好,因为各自有更大的空间去造得更精密。而两者间也更少干扰,细节表现较多;而且,分开前后级会发烧友有更多推动机的选择,更多东西可玩儿。
功放的工作方式
1
、
A
类功放(又称甲类功放)
A
类功放输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态,也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流,并使这两个电流等于交流电的峰值,这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时,两个晶体管各流通等量的电流,因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压,故无电流输入扬声器。当讯号趋向正极,线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流,下方的输出晶体管则相对减少电流,由于电流开始不平衡,于是流入扬声器而且推动扬声器发声。
A
类功放的工作方式具有最佳的线性,每个输出晶体管均放大讯号全波,完全不存在交越失真(
Switching Distortion
),即使不施用负反馈,它的开环路失真仍十分低,因此被称为是声音最理想的放大线路设计。但这种设计有利有弊,
A
类功放放最大的缺点是效率低,因为无讯号时仍有满电流流入,电能全部转为高热量。当讯号电平增加时,有些功率可进入负载,但许多仍转变为热量。
A
类功放是重播音乐的理想选择,它能提供非常平滑的音质,音色圆润温暖,高音透明开扬,这些优点足以补偿它的缺点。
A
类功率功放发热量惊人,为了有效处理散热问题,
A
类功放必须采用大型散热器。因为它的效率低,供电器一定要能提供充足的电流。一部
25W
的
A
类功放供电器的能力至少够
100
瓦
AB
类功放使用。所以
A
类机的体积和重量都比
AB
类大,这让制造成本增加,售价也较贵。一般而言,
A
类功放的售价约为同等功率
AB
类功放机的两倍或更多。
2
、
B
类功放(乙类功放)
B
类功放放大的工作方式是当无讯号输入时,输出晶体管不导电,所以不消耗功率。当有讯号时,每对输出管各放大一半波形,彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大,在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真,因此形成非线性。纯
B
类功放较少,因为在讯号非常低时失真十分严重,所以交越失真令声音变得粗糙。
B
类功放的效率平均约为
75%
,产生的热量较
A
类机低,容许使用较小的散热器。
3
、
AB
类功放
与前两类功放相比,
AB
类功放可以说在性能上的妥协。
AB
类功放通常有两个偏压,在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管。它在讯号小时用
A
类工作模式,获得最佳线性,当讯号提高到某一电平时自动转为
B
类工作模式以获得较高的效率。普通机
10
瓦的
AB
类功放大约在
5
瓦以内用
A
类工作,由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦,因此
AB
类功放在大部分时间是用
A
类功放工作模式,只在出现音乐瞬态强音时才转为
B
类。这种设计可以获得优良的音质并提高效率减少热量,是一种颇为合乎逻辑的设计。有些
AB
类功放将偏流调得甚高,令其在更宽的功率范围内以
A
类工作,使声音接近纯
A
类机,但产生的热量亦相对增加。
4
、
C
类功放(丙类功放)
这类功放较少听说,因为它是一种失真非常高的功放,只适合在通讯用途上使用。
C
类机输出效率特高,但不是
HI-FI
放大所适用。
5
、
D
类功放(丁类功放)
这种设计亦称为数码功放。
D
类功放放大的晶体管一经开启即直接将其负载与供电器连接,电流流通但晶体管无电压,因此无功率消耗。当输出晶体管关闭时,全部电源供应电压即出现在晶体管上,但没有电流,因此也不消耗功率,故理论上的效率为百分之百。
D
类功放放大的优点是效率最高,供电器可以缩小,几乎不产生热量,因此无需大型散热器,机身体积与重量显著减少,理论上失真低、线性佳。但这种功放工作复杂,增加的线路本身亦难免有偏差,所以真正成功的产品甚少,售价也不便宜。
有一些
D
类功放集成块音色音质很好,不过它们现在还只应用在汽车音响中,一些有兴趣的
DIY
高手把它们改制到了家用音响中。 一部功放从外表虽然不能断定音质,但如能观察到供电变压器和滤波电容的大小,便已先对此机的性能或素质略知一二。
A
类功固然需要巨大的供电器,即使
AB
类机也是愈大愈好。今日许多优质功放都采用环形变压器,取其效率较方型变压器高而漏磁少。滤波电容等于水塘,储水量越多,供水量越足,功放的供电充足稳定,才能保证输出晶体管输出最大时仍有取之不尽的电能。
许多英国制造的合并式功放虽然功率并不太大,但却有一个非常充沛的供电器,配合简单的讯号通道可以达成优异的声音。有些产品的面板上除了音量、平衡、讯源选择和电源掣外,其它的控制全部取消,令讯号通道尽量缩短。为追求声音纯美,不惜牺牲控制功能。
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享乐音乐活跃乐友评论
漠北雄鹰
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707
漠北雄鹰
发表于 2019-4-24 00:43:56
拜读了,我啥时候能修炼到如此境界啊。
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Emanon
当前离线
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7413
Emanon
发表于 2019-4-24 05:17:20
感谢楼主的介绍,学习了
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听风飘聆
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62
听风飘聆
发表于 2019-4-24 22:01:30
太专业了,学习了!
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清雨声祠
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320
清雨声祠
发表于 2019-4-25 15:45:49
楼主玩的很经典,学习了啊.
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luvrainyday
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74
luvrainyday
发表于 2019-4-26 05:39:13
教程非常有用,感谢楼主分享!
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杰大王
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17
杰大王
发表于 2019-4-26 09:04:16
玩音箱的要好好看看啊。谢谢楼主
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suhanqing
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94
suhanqing
发表于 2019-4-28 16:08:09
非常感谢楼主,向你表示最衷心的感谢
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吉寿啊
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135
吉寿啊
发表于 2019-4-29 20:55:09
来自手机
此贴甚好,我支持了 呵呵
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玄天魂尊
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142
玄天魂尊
发表于 2019-4-30 22:08:17
学习了,准备向高手迈进,感谢楼主的教育!
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