第七章 功率放大器
第一节 功率放大器的分类
通常，传声器、 电唱机、卡座、录像机、CD、VCD、 DVD 等输出的微弱声频电信号先经过调音台放大、均衡处 理成 1V 左右的信号电压，然后输入功率放大器加以放大，以便为扬声器系统提供足够的功率使它发出声音。功率放 大器的输入端所需要的推动电压有两种标准，一种是 0dB ( 0.775V )，另一种是+4dB ( 1.228V )。
功率放大器是由前置放大、 功率放大、 电源及各种保护电路 (短路保护、 过热保护、 过载保护、 直流漂移保护等) 几部分组成。功率放大器的种类、型号、品牌非常之多，大致有以下几种分类方法：
一、按输出级与扬声器的连接方式分类
( 1 )变压器耦合输出电路：这种方式由于效率低，失真大，一般在高保真度功放中使用的较少。
( 2 ) OTL 电路：这是一种输出级与扬声器之间采用电容耦合的无输出变压器方式。
( 3 ) OCL 电路：这是一种输出级与扬声器之间不用电容器而直接耦合的方式。
( 4 ) BTL 电路：这是一种平衡式无输出变压器电路，又称为桥式推挽功率放大电路，它的输出级与扬声器之间
以电桥方式连接。
二、按功率管的偏置工作状态分类
( 1 ) 甲类：又称 A 类，在输入正弦波电压信号的整个周期中，功率输出管一直有大电流通过，需要大容量的电 源电路，功率管热量很高，并且容易击穿烧坏。优点是音质好，失真小；缺点是输出功率和效率低，消耗电量大。
( 2 ) 乙类：又称 B 类，输出功率管只导通半个周期，另半个周期截止。也就是说，正半周由一个管子工作，负 半周由另一个管子工作，在输出端合成一个完整的波形与输入的波形完全相同，用来驱动扬声器系统。一个输入信号 由两路分别进行放大是 B 类放大器的特征。B 类放大器的特点是输出功率大，效率高，但失真比较大，不适宜在要求 高的场所中使用。
( 3 )甲乙类：又称 AB 类，即功率输出管导通时间大于半个周期，但又不是一个周期，有较短时间截止。为获 得不失真的信号输出必须采用由两个管子组成推挽放大的电路形成。
三、按放大器所用器件分类
按放大器所用器件可分为电子管功率放大器、晶体管功率放大器、集成电路功率放大器。
这里顺便提一下， 目前市场上电子管功率放大器比较少。这主要是由于电子管的放大器制作成本高，体积重，耗 电量大。但由于电子管电路具有独特的音，电子管爱好者及一些发烧友仍然喜欢使用电子管功率放大器。
第二节 功率放大器的主要指标
一、输出功率
指功率放大器的额定输出功率。 现代专业功率放大器多为双声道立体声方式， 即有两组相同的功放线路，左右两 个输出声道。也可接成桥式工作方式，它的峰值功率为额定的 3 倍多。如输出功率为 250W ，峰值功率就是 850W 左右。
二、频率特性
频率特性是指功率放大器对不同频率表现的放大性能，实际上就是测量对高频、 中频、低频，各频率信号的放大 倍数是否均匀，理想的频率特性曲线应是平直的，通常从 20Hz ~20kHz 的均匀性在土0.5dB 之内。
三、失真( THD )
失真是指放大器输入信号与输出信号的波形不完全一样， 失去原有的音。失真有线性失
真与非线性失真，优质 功率放大器的失真度，一般控制在 0.1% 或者更小一些。
四、信噪比( S/N )
噪声主要是由晶体管(电子管)、集成块及电阻等元件产生的，输出信号电压与同时输出的噪声信号电压比，就 是信号噪声比，简称为信噪比。信噪比越大，表明混杂在信号中的噪声越小，放音质量就越高，高质量的功率放大器 信噪比大都在 100dB 以上。
五、动态范围
通常，信号源的动态范围是指信号中可能出现的最高电压与最低电压之比，以 dB 表示，而放大器的动态范围则 是指它的最高不失真输出电压与无信号时输出噪声电压之比。 显然，放大器的动态范围必须大于节目信号的动态范围， 这样才能获得高保真的重放效果。 目前 CD 唱片的动态范围已达 85dB 以上，这就要求功率放大器的动态范围要更大。
第三节 功率放大器的使用
功率放大器的操作比较简单。专业功率放大器上的操作器件很少，一般只有电源开关和音量控制衰减器这两项。 衰减量为零时，进入放大电路的信号最大，这时输出音量也最大。衰减器旋至最左边 (关死) 衰减量为无限大，也就 是说进入放大电路的信号为零，放大器无输出。功放的衰减器一般不需要调整，只有在非常必要时才去调整。
功率放大器与扬声器在配接时必须注意两个问题，一个是阻抗的匹配，另一个是功率的匹配。如果两者匹配得合汽车漂移教程 理、精确，就既能保证扬声器声音高质量不失真的重现，给人以美的享受，又能保证扬声器的安全；反之，既达不到 好的声音效果，又容易损坏扬声器，特别是扬声器的高音单元。
实际使用时，必须根据实际用途、空间面积、服务对象、档次的高低及经济条件等因素，来选择功率放大器和扬 声器。
现代的专业功率放大器，在电路结构上多采用双声道输出， 典型输出功率一般有 2100W、2150W 、2200W 、 2250W 、 2300W、 2350W、 2400W 、 2500W 等。当然，还有更大输出功率的放大器。
功率放大器的输出阻抗通常为 2 、4 、8及 16 ，但应用较多的是 8或 4。
功率放大器的性能指标很多，例如输出功率、频率响应、失真度、信噪比、输出阻抗、 阻尼系数等。其中以输出
功率、 频率响应、 输出阻抗、 失真度四项指标最为主要。 同样，扬声器也有很多技术指标， 例如频率响应、 输出功率、 灵敏度、阻抗、指向特性、失真度等。一般都希望扬声器瞬态特性好，重现声音真实自然，音质好，音优美。
功率放大器有定阻输出和定电压输出两种形式， 双声道输出功率放大器连接有三种方式： 一是立体声接法，二是 并联单声道接法，三是桥接单声道接法。多只同功率同阻抗的扬声器是通过串并联方式工作的，一般背景音乐都采取 这种方式。
功率放大器与扬声器连接时应该注意正负极性，必须正接正，负接负，否则扬声器相位不对，声音会相互抵消， 特别是在立体声扩声时则会发生声像位置不对的现象。另外，在某种特殊场合下因工作需要， 为了能得到更大的输出 功率，双声道输出功率放大器完全可以利用桥接的方式来提高功率放大器的输出功率， 因为桥接可以使输出功率提高 3 倍多，但
桥接的方式只能作为单路输出，而扬声器的接法应该按照功率放大器上面标明的接法去连接。通常桥接时 应接在左( L)、右( R)两个声道输出“正”端上，两个输出“负”端不用。功率放大器的工作特点是输出电流大， 输出电压相对比较小，负载阻抗不同会影响功率放大器的输出功率。 只有在功率放大器与扬声器两者达到完全匹配时， 即扬声器负载阻抗与功率放大器输出阻抗接近一致时， 两者之间才能获得最有效的耦合， 功率放大器才能有效地输出 所规定的额定功率，这时功率放大器输出功率最高，失真最小。如果负载阻抗过大或过小都将造成不良的影响，使功 率放大器产生更大的失真，造成输出功率减小，达不到额定的输出功率。
例如一种功率放大器的指标如下：
立体声： 400W ，2
320W，4
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