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  • 乙类功放

    乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器,每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。

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    简介/乙类功放 编辑

    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。乙类功放的效率平均约为75%,产生的热量较甲类机低,容许使用较小的散热器。  

    相关功放/乙类功放 编辑

    A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(SwitchingDistortion),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。

    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。

    比较/乙类功放 编辑

    晶体管功放输出级晶体管的工作状态,可以分做甲类与乙类。

    所谓 甲类,简单地说就是使输出级晶体管在正弦交流信号的正负半周时均工作在线性区,而乙类则是仅使输出级的晶体管在正弦交流信号的正半周(或是负半周)工作在线性区。由于输出级晶体管的工作状态不同,使得输出级的电源利用效率(即输出功放与耗电功率之比)也不同。

    在实用的输出电路中, 乙类的效率要比甲类的效率高2—3倍。比如马兰士PM80晶体管功放,在确定的供电电源条件下,工作在乙类时输出功率有100W,而在甲类时只有20W。

    甲类与乙类的对比

    甲类功放不 存在交越失真,而且不论实际输出功率大小,输出级晶体的内阻均为恒定。而 乙类功放总会有一定的交越失真(尽管这种失真可能极小),另外,在大输出时输出级晶体管的内阻较小,但在小输出时输出级晶体管的内阻却比较大。这些不同,造成听感上也有不同,甲类功放的声音相对 乙类功放而言比较柔和,另外对音箱的低频控制力也比乙类功放强,尤其是在小音量时低音的质感要好一些。甲类功放的这些特点,使得甲类功放在实际应用中不需要很大的输出功率余量,一台20W—30W的甲类功放已经能够把大多数的音箱推动得很不错了。

    前面提到了甲类功放的电源效率低,这一原因造成甲类功放工作时要散发大量的热量。为了使晶体管的工作温度不超过一定限度,需要较大体积和面积的散热器,这使得甲类功放的体积、重量都比较大。比如KRELL的KSD-50S甲类功放,输出为50W+50W,重量却有近30Kg,马兰士PM-80在工作状态下输出为20W+20W,重量也有13Kg。

    合并功放

    纯后级功放与单声道功放我们常见的功放都是把放大小信号的前置放大器(前级)与功率放大器(后级)做在一个机壳中,这种功放常被称为“合并功放”。合并功放使用方便,又有比较好的性能价格比。但这种合并功放有它一些固有的缺点,其中最不好克服的就是前级与后级之间的相互干扰问题了。为了解决这一问题,于是便把前级与后级分别做在两个机壳中,这样就有了纯后级功放。大多的纯后级功放都是双声道的结构形式,但这种结构形式使得两个声道相互干扰问题又不太好解决,为了解决两个声道相互间的干扰便又出现了把两个声道分开的单声道纯后级功放。

    把功率放大器这样一块块地分割开,最主要的意义是要提高功放的素质,而不是追求这种形式。如果仅仅在形式上实现了相互分开,尽管可以解决相互干扰问题,但其它参数并未明显改善,那么这种分开对功放提高整体素质来说还是有限的。

    对于大多数的纯后级功放和单声道功放来说,都需要配接一台前级。因纯后级功放与单声道功放是为了提高功放素质出现的,所以对前级的素质要求也应与其相适应。

    功率放大器有晶体管与电子管之分,前级同样也有晶体管和电子管之分。对于音响爱好者与音乐爱好者而言,在选用前级与后级上有多种的组合形式,而不同的组合形式又有不同的音效特点,这使得使用者又多了一些选择的空间。

    与纯后级功放配接的前级对整个音响系统的优劣影响比较大。首先它必须具有一定的素质,否则,纯后级或是单声道的优点便发挥不出来,甚至有可能把一台劣质前级的“毛病”突出出来,整体音效反而更差了。再有,不同的前级后级配合其音色特点不同,使用者可以根据个人的偏爱选择不同的组合形式。

    比如,很多音响与音乐爱好者就喜欢用“胆前、石后”(即电子管前级,晶体管后级)的组合方式,觉得这样组合既发挥了晶体管后级功率输出大,瞬态响应好的特点,又领略了电子管前级音色甜美、醇厚的“韵味”。不过这种搭配也并不是“金科玉律”,因为具体的前级与后级都有各自的特点,而对音色的偏爱又因人而异,使用者可以依据具体的情况找出自己所喜爱的组合方式。

    甲类音质动人原因

    在静态时,甲类功放和乙类功放接上纯电阻负载,测试时可能指标差不多,甚至热噪声甲类大一些。但是实际应用时,接的却是真负载(动负载)——扬声器,而且不同频率时扬声器的阻抗也不一样,这时的综合电声指标将劣于纯电阻负载时的指标,产生瞬态失真。由于负反馈的存在又会反馈到前级,这种瞬态失真关键是扬声器系统质量关型设计受到有效的、不间断的阻尼(控制)所引起,并且信号的电压上升率越高,这种失真越严重。对于高保真而言,重要的是扬声器系统的质量惯性能否受到扩音机有效的阻尼(控制)。

    乙类功放的阻尼不能有效的控制扬声器,对任意半周只有一臂输出在工作,或推或挽,但不能同时工作,所以它的阻尼是单方向的,即无论正半周或负半周,他只有产生推动扬声器工作的动力,而不能产生控制回来的拉力,要全方位阻尼,驱动电流必须及时换向,问题就在这里。以输入方波为例,可能工作时输入信号比方波还要复杂,当信号上升时,扬声器可以按照信号波形去工作,但当信号突然停止时,扬声器由于质量的惯性作用,却不会立刻停止,此时它的音圈产生反电动势造成正在导通的A臂输出管反偏而截止,而原来处于截止的B臂却导通,同时这个反电动势又由负反馈送回前级被放大后从而激励B臂输出管加速导通,共同完成乙类功放这种特殊的阻尼,因为这个过程要过零点,有一瞬间失去阻尼自由振荡。这个过程完毕,B臂导通变截止,原本导通又被反偏的A臂输出管才恢复导通,又经历一次过零点失去阻尼的瞬间才恢复阻尼。因此说乙类功放的阻尼在任意瞬间都是单方向的,对扬声器的阻尼是靠反反复复的过零点换相来实现的,几乎时刻都产生着失真。

    甲类功放正负两臂均导通,阻尼系数的双方向的,在突发性高电压上升时,音圈按照波形去动作,信号停止时,反电势经导通的B臂完成通路,惯性被阻尼,无法产生自由振荡,反电势也建立不了,甲类功放这种全方向的阻尼,迫使扬改朝换代器的振动始终根据信号的波形去振动。这好比一辆正在预势的摩托车,说走就走,说停就停。  

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    物理功放晶体管

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