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收藏级功放科普——再谈不同类型放大拓扑的特点

虽然小灵之前在灵特公众号已经推送过关于不同类型功放的简介推文了,但还是有很多小伙伴懒动手指头去找之前文章,这里要小小批评一下了。于是乎小灵本来打算把之前的推文今天重发一次,不过重新看过之前的文章,发觉解说得还是不够易懂,那么好吧,重新搜集资料再挥一次九只手指(习惯键盘输入的同学都懂为啥不是十只的),结合图文给大家再科普一次,这次大家得好好收藏了!


那么我们从更基础的内容开始吧!


一、什么是功放?

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功放全称叫功率放大器,平时我们说的功放一般特指音频功率放大器,它是将微弱的电信号放大成数倍于原来信号的功率能量,用于控制喇叭电源完成最终的电能转声能的工作。它的控制能力直接关系到声音的质量,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。


二、从使用形式分类


1、定阻式:功放的输出以额定电阻输出的形式输出,常见额定8Ω、4Ω、2Ω等,也是目前市场上绝大部分功放的输出形式。其优点是输出频带宽,动态范围大,音质佳,当然缺点也是有的,长距离传输衰减波动很大,还有对负载喇叭的阻抗要求比较严格;

2、定压式:功放的输出以恒定电压的形式输出,如恒定70V、100V等,一般常见于长距离输出的广场广播音响等。相对于定阻式,定压式功放更适合长距离的传输,匹配的音箱喇叭不用考虑阻抗匹配问题,只需要功率相匹配就可以了。相对的,缺点是输出带宽比较窄,动态范围小,对音质损失比较大,也就是平时说的只能“听个响”;


三、从放大结构分类


1、模拟类

模拟类功放就是指在放大过程中全部信号为正弦波的扩大(缩小)形式,一般也叫线性放大。模拟功放最大特征就是有体积大甚至巨大的铜绕变压器,当然随着数字开关电源技术的发展,也有越来越多的模拟类功放采用数字开关电源了。

  

A类:一般也叫甲类,常见于HIFI民用音响,原理是无论是否有信号输入,其输出电路恒定在功率管的最佳工作区域,也就是这种放大结构是在特性曲线的线性范围内工作。优点是音质最好,失真最底;缺点是转换效率低(最高只有理论值20%),输出功率小,热损耗高。

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A类放大原理


B类:也叫乙类,当没有信号输入时,功率管不工作,有信号输入时两个三极管一开一贯轮流完成半周期波形的放大而形成一个全波放大。其优点是转换效率相当高(理论值达到75%),热损耗比较低;但其缺点非常明显,当两个输出晶体管轮换工作时因为元件特性,会产生交越失真,另声音变得非常粗糙,特别是小信号时尤其严重。

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B类放大原理


AB类:俗称的甲乙类,结合了A类和B类的优点而得名,当没有信号输入时,电路会给功率管提供一个静态工作电压,当小信号时两个三极管会同时工作从而杜绝了交越失真的影响,而大功率时又有接近B类结构的高转换率。其优点很明显,有接近A类放大的好音质和接近B类放大的低损耗。当然,缺点嘛,就是没有B类的效率高,理论值最高达到65%。是专业功放市场中中小功率级别的主流,如咱们灵特的SQ、SC、ALM、PA等系列功放产品

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AB类放大原理


G类:放大的原理跟AB类相同,只是供电部分采用两组或者更多组不同电压,在高低功率不同放大时切换对应的高低电压,以达到更高工作效率。优点是非常接近AB类的音质而且效率略高于AB类;缺点就是成品会采用多组电源供电,体积和重量响应增加不少。

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G类放大原理


H类:放大部分也跟AB类一样,而供电部分不同于G类,采用带多级调节输出电压的电源,电路检测输出功率管来选择不同的供电电压,算是在G类的基础上改善而来,其优缺点也跟G类相仿。灵特的大功率功放产品就是采用这一类型的放大结构,加上灵特的独到理念实现的高音质,是市场上客户十分认可的。

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H类放大原理


TD类:这是今年新兴而且已成为目前主流之一的一种放大结构,原理还是跟AB类相同,供电部分采用完全独立的以0.1V未递进电压的高精度可无级调节的数字开关电源,检测功率的变化而无级改变供电电压。其基本优缺点跟H类相仿,但TD类最突出的优势是采用数字开关电源从而大大降低成品的重量,实现更轻的重量更大的功率输出。灵特最新的TDS、ALPHA等系列均采用了这一新兴放大形式实现更大功率且保持高音质的明星产品。

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TD类放大原理


2、数字类


数字功放就是放大过程中全部信号为调制脉宽或者调制频率的方波信号(输入部分依然是正弦波,输出部分是量化频率极高的方波信号,量化级越高越接近线性的正弦波)。


D类:输入部分的电路,讲输入的正弦波信号通过三角形波进行比对混合,利用PWM脉宽调制技术调制成宽度不等的脉宽调制方波,然后经过修正输出给场效应管进行大功率电压电流放大,放大后的高频数字信号经过搞品质低损耗的低通滤波器进行滤波除去无用的高频数字杂波后,还原接近线性模拟的音频功率信号,从而推动音箱完成电声转换。灵特最新的1U数字功放ART系列采用了D类数字功放实现了2X800W的高音质新产品。

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D类放大原理


其优点是拥有极高(理论值95%)的转换效率,特别适合于用电要求严苛的环境,特别是车载音响、电池供电的便携音响等。缺点是由于技术上的瓶颈,暂时还比较难实现大功率放大,而且由于高频杂波的存在,对音质还是有相当程度的影响。好在随着技术的进步,这些问题正在以大幅度的步伐逐渐改善。

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D类与A类放大效率对比


T类:又是一项近几年新兴的放大类型,其原理信号调制部分采用DPP技术和适应小信号的算法及预测算法。它讲输入的音频信号与进入扬声器的电流全部经过DPP进行运算处理后控制大功率高频晶体管的导通关闭,使音频达到高保真的线性放大。T类放大的优点是效率极高的同时,失真比D类小,音质非常接近AB类放大,只是其缺点也很明显,至今还没能实现大功率信号的放大,目前只见于便携音响设备上。


这些是目前整个音响市场(包括民用和HIFI)所能见到的功放所采用的放大类型,相信今天小灵整理的资料能帮助大家更全面更透彻理解不同类型功放的特点了!码字辛苦,觉得又帮助的同学就点个赞,有学习意义的搜藏和转发一下让更多的人学习一下。


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