聲音放大器類

肯定很多人都聽說過現代放大器可以屬於不同的類別。然而，遠離音響系統和音響設備技術特點的人，不太可能了解字母名稱背後隱藏的內容。

在我們的評論中，我們將更詳細地討論什麼是放大器類別、它們是什麼以及如何選擇最佳模型。

放大器等級是在功能圖中它在一個工作週期內由正弦輸入信號驅動的輸出信號值，並因此而變化。 放大器分類取決於用於放大來自類別的輸入信號的模式的線性參數，其精度提高，效率相當低，完全非線性。 在這種情況下，信號的聲音再現精度不是很高，但效率是相當高的。所有其他類別的放大器都是這兩組之間的某種中間模型。

所有類別的放大器都可以有條件地分為兩個子組。 第一個包括 A、B 類以及 AB 和 C 類的經典控制模型。 它們的類別由它們在輸出信號的某個部分的電導率參數決定。因此，輸出端內置晶體管的操作位於“關閉”和“開啟”之間。

第二類設備包括更現代的模型，它們被認為是所謂的開關類 - 這些是模型 D、E、F 以及 G、S、H 和 T。

這些放大器在操作中使用脈寬調製，以及數字電路在“完全關閉”和“完全開啟”之間連續轉換信號。 結果，在飽和區出現強大的輸出。

我們將更詳細地討論不同類別的放大器。

由於設計簡單，A 類型號使用最廣泛。這是由於輸入信號失真的幾個參數，因此，與所有其他類別的放大器安裝相比，音質高。 與其他模型相比，此類別中的模型具有高度線性。

通常，A 類放大器在其工作中使用單一版本的晶體管。 它連接到信號的兩半的基本發射極配置，因此即使沒有相位信號，鍺晶體管也始終通過它。這意味著在輸出端，該級不會完全進入信號截止和飽和區域。它大約在負載線的中心有自己的偏移點。這種結構導致晶體管根本不激活 - 這被認為是其基本缺點之一。

由於 A 類設備是單端的，並且在所有給定曲線的線性區域中運行，因此一個輸出設備可以 360 度全方位傳輸，在這種情況下，A 類設備完全符合電流源。

正如我們已經說過的，由於此類放大器在超線性區域中運行，因此必須正確設置直流偏置。 - 這將確保正常運行並提供 24 瓦功率的聲音流。但是，由於輸出設備始終處於關閉狀態，它不斷地傳導電流，這就為整個結構中不斷損耗功率創造了條件。此功能導致釋放大量熱量，而它們的效率相當低 - 不超過 40%，這使得它們在涉及某種強大的聲學系統時不切實際。除了， 由於安裝時空載電流增大，電源必須有合適的尺寸，並儘可能進行過濾，否則功放的聲音和第三方的嗡嗡聲是無法避免的。 正是這些缺點導致製造商被迫繼續致力於創造更高效類別的放大器。

B 類放大器由製造商創建，用於解決與低效率和過熱程度增加相關的問題，這些問題是前一類安裝中固有的。 在他們的工作中，B 類模型使用一對額外的晶體管，通常是雙極的。 它們的區別在於，對於信號的兩半，輸出邊沿是根據推挽電路構建的，因此每個晶體管器件只放大輸出信號的一半。

這類放大器沒有基本直流偏置電流，因為它的靜態電流為零，因此直流額定功率通常很低。因此，其效率遠高於器件 A。同時 當信號變為正時，正偏置晶體管驅動它，而負偏置晶體管保持關閉。 類似地，在輸入信號取負值的那一刻，正的關斷，反之，負偏置晶體管被激活並提供信號的負半部分。結果，晶體管在其工作期間僅在輸入信號的正半週期或負半週期進行 1/2 個週期。

這種推挽式設計的效率比 A 類放大器高 45-60%。 這種類型的模型的問題是，由於輸入電壓走廊中晶體管的“死區”，它們在音頻信號通過時會產生明顯的失真，其值從 -0.7 V 到 +0.7五。

眾所周知，從物理課程中，基極發射極必須提供大約 0.7 V 的電壓才能使雙極晶體管開始全佈線。直到這個電壓超過這個標記，輸出晶體管才會移到導通位置。這意味著進入 0.7 V 走廊的一半信號將開始被不准確地再現。因此，這使得 B 類設備實際上不適合在精密聲學裝置中使用。

為了 為了克服這些扭曲，發明了所謂的 AB 類折衷設備。

該型號是A類和B類設計的一種串聯，目前AB類放大器被認為是最常見的設計方案之一。 它們的工作方式有點像 B 類產品，唯一的例外是兩個晶體管器件可以同時在波形交叉點附近傳導信號。 這完全消除了之前B組放大器的所有信號失真問題，不同的是這對晶體管的偏置電壓相當低，通常是靜態電流參數的5%到10%。在這種情況下，導通裝置保持開啟的時間比一個半週期的時間長，但同時它遠小於輸入信號的一個完整週期。

可以完全肯定地說 AB 型器件在效率和線性度方面被認為是 A 類和 B 類模型之間的完美折衷。並且，音頻信號轉換效率約為50%。

C 類裝置旨在盡可能高效，但與所有其他類別相比，線性度相當差。 C 類放大器的偏置非常明顯，因此輸入電流變為零並在輸入信號的 1/2 個週期內保持在那裡。 此時，晶體管處於關閉狀態的待機模式。

這樣的設計特點使得無法在聲學系統中使用放大器。 通常，這些模型已在高頻發生器以及射頻放大器的各個版本中找到了它們的使用範圍，其中在輸出端發射的電流脈衝被轉換為給定頻率的正弦波。

D類放大器是指兩通道非線性開關模型，它們也被稱為PWM放大器。

在絕大多數音頻系統中，輸出級以 A 類或 AB 類運行。 在 D 組集成放大器中，即使在最完整、幾乎理想的實現情況下，線路輸入的功耗也很顯著。這使得 D 級型號在大多數應用中具有顯著優勢，因為其產生的熱量最少，設備的重量和尺寸更小，因此產品成本更低，而與其他設計的型號相比，此類型號的電池壽命更長。

F類放大器。 這些模型提供了更高的效率，它們的效率約為 90%。

G類放大器。 該放大器實際上是 TDA 上基本 AB 類設備的高級高線性設計。如果輸入信號的參數發生變化，該類別的模型可以在不同的電源線之間自動切換。這種切換極大地降低了能量消耗，並因此降低了由熱損失引起的功耗。

I類放大器。 這樣的模型有幾組額外的輸出設備。在開啟之前，它們以推挽配置排列。第一個設備切換信號的正極部分，第二個負責切換負極部分，類似於B類放大器。如果輸入端沒有音頻信號，或者如果信號到達零交叉點，則切換機制與主循環同時開啟和關閉。

S類放大器。 這類放大器被歸類為非線性開關機制。就其工作機製而言，它們與 D 類放大器有些相似，這種放大器將模擬輸入信號轉換為數字信號，並將它們放大很多倍。因此，為了提高輸出功率，通常開關器件的數字信號要么全開要么全關，因此這類器件的效率可以達到100%。

T 類放大器。 另一個版本的數字放大器。如今，由於允許對輸入信號進行數字處理的微電路以及內置多通道 3D 聲音放大器的存在，此類模型越來越受歡迎。這種效果是由允許您將模擬信號轉換為高 PWM 數字類型聲音的設計提供的。 C 類設備的設計結合了類似於 AB 類的低失真信號的特性，同時保持了 D 類型號的效率。

首先，讓我們詳細了解放大器的原理。你肯定會感到驚訝，但實際上工廠放大器並沒有放大任何東西。實際上， 其操作機制類似於最簡單的起重機的操作： 你扭動手柄，供水管的水開始流動，或強或弱，如果你扭動它，水流就會被阻塞。在放大器中，所有過程都以相同的方式發生。來自強大的電源模塊，電流流過連接到設備的揚聲器。在這種情況下，分接頭的功能由晶體管接管 - 在輸出端，它們的關閉和打開程度由傳遞到放大器的信號控制。從這台起重機的確切功能，即輸出晶體管如何工作，確定放大器的類別。

如果我們談論的是 AB 器件，那麼它們中的晶體管可能具有令人不快的特性，即與到達它們的信號不成比例地打開和關閉。因此，他們的工作變得不變。回到水龍頭的比喻上來，你可以轉動水龍頭把手，但一開始水流會很慢，然後突然流量會突然增加。

為此原因 即使沒有信號，AB 類晶體管也必須保持半開。 這是必要的，以便它們立即開始工作，並且不要等到信號達到一定水平 - 只有在這種情況下，放大器才能以最小的失真再現聲音。在實踐中，這意味著一些有用的能量被浪費了。試想一下，你打開公寓裡所有的水龍頭，一小滴水就會源源不斷地從裡面流出。因此，此類型號的效率不超過 50-70%，效率低是 AB 類放大器的主要缺點。

如果我們談論 D 級設備，那麼它們的工作原理是完全一樣的： 他們有自己的輸出晶體管，能夠關閉和打開。因此，通過與它們相連的揚聲器的電流通道受到調節，但只有一個信號控制它們的開口，在其配置中，它與傳入的揚聲器相距甚遠。

這就是將信號施加到 D 類設備的輸出晶體管的方式。在這種情況下，它們將以完全不同的方式運行：要么完全關閉，要么在沒有任何中間值的情況下打開。這意味著此類模型的效率可以接近 100%。

當然，現在將這樣的信號傳輸到音頻系統還為時過早；首先，它應該回到標準配置。這可以使用輸出扼流圈和電容器來完成 - 在它們處理之後，在輸出端形成放大信號，其形式完全重複輸入信號。是他被傳送到揚聲器。

D 級設備的主要優勢是提高效率 因此，更節省能源消耗

長期以來一直認為 連接高品質聲學裝置，AB 功放將是最佳解決方案. D 類型號將輸入信號轉換為頻率降低的脈衝信號，因此只有在低音炮模式下才能發出良好的聲音。這些天技術已經向前邁出了一大步，今天已經有了幾乎可以瞬間打開和關閉的高速晶體管，商店裡有很多D級寬帶設備。

這些型號不僅適用於低音炮，還適用於任何類型的現代聲學系統。對於那些不需要高功率的選項，購買一個相當緊湊的放大器是有意義的。

因此，如果您有足夠的空間來連接揚聲器，那麼您可能會選擇 AB 級型號。幾十年來，這些型號的電路已經得到了很好的發展，它們提供了相當好的音質，並且在出現故障的情況下，您可以在最近的服務中心輕鬆維修它們。

如果聲音安裝的區域有限，那麼您應該仔細查看 D 組的寬帶型號。 在與 AB 級產品相同的功率參數下，它們更小更輕，而且發熱更少，有些型號甚至可以讓您在最少干預的情況下謹慎安裝。

對於低音砲連接，在 D 級安裝中發揮最大優勢，因為低音音塊是最耗能的頻率範圍 - 在這種情況下，產品的效率至關重要，在這方面，D 類產品根本沒有競爭對手。

在本視頻中，您可以更清楚地了解擴音器的類別。