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運算放大器

放大器的分類

發布日期:2022-04-17 點擊率:228

       按照不同的角度,放大器可以進行不同類別的劃分。放大器按信號導通角的大小,可分為A、B、C、D、AB類,本文我們將一一進行介紹。
A類放大器
純甲類放大器即末級放大管工作在甲類狀態的放大器,也叫純A類放大器。A類放大器在輸入信號的整個周期內均有電流流過晶體管(即導通角為3600),這種放大器被稱為A類放大器。A類放大器的失真很小,但其效率也低,即使在理想情況下,最高效率也只能達到50%,通常只有30%~40%0在輸入信號的半個周期內有電流流過晶體管(即導通角為1800),這種放大器被稱為B類放大器。由于導通角為1800,輸入信號的另半個周期波形被削掉,因此失真很大。
甲類功放(A類功放)輸出級中兩個(或兩組)晶體管永遠處于導電狀態,也就是說不管有無信號輸入它們都保持傳導電流,并使這兩個電流等于交流電的峰值,這時交流在最大訊號情況下流入負載。當無訊號時,兩個晶體管各流通等量的電流,因此在輸出中心點上沒有不平衡的電流或電壓,故無電流輸入揚聲器。當訊號趨向正極,線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流,下方的輸出晶體管則相對減少電流,由于電流開始不平衡,于是流入揚聲器而且推動揚聲器發聲。簡單來說,純甲類放大器永遠工作在最大輸出功率狀態。
B類放大器
由于晶體管起始導通電壓值的存在及起始導通的非線性,B類放大器存在著交越失真,這在高質量的HI-FI放大領域顯然是不允許的。所以,常將推挽式電路的兩個晶體管均施加少量偏置,使其導通角略大于1800,可避免產生交越失真。這種電路,導通角介于A類和B類之間,稱為AB類(甲乙類)放大器oAB類電路的效率要低于B類,只有60%~70%。但因其兼顧了A類與B類的優點(低失真、高效率),故目前得到了廣泛的應用。
AB類放大器
甲乙類放大器即末級放大管工作在甲乙類狀態的放大器。也叫AB類放大器。AB類屬于傳統的功放。也是大多數功放的類型。從功率上看,甲乙類的功率數值一般較大。但并不總是工作在最大輸出功率的狀態,盡管放大類型比起純A類有所不如,只要經過高水平的調試和校音,甲乙類放大器也可以發出美妙動人的音色。無數HIFI廠商已經用事實證明了這點。
C類放大器
在輸入信號超過偏置點時才有電流流過晶體管(即導通角小于1800),這種放大器被稱為C類(丙類)放大器C類放大器的效率更高,但其電流波形失真太大,因而不能用于Hi-Fi放大,只能用于采用高Q值調諧回路作為負載的諧振功率放大。由于調諧回路具有濾波能力,回路電流與電壓仍然接近于正弦波形,失真很小。
D類放大器
D類功放指的是D類音頻功率放大器(有時也稱為數字功放)。通過控制開關單元的ON/OFF,驅動揚聲器的放大器稱D類放大器。D類放大器首次提出于1958年,近些年已逐漸流行起來。與一般的線性AB類功放電路相比,D類功放有效率高、體積小等特點。
從A、B、C類放大器的特性可知,影響放大器效率的主要原因是無信號時的直流功耗。工作于脈沖放大狀態的D類(J類)放大器,其工作狀態為開關放大,效率極高,理論上可達100%,實際上由于器件未達到理想狀態,效率只能達到80%。95%,但這也是放大器中具有的最高效率。由于D類功放的效率高,無功損耗小,故散熱器體積也可用的較小,變壓器也不必用的那么巨大,使功放的體積、重量及成本大幅度下降,符合人們對新一代功放高效率、輕量化的追求。
D類放大器與A類和AB類放大器不同。后者接收的是模擬信號進行放大,前者則不一定。技術上是存在幾種不同做法的。 既有全程數字化的“全數字放大器”(只有數字輸入端子,無模擬輸入端),也有半程數字的“半數字化放大器”。(帶有模擬輸入端子)
D類功放是放大元件處于開關工作狀態的一種放大模式。無信號輸入時放大器處于截止狀態,不耗電。工作時,靠輸入信號讓晶體管進入飽和狀態,晶體管相當于一個接通的開關,把電源與負載直接接通。理想晶體管因為沒有飽和壓降而不耗電,實際上晶體管總會有很小的飽和壓降而消耗部分電能。這種耗電只與晶體管特性有關,而與信號輸出的大小無關,所以特別有利于超大功率的場合。

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