音频功率放大的毕业设计(2)

二、音频放大器的概述

2.1音频放大电路的回顾

音响技术的发展历史可以分为电子管、晶体管、集成电路、场效应管四个阶段。

1906年美国的德福雷斯特发明了真空三极管，开创了人类电声技术的先河。1927年贝尔实验室发明了负反馈NFB（Negative feedback）技术后，使音响技术的发展进入了一个崭新的时代，比较有代表性的如“威廉逊”放大器，而1947年威廉逊先生在一篇设计hi-fi（High Fidelity）放大器的文章中介绍了一种成功运用负反馈技术，成为了hi-fi史上一个重要的里程碑。

60年代由于晶体管的出现，使功率放大器步入了一个更为广阔的天地。晶体管放大器细腻动人的音色、较低的失真、较宽的频响及动态范围等特点，各种电路也相应产生，如：“OTL （Output Transformer Less）” 无输出放大器、“OCL（Output Capacitor Less）”放大器等。

随着晶体管制造技术的不断提高和新技术的应用，各项实用性指标和可靠性指标都有很大改善，并不断在向更大的输出功率，更小的体积，更轻的重量，更多的功能和智能化方向发展，如美国CROWN公司的MA-5000VZA功放，其最大输出功率可达4000W/8Ω，完善的可靠性设计使它在苛刻的环境中可连续工作，使得生产者可作3年免维护的保证；插入可编程的输入处理模块USP3；可对1~2000台功放的工作状态进行程控调节和各种参数检测。各种完善的可靠性保护措施，使它的可靠性大大提高。

1983年，M.B.Sandler等学者提出了D类放大的PCM（脉码调制）数字功放的基本结构。美国Tripass司设计了改进的D类数字功放，取名为“T”类功。1999年意大利POWERSOFT公司推出了数字功放的商业产品，从此，第4代音频功率放大器，数字功放进入了工程应用，并获得了世界同行的认可，市场日益扩大，最终将替代各类模拟功放。

2.2音频功率放大器的介绍

按照电流导通角的大小可分为A类(甲类)、AB类(甲乙类)、 B类(乙类)、C类(丙类)和D类(丁类)功率放大器。

6

2.2.1 A类(甲类)功率放大器

A类(甲类)功率放大器电流导通角θ=180°，理想效率为50%，一般适用于小信号电压放大器。

A类功率放大器的主要特点是：放大器的工作点Q设定在负载线的中点附近，晶体管在输入信号的整个周期内均导通。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内，所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单，调试方便。有较大的非线性失真，由于效率比较低 现在设计基本上不在再使用。

2.2.2 B类(乙类)功率放大器

B类(乙类)功率放大器电流导通角θ=90°，理想效率为78.5%。

B类功率放大器的主要特点是：放大器的静态点在(VCC，0)处，当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率。在Vi的正半周期内，一管导通另一管截止，输出端为正半周正弦波；同理，当Vi为负半周期内，输出端为负半波正弦波，所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78.5%)，但是因放大器有一段工作在非线性区域内，故其缺点是\交越失真\较大。即当信号在-0.6V～ 0.6V之间时，两管都无法导通而引起的。

2.2.3 AB类(甲乙类)功率放大器

AB类(甲乙类)功率放大器电流导通角90°<θ<180°，理想效率为50%<η<78.5%。AB类(甲乙类)放大器，实际上是A类(甲类)和B类(乙类)的结合，每个器件的导通时间在50—100％之间，依赖于偏置电流的大小和输出电平。该类放大器的偏置按B类(乙类)设计，然后增加偏置电流，使放大器进入AB类(甲乙类)。AB类功率放大器的好处是：可以避免交越失真。有效率较高，晶体管功耗较小的特点。

2.2.4 C类(丙类)功率放大器

C类(丙类)功率放大器电流导通角θ<90°，理想效率η>78.5%。 C类功率放大器的主要特点是：处在C类状态时，放大器的电流波形有较大的失真，因此只能用调谐回路作为负载，以滤除谐波分量，选出信号基波，从而消除失真。

7

2.2.5 D类(丁类)功率放大器

D类(丁类)功率放大器功率管处于开关状态，理想效率为90%～100%。 D类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号变换成脉冲信号,然后用脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路和低通滤波器等四部分组成。它有以下好处：

1． 具有很高的效率，通常能够达到85%以上。 2． 体积小，可以比模拟的放大电路节省很大的空间。 3． 低失真，频率响应曲线好。外围元器件少，便于设计调试。

2.3放大器的技术指标

评价一个功放系统或设备是否符合高保真要求，一般应采用主观听音评价和客观指标测试相结合的方式来进行，并以客观测试指标为主要依据。因为采用仪器测试设备的性能指标．能得到很直观的可供参考比较的定量结果，无疑是最科学而值得信赖的。音频功放的技术指标，主要包括输出功率、频率特性、信噪比、瞬态响应以及非线性失真等。其中，输出功率、频率特性等，通常称为静态特性指标，它们是用稳态信号测量的。而瞬态特性和非线性失真等，则称为动态特性指标，它们是用非稳态信号测量确定的。 1、 额定功率 …… 此处隐藏：303字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……