色色网 功率放大器的阻抗匹配、堤防方法、使用手段及特色
关于主要作用是向负载提供功率的放大电路时时称为功率放大电路色色网,其主要特色如下:一是输出功率是指交变电压和交变电流的乘积,即交流功率;二是交流功率是在输入为正弦波、输出波形基本不失真时界说的;三是输出功率大,因而突然在电路内的能量和电源提供的能量也大;四是晶体管时时使命在极限应用情状,由此要探求必要的散热方法和过电流、过电压的保护方法。
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在总计电辅音像诞生中,都有一个功率输出的最好有打算问题,即为了赢得最大的功率输出而又不加多电路的投资经费,这即是功率放大器与扬声器系统的最好组合。
功率放大器组合的筹商是为了达到最小的诞生投资而赢得最大的功率输出,以图1互补型功率放大电路为例:和为功放朱级,使命于低偏置甲乙类互补情状。它的输出功率类似于乙类情状。
为了达到最大输出功率,是以负载的大小应该使功率管的电流输出和电压输出的乘积最大,这时的情状称为功率匹配情状。在音响诞生的扬声器系统中音响的输出阻抗应为扬声器组合情状的总阻抗,这么音响的输出功率才是表明的额定尺度功率,不然音响的输出功率就够不上要求。
举例:音响尺度研究上表明是4Ω、100W,那么该研究上的阻抗即是两个8Q扬声器的并联,每个扬声器可得到50W,这么详尽扬声器系统,即是4Ω、100W,不然不可竣事100w的功率输出。
功率放大器的堤防功率管是功率放大电路中最容易受到损坏的器件,损坏的大部分原因是由于管子的本色耗散功率进步了额定数值。另外,若功率放大器与扬声器失配或扬声器使用中长久过载,也极易损坏扬声器(或音箱),因此,在音响诞生中,堤防的筹商是保护奋斗的功放和扬声器,是以对电源、功放、音箱的过载和短路保护是完全必要的。
(1)电源保护:图2是分立元件稳压电路,电路中Ri的是过载电流取样电阻,当其电压大于0.7V时,V13导通,集电极电位下落,转念管V11断开,截至电源输出电流。
图3是可调输出电压模块,功耗达70W,电流可达10A,电压转念率为20.8%,输出电压为1.25~15V,且有短路保护。
当使用开关电源时(举例芯片CWl225),则有专诚的保护控制端第⑩脚,惟有输入过电流或过电压信号,即可达到保护筹商。
(2)功放级晶体管保护:功率放大晶体管除在使用中必须夺目环境温度及选用合适的散热器外,主要是探求过电流和过电压保护问题,当今应用的集成电路都设有限流保护和紧要断保护功能(如HAl350、HA2211、LM2879等),是以在自制功放时须夺目过压保护,如图4所示。依靠R内(电源内阻)和Vl、V2的击穿,使过电压不可升高而保护Vl、V2。
(3)音箱扬声器系统保护:音响系统的保护有两种风趣:一种是音响扬声器的过载;另一种不是音频功率的过大、而是直流电位的偏移,导致无电容约束的OCL或BTL电路扬声器点火。过载时,功放电路仍是有保护不消另外探求,这里仅先容直流偏移组合音响保护电路。
图5为组合音响保护电路。从图中可以看出,当左、右声谈送入音箱的声消息号,过程R1、R2被电容C2、C3旁路而无直流偏片时,整流桥无直流输出,V11截止,V12、V13导通,继电器K吸合,左、右声频信号经保障丝F输出;当存在直流偏片时,整流桥输出使V11导通,V12、V13截止,继电器K开释割断了音频信号,保护音箱。
电路中C2、C3是滤波电容,C4具有开关机时延时接通音箱功能,幸免开机时的冲击噪声,V则具有短路K的断电反电动势作用,保护V12、V13晶体管。
对功放电路的了解或评价,主要从输出功率、效力和失真这三方面探求。
1、为得到需要的输出功率,电路须选集电极功耗实足大的三极管色色网,功放管的使命电流和集电极电压也较高。电路联想使用中最初要探求若何充分地发达三极管功能而又不损坏三极管。由于电路中功放监使命情状常接近极限值,是以功放电流转念和使用时要小心,不宜超限使用。
2、从能耗方面探求,功放输出的功率最终是由电源提供的,举例收音机中功放耗电要占整机的2/3,因此要十分夺目擢升电路效力,即输出功率与耗电功率的比值。
3、功放电路的输入信号仍是几级放大,有实足强度,这会使功放监使命点大幅度移动色色网,是以要求功放电路有较大的动态鸿沟。功放管的使命点遴荐失当,输出会有严重失真。
功率放大器的使用:功率放大器在某种进程上足下着总计这个词系统能否提供精熟的音质输出。
关于好多东谈主来说,对放大器并不是十分的了解,不明晰在功放音箱中,都需要哪些的配件进行设置,才调将功放的死一火播放到一个最好的情状。第一种:即是在喇叭底下装个电阻作念电流取样,本色上反馈且归的如故电压信号,是模拟的电流反馈,作念的东谈主最多,但是这个电路有颓势的,有2个方面的原因:
1、是他的输出增益会跟着阻抗的变化而变化。死一火使加在喇叭2端的不是恒压了,好象这么可以使加到喇叭上的功率恒定。由于扬声器的声压脾性弧线是在恒压输出下测试的,是以单纯的这种电路并不好声,听感欠安,好玩辛勤,不外有更正型的电路,以电压负反馈为主,加适量的这种类型的电流负反馈,倒是可以作念出可以的声息,但此时电流负反馈的作用是改革功放的阻尼总计,对幅频脾性影响不大。
2、是取样点在喇叭的底下,喇叭是个电感,电流流过电感其相位会变化,低频还好,高频可以移相90度,相位脾性极差。第二种:负阻放大器,除了在一些非凡的场合,第一个用于音响上并取得告捷的是YAMAHA,其主要的作用是对低频的延长有很好的改善作用,但是对200Hz以上的频率却会起到劣化音质的死一火,是以一般是用在超低频有源音箱上。本色上,这种电路是和音箱搭配使用的,单独莫得什么本色使用的风趣。其使命旨趣是:如果音箱是一个刚体,那么加上一个管子,就可以变成一个理思的霍尔莫滋共识箱,那么不管这箱子大小若何,管子的粗细若何,惟有相宜霍尔莫滋共振规划公式。哪怕20Hz的谐振点也可以作念的到,箱子的大小,只是效力高下辛勤,由于音箱上有喇叭的存在,喇叭在发声的时辰是在领略的,音箱就不是一个刚体,那么箱子就不会产生霍尔莫滋共识。
因此,如果在发声的时辰喇叭的振膜是静止不动的。那么,箱子就接近刚体,就可以得志霍尔莫滋共振的条目,可以随心的联想这个箱子的谐振点。发声的时辰让喇叭不动的使命即是负阻功放的任务了。负阻功放的使命旨趣是当喇叭在低频段使命的时辰,其阻抗脾性急巨变化,放大电路通过电流取样将这种变化取出来反馈给功放,使得功放以电流的式样进行控制喇叭,如果对放大电路进行等效分析,可以发现功放的内阻在规划上成负阻脾性。在动态放大的时辰使得喇叭加放大器的内阻接近于0。死一火这种电路使得在喇叭不管朝哪个主见都受到很强的阻尼。惟有发声以收尾,喇叭就不动了,箱子也就变刚体了。
第三种:电流模反馈放大电路,这个才是实用的电放逐大电路,亦然确凿的电流型负反馈,其反馈的信号是电流,不是电压,即是说在负反馈端不是加上,而是加入,有电流流入的。这种电路最早是在视频传输,或则仪器诞生象示波器什么的上用的好多。
由于是低阻负电流反馈输入这种电路的高频脾性极佳,容性负载的运转智商超强,惟有进过更正,发现作念功率放大器超过可以,可以弥补电压型放大器的一些先天不及,象开环频响低,闭环的瞬态频响失真,极弱的容性负载运转智商。弊端是这种电路的开环增益比较低,闭环后的失真会比电压型放大器高一个数目级。不外,作念的好总失真也不会过0.01%。
功率放大器简称功放,以其主要用途来说,功放可以分作念两个主要类别,即专勤恳放与民勤恳放。在体育馆场、影戏院、歌舞厅、会议厅、全球时事扩声,以及灌音监听等所在使用的功放,一般说在其本领参数上往往会有一些专有的要求,这类功放时时称之为专勤恳放或是专科功放。
而用于家庭的Hi-Fi音乐抚玩,AV系统放音,以及卡拉OK文娱的功放,时时称为民勤恳放或是家勤恳放。专勤恳放与民勤恳放尽管在一些脾性参数上有所远离,但也很难说有一条浊泾清渭的界线,比如用于音乐灌音监听的功放很可能即是一台可用于家庭Hi-Fi以致是Hi-end功放。
Hi-Fi功放与AV功放:
Hi-Fi功放与AV功放是家勤恳放中的两个主要类别。这两类功放用于不同的用途,联想的侧重也不相易。Hi-Fi功放用于抚玩音乐,使用者追求的是尽可能的“原汁原味”。而AV功放的使用者追求的是与画面相勾通的“现场”死一火,以致是夸张了的“现场”死一火。这两类功放不太好凯旋比较孰优孰劣,比如价位同为三千多元的Hi-Fi功放与AV功放,Hi-Fi功放的资本干与只在两个声谈上,而AV功放的资本干与则要兼顾5-6个声谈,还要具有一定的死一火处理功能。如果仅看其两个主声谈的干与,细目低于Hi-Fi功放两个声谈的干与。其放音死一火的各异是不言而谕的。但是无论是Hi-Fi功放如故AV功放,都有高等杰作型与超值普及型之分。
一般来说,很难能有一台可以对Hi-Fi、AV全兼容的AV功放,AV功放兼顾Hi-Fi音乐抚玩是有条目的,这一条目即是使用者抚玩音乐时的要求与尺度,如果使用者仅是用来抚玩一些安静音乐,或是惟有求大概听到乐曲的旋律,AV功放是比较容易得志的,但是要是对音乐抚玩有较高的要求,一般的AV功放就难于得志了。
晶体管功放与电子管功放:
用于Hi-Fi抚玩的功放可以分作晶体管功放和电子管功放两大类,曩昔还有效集成电路或是模块电路的Hi-Fi功放,但现仍是未几见。音响本领超等论坛 晶体管功放和电子管功放并不存在着优劣的各异,只不外应用的器件不同(一是晶体管,一是电子管),由于两类器件不同,其物理基理与电路特色也不相易。
电子管的电流是电子在真空中受电场力的眩惑,领略形成的。而晶体管的电流是半导体元素的外层电子在电场力的作用下升沉位置形成的。这种物理基理的不同,形成在本色应用中电路特色也不同。相对来说,电子管功放的使命电压较高,但使命电流比较小,而晶体管功放的使命电压较低,使命电流都比较大。 电子管功放与晶体管功放的音色确是有一定的各异,两者对瞬态信号的反馈也不相易。这种不同都又永别顺应了不同类别的音乐和不同的音乐抚玩者,是以Hi-Fi功放中形成了晶体管功放和电子管功放并存的情况。不外,如果以品牌、型号、数目而言,晶体管功放所占的份额仍是皆备大于电子管功放。
甲类功放与乙类功放:
晶体管功放输出级晶体管的使命情状,可以分作念甲类与乙类。所谓甲类,浅易地说即是使输出级晶体管在正弦交流信号的正负半周时均使命在线性区,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)使命在线性区。由于输出级晶体管的使命情状不同,使得输出级的电源运用效力(即输出功放与耗电功率之比)也不同。在实用的输出电路中,乙类的效力要比甲类的效力高2-3倍。
甲类功放不存在交越失真,何况无论本色输出功率大小,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,形成听感上也有不同,甲类功放的声息相对乙类功放而言比较暄和,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。甲类功放的这些特色,使得甲类功放在本色应用中不需要很大的输出功率余量,一台20W-30W的甲类功放仍是大概把大多数的音箱股东得很可以了。
前边提到了甲类功放的电源效力低,这一原因形成甲类功放使命时要散漫大批的热量。为了使晶体管的使命温度不进步一定限制,需要较大体积和面积的散热器,这使得甲类功放的体积、分量都比较大。
纯后级功放与单声谈功放:
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)作念在一个机壳中,这种功放常被称为“团结功放”,团结功放使用便捷,又有比较好的性能价钱比。但这种团结功放有它一些固有的弊端,其中最不好克服的即是前级与后级之间的互筹商扰问题了。为了处罚这一问题,于是便把前级与后级永别作念在两个机壳中,这么就有了纯后级功放。大多的纯后级功放都是双声谈的结构式样,但这种结构式样使得两个声谈互筹商扰问题又不太刚正罚,为了处罚两个声谈互相间的过问便又出现了把两个声谈分开的单声谈纯后级功放。
把功率放大器这么一块块地分割开,最主要的风趣是要擢升功放的教唆,而不是追求这种式样。如果只是在式样上竣事了互相分开,尽管可以处罚互筹商扰问题,但其它参数并未彰着改善,那么这种分开对功放擢升合座教唆来说如故有限的。功率放大器有晶体管与电子管之分,前级一样也有晶体管和电子管之分。关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式样,而不同的组合式样又有不同的音效特色,这使得使用者又多了一些遴荐的空间。
与纯后级功放配接的前级对总计这个词音响系统的优劣影响比较大。最初它必须具有一定的教唆,不然,纯后级或是单声谈的优点便发达不出来,以致有可能把一台劣质前级的“舛讹”隆起出来,合座音效反而更差了。再有,不同的前级后级勾通其音色特色不同,使用者可以凭证个东谈主的偏疼遴荐不同的组合式样。比如,好多音响与音乐爱好者就心爱用“胆前、石后”(即电子管前级,晶体管后级)的组及格式,以为这么组合既发达了晶体管后级功率输出大,瞬态反馈好的特色,又晓悟了电子管前级音色甜好意思、甘醇的“韵味”,不外这种搭配也并不是“金口御言”,因为具体的前级与后级都有各自的特色,而对音色的偏疼又因东谈主而异,使用者可以依据具体的情况找出我方所爱重的组及格式。
Hi-Fi功放应有多大的输出功率:
Hi-Fi功放应有的输出功率受好多因素影响,最初这一输出功率与所配接的音箱关系较大,其次还与功放的本身教唆筹商,再有即是与所使用的环境,也即是房间的空间体积筹商。
音箱有一项参数叫作理智度,它的单元是dB/m?W,所代表的风趣是当音箱得到1W的电功率时距离音箱1m处产生的声压(dB)。如果某款音箱的理智度是90dB,那么在1m处得到90dB的声压需有1W的功率来股东。要得到100dB的声压, 那就需要10W的功率来股东了。但如果音箱的理智度是80dB(如ATC的SCM-10)要思达到100dB的声压则需要100W的功率来股东了。大多数音箱的理智度约为85dB-90dB,对这些音箱来说,有10W-30W的不失真功率仍是大概有实足的声压了。
功放本身的教唆,与功放应有的输出功率关系较大。功放的参数中有一项称为阻尼总计,这是暗示对音箱控制智商的一项参数,但这一参数有一个控制鸿沟,何况又和具体的音箱有凯旋关系。一般说来,如果一台功放的教唆很好,在30 W输出时仍能保抓其性能参数在一定的水准。那么就莫得必要去要求功放有更大的功率输出。关联词如果功放的教唆不很理思,当输出功率加多时会引起其性能参数的劣化,那么就应当使功放的输出功率有一定的余量,以保证在实用的输出功率下仍有一定的精熟参数。时时情况下,当功放为甲类输出或是电子管功放,则不需要有过多的输出功率余量,20W-30W的输出功率仍是够用了。但如果是乙类功放或是教唆较差的功放,这时应使功放的输出功率有较大的余量。另外,如果配接的音箱是大型倒相式,也应使功放有较大的输出功率余量。在从功放本身的教唆探求功放应有的输出功率时,将功率余量选得大些如实能改善功放与音箱的适配情况。
遴荐输出功率较大的功放主要的风趣,不是因为需要那样大的声压,而是要改善功放对音箱的适配情状。如果一台输出功率控制的功放仍是大概把音箱控制的驾轻就熟,那么就莫得必要对这台功放忽视更高的输出功率要求。使用环境,也即是房间的空间体积与功放应输出的功率也有一定的关系,以上所谈及的输出功率大小,是以房间的空间体积在40以下而言,如果房间的空间体积较大,那么功放的输出功率则应加大一些。
电子管功放输出级的特色:
电子管功放的功率输出级有三种电路类型,一类是有输出变压器的推挽输出电路。这类输出电路类型在电子管功放中占了绝大多数。在推挽电路中的输出变压器中直流因素很少,二次谐波失真也很小,这类电路的输出功率可以作念得比较大,是以适用鸿沟也比较大。一般说对胆机音色有兴趣兴趣的音响爱好者来说,这类输出级的胆机很合适。不外这类功放的,输出变压器的联想与工艺至关要紧,如果输出变压器的联想与工艺上有不及之处,往往这类功放的频率反馈,瞬态反馈就不太理思。另外由于输出变压器的制约,是以配接音箱的顺应鸿沟较小。
另一类功率输出级的电路类型是单端甲类电路。这类电路也有变压器,但这类电路的输出变压器中有很大的直流因素,对输出变压器的要求比推挽输出电路中输出变压的要求要高。另外对供电电源的要求也比较高。这类输出电路的特色是二次谐波因素比较多,尽管这是一种谐波失真,但对音乐信号来说,二次谐波是高度的谐合音,是以听起来很中听。这一特色使得这种输出电路的功放在声息的音色上很有特色,尤其是当功放级遴选三极管时,东谈主声听起来很甜好意思,室内乐中的弦乐听起来也很细腻,或者说,这类功放的声息很有滋味。但是这类功放的输出功率拒接易作念得大,是以如果配用的音箱理智度较低,在放送大型管弦乐曲时就比较凑合了。这类电子管功放都很受一些音响玩家的接待,往往在备有一台大功率晶体管功放以外,又备有一台此类功放,思来是在音色上互有所补,不外,这也评释此类功放的音色特色确有动东谈主之处。
还有一类电子管功放的输出级电路是OTL电路,所谓OTL电路即是无输出变压器电路。当代的晶体管功放输出级险些全是OTL电路或是OTL电路的更正型。电子管和晶体管的脾性参数与使命情状不同,晶体管功放很容易恰当配阻抗为4- 8的音箱,而电子管功放要思不需要输出变压器去适配4-8的音箱就要费些荆棘了。电子管OTL功放由于去掉了输出变压器,是以在本领参数上比前边提到的那两类电路有很大的擢升,这类输出电路的功放声息极有特色,和前边两类输出电路比拟,它有宏伟的声势和浩繁的声场,和晶体管功放比拟它的音色又和善、细腻。这类功放由于莫得输出变压器,是以大概顺应较宽鸿沟的音箱阻抗。但是这类输出级的功放电源效力低,联想、工艺、调试都比较复杂,这类输出电路的功放仅见于一些高等机种中,很难见到廉价位的普及型机种。
电流特色:
对功放电路的了解或评价,主要从输出功率、效力和失真这三方面探求。
1、为得到需要的输出功率,电路须选集电极功耗实足大的三极管,功放管的使命电流和集电极电压也较高。电路联想使用中最初要探求若何充分地发达三极管功能而又不损坏三极管。由于电路中功放监使命情状常接近极限值,是以功放电流转念和使用时要小心,不宜超限使用。
2、从能耗方面探求,功放输出的功率最终是由电源提供的,举例收音机中功放耗电要占整机的2/3,因此要十分夺目擢升电路效力,即输出功率与耗电功率的比值。
3、功放电路的输入信号仍是几级放大,有实足强度,这会使功放监使命点大幅度移动,是以要求功放电路有较大的动态鸿沟。功放管的使命点遴荐失当,输出会有严重失真。