音频放大器简介

1、音频放大器简介功率放大器（简称功放）的作用是给音响放大器的负载 Rl （扬声器）提供一定的输出功 率，当负载一定时，输出功率尽可能大，输出信号的非线性失真尽可能小，效率才会高。音频放大器最早是由电子管放大器发展而来，为了满足需求，不断地加以改进。效率越来越高，主要应用在 TV、音响、笔记本电脑、PDA等便携式电子设备中。音频功放的分类A类放大器（也叫甲类放大器）特点：工作点Q设定在负载线的中心点附近，晶体管在输入信号的整个周期内均可导通。如图1可单管工作，也可以推挽工作。失真度小，信号越小传真度越高。工作效率较低。图1B类放大器（也称乙类放大器）特点：静态点在（VCC 0）处，即在截止区，没有

2、信号输入时，输出端几乎不消耗功率，在 Vi 的正半周期内，Q1导通且Q2截止，所以，形成图2的输出端正半周正弦波； 同理，当Vi为 负半周时，Q1截止而Q2导通，结果形成输出端负半周正弦波，如图 2虚线部分所示。B类放大器在两管推挽工作时，效率最高，可达到78%因为放大器有一段时间工作在非线性区域内，会产生较大的交越失真。图2Vcc-Vcc图3B类双端推挽放大器AB类放大器（甲乙类放大器）晶体管导通时间稍大于半周期， 使用两管推挽工作，可以避免交越失真。交替失真较大， 可以抵消偶次谐波失真。效率较高，晶体管功耗较小。AB类放大器是为解决 B类放大器在信号大小在-0.6VVi0,6V 之间时，Q

3、1、Q2皆无法 导通所引起的，因此，如果我们在 Q1及Q2的VBE之间加上两个0.6V的电池，使输入信号 在0.6V之间大小时，Q1、Q2也可以导通（彷佛一个A类放大器有加上 VB琳压一般），以 降低失真，Vc:图4 AB类放大器D类放大器（数字音频功率放大器）将输入音频信号或 PCM字信息变换成 PWM脉冲宽带调制）或 PDW（脉冲密度调制） 的脉冲信号，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，也称开关放大器。D类放大器有输入信号处理电路、开光信号形成电路、大功率开关电路（半桥或者全桥）、和低通滤波器（LC）等组成。特点：效率高。发热少、功耗低体积小失真低、频率响应曲线好。但

4、存在EMI电磁干扰，可能会对手机RF部分或者天线部分产生干扰，降低手机灵敏度D放大器基本架构如图 5所示，输入讯号经由脉波宽度调变器（Pulse Width Modulation）将音频信号调制成数字信号后，由功率晶体管（Q1,Q2）放大输出，再经由低通滤波器（Lf,Cf）取出原输入端的音频讯号送至喇叭输出。图5 D放大器基本架构由于功率晶体管输入为一数字信号，Q1,Q2工作处于饱和与截止两个状态，因此 Q1,Q2本身所消耗功率将非常小，提高整个放大器的效率，而使散热装置大幅减小进而在组件的设计上可以大大缩小其体积。各放大器的有点比较A类放大器B类放大器AB类放大器D类放大器工作点位置负载线中

5、点负载线截止点负载线中点与 截止点之间导通角度e =360e =180180 e 2且Vq测量P。的条件：信号发生器的输出信号 （音响放大器的输入信号） 的频率fi=1KHz,电压V=5mA,音调控 制器的两个电位器 RR、R股置于中间位置，音量控制电位器置于最大， 用双踪示波器观测 V、 M的波形，失真度测量仪检测 Vo的波形失真。注意：在最大输出电压测量完成后应迅速减小V ,否则会因测量时间太久而损坏功率放大器。测量Po的步骤：功率放大器的Po端接负载电阻 R （代替扬声器），逐渐增大输入电压 V,直到Vo的波形 刚好出现削波失真（或小于 3%,此时对应的输出电压为最大输出电压，即可以根据

6、上式算 出额定功率。音调控制特性输入信号V （=100mV从音调控制级输入端的耦合电容加入，输出信号Vo从输入端的耦合电容引起。先测 1KHz处的电压增益 AVO=0dB,再分别测试低频特性和高频特性。同样，测高频特性是将 RR的滑臂分别置于最左端和最右端，频率从 1kHz至50kHz变 化，分别测量对应的电压增益。 最后绘制出音调控制特性曲线， 并标注与fL1、fx、fL2、f0（1kHZ）、 fH1、fH2等频率对应的电压增益。频率响应放大器的电压增益相当于中音频率f0 （1kHz）的电压增益下降3dB时对应低音频截止频率fL和高音频截止频率fH,称fLfH为放大器的响应频率。测量条件：调节 RB使输出电压为最大输出电压的50%测量步骤：音响放大器的输入端接V （约5mV, RP、RP2置于最左端，使信号发生器的输出频率fi从20Hz至50kHz变化（保持 V不变），测量负载电阻 R上对应的输出电压 V 用半对数坐标绘出频率响应曲线，并在曲线上标注fL和fH值。输入灵敏度使音响放大器输出额定功率时所需输入电压（有效值），称为输入灵敏度VSo测量条件与额定功率测量相同。测量方法：使 V从零开始逐渐增加，直到 vo达到额定功率时所对应的电压值，此时对 应的V即为输入灵敏度。噪声电压音响放大器的输入为零时，输入负载Rl上的电压称为噪声