声音放大器类

肯定很多人都听说过现代放大器可以属于不同的类别。然而，远离音响系统和音响设备技术特点的人，不太可能了解字母名称背后隐藏的内容。

在我们的评论中，我们将更详细地讨论什么是放大器类别、它们是什么以及如何选择最佳模型。

放大器等级是在功能图中它在一个工作周期内由正弦输入信号驱动的输出信号值，并因此而变化。 放大器分类取决于用于放大来自类别的输入信号的模式的线性参数，其精度提高，效率相当低，完全非线性。 在这种情况下，信号的声音再现精度不是很高，但效率是相当高的。所有其他类别的放大器都是这两组之间的某种中间模型。

所有类别的放大器都可以有条件地分为两个子组。 第一个包括 A、B 类以及 AB 和 C 类的经典控制模型。 它们的类别由它们在输出信号的某个部分的电导率参数决定。因此，输出端内置晶体管的操作位于“关闭”和“开启”之间。

第二类设备包括更现代的模型，它们被认为是所谓的开关类 - 这些是模型 D、E、F 以及 G、S、H 和 T。

这些放大器在操作中使用脉宽调制，以及数字电路在“完全关闭”和“完全开启”之间连续转换信号。 结果，在饱和区出现强大的输出。

我们将更详细地讨论不同类别的放大器。

由于设计简单，A 类型号使用最广泛。这是由于输入信号失真的几个参数，因此，与所有其他类别的放大器安装相比，音质高。 与其他模型相比，此类别中的模型具有高度线性。

通常，A 类放大器在其工作中使用单一版本的晶体管。 它连接到信号的两半的基本发射极配置，因此即使没有相位信号，锗晶体管也始终通过它。这意味着在输出端，该级不会完全进入信号截止和饱和区域。它大约在负载线的中心有自己的偏移点。这种结构导致晶体管根本不激活 - 这被认为是其基本缺点之一。

由于 A 类设备是单端的，并且在所有给定曲线的线性区域中运行，因此一个输出设备可以 360 度全方位传输，在这种情况下，A 类设备完全符合电流源。

正如我们已经说过的，由于此类放大器在超线性区域中运行，因此必须正确设置直流偏置。 - 这将确保正常运行并提供 24 瓦功率的声音流。但是，由于输出设备始终处于关闭状态，它不断地传导电流，这就为整个结构中不断损耗功率创造了条件。此功能导致释放大量热量，而它们的效率相当低 - 不超过 40%，这使得它们在涉及某种强大的声学系统时不切实际。除了， 由于安装时空载电流增大，电源必须有合适的尺寸，并尽可能进行过滤，否则功放的声音和第三方的嗡嗡声是无法避免的。 正是这些缺点导致制造商被迫继续致力于创造更高效类别的放大器。

B 类放大器由制造商创建，用于解决与低效率和过热程度增加相关的问题，这些问题是前一类安装中固有的。 在他们的工作中，B 类模型使用一对额外的晶体管，通常是双极的。 它们的区别在于，对于信号的两半，输出边沿是根据推挽电路构建的，因此每个晶体管器件只放大输出信号的一半。

这类放大器没有基本直流偏置电流，因为它的静态电流为零，因此直流额定功率通常很低。因此，其效率远高于器件 A。同时 当信号变为正时，正偏置晶体管驱动它，而负偏置晶体管保持关闭。 类似地，在输入信号取负值的瞬间，正端关断，反之，负偏晶体管被激活，提供负半部分信号。结果，晶体管在其工作期间仅在输入信号的正半周期或负半周期进行 1/2 个周期。

这种推挽式设计的效率比 A 类放大器高 45-60%。 这种类型的模型的问题是，由于输入电压走廊中晶体管的“死区”，它们在音频信号通过时会产生明显的失真，其值从-0.7 V到+0.7五。

物理课上大家都知道，基极发射极必须给0.7V左右的电压，双极晶体管才能开始全布线。直到这个电压超过这个标记，输出晶体管才会移到导通位置。这意味着进入 0.7 V 走廊的一半信号将开始被不准确地再现。因此，这使得 B 类设备实际上不适合在精密声学装置中使用。

为了 为了克服这些扭曲，发明了所谓的 AB 类折衷设备。

该型号是A类和B类设计的一种串联，目前AB类放大器被认为是最常见的设计方案之一。 它们的工作方式有点像 B 类产品，唯一的例外是两个晶体管器件可以同时在波形交叉点附近传导信号。 这完全消除了之前B组放大器的所有信号失真问题，不同的是这对晶体管的偏置电压相当低，通常是静态电流参数的5%到10%。在这种情况下，导通装置保持开启的时间比一个半周期的时间长，但同时它远小于输入信号的一个完整周期。

可以完全肯定地说 AB 型器件在效率和线性度方面被认为是 A 类和 B 类模型之间的完美折衷。并且，音频信号转换效率约为50%。

C 类装置旨在尽可能高效，但与所有其他类别相比，线性度相当差。 C 类放大器的偏置非常明显，因此输入电流变为零并在输入信号的 1/2 个周期内保持在那里。 此时，晶体管处于关闭状态的待机模式。

这样的设计特点使得无法在声学系统中使用放大器。 通常，这些模型已在高频发生器以及射频放大器的各个版本中找到了它们的使用范围，其中在输出端发射的电流脉冲被转换为给定频率的正弦波。

D类放大器是指两通道非线性开关模型，它们也被称为PWM放大器。

在绝大多数音频系统中，输出级以 A 或 AB 类运行。 在 D 组集成放大器中，即使在最完整、几乎理想的实现情况下，线路输入的功耗也很大。这使得 D 级型号在大多数应用中具有显着优势，因为其产生的热量最少，设备的重量和尺寸更小，因此产品成本更低，而与其他设计的型号相比，此类型号的电池寿命更长。

F类放大器。 这些模型提供了更高的效率，它们的效率约为 90%。

G类放大器。 该放大器实际上是 TDA 上基本 AB 类设备的高级高线性设计。如果输入信号的参数发生变化，该类别的模型可以在不同的电源线之间自动切换。这种切换极大地降低了能量消耗，并因此降低了由热损失引起的功耗。

I类放大器。 这样的模型有几组额外的输出设备。在开启之前，它们以推挽配置排列。第一个设备切换信号的正极部分，第二个负责切换负极部分，类似于B类放大器。如果输入端没有音频信号，或者如果信号到达零交叉点，则切换机制与主循环同时开启和关闭。

S类放大器。 这类放大器被归类为非线性开关机制。就其工作机制而言，它们与 D 类放大器有些相似，这种放大器将模拟输入信号转换为数字信号，将它们放大很多倍。因此，为了提高输出功率，通常开关器件的数字信号要么是全开要么是全关，因此这类器件的效率可以达到100%。

T 类放大器。 另一个版本的数字放大器。如今，由于允许对输入信号进行数字处理的微电路以及内置多通道 3D 声音放大器的存在，此类模型越来越受欢迎。这种效果是由允许您将模拟信号转换为高 PWM 数字类型声音的设计提供的。 C 类设备的设计结合了类似于 AB 类的低失真信号的特性，同时保持了 D 类型号的效率。

首先，让我们详细了解放大器的原理。你肯定会感到惊讶，但实际上工厂放大器并没有放大任何东西。实际上， 其操作机制类似于最简单的起重机的操作： 你扭动手柄，供水管的水开始流动，或强或弱，如果你扭动它，水流就会被阻塞。在放大器中，所有过程都以相同的方式发生。来自强大的电源模块，电流流过连接到设备的扬声器。在这种情况下，分接头的功能由晶体管接管 - 在输出端，它们的关闭和打开程度由传递到放大器的信号控制。从这台起重机的确切功能，即输出晶体管如何工作，确定放大器的类别。

如果我们谈论的是 AB 器件，那么它们中的晶体管可能具有令人不快的特性，即与到达它们的信号不成比例地打开和关闭。因此，他们的工作变得不变。回到水龙头的比喻上来，你可以转动水龙头把手，但一开始水流会很慢，然后突然流量会突然增加。

为此原因 即使没有信号，AB 类晶体管也必须保持半开。 这是必要的，以便它们立即开始工作，并且不要等到信号达到一定水平 - 只有在这种情况下，放大器才能以最小的失真再现声音。在实践中，这意味着一些有用的能量被浪费了。试想一下，你打开公寓里所有的水龙头，一小滴水就会源源不断地从里面流出。因此，此类型号的效率不超过 50-70%，效率低是 AB 类放大器的主要缺点。

如果我们谈论 D 级设备，那么它们的工作原理是完全一样的： 他们有自己的输出晶体管，能够关闭和打开。因此，通过与它们相连的扬声器的电流通道受到调节，但只有一个信号控制它们的开口，在其配置中，它与传入的扬声器相距甚远。

这就是将信号施加到 D 类设备的输出晶体管的方式。在这种情况下，它们将以完全不同的方式运行：要么完全关闭，要么在没有任何中间值的情况下打开。这意味着此类模型的效率可以接近 100%。

当然，现在将这样的信号传输到音频系统还为时过早；首先，它应该回到标准配置。这可以使用输出扼流圈和电容器来完成 - 在它们处理之后，在输出端形成放大信号，其形式完全重复输入信号。是他被传送到扬声器。

D 级设备的主要优势是提高效率 因此，更节省能源消耗

长期以来一直认为 要连接高质量的声学装置，AB 功放将是最佳解决方案. D 类型号将输入信号转换为频率降低的脉冲信号，因此只有在低音炮模式下才能发出良好的声音。这些天技术已经向前迈进了一大步，今天已经有了几乎可以立即打开和关闭的高速晶体管，商店里有很多D级宽带设备。

这些型号不仅适用于低音炮，还适用于任何类型的现代声学系统。对于那些不需要高功率的选项，购买一个相当紧凑的放大器是有意义的。

因此，如果您有足够的空间来连接扬声器，那么您可能会选择 AB 级型号。几十年来，这些型号的电路已经得到了很好的发展，它们的音质相当不错，如果出现故障，您可以在最近的服务中心轻松维修。

如果声音安装的区域有限，那么您应该仔细查看 D 组的宽带型号。 在与 AB 级产品相同的功率参数下，它们更小更轻，而且发热更少，有些型号甚至可以让您在最少干预的情况下谨慎安装。

对于低音炮连接，在 D 级安装中的最大优势，由于低音模块是最耗能的频率范围 - 在这种情况下，产品的效率至关重要，在这方面，D 类产品根本没有竞争对手。

在本视频中，您可以更清楚地了解扩音器的类别。