???? 扬声器功率放大是将音频电压信号转化成音频信号并驱动发声的一种设备。功率放大器在扩声中起着极其重要作用,如果没有功率放大器,扬声器就不能放声,也就无扩声可言。
??? 扬声器功率放大是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即交流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数,应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号,这现象成为三极管的放大作用。经过不断的电流及电压放大,就完成了功率放大。
功率放大器通常由3部分组成:
前置放大器、驱动放大器、末级功率放大器。
1、前置放大器起匹配作用,其输入阻抗高(不小于10kΩ),可以将前面的信号大部分吸收过去,输出阻抗低(几十Ω以下),可以将信号大部风传送出去。同时,它本身又是一种电流放大器,将输入的电压信号转化成电流信号,并给予适当的放大。
2、 驱动放大器起桥梁作用,它将前置放大器送来的电流信号作进一步放大,将其放大成中等功率的信号驱动末级功率放大器正常工作。如果没有驱动放大器,末级功率放大器不可能送出大功率的声音信号。
3、末级功率放大器起关键作用。它将驱动放大器送来的电流信号形成大功率信号,带动发声,它的技术指标决定了整个功率放大器的技术指标。
功率放大器的主要技术指标:
1、额定功率(rate power):是指连续的正弦波功率,在1kHz正弦波输入及一定的负载下,谐波失真小于1%所输出的功率,表示成W/CH(瓦/声道)。一般来说,额定功率越大,造价越高。
2、总谐波失真(THD):是指高次谐波占基波的百分比,总谐波失真越小越好,目前好的功率放大器的总谐波失真能达到0.02%
3、转换率(slew rate):单位时间上升的电压幅度,单位为伏/微秒,它反映了功率放大器对瞬态声音信号的跟踪能力,是一种瞬态特性指标。
4、阻尼因子(damping factor):其定义为功率放大器的负载阻抗(大功率管内部电阻加上音箱的接线线阻),例如8Ω:0.04Ω=200:1,一般要求比值比较大,但不能太大,太大会觉得发声单薄,太小则会使声音混浊,声音层次差,声像分布不佳。
5、输出阻抗(output impedance)(或称额定负载阻抗):通常有8Ω、4Ω、2Ω等值,此值越小,说明功率放大器负载能力越强。就单路而言,额定负载为2Ω的功率放大器,可以带动4只阻抗为8Ω的音箱发声,并且失真很小。
功率放大器的特点 向负载提供信号功率的放大器,通常称为功率放大器。功率放大器工作时,信号电压和电流的幅度都比较大,因此具有许多不同于小信号放大器的特点。
功率放大器的效率
功率放大的实质是通过晶体管的控制作用,把电源提供给放大器的直流功率转换成负载上的交流功率。交流输出功串和直流电源功率息息相关。一个功率放大器的直流电源提供的功率究竟能有多少转换成交流输出功率呢?我们当然希望功率放大器{zh0}能把直流功率(PE= EcIc)百分之百转换成交流输出功率(Psc=Uscisc)实际上却是不可能的。因为晶体管自身要有一定的功率消耗,各种电路元件(电阻、变压器等)要消耗一定的功率,这就有个效率问题了。放大器的效率η指输出功率Psc与电源供给的直流动率PE之比,即通常用百分比表示:
η=Psc/PE
通常用百分比表示:
η=Psc/PE×{bfb}
效率越高,表示功率放大器的性能越好。
晶休管在大信号工作条件下,工作点会上下大幅度摆动。一旦工作点跳出输入或输出特性曲线的线性区,就会出现非线性失真。所以对声频功率放大器来说,输出功率总要和非线性失真联系在一起考虑。一般声频功率放大器都有两个指标棗{zd0}输出功率和{zd0}不失真输出功率。前者说明放大器的{zd0}负载能力,后者表示不失真放大的能力。例如,两台扩音机{zd0}输出功率都是50瓦,但一台的{zd0}不失真功率是40瓦,另一台的{zd0}不失真功率是30瓦,前者的性能就要比后者好些。
扬声器功率放大器三种工作状态
功率放大器按工作状态的不同,可分为甲类、乙类和甲乙类三种。甲类放大器的特点是工作点选在输出特性曲线线性区的中间位置,信号电流在整个周期内都流通,失真小但效率低,输出功率也小。乙类放大器工作点选在基极电流等于零的那条输出特性曲线上,信号电流只在半周期内流通,效率高,输出功率大,但失真严重。第三类放大器的工作点既不象乙类放大选得那样低,也不象甲类那样高,电流截止的时间小于半周期,工作性能介于甲类和乙类之间。