❶ 什么是Class A,Class B,Class AB放大器
1、纯甲类功率放大器
纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器(Class A),它是一种完全的线性放大形式的放大器。在纯甲类功率放大器工作时,晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态,这就意味着更多的功率消耗为热量,但失真率极低。纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见,像意大利的Sinfoni高级系列才有这类功率放大器。这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,但音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。2、乙类功率放大器
乙类功率放大器,也称为B类功率放大器(Class B),它也被称为线性放大器,但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。B类功放在工作时,晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入,也就是说,在正相的信号过来时只有正相通道工作,而负相通道关闭,两个通道绝不会同时工作,因此在没有信号的部分,完全没有功率损失。但是在正负通道开启关闭的时候,常常会产生跨越失真,特别是在低电平的情况下,所以B类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。在实际的应用中,其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放,因为它的效率比较高。3、甲乙类功率放大器
甲乙类功率放大器也称为AB类功率放大器(Class AB),它是兼容A类与B类功放的优势的一种设计。当没有信号或信号非常小时,晶体管的正负通道都常开,这时功率有所损耗,但没有A类功放严重。当信号是正相时,负相通道在信号变强前还是常开的,但信号转强则负通道关闭。当信号是负相时,正负通道的工作刚好相反。AB类功率放大器的缺陷在于会产生一点点的交越失真,但是相对于它的效率比以及保真度而言,都优于A类和B类功放,AB类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。4、D类功率放大器
D类放大器与上述A,B或AB类放大器不同,其工作原理基于开关晶体管,可在极短的时间内完全导通或完全截止。两只晶体管不会在同一时刻导通,因此产生的热量很少。这种类型的放大器效率极高(90%左右),在理想情况下可达100%,而相比之下AB类放大器仅能达到78.5%。不过另一方面,开关工作模式也增加了输出信号的失真。D类放大器的电路共分为三级:输入开关级、功率放大级以及输出滤波级。D类放大器工作在开关状态下可以采用脉宽调制(PWM)模式。利用PWM能将音频输入信号转换为高频开关信号,通过一个比较器将音频信号与高频三角波进行比较,当反相端电压高于同相端电压时,输出为低电平;当反相端电压低于同相端电压时,输出为高电平。 在D类放大器中,比较器的输出与功率放大电路相连,功放电路采用金属氧化物场效应管(MOSFET)替代双极型晶体管(BJT),这是由于前者具有更快的响应时间,因而适用于高频工作模式。D类放大器需要两只MOSFET,它们在非常短的时间内可完全工作在导通或截止状态下。当一只MOSFET完全导通时,其管压降很低;而当MOSFET完全截止时,通过管子的电流为零。两只MOSFET交替工作在导通和截止状态的开关速度非常快,因而效率极高,产生的热量很低,所以D类放大器不需要很大的散热器。 D类功放还有其它许多的称法,如T类等,它们都是D类功放的一种变形。在实际应用中,直到1980以后,由于MOSFET的出现,这种开关式功放才得以迅速发展。在实际的发展过程中,虽然有高效率,但同时也有高失真,高噪声以及较差的阻尼因素。随着技术的发展,这类缺陷将越来越少,估计未来D类功放在汽车音响领域中会得到更加广泛的应用。
❷ 什么叫D类功放 有啥区别
一、定义:
功率放大器简称功放,其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后,产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能,不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
二、分类:
(一)按功放中功放管的导电方式不同,可以分为四类:
1.甲类功放(又称A类)
甲类功放是指在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周),放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。
特点:甲类放大器工作时会产生高热,效率很低,但固有的优点是不存在交越失真。单端放大器都是甲类工作方式,推挽放大器可以是甲类,也可以是乙类或甲乙类。
2.乙类功放(又称B类)
乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器,每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。
特点:乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。
3.甲乙类功放(又称AB类)
甲乙类功放界于甲类和乙类之间,推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。
特点:甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题,效率又比甲类放大器高,因此获得了极为广泛的应用。
4.丁类功放(又称D类)
丁类功放也称数字式放大器,利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号
特点:具有效率高,体积小的优点。许多功率高达1000W的丁类放大器,体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器,但在有源超低音音箱中有较多的应用。
(二)按功放输出级放大元件的数量,可以分为两类:
1.单端放大器
输出级由一只放大元件(或多只元件但并联成一组)完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。
2.推挽放大器
输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好像是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推挽式放大,但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。
(三)按功放中功放管的类型不同,可以分为三类:
1.胆机
是使用电子管的功放。
2.石机
是使用晶体管的功放。
3.IC功放
[集成电路功放]
由于音色比不上上两种功放所以在HI-FI功放中很少看到他的影子。
❸ 简单实用的d类功放制作原理及要点
在a、b类功放的音频阵地中,d类功放渐渐的流行起来,它以其高效率和体积小的特点被音频设计者所喜爱。d类功放在音频设计电路中的频频出现,让很对音乐爱好者对其燃起了兴趣,想要自己设计制作一个d类功放。作为一个音乐发烧友,我对于d类功放的痴迷也是由来已久,试着制作过一个,效果还不错,现将经验和心得与各位发烧友一起分享探讨。
d类功放的基本原理很简单:就是把一个脉冲宽度调制的矩形波被放大并且过滤后进行音频输出。而这个矩形波是由很高频率三角波与要放大的音频信号用比较器相比较之后产生的。d类功放它包括三个基本的部分,调制器、开关放大器和低通滤波器。
d类功放与ab类不同之处在于,d类功放更注重饱和压降、开关响应两大因素。这是因为要想使功放管的散热结构得到简化,就要保证饱和管压降小。近年来这种高频大功率管市场价格已经非常平民,给想要尝试制作的朋友们带来了福音。
要制作一个d类功放首先要有一个完整且经过试验的电路图,这个如果对自己的设计能力不是很有信心的话,就去网上各大论坛去淘一个,有些电路图的设计堪称完美。有达人已经试验过了,可以直接拿来使用。至于芯片,现在有很多已经设计好的一些集成的芯片可以买到。
接下来要解决调制器的问题了。这个简单,可以直接到市场去购买运放构成比较器来当调节器。
需要注意的是开关放大器的购买。这个放大器一定要准备一个大电流的。不然的话可能会造成短路或根本带不起来。
最后是低通滤波器。d类功放对低通滤波器的元件要求极高,这就需要在低通滤波器投入较大的成本比例。因为较便宜的就会导致音质失真,这在音乐发烧友那里是行不通的,所以你可以根据需用二阶低通滤波器或者用四阶滤波器来保证音乐的原汁原味。
当你准备好了所需的基本器件,按照电路图就可以开始制作自己的d类功放了。其实动手能力强的话,做一个简单实用的d类功放还是比较容易的。我当时制作的时候用了大概一天的时间就完成了整个工序,而且还在外在造型上花了功夫。只注重实际效果的朋友们估计能够更快的制作成功。这么简单实用的d类功放看到还不心动,快动动手让自己拥有一个吧。
❹ 什么是d类功放
D类功放指的是D类音频功率放大器(有时也称为数字功放)。
通过控制开关单元的ON/OFF,驱动扬声器的放大器称D类放大器。D类放大器首次提出于1958年,近些年已逐渐流行起来。已经问世多年,与一般的线性AB类功放电路相比,D类功放有效率高、体积小等特点。
D类功放,是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM信号。能够输出的最大功率由负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。
关于d类功放的优势:
传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种,其功率放大器件(电子管、晶体管、场效应管、集成电路等)均工作于线性放大区域,属线性放大器,其效率普遍不高,通常ab类放大器的效率不会超过60%。
采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲,控制功率管以相应的频率饱和导通或截止,功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。
❺ D类放大器的优点
在传统晶体管放大器中,输出级包含提供瞬时连续输出电流的晶体管。实现音频系统放大器许多可能的类型包括a类放大器,ab类放大器和b类放大器。与d 类放大器设计相比较,即使是最有效的线性输出级,它们的输出级功耗也很大。这种差别使得d类放大器在许多应用中具有显着的优势,因为低功耗产生热量较少,节省印制电路板(pcb)面积和成本,并且能够延长便携式系统的电池寿命。
❻ A类 B类 AB类 D类功放的区别,有什么不一样
纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器(Class A),它是一种完全的线性放大形式的放大器。在纯甲类功率放大器工作时,晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态,这就意味着更多的功率消耗为热量,但失真率极低。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见,像意大利的Sinfoni高级系列才有这类功率放大器。这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低,通常只有20-30%,但音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
乙类功率放大器,也称为B类功率放大器(Class B),它也被称为线性放大器,但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。B类功放在工作时,晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入,也就是说,在正相的信号过来时只有正相通道工作,而负相通道关闭,
两个通道绝不会同时工作,因此在没有信号的部分,完全没有功率损失。但是在正负通道开启关闭的时候,常常会产生跨越失真,特别是在低电平的情况下,所以B类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。在实际的应用中,其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放,因为它的效率比较高。
甲乙类功率放大器也称为AB类功率放大器(Class AB),它是兼容A类与B类功放的优势的一种设计。当没有信号或信号非常小时,晶体管的正负通道都常开,这时功率有所损耗,但没有A类功放严重。当信号是正相时,负相通道在信号变强前还是常开的,但信号转强则负通道关闭。
当信号是负相时,正负通道的工作刚好相反。AB类功率放大器的缺陷在于会产生一点点的交越失真,但是相对于它的效率比以及保真度而言,都优于A类和B类功放,AB类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。
D类放大器与上述A,B或AB类放大器不同,其工作原理基于开关晶体管,可在极短的时间内完全导通或完全截止。两只晶体管不会在同一时刻导通,因此产生的热量很少。这种类型的放大器效率极高(90%左右),在理想情况下可达100%,而相比之下AB类放大器仅能达到78.5%。不过另一方面,开关工作模式也增加了输出信号的失真。
D类放大器的电路共分为三级:输入开关级、功率放大级以及输出滤波级。D类放大器工作在开关状态下可以采用脉宽调制(PWM)模式。利用PWM能将音频输入信号转换为高频开关信号,通过一个比较器将音频信号与高频三角波进行比较,当反相端电压高于同相端电压时,输出为低电平;
当反相端电压低于同相端电压时,输出为高电平。 在D类放大器中,比较器的输出与功率放大电路相连,功放电路采用金属氧化物场效应管(MOSFET)替代双极型晶体管(BJT),这是由于前者具有更快的响应时间,因而适用于高频工作模式。
D类放大器需要两只MOSFET,它们在非常短的时间内可完全工作在导通或截止状态下。当一只MOSFET完全导通时,其管压降很低;而当MOSFET完全截止时,通过管子的电流为零。
两只MOSFET交替工作在导通和截止状态的开关速度非常快,因而效率极高,产生的热量很低,所以D类放大器不需要很大的散热器。
D类功放还有其它许多的称法,如T类等,它们都是D类功放的一种变形。在实际应用中,直到1980以后,由于MOSFET的出现,这种开关式功放才得以迅速发展。
在实际的发展过程中,虽然有高效率,但同时也有高失真,高噪声以及较差的阻尼因素。随着技术的发展,这类缺陷将越来越少,估计未来D类功放在汽车音响领域中会得到更加广泛的应用。
功率放大器简称功放,俗称"扩音机",是音响系统中最基本的设备,它的任务是把来自信号源(专业音响系统中则是来自调音台)的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
功放的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,推动音箱放声。一套良好的音响系统功放的作用功不可没。按功能不同,可以前置放大器(又称前级)、功率放大器(又称后级)与合并式放大器。
选购要点:
一是看接口是否齐全。
一部AV功放应当具备的最基本输入输出接口,应当包括以下这些:同轴、光纤、RCA多声道输入接口,用于输入数码或模拟音频信号;喇叭输出接口,用于向音响输出信号。
二是看环绕声格式是否齐备。
流行的环绕声格式主要有DD和DTS,以上两种均为5.1声道。现在这两种格式已发展到DD EX和DTS ES,均为6.1声道。
三是看所有声道功率是否单独可调。
有的廉价功放是将双声道分成五个声道,声道要大就一块大,要小就一块小,而真正合格的AV功放每个声道都可以单独调节。
四是看功放的重量。
一般来说,应尽量选择较重的机种,理由是较重的器材首先电源供应部分较强,功放大部分的重量都来自于电源与机箱,器材较重,就表示他使用的变压器数值较大,或使用了容量较大的电容,这些对于放大器而言是提升品质的做法。其次是机箱较重,机箱的材料与重量对声音有着一定程度的影响,某些材质做成的机箱,对于机箱内电路和外界散步的无线电波隔绝有着一定的帮助。机箱的重量较高或结构较稳定,还可以避免器材受到无谓的振动而影响声音。三是较重的功放,用料通常较为丰富扎实。
功率是音响系统中最重要的参数,表示音响系统带负载的能力。这也是我们在购买时首先应注意的地方。但如果各个厂家都用各自不同的测定基准来标识产品性能,缺少足够的认识往往很难作出客观比较。功放亦是如此,在查看功放功率的标识时应注意以下三点:
其一,电池电压。
汽车电池的电压是经常变化的,对于两种常用标识:14.4V/100W、12V/100W的功放是完全不同的两种功率说明。由于汽车在行驶过程中的电压基本上在12V左右,因此在12V电压状态下所测得的功率值更为接近真实情况。而且以持续电压12V为基准标识功率的功放在达到12V以上时可以达到获得更大的功率。
其二,谐波失真率THD。
在比较功放的持续输出功率时,需在相同(或是较为接近)THD值下进行。不同的THD值下测试出的音质差别是十分明显的,有的时候其标识的最大功率很高,但很有可能它的失真和噪音也同样很高。因此在检查最大功率的同时也应留意其所标识的THD值。
其三,频率范围。
功放的持续功率输出应在其实际使用的频率范围内进行检测。对于功放的功率,应要求标识完整的检测范围,仅标识某个频率时功率值没有任何意义。在确定了同一基准后,我们就可以来比较功放功率了。通常,在选购音响系统时一般来说遵循大功率输出原则。功放的输出功率越大,表明它们驱动扬声器的能力也越强。功放的功率应大于喇叭的指示功率,如果选用的功率偏小,在长期使用大功率输出时,容易烧坏,还会导致音质差、失真等故障的出现。
❼ D类功放原理详细介绍
D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态,不耗电。工作时,靠输入信号让晶体管进入饱和状态,晶体管相当于一个接通的开关,把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电,实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关,而与信号输出的大小无关,所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下,D类功放的效率为100%,B类功放的效率为78.5%,A类功放的效率才50%或25%(按负载方式而定)。
D类功放实际上只具有开关功能,早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而,开关功能(也就是产生数字信号的功能)随着数字音频技术研究的不断深入,用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代,设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术,70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率,另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放,两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。其中关键的一步就是对音频信号的调制。
图1是D类功放的基本结构,可分为三个部分:
图1D类功放基本结构
第一部分为调制器,最简单的只需用一只运放构成比较器即可完成。把原始音频信号加上一定直流偏置后放在运放的正输入端,另通过自激振荡生成一个三角形波加到运放的负输入端。当正端上的电位高于负端三角波电位时,比较器输出为高电平,反之则输出低电平。若音频输入信号为零、直流偏置三角波峰值的1/2,则比较器输出的高低电平持续的时间一样,输出就是一个占空比为1:1的方波。当有音频信号输入时,正半周期间,比较器输出高电平的时间比低电平长,方波的占空比大于1:1;负半周期间,由于还有直流偏置,所以比较器正输入端的电平还是大于零,但音频信号幅度高于三角波幅度的时间却大为减少,方波占空比小于1:1。这样,比较器输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形,称为PWM(Pulse Width Molation脉宽调制)或PDM(Pulse Duration Molation脉冲持续时间调制)波形。音频信息被调制到脉冲波形中。{{分页}}
第二部分就是D类功放,这是一个脉冲控制的大电流开关放大器,把比较器输出的PWM信号变成高电压、大电流的大功率PWM信号。能够输出的最大功率有负载、电源电压和晶体管允许流过的电流来决定。
第三部分需把大功率PWM波形中的声音信息还原出来。方法很简单,只需要用一个低通滤波器。但由于此时电流很大,RC结构的低通滤波器电阻会耗能,不能采用,必须使用LC低通滤波器。当占空比大于1:1的脉冲到来时,C的充电时间大于放电时间,输出电平上升;窄脉冲到来时,放电时间长,输出电平下降,正好与原音频信号的幅度变化相一致,所以原音频信号被恢复出来,
以上信息来自网络文库,希望可以解决你的疑问。
❽ 如何了解A、B、C、D类功放
A、B、C、D类功放是按功放中功放管的导电方式不同划分的。
功放,即功率放大器,俗称“扩音机”,是音响系统中最基本的设备,它的任务是把来自信号源的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
❾ D类放大器的工作原理是什么
所有的d类放大器调制技术都将音频信号的相关信息编码到一串脉冲内。通常,脉冲宽度与音频信号的幅度相联系,脉冲频谱包括有用的音频信号脉冲和无用的(但无法避免)的高频成分。在所有方案中,总的综合高频功率大致相同,因为在时域内波形的总功率是相同的,并且根据parseval定理,时域功率必须等于频域功率。但是,能量分布变化很大:在有些方案中,低噪声本底之上有高能量音调,而在其它方案中,能量经过整形消除了高能量音调,但噪声本底较高。
最常用的调制技术是脉宽调制(pwm)。从原理上讲,pwm是将输入音频信号与以固定载波频率工作的三角波或斜波进行比较。这在载波频率条件下产生一串脉冲。在每个载波周期内,pwm脉冲的占空比正比于音频信号的幅度。在图7的例子中,音频输入和三角波都以0 v为中心,所以对于零输入,输出脉冲的占空比为50%。对于大的正输入,占空比接近100%,对于大的负输入,占空比接近0%。如果音频幅度超过三角波的幅度,就会发生全调制,这时脉冲串停止开关,占空比在具体周期内为0%或100%。
pwm之所以具有吸引力是因为它在几百千赫pwm载波频率条件下(足够低以限制输出级开关损失)允许100 db或更好的音频带snr。许多pwm调制器在达到几乎100%调制情况下也是稳定的,从原理上允许高输出功率,达到过载点。但是,pwm存在几个问题:首先,pwm过程在许多实现中会增加固有的失真(参看深入阅读资料4);其次,pwm载波频率的谐振在调幅(am)无线电波段内会产生emi;最后,pwm脉宽在全调制附近非常小。这在大多数开关输出级栅极驱动电路中会引起问题,因为它们的驱动能力受到限制,不能以重新产生几纳秒(ns)短脉宽所需要的极快速度适当开关。因此,在基于pwm的放大器中经常达不到全调制,可达到的最大输出功率要小于理论上的最大值,即只考虑电源电压、晶体管导通电阻和扬声器阻抗的情况。
一种替代pwm的方案是脉冲密度调制(pdm),它在给定时间窗口(脉冲宽度)的脉冲数正比于输入音频信号的平均值。其单个的脉宽不像pwm那样是任意的,而是调制器时钟周期的“量化”倍数。1 bit Σ-Δ调制是pdm的一种形式。
Σ-Δ调制中的大量高频能量分布在很宽的频率范围内,而不是像pwm那样集中在载波频率的倍频处,因而Σ-Δ调制潜在的emi优势要好于pwm。在pdm采样时钟频率的镜像频率处,能量依然存在;但在3 mhz~6 mhz典型时钟频率范围,镜像频率落在在音频频带之外,并且被lc低通滤波器强烈衰减。
Σ-Δ调制的另一个优点是最小脉宽是一个采样时钟周期,即使是对于接近全调制的信号条件。这样简化了栅极驱动器设计并且允许按照理论上的全功率安全工作。尽管如此,1 bitΣ-Δ调制在d类放大器中不经常使用(参看深入阅读资料4),因为传统的1 bit调制器只能稳定到50%调制。还需要至少64倍过采样以达到足够的音频带snr,因此典型的输出数据速率至少为1 mhz并且功率效率受到限制。
最近已经开发出自振荡放大器,例如在深入阅读资料5中介绍的一种。这种放大器总是包括一个反馈环路,以环路特性决定调制器的开关频率,代替外部提供的时钟。高频能量经常要比pwm 分布平坦。由于反馈的作用可以获得优良的音质,但该环路是自振荡的,因此很难与任何其它开关电路同步,也很难连接到无须先将数字信号转换为模拟信号的数字音频源。
全桥电路(见图3)可使用“三态”调制以减少差分emi。在传统的差分工作方式中,半桥a的输出极性必须与半桥b的输出极性相反。只存在两种差分工作状态:输出a高,输出b低;输出a低,输出b高。但是,还存在另外两个共模状态,即两个半桥输出的极性相同(都为高或都为低)。这两个共模状态之一可与差分状态配合产生三态调制,lc滤波器的差分输入可为正、零或负。零状态可用于表示低功率水平,代替两态方案中在正状态和负状态之间的开关。在零状态期间,lc滤波器的差分动作非常小,虽然实际上增加了共模emi,但减少了差分emi。差分优势只适用于低功率水平,因为正状态和负状态仍必须用于对扬声器提供大功率。三态调制方案中变化的共模电压电平对于闭环放大器是一个设计挑战。