功放管

1、A類功放（又稱甲類功放） A類功放輸出級(jí)中兩個(gè)（或兩組）晶體管永遠(yuǎn)處于導(dǎo)電狀態(tài)，也就是說(shuō)不管有無(wú)訊號(hào)輸入它們都保持傳導(dǎo)電流，并使這兩個(gè)電流等于交流電的峰值，這時(shí)交流在最大訊號(hào)情況下流入負(fù)載。當(dāng)無(wú)訊號(hào)時(shí)，兩個(gè)晶體管各流通等量的電流，因此在輸出中心點(diǎn)上沒(méi)有不平衡的電流或電壓，故無(wú)電流輸入揚(yáng)聲器。當(dāng)訊號(hào)趨向正極，線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流，下方的輸出晶體管則相對(duì)減少電流，由于電流開始不平衡，于是流入揚(yáng)聲器而且推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。 A類功放的工作方式具有最佳的線性，每個(gè)輸出晶體管均放大訊號(hào)全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用負(fù)反饋，它的開環(huán)路失真仍十分低，因此被稱為是聲音最理想的放大線路設(shè)計(jì)。但這種設(shè)計(jì)有利有弊，A類功放放最大的缺點(diǎn)是效率低，因?yàn)闊o(wú)訊號(hào)時(shí)仍有滿電流流入，電能全部轉(zhuǎn)為高熱量。當(dāng)訊號(hào)電平增加時(shí)，有些功率可進(jìn)入負(fù)載，但許多仍轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊?A類功放是重播音樂(lè)的理想選擇，它能提供非常平滑的音質(zhì)，音色圓潤(rùn)溫暖，高音透明開揚(yáng)，這些優(yōu)點(diǎn)足以補(bǔ)償它的缺點(diǎn)。A類功率功放發(fā)熱量驚人，為了有效處理散熱問(wèn)題，A類功放必須采用大型散熱器。因?yàn)樗男实?，供電器一定要能提供充足的電流。一?5W的A類功放供電器的能力至少夠100瓦AB類功放使用。所以A類機(jī)的體積和重量都比AB類大，這讓制造成本增加，售價(jià)也較貴。一般而言，A類功放的售價(jià)約為同等功率AB類功放機(jī)的兩倍或更多。

2、B類功放（乙類功放） B類功放放大的工作方式是當(dāng)無(wú)訊號(hào)輸入時(shí)，輸出晶體管不導(dǎo)電，所以不消耗功率。當(dāng)有訊號(hào)時(shí)，每對(duì)輸出管各放大一半波形，彼此一開一關(guān)輪流工作完成一個(gè)全波放大，在兩個(gè)輸出晶體管輪換工作時(shí)便發(fā)生交越失真，因此形成非線性。純B類功放較少，因?yàn)樵谟嵦?hào)非常低時(shí)失真十分嚴(yán)重，所以交越失真令聲音變得粗糙。B類功放的效率平均約為75%，產(chǎn)生的熱量較A類機(jī)低，容許使用較小的散熱器。

3、AB類功放 與前兩類功放相比，AB類功放可以說(shuō)在性能上的妥協(xié)。AB類功放通常有兩個(gè)偏壓，在無(wú)訊號(hào)時(shí)也有少量電流通過(guò)輸出晶體管。它在訊號(hào)小時(shí)用A類工作模式，獲得最佳線性，當(dāng)訊號(hào)提高到某一電平時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)為B類工作模式以獲得較高的效率。普通機(jī)10瓦的AB類功放大約在5瓦以內(nèi)用A類工作，由于聆聽音樂(lè)時(shí)所需要的功率只有幾瓦，因此AB類功放在大部分時(shí)間是用A類功放工作模式，只在出現(xiàn)音樂(lè)瞬態(tài)強(qiáng)音時(shí)才轉(zhuǎn)為B類。這種設(shè)計(jì)可以獲得優(yōu)良的音質(zhì)并提高效率減少熱量，是一種頗為合乎邏輯的設(shè)計(jì)。有些AB類功放將偏流調(diào)得甚高，令其在更寬的功率范圍內(nèi)以A類工作，使聲音接近純A類機(jī)，但產(chǎn)生的熱量亦相對(duì)增加。

4、C類功放（丙類功放） 這類功放較少聽說(shuō)，因?yàn)樗且环N失真非常高的功放，只適合在通訊用途上使用。C類機(jī)輸出效率特高，但不是HI-FI放大所適用。

5、D類功放（丁類功放） 這種設(shè)計(jì)亦稱為數(shù)碼功放。D類功放放大的晶體管一經(jīng)開啟即直接將其負(fù)載與供電器連接，電流流通但晶體管無(wú)電壓，因此無(wú)功率消耗。當(dāng)輸出晶體管關(guān)閉時(shí)，全部電源供應(yīng)電壓即出現(xiàn)在晶體管上，但沒(méi)有電流，因此也不消耗功率，故理論上的效率為百分之百。D類功放放大的優(yōu)點(diǎn)是效率最高，供電器可以縮小，幾乎不產(chǎn)生熱量，因此無(wú)需大型散熱器，機(jī)身體積與重量顯著減少，理論上失真低、線性佳。但這種功放工作復(fù)雜，增加的線路本身亦難免有偏差，所以真正成功的產(chǎn)品甚少，售價(jià)也不便宜。有一些D類功放集成塊音色音質(zhì)很好，不過(guò)它們現(xiàn)在還只應(yīng)用在汽車音響中，一些有興趣的DIY高手把它們改制到了家用音響中。 一部功放從外表雖然不能斷定音質(zhì)，但如能觀察到供電變壓器和濾波電容的大小，便已先對(duì)此機(jī)的性能或素質(zhì)略知一二。A類功固然需要巨大的供電器，即使AB類機(jī)也是愈大愈好。今日許多優(yōu)質(zhì)功放都采用環(huán)形變壓器，取其效率較方型變壓器高而漏磁少。濾波電容等于水塘，儲(chǔ)水量越多，供水量越足，功放的供電充足穩(wěn)定，才能保證輸出晶體管輸出最大時(shí)仍有取之不盡的電能。許多英國(guó)制造的合并式功放雖然功率并不太大，但卻有一個(gè)非常充沛的供電器，配合簡(jiǎn)單的訊號(hào)通道可以達(dá)成優(yōu)異的聲音。有些產(chǎn)品的面板上除了音量、平衡、訊源選擇和電源掣外，其它的控制全部取消，令訊號(hào)通道盡量縮短。為追求聲音純美，不惜犧牲控制功能。 電子管功放俗稱膽機(jī)，素以聲音陰柔見長(zhǎng)；晶體管功放俗稱石機(jī)，則以陽(yáng)剛著稱。晶體管機(jī)的長(zhǎng)處在于大電流、寬頻帶、低頻控制力、處理大場(chǎng)面時(shí)的分析力、層次感和明亮度要比電子管功放優(yōu)越，但電子管機(jī)的高音較平滑，有足夠的空氣感，具有一種相當(dāng)一部分人所喜歡的聲染色，盡管聲音細(xì)節(jié)和層次少了些，但那種柔和而稍帶模糊的聲音卻是美麗的。

D類功放設(shè)計(jì)考慮的角度與AB類功放完全不同。此時(shí)功放管的線性已沒(méi)有太大意義，更重要的開關(guān)響應(yīng)和飽和壓降。由于功放管處理的脈沖頻率是音頻信號(hào)的幾十倍，且要求保持良好的脈沖前后沿，所以管子的開關(guān)響應(yīng)要好。另外，整機(jī)的效率全在于管子飽和壓降引起的管耗。所以，飽和管壓降小不但效率高，功放管的散熱結(jié)構(gòu)也能得到簡(jiǎn)化。若干年前，這種高頻大功率管的價(jià)格昂貴，在一定程度上限制了D類功放的發(fā)展。現(xiàn)在小電流控制大電流的MOSFET已普遍運(yùn)用于工業(yè)領(lǐng)域，特別是近年來(lái)UHC MOSFET已在Hi-Fi功放上應(yīng)用，器件的障礙已經(jīng)消除。

調(diào)制電路也是D類功放的一個(gè)特殊環(huán)節(jié)。要把20KHz以下的音頻調(diào)制成PWM信號(hào)，三角波的頻率至少要達(dá)到200KHz。頻率過(guò)低達(dá)到同樣要求的THD標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)無(wú)源LC低通濾波器的元件要求就高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。頻率高，輸出波形的鋸齒小，更加接近原波形，THD小，而且可以用低數(shù)值、小體積和精度要求相對(duì)差一些的電感和電容來(lái)制成濾波器，造價(jià)相應(yīng)降低。但此時(shí)晶體管的開關(guān)損耗會(huì)隨頻率上升而上升，無(wú)源器件中的高頻損耗、射頻的聚膚效應(yīng)都會(huì)使整機(jī)效率下降。更高的調(diào)制頻率還會(huì)出現(xiàn)射頻干擾，所以調(diào)制頻率也不能高于1MHz。

同時(shí)，三角波形的形狀、頻率的準(zhǔn)確性和時(shí)鐘信號(hào)的抖晃都會(huì)影響到以后復(fù)原的信號(hào)與原信號(hào)不同而產(chǎn)生失真。所以要實(shí)現(xiàn)高保真，出現(xiàn)了很多與數(shù)字音響保真相同的考慮。

還有一個(gè)與音質(zhì)有很大關(guān)系的因數(shù)就是位于驅(qū)動(dòng)輸出與負(fù)載之間的無(wú)源濾波器。該低通濾波器工作在大電流下，負(fù)載就是音箱。嚴(yán)格地講，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把音箱阻抗的變化一起考慮進(jìn)去，但作為一個(gè)功放產(chǎn)品指定音箱是行不通的，所以D類功放與音箱的搭配中更有發(fā)燒友馳騁的天地。實(shí)際證明，當(dāng)失真要求在0.5%以下時(shí)，用二階Butterworth最平坦響應(yīng)低通濾波器就能達(dá)到要求。如要求更高則需用四階濾波器，這時(shí)成本和匹配等問(wèn)題都必須加以考慮。

近年來(lái)，一般應(yīng)用的D類功放已有集成電路芯片，用戶只需按要求設(shè)計(jì)低通濾波器即可。