功率放大器(英文名称:power amplifier),简称“功放”,是指在给定失真率条件下,能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用,在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

 


功率放大器主要分为以下六个类别: 


1、A 类放大器

A 类放大器的主要特点是:放大器的工作点 Q 设定在负载线的中点附近,晶体管在输入信号的整个周期内均导通。放大器可单管工作,也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲线的线性范围内,所以瞬态失真和交替失真较小。电路简单,调试方便。但效率较低,晶体管功耗大,效率的理论最大值仅有 25%,且有较大的非线性失真。因此效率比较低。


2、B 类放大器

B 类放大器的主要特点是:放大器的静态点在(VCC,0)处,当没有信号输入时,输出端几乎不消耗功率。在 Vi 的正半周期内,Q1 导通 Q2 截止,输出端正半周正弦波;同理,当 Vi 为负半波正弦波,所以必须用两管推挽工作。其特点是效率较高(78%),但是因放大器有一段工作在非线性区域内,故其缺点是“交越失真”较大。即当信号在 -0.6V~ 0.6V 之间时,Q1、Q2 都无法导通而引起的。所以这类放大器也逐渐被设计师摒弃。


3、AB 类放大器

AB 类放大器的主要特点是:晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。有效率较高,晶体管功耗较小的特点。


4、C 类放大器

C 类放大器主要特点是:晶体管仅在输入信号每个周期的很短时间内工作。电路工作时通常会给放大管提供一个负偏压,以确保晶体管不会工作在乙类状态。它的集电极负载不是电阻而是一个 LC 并联谐振回路,所以 C 类放大器也叫谐振放大电路。通过调节电容器的容值或电感器的感值从而达到选频功能。C 类放大器的转换效率极高,可以达到 98%。但是因为负载是谐振电路,电路经常工作在高频状态所以失真很大,因此 C 类放大器并不适合作为音频功率放大器,反而因为它的可选频率特性而被无线电界广泛采用,所以通常作为射频放大器、调谐放大器和倍频器。

 


5、D 类放大器

D 类(数字音频功率)放大器是一种将输入模拟音频信号或 PCM 数字信息变换成 PWM(脉冲宽度调制)或 PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号,然后用 PWM 或 PDM 的脉冲信号去控制大功率开关器件通 / 断音频功率放大器,也称为开关放大器。具有效率高的突出优点。数字音频功率放大器也看上去成是一个一比特的功率数模变换器 . 放大器由输入信号处理电路、开关信号形成电路、大功率开关电路(半桥式和全桥式)和低通滤波器(LC)等四部分组成。D 类放大或数字式放大器。系利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号的。


6、T 类放大器

T 类功率放大器的功率输出电路和脉宽调制 D 类功率放大器相同,功率晶体管也是工作在开关状态,效率和 D 类功率放大器相当。


A 类、B 类和 AB 类放大器是模拟放大器,D 类放大器是数字放大器。B 类和 AB 类推挽放大器比 A 类放大器效率高、失真较小,功放晶体管功耗较小,散热好,但 B 类放大器在晶体管导通与截止状态的转换过程中会因其开关特性不佳或因电路参数选择不当而产生交替失真。而 D 类放大器具有效率高低失真,频率响应曲线好。外围元器件少优点。AB 类放大器和 D 类放大器是音频功率放大器的基本电路形式。