| 音響中的功放是整個音響設(shè)備中的關(guān)鍵部件，所以音響發(fā)燒友們都在其上不惜花費人力物力財力進行“摩機”，在電源部分，電路的整體布局，用料等方面進行不斷改良。
功放分膽機與石機，先討論石機。石機最初的功放為甲類功放，這類功放的功放管的工作點選在管子的線性放大區(qū)，所以就算在沒有信號輸入的情況下，管子也有較大的電流流過，且其負載是一個輸出變壓器，在信號較強時由于電流大，輸出變壓器容易出現(xiàn)磁飽和而產(chǎn)生失真，另外為了防止管子進入非線性區(qū)，此類放大器往往都加有較深度的負反饋，所以這種功放電路效率低，動態(tài)范圍小，且頻響特性較差。對此人們又推出了一種乙類推挽式功率放大器，這類功放電路其功放管工作在乙類狀態(tài)，即管子的工作點選在微道通狀態(tài)，兩個放大管分別放大信號的正半周和負半周，然后由輸出變壓器合成輸出。所以流過輸出變壓器的兩組線圈電流方向相反，這就大大地減少了輸出變壓器的磁飽和現(xiàn)象。另外由于管子工作在乙類狀態(tài)，這樣不僅大大的提高了放大器的效率且也大大的提高了放大器的動態(tài)范圍，使輸出功率大大提高。所以這種功放電路曾流行一時。但人們很快發(fā)現(xiàn)，此種功電路由于其功放管工作在乙類工作狀態(tài)，所以存在小信號交越失真的問題，而且電路需使用兩個變壓器(一個輸出變壓器，一個輸入變壓器)，由于變壓器是感性負載，所以在整個音頻段內(nèi)，負載特性不均衡，相移失真較嚴重。為此人們又推出了一種稱為OTL的功率放大電路。這種電路的形式其實也是一種推挽電路形式，只不過是去掉了兩個變壓器，用一個電容器和輸出負載進行藕合，這樣一來大大的改善了功放的頻響特性。晶體管構(gòu)成的功放電路有了質(zhì)的飛躍，后來人們又改良了此種電路，推出了OCL和BTL電路，這種電路將輸出電容也去掉了，放大器與揚聲器采取直接藕合方式，直到現(xiàn)在由晶體管組成的功放電路，其結(jié)構(gòu)基本上是OCL電路或BTL電路。OCL電路與OTL電路不同之處是采取了正負電源供電法，從而能將輸出電容取消掉。BTL電路是由兩個完全獨立的功放模塊搭建組成，如圖C所示，IC1放大輸出的信號一部分通過IC2反相輸入端，經(jīng)IC2反相放大輸出，負載(揚聲器)則接在兩放大器輸出之間，這樣揚聲器就獲得由IC1和IC2放大相位相差180度的合成信號了。
不論是OCL或BTL功放電路，由于其去除了輸出變壓器和輸出電容器，使放大器的頻響得到展寬。與揚聲器配接方面，當功率放大器連接一個標稱阻抗低于其額定負載阻抗的音箱時，理論上將使輸出功率增加，但這是有條件的，功放必須有足夠小的輸出內(nèi)阻且必須有足夠大的電流增益，電源能提供足夠大的工作電流，否則不但不失真功率不能增加反而引致放大器性能下降。另一種情形是功率放大器連接一個標稱阻抗高于其額定負載阻抗的音箱，這時似乎功率放大器會輕松些，其實也不盡然，如果放大器的電源電壓容量不夠大，重放時可能未到其額定輸出功率就發(fā)生電壓過載失真。另外揚聲器音圈會產(chǎn)生感生電動勢，這個感生電動勢對揚聲器的運動有阻尼作用，放大器的輸出阻抗對揚聲器所產(chǎn)生的感生電動勢有旁路作用，從而能有效地抑制揚聲器的感生電動勢。
綜上所述，晶體管功放要得到好的放聲效果，就必須要有較低的輸出阻抗，較大的電流增益，電源方面要能提供足夠大的工作電流和較高的電源電壓且瞬態(tài)效應(yīng)好。
為了使放大器具有較低的輸出阻抗和較大的電流增益，功放的后級我們可用多對功率管并聯(lián)來實現(xiàn)，并且選取耐壓值盡可能高的功放管，使其能適應(yīng)不同阻抗的負載。不過此舉就要增加推動功率了，一臺好的功放對電源的要求的苛刻的，為了能提高瞬態(tài)響應(yīng)和提供足夠的電流整流管要采用大電流開關(guān)型整流二極管(有人稱為高速整流二極管)，另外濾波電容要采用萬μF以上的。由于功放在工作時產(chǎn)生的瞬態(tài)電流達10安(視功放機的功率而定)以上，后級的接觸電阻和連線電阻均不能忽略，例如:電路存在0。1歐的交流阻抗，那么在10安電流的作用下就在其上產(chǎn)生1伏的交流電壓，這個交流電壓會藕合到前級，輕則產(chǎn)生交流干擾，重則會使放大器產(chǎn)生自激而損壞功放管。我們曾維修過多臺大功率功放機，因整流二極管接觸不良或濾波電容虛焊而造成燒壞功率管的。另外，由于大功率的功放機均具較高的增益，所以電源的去藕電路就非常重要，否則很容易產(chǎn)生交流聲干擾。一般的功放機均要兩級以上的LC濾波電路，且濾波電容的接地點的選取均有講究。最后就是電源變壓器了，現(xiàn)在的功放機其總體效率大概在50%--60%左右，所以所選擇的電源變壓器的功率的選取應(yīng)為: 擴音機的最大不失真功率/0。5 例如:一臺最大不失真功率為100瓦的功放機其電源變壓器的功率應(yīng)是100/0。5=200瓦。另外為了減少電源內(nèi)阻和漏感對放大器的干擾，在電源變壓器的設(shè)計上應(yīng)盡量減少每伏匝數(shù)和選用高磁通率的鐵芯。環(huán)牛(環(huán)形鐵芯變壓器)就是一種性能較好的變壓器。
在這里還要提一提的是功放機的一個非常重要的參數(shù)---動態(tài)范圍。我們知道現(xiàn)在高檔的數(shù)字化音源如CD機，DVD機由于采取了高比特率的數(shù)字量化，其輸出的音源的動態(tài)范圍達90db以上較傳統(tǒng)錄音機(40--70db)大。所以，功放機如果沒有足夠的動態(tài)范圍與之相配就很容易產(chǎn)生切峰失真(削波效應(yīng))，在切峰失真的信號波形中包含了極豐富的功率能量很大的高次諧波成份，它們加入到音箱中，其能量就極可能超過揚聲器的承受功率而令其燒壞。所以在功率放大電路中，為了防止放大器進入削波狀態(tài)，在電路上都加入了負反饋電路。負反饋電路雖然有效地防止了削波的產(chǎn)生，但它也使信號產(chǎn)生線性失真(幅度失真)和非線性失真(相移引起)。半導體器件制造在今天已經(jīng)有了很大的進步，大動態(tài)范圍的半導體器件已經(jīng)問世，在此前提下，人們提出了無負反饋功率放大器的概念，由于不存在負反饋，放大器的保真度將進一步得到了較大的提高。
現(xiàn)在來談一談膽機(電子管機)以其音質(zhì)柔和悅耳而受眾多音響愛好者的追捧。它與晶體管不同之處有下面幾方面：1、晶體管的電路結(jié)構(gòu)比電子管復雜;2、晶體管的集電極電流基本上不受集-射電壓Vce的影響，而電子管的陽極電流和陽極電壓基本上符合歐母定律;3、晶體管易受溫度的影響，而溫度對電子管影響較少;4、晶體管工作在低電壓大電流狀態(tài)，因此對電源的要求高;而電子管工作在高電壓小電流狀態(tài)對電源的要求相對比較低;5、晶體管是電流控制器件，輸入輸出阻抗低，而電子管是電壓控制器件，輸入輸出阻抗高，因此電子管功放都必須要有一個輸出變壓器與負載匹配。由于輸出變壓器的電磁慣性和傳輸頻帶(特別是高頻段)變窄的原因，音頻信號被柔化了，聽起來音質(zhì)柔和(其實這并不是高保真);6、電子管的過載能力比晶體管強，所以動態(tài)范圍相對比晶體管高，因而聲音聽起來比較悅耳。 |
