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2020年11月26日 | 功率放大器工作原理详解
2020-11-26 来源：21IC
为增进大家对功率放大器的了解，本文将基于两点对功率放大器予以介绍：1. 功率放大器的技术指标有哪些?2. 功率放大器的原理是什么?如果您正在学习功率放大器相关知识，抑或对于本文即将介绍的功率放大器相关内容具有兴趣，不妨和小编一起往下探索哦。
一、功率放大器的技术指标
1.额定功率
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
是指高次谐波占基波的百分比，总谐波失真越小越好，好的功率放大器的总谐波失真能达到0.02%
3.转换率
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
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，太大会觉得扬声器发声单薄，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
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。
二、功率放大器原理
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。经过不断的电流放大，就完成了功率放大。
1.平衡输入、不平衡输入插口
2.平衡—不平衡转换级，其作用是将平衡输入信号转换成不平衡信号。
3.线路输出隔离级，其作用是将输入到本功率放大器的信号通过有源隔离后再向外输出。当一路信号要同时驱动多台功率放大器时，采用简单并机方式会降低总的合成输出阻抗，其结果是使得前级设备的实际输出信号幅度降低，也就是个功率放大器实际得到的输入信号幅度降低，如果采用这种方式转接后，没信号的负载阻抗，都相当于一台功率放大器的输入阻抗。
4.音量调节级，实际上是通过电位器从总输入信号中取需要的量加到后级，使输出功率为需要的值。
5.输入级，次级的主要任务是起缓冲作用，同时提供一定的电压放大量，并且在如果功率放大器出现削波现象时给出消波指示，以便操作者将音量适当减小，这一集往往采用差分放大器电路形式。
6.主电压放大级，本级提供大的电压放大倍数，整个功率放大器的开环电压放大倍数主要靠本级提供。
7.预推动级，由于主电压放大级，只能提供极小的输出信号电流，所以本级主要是将主电压放大及提供的微小信号电流进行初步放大，将信号电流放大几十倍到一百多倍，而对信号电压不仅没有放大，反而稍微有一些降低，这一级采用射极跟随器电路，也就是共集电极电路。
8.推动级，将已经被预推动级放大了的信号电流进一步放大，对信号电流的放大倍数大约在几十倍到一百多倍，以便给功率输出级提供足够的信号驱动电流，与预推动级一样，对信号电压不仅没有放大，反而稍微有一些降低，这一级也采用射极跟随器电路。
9.功率输出级，本集，将再一次对信号电流进行放大，与预推动级和推动级一样，对信号电压不仅没有放大，反而稍微有一些降低，这一级也采用射极跟随器电路，本级是整台功率放大器这一通道的最后输出级，其输出电压取决于加到本级的驱动信号电压，而输出电流则主要取决于输出信号电压与负载阻抗的比值，这里说主要取决于的意思是输出电流不能随负载阻抗的无限减小而无限增大，如果超出本级的电流放大倍数与加到本级的驱动信号电流之乘积，则本级将无力提供，最大输出信号电流也受为本级工作提供的直流工作电源输出电流的限制，实际上更主要的是输出功率晶体管的参数限制，所以使用功率放大器时一定要注意不使功率放大器过载，否则有可能超出输出功率晶体管的能力，而使功率放大器损坏。
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