ABABD类音频功率放大器.doc

D 类音频功率放大器 分类不外乎 A 类、 B类、 C 类等放大电路，而讨论音频功率放大器仅强调 A 类、 B 类、 AB 类而却把D 类放大器给忘掉了，事实上 D 类放大器早在 1958年已被提出 (注一 >，甚至还有 E 类、 F 类、 G 类、 H 类及 S 类等 (注二 >，只是这些类型的电路与 D 类很接近，运用机会低， 所以也就很少被提及音频功率放大器最大目的在提供喇叭得到最大功率输出，而卫衍生与电源所供给功率不对等的关系，即所谓功率放大器的效率 (输出功率与输入功率之比 >如表一所示 :偏压分类A 类AB 类B 类D 类理想效率25%介于 A与 B类之间78.5%100%表一 各類功率放大器的效率比較随着轻、薄、短、小手持电子装置的发展，诸如、 MP3、PDA、IPOD及 LCD TV 数位家庭等，寻求一个省电的高效率音频功率放大器是必然的因此最近几年音频功率放大器由 AB 类功率放大器转以 D 类功率放大器为主流如图 1 所示 (注三 >，在实际应用上 D 类放大效率可达 90%以上远超过效率50%的 AB 类放大。

所以 D 类放大的晶体管散热可大大的缩小，很适合应用于小型化的电子产品圖1D 類及AB 類效率比較A 类放大器 ( 又称甲类放大器 >的特点是不论是否输入信号，其输出电路恒有电流流通，而且这种放大器通常是在特性曲线的线性范围内操作，如图 2 所示，以求放大后的信号不失真所以它的优点，是失真度小，信号越小度越高，最大的缺点是“功率效益” 、(b>皆属 A 类放大器，设计时让 V CE =1/2V CC，以求最大不失真范围注意到 V i 不输入时仍有 0.5VCC/R L 的电流流过晶体管，所以晶体管需要良好的散热环境因为“共集极”组态 <图 2(a> Common Collector 组态又称“射极跟随器”）转移特性曲线较“共射极”组态 <图 2(b> Common Emitter 组态）有较佳的线性度 <亦即失真较低）及较低的输出组抗，因此，同属于 A 类放大器，射级随耦器却较常被当成输出级使用 <“共射级”组态较常被当成“驱动级”使用）。

ab图2A 类放大器图 3 变压器耦合 A 类放大器图 4 变压器耦合 A 类放大器的直流负载特性B 类功率放大器 <乙类功率放大器）是工作点在特性线极端处的一种放大器，如图 1 所示当没有信号输入时，输出端几乎不消耗功率所以，若将 上图的左图 V BB 拿掉，则根据定义，这种零偏压的电路就是一种 B 类放大器然而，因为它的静态点在 ，又称为“ B 类推挽式放大器”

然而，因为推挽式放大器的信号振幅范围有一段是在特性线的非线性区域上，因此导致严重的失真，如2 所示，这种失真我们称它做“交越失真” B 类放大器的交越失真 图2(b> AB 类放大器消除交越失真的情形图 3 变压器耦合 AB 类推挽放大器图 4 AB 类放大器对于交叉失真的改善情形各种类型放大器优缺点比较：A 类放大器B 类放大器AB 类放大器C 类放大器工作点位置负载线中点负载线截止点负载线中点与截止负载线截止点以下点之间的区域导通角度θ=360°θ=180°180° ＜ θ＜ 360°0°＜ θ＜ 180°失真度失真最小失真度略高于 AB可消除交叉失真失真度最大，有截类，有交叉失真波失真功率转移效率效率最低，在 50%效率约为 50%至效率略低于 B 类效率最高，在 85%以下78.5%以上主要用途失真度低的小功率大功率放大器一般的音响扩大机射频电路与倍频器放大器三极管 Hi-Fi 放大器的功率级大部分使用 B 类 SEPP.OTL功率放大电路。

因为 B 类放大电路功率较高，最高达 78.5%，除非是发烧级的音响，为求完美的不失真才会用 A 类就三极管的散热以及电源电路的容量， B 类都比 A 类好很多PP电路中虽然有输出电路产生的偶次高谐波可互相抵销的优点，但实际上，主放大器推动 PP电路中的 A 类驱动级就会产生二次高谐波，因此高谐波还是很多不过， B 类 PP电路为减少交叉失真，须特别注意偏压的稳定以下介绍几个代表性的 B 类 SEPP.OTL电路图 a 半对称互补 OTL 放大电路图 b 全对称互补 OTL 放大电路图一 输入变压器式功放电路输入变压器式 SEPP 电路如图一，利用输入变压器进行相位反转作用线路简单而中心电压又稳定，如果使用两电源方式，可简单剪掉输出电容器又，输出短路时，不容易流出大电流，对过载引起的破坏，有很大的防止作用不过因为输入变压器的影响，不能有较深的负反馈，所以不能获得较低的失真，在高频特性及失真会显著恶化是主要缺点CE 分割方式图二 CE 分割方式如图二所示，利用三极管 Q1 集电极与发射极之相位相反进行反向的方式，与真空管的 PK分割相同因为可以由 NPN型三极管构成，所以很容易找到特性整齐的三极管。

但是，因为有电路比较复杂，需用的交连电容多，低频特性不好，所以一直不能成为主流的电路互补方式图三 互补方式如图三所示，利用 NPN 与 PNP 型三极管之组合作为相位相反兼驱动的电路，三极管放大器几乎都使用这种方式因为电路直接交连，相位偏差少，且可以有较大的负反馈，所以容易作成超低失真度的放大器可以获得 Intermodulation 少，输出组抗低等优点然而，过载时有非常大的电流经过输出三极管，因此必须有适当的保护电路从防止被破坏来讲，这点很不利此外，输出三极管之偏压须经过稳定化，对于电源电压之变动及温度变化须做适当补偿输出三极管虽然亦有采用 NPN和 PNP 型组合的纯互补电路，但是大输出的 PNP 硅晶体现在很贵，不容易买到，所以较少采用利用硅 NPN 及锗 PNP 三极管组合的纯互补电路，上下对称特性虽然较差，但因为线路单纯，所以最常被使用现在就图三的电路图作说明图三是互补式放大器第二级后的电路 Q1 为 A 类驱动级，利用 VR1 偏压调整，改变 Q1 的集电极电流，将中心电压调整到 Vcc 的 1/2 因为利用 R2 从 Q1 的集电极 ( 约与中间电压同电位 > 进行 DC 负反馈加以稳定化，因此只要电路常数选择的当，中间电压几乎没有调整的必要。

二极管与VR2用来改变Q2与 Q3的基极偏压，进而调整Q4及 Q5的无信号电流无信号电流在Pc 100W级的三极管以30~50mA，Pc 25W级的三极管以20~30Am最恰当 Q3 ，Q4负责信号的上半部， Q2 ，Q5 负责信号的下半部，分别交替进行动作因此，无信号电流如果太少，即。