功率放大器原理、特点、技术指标、使用注意事项及应用
时间:2022-08-12 17:39:58 点击:次
功率放大器,简称“功放”,强调大功率,主要用于信号发射的最后一级,主要是增大发射信号的功率,减少噪声在信号传输中的噪声干扰。很多情况下主机的额定输出功率不能胜任带动整个音响系统的任务,这时就要在主机和播放设备之间加装功率放大器来补充所需的功率缺口,而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。
工作原理
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。
特点
1.能够输出较大的功率,这里所指的大功率通常是指1W以上的功率。
2.具有较小的非线性失真,总谐波失真系数(THD),用输出信号的总谐波分量的均方根值与基波分量有效值的百分比来表示,谐波失真是由于系统的不完全线性造成的。
3.具有较高的功率转换效率,功率放大器是一种能量转换电路,因此转化效率是功率放大器的重要指标之一。
4、功率管散热问题:功率管是电路中最易损坏的器件,主要原因是由于管子的实际耗散功率超过了额定数值,功率管的耗散功耗取决于管子内部集电极的结温,当温度超过管子所能承受的最高温度时,管子电流急剧增大而使晶体管烧坏。
技术指标
1.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。
2.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。
3.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。
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.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。
6.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。
使用注意事项
功放在使用中应放置在通风处,功放外壳上的散热孔切勿堵塞,采用强制风冷(即功放内装风扇散热的)功放,风扇口不要放置其他东西,更不能阻塞风扇口。
应用
功率放大器广泛用于音响、电视机和小电机的驱动方面。