D類放大器的工作原理是什么?D類放大器功能指標(biāo)解讀
D類放大器在過(guò)去的幾代產(chǎn)品中,已經(jīng)得到了巨大的發(fā)展??梢哉f(shuō),D類放大器已成為主流放大器。為增進(jìn)大家對(duì)D類放大器的認(rèn)識(shí),本文將對(duì)D類放大器的工作原理、D類放大器的功能與指標(biāo)予以介紹。如果你對(duì)D類放大器具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、D類放大器的工作原理
D類放大器也稱為開(kāi)關(guān)放大器。D類放大器不是通過(guò)線性增益級(jí)來(lái)提升輸入信號(hào),而是使用一種稱為脈沖寬度調(diào)制的概念。
這是一個(gè)復(fù)雜的主題,但這會(huì)將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖。然后輸出級(jí)以高頻來(lái)回切換,對(duì)應(yīng)于信號(hào)轉(zhuǎn)換成的脈沖。然后對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行處理,并通過(guò)低通濾波器將其返回到原始波形并去除高頻噪聲。
這種與另一種類型的信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換有點(diǎn)類似于數(shù)模和反向轉(zhuǎn)換的工作原理,但這要簡(jiǎn)單得多。也就是說(shuō),這個(gè)過(guò)程(可能與 d 類中的“D”相結(jié)合)導(dǎo)致人們有時(shí)錯(cuò)誤地將 D 類放大器稱為“數(shù)字”放大器。
二、D類放大器有何特別之處?
由于脈沖寬度調(diào)制允許放大發(fā)生在比正常頻率高得多的頻率下,因此 D 類放大器需要比 AB 類放大器小得多的電源變壓器。這意味著您可以將更多的擴(kuò)音器裝入更小的空間。
這些放大器效率很高,可以使用更少的功率產(chǎn)生更大的音量。D 類放大器通常具有 90% 或更高的最大可能效率值,而 AB 類放大器的效率很少高于 60%。
當(dāng)然,D 類放大器并不完美。由于低通濾波器旨在濾除令人不快的噪音,因此高端可能會(huì)受到影響,因此這些對(duì)于發(fā)燒友來(lái)說(shuō)并不是很好。一些 D 類放大器也可能出現(xiàn)失真,有些人,尤其是發(fā)燒友,通常不喜歡這些放大器的聲音。
即使有缺點(diǎn),高效率和小尺寸的結(jié)合使 D 類放大器非常適合某些應(yīng)用。
三、主要功能及指標(biāo)解釋
①效率
舉例:AB類功放典型效率25%,如果需要得到1kW的音頻輸出功率,需要輸入的交流電功率為:1000÷0.25=4000kW,發(fā)熱量為4000-1000=3000kW;D類功放的典型效率80%,同樣輸出1kW的音頻功率,需要輸入的交流電功率為:1000÷0.8=1250kW,發(fā)熱量為1250-1000=125W。從這個(gè)對(duì)比,很容易明白高效率的意義。
②有源PFC(有源功率因素校正)
A、使功放成為電網(wǎng)的純阻性負(fù)載。最大限度的利用電能,減小對(duì)電網(wǎng)的污染。
B、使得功放能適應(yīng)很寬的交流電網(wǎng)電壓波動(dòng)。比如交流電壓從90~260伏變化,功放都能以額定輸出功率正常工作。
C、在全球任何地方實(shí)現(xiàn)即插即用。
③接地
由于數(shù)字功放基本上都會(huì)采用開(kāi)關(guān)電源。為了能通過(guò)EMC測(cè)試,在開(kāi)關(guān)電源的入口,線、火線與地線間都會(huì)接安規(guī)電容,因此會(huì)有微弱電流泄漏到地上,如果功放不接地,在接觸功放機(jī)殼時(shí)可能會(huì)有觸電的感覺(jué)。因此,功放必須接地。
④功率
功率是指功放輸出音樂(lè)能量的大小,功率越大驅(qū)動(dòng)音箱的能力越強(qiáng)。數(shù)字功放不僅大幅度提高了8Ω/4Ω負(fù)載下的輸出功率,而且大大增強(qiáng)了2Ω低負(fù)載下帶載能力的穩(wěn)定性。
⑤信噪比
信噪比是功放最大額定輸出功率與零輸入信號(hào)時(shí)功放輸出噪聲功率之比值。信噪比主要體現(xiàn)了對(duì)功放弱信號(hào)的解析能力,以及背景噪音的干凈程度。105dB以上的信噪比,應(yīng)該是一個(gè)不錯(cuò)的指標(biāo)。
⑥失真度
失真度是指功放對(duì)音樂(lè)信號(hào)產(chǎn)生畸變的程度。失真度應(yīng)盡量小,失真度越小表明功放對(duì)聲音保真度越高,通常認(rèn)為0.1%以下的失真是很難被發(fā)覺(jué)的。
⑦頻響
頻響用于表示在規(guī)定頻率范圍內(nèi),功放對(duì)不同頻率信號(hào)放大倍數(shù)的一致性。理想功放對(duì)所有頻率信號(hào)具有相同的放大倍數(shù),頻響曲線是一條水平直線。如果頻響不平坦,會(huì)出現(xiàn)聲染色。
⑧阻尼系數(shù)
阻尼系數(shù)是負(fù)載阻抗與功放內(nèi)阻的比值。表征了功放對(duì)喇叭的控制能力。通常功放內(nèi)阻都足夠小,一般認(rèn)為認(rèn)為阻尼系數(shù)大于200就足夠好了。在實(shí)際工程上,喇叭與功放間的連線,是導(dǎo)致功放對(duì)喇叭控制能力變差的主要原因。
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