详解AB类功率放大器

2013-11-16 09:49:04来源: 互联网
如果说“发烧友”是一群对声音永不满足,对音响器材“喜新厌旧”的人。那么仅仅依靠这些所谓“发烧精神”能走多远呢?面对种种玄而又玄的发烧手段,初涉此道的朋友很可能会一头雾水。以笔者的一家之言,倒不妨给众多正在“温度”中的朋友奉劝几句:还是应科学发烧。因此了解一些必需的基础电子知识对于我们的器材选择、追求方向是大有裨益的。在撰写的篇文章之时,正好有一个很典型的例子。功放的A类、B类、AB类工作方式之间究竟有何区别?对声音的表现各自又有什么不同特点呢?在此不妨将此实例写出来给读者看。

    拿笔者的发烧小友吴君来说,近来就被A类、B类、AB类等问题器材,SONY X555ES CD机,Audiolab 8000A功放,ProAC TabletteⅢ音箱,也玩了2年多了,摆位调校,用钉换线,总之发烧手段用过不少,声音一向不错,他的“小朋友”们都伟他的系统声音好。近日他多次来电反复问我A类如何,AB怎样,又道换台纯A类功放如何,原来他一位同事最近买了一台国产A类80W 8Ω功入,并言之凿凿,声音如何不食人间烟火云云。还把广告和评论文章给吴君看。于是本来平静的心态起了波澜。我曾几次问他,你还是的先把同事的A类机搬回家听听看,究竟好在哪里,小吴却在电话里振振有词地说,我看了好几本杂志都说A类如何、如何好……。我真感无奈只得对他说,有时间你来一次我给你详细谈谈。 

    A(甲)类功放对于B(乙)类功放而言,声音上有明显优点是无庸置疑的,我就从它们的工作原理来谈谈。 

    晶体管功率放大器是由三极管组成的,而三极管是由几组N-P、N-P结构成的,这个N-P结,当没有外加电压时是截止的(关闭)只有在上面外加一个偏置电压并且高于它的门限电压(硅管是0.6V,锗管0.2V)这个N-P结才会导通(打开)有电流通过,三极管才开始工作。B类工作状态就是不外加一个固定偏置电压,由信号电压来打开,因此当信号电压小于0.6V时(硅管为例)三极管处于截止状态,输出为零。只有当信号电压大于等于0.6V时三极管才导通,放大器开始工作,输出端才有信号输出。这里很清楚表明小的信号电压被“贪污”了,在输出波形图上,是一小段与X轴重合直线,因此与输入波形不同,也就是失真产生了,这就叫做交越失真,而且输入信号中小信号越多,失真越严重。在听感上,就会出现音乐细节丧失,小信叼变得模糊、微弱,整个乐曲变得不连贯,更不要奢谈什么乐器质感,音乐性了。这就是B类放大器的工作状态。

    再说B类功率放大级必须用二只晶体管来组成推挽,由一只管子工作于信号电压的正半周,另一只工作于信号电压的负半周,这种电路中当一只管子导通工作进,另一只就处于截止状态,当信号电压的另外半周来到时二只管子的工作状态正好交换,这时交越失真自然是免不了。中外B类功放对于扬声器产生的反电动势,没有起到截止作用,反电动势甚至反馈到前一级放大器电路中,这就使得功入的内阻剧增,阻尼系数变坏,甚至丧失,这样听感上就会感到B类功放对音箱控制不好,声音浑浊,推力不足。

    但是B类功放也有它的优点,首先它的效率很高,可达到75%以上,因此可以使用较小的功率管输出较大功率,另外推挽电路对抑制偶次谐波有作用,以减低非线性失真。

    针对B类功放存在的缺点设计人员就在三极管的输入板上加上一个预置的固定的略小于门限电压的偏置电压,就使得三极管在静态时输出级电流稍大于零,使得很小的信号电压时三极管也能导通,有电流输出,使得晶体管有大于信号半个周期的时间处于导通,交越失真也就不存在了,这就是AB类,而实际使用中,现在家用音频功放极少用B类,而极大多数是AB类,AB类功放既克服了B类功放存在的问题,而电效率也大大高于A类功放,现在家用音频功放中为求改善声音,常常把偏置电压定得高于门限电压,使晶体管处于导通状态,使其工作状态近A类。这就是被称为高偏流AB类。

    A类功放就是把正向偏置定在最大输出功率的一半处,使功放在没有信号输入时也处于满负载工作状态,使得功放在整个信号周期内都导通都有电流输出。A类功放使三极管始终工作于线性区,因此A类功放几乎无失真,听感上质感特别好,尤其是小信号时,整个声音平衡,润滑,谐波丰富。 

    但A类功放也有缺点,首先是效率低,一般不大于25%,大量电能变成热能,在同功率的情况下,电源供应常

常比AB类大得多。而且A类功放由于工作电流高,在同样输出功率时它的工作电源电压主要低得多,因此它的输出峰值电压就受到限制,它的输入电压也受到输出电压的放大器放大系数的限制。因此音乐的大动态表现就受影响。 

    三种放大器的工作状态已从理论角度,普及性地谈了一下,也许你会说,从声音角度讲还是A类最好啊!是的,这是客观事实,笔者也不否认,但问题是一台功放的声音不仅仅如上述讲的那么简单,整个电路以及工作原理要复杂得多,各种辅助电路也许比主放大电路复杂得多,也就是说即使你用A类放大形式,也不一定就出好声。    

    再说一台100%的A类功放它的造价也是惊人的,它垢电耗更是过一部空调。所谓100%A类功放就是指无率音箱阻抗怎样随频率变化,功放都能保持A类工作而且输出功率足够,一对音箱虽然它的标称阻抗是8Ω,便在工作时它的实际阻抗菌素是会随频率变化的,会高,更会低,会低至2Ω甚至更低,这就要求功放的输出功率能随阻抗降低而倍增,也就是我们常看到的Hi-End级数的天价A类功放所标输出功率指标,100W(8Ω)、200W(4Ω)、400W(2Ω)、800W(1Ω),这才是所谓的百分之一百纯A类功放。只有这样的功放才能使你始终听到A类的声音,但它的价格也在十万元级了,这对极大多数发烧友是没有意义的。 

    而大多中低价位的A类功放在标注输出功率时,只标100w(8Ω),以下就不标明了,言下之意这类所谓A类功放当音箱阻抗降低时它的A类100W将大幅度降低,实际这类功放在极大多数时间是在AB类工作状态下工作的,应该属AB类,也就是前面提到过它的偏置高于门限电压,也就是通常称为高偏流AB类的功放,只不过厂家宣传时有意扩大而已。一般有信誉的厂家不会这样说,如Mark Levinson的No.23.5是一部杰出功率放大器,它所标功率200W(8Ω),AB类功放,它配有2只1.2KVA的大环牛,实际测算它50W(8Ω)C以下是A类的工作,AB类可出力248W(8Ω),但从未见过厂方以A类作宣传。老实说就笔者听过的有限机子看,做得好AB类和同级A类的差别很小很小。所以很多Hi-End名厂都不以A类来宣传自己,如Jeff Rowland等就是如此,而它们的好声却是公认的。

    事实上一台功放选取什么线路,什么工作方式并不是决定功放声音的唯一因素,诸如我们常说的,零件好坏,零件的测试挑选、配对、制作工艺都是直接影响声音的因素。同样功率的机子,A类要比AB类电源容量增加2~3倍,可以想象得出在同价位的机子中,A类机几乎把大部分成本用到电源供应上,如Krell KSA100 A类100W功率放大器,就用2只1.2KVA的环牛,16万微法电解电容器,如果一台AB类100W功放用上二只600W环牛,那已是十分发烧,力大无穷了。而它可把更多的成本用于整机其它方面,选用更高级的零件,事实证明制作认真的AB类功放与同价位的A类功放相比声音上不会差到哪里,胜出者也比比皆是,因此,我认为单从A类和AB类来判定声音好不是不全面的,更确切地说,只是声音走向上区别,只是各人喜好上的区别而已。拿前文提到的Mark No.23.5来讲,它是AB类工作状态,却是一代名机的身价,是音中央委员界公认的,老实说同价位的A类功放要超越它是非常困难的。 

    就拿吴君所用的8000A类讲,5000元多一点(吴君是这个价买进的),60W的功率,要用这个价位根本无法制作出一台合格A类60W功放。再说声音8000A更是有口皆碑的长青树。

再说现下国产功放中,制作认真、声音可听的机子不少,介真正的A类机还没有出现过,至少笔者还没见到;前不久曾听过一台80W的国产机,标着A类,价格定得很低3000元出头一点,开机半小时静态体温还是温温的,鬼才相信它是真A类,一开声蒙蒙的,还不如人家千多元AB类。我总是想不通,发烧友最终是以耳听为准,那为什么不实实在在的把声音做好,把电源做足,做到这些,还怕你的机子卖不掉吗,何必搞那些不切实际的噱头呢?人家A类50W用2只1000VA大环牛,谈何容易,我们不是知道,也不是做不出,只是不认真。我也想买一部100%的A类机,老实说Hi-End的买不起,期望早日听到国

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关键字:AB类  功率放大器

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1116/article_20740.html
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