HIFI 功放中甲类功放、纯甲类功放、乙类功放、甲乙类功放有何区别?

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junmeng 发表于 2023-11-3 19:18:42|来自:中国 | 显示全部楼层 |阅读模式
求大佬解答
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上帝也疯狂 发表于 2023-11-3 19:18:58|来自:中国 | 显示全部楼层
甲,甲乙,乙,效率越来越高,线性度越来越差。
这是一个效率和线性度的设计策略选择。
甲乙类是比较好的折中,用的比较广。
wmywind 发表于 2023-11-3 19:19:06|来自:中国 | 显示全部楼层
看到有人把两管分别放大半周做区分甲乙的标准。其实不是这样的。
甲乙的区分,其实只在于功率管的工作状态。
一般来说,功率管有两种工作状态,一种是线性区,一种是截止区。
线性区就是输入信号的加强,输出的电压,电流也会相应增大。
截止区就是你输入信号有变化,输出的电压,电流基本不变,基本没有。
显然,如果功率管时刻都处在截止区,那么功放就没法工作了。
如果功放的静态工作点时刻稳定在线性区,那是最理想的状态,这种就是甲类。缺点就是时刻处于线性区的功率管就算没有信号输入也是耗电的。这个和是否放双管大半周无关。只放大半周也能让两个管始终处于线性区而实现甲类。
如果想省点电,就让功率管正常状态下处于截止区,有输入信号时,由输入信号控制功率管进入线性区。这就是乙类。乙类的缺点就是功率管由截止区进入线性区有个过程,这个过程中输入的信号会不被正确放大。这就是交越失真。
然后甲乙类,通俗的说就是为了避免乙类的缺点,把功率管的工作点设定在不那么截止的地方。或者粗略说,又不是绝对线性又不是绝对截止。这个看着功率管的特性曲线就可以找得到的。所以他不会像甲类那么耗电,也不会像乙类由完全截止到线性的过程那么明显。
badfishbell 发表于 2023-11-3 19:19:55|来自:中国 | 显示全部楼层
甲类就是甲类,纯甲类就是甲类,不用去区分。
仔细解释比较麻烦,打比方容易些。甲类就是解放军,24小时待命,收到命令就会全力以赴,绝不偷懒。缺点是你得全程养着,干不干活都得吃穿住、生老病死全包;
甲乙类就是雇的员工,每天来上班,工资高点就996,工资不高也可能工作一天八小时,每周双休,随时有活就干,偶尔也摸摸鱼。不过发工资就行,其它不用管;
乙类就是临时工,有活的时候来顶上,按件付费。没活的时候到一边凉快去,不用付一分钱。缺点是,有活不是马上能来,你得等,收尾活没干完就跑了。
吴大公子 发表于 2023-11-3 19:20:43|来自:中国 | 显示全部楼层
在讨论功放之前大家必须明确两个基本常识。
第一,声是一种能量非常非常低的机械波,它的能量低到在自然界中除了被动物听到以外几乎没有任何其他用途。
这个特性决定了声电转化的过程中所产生的电流非常微弱。
第二,为了重现声音,我们必须驱动沉重的扬声器单元,令其高速震动,这需要很大很大(跟原始信号比起来)的能量。
所以我们理所当然地需要一种设备,能够把微弱的电信号放大,而这就涉及到了一个新的问题:在人类历史上相当长的一段时间里,电子管是唯一可用的有源器件。所以功放的基础分类是建立在电子管电路之上的。
那么最简单的电子管,是二极管,它是一根被抽成真空的电灯泡(大雾),有一个阴极,一个阳极(也叫板极、屏极),工作原理大概是这样:


很显然,这玩意可以让电路单向导通。然后呢,在1908年前后,大家发现给它加上一个栅极,就能控制从阴极飞到阳极的电子数量:


因为加上了一个栅极,所以现在这个管子就有了阴极、阳极和栅极,变成了三极管。老子说得好,一生二,二生三,三生万物,三极管能控制方向还能控制大小,赋予了人类制作放大电路的能力,所以很快,一系列新的脑洞就被打开了



早期三极管

比如说电报电话,以前长途传输信号有衰减,现在没关系,给你中继放大一下,BOOM!
长途电报出现了,彻底改变了人类几千年以来的信息传递方式。
简单来说,三极管的放大能力是整个现代电报电话电视电影……等等产业的基石,那么自然而然地,它也就可以用在电声信号的放大上面。在三极管上,阴极和阳极之间的电压被称为“板压”(也有叫屏压的),由阳极流向阴极的电流叫做“板流”,而加在栅极上的电压叫做“栅压”。很显然,改变板压,和改变栅压,都可以改变板流,但是呢,实验中大家发现栅压对板流的控制更加灵敏,只需要很小的电压改变,就能控制很大的电流变化,所以一般大家也就使用栅压来控制放大了。
而根据输入的板压与栅压不同,我们就能得到一个三极管的输出特性曲线:


这里呢,出现了一个小问题,我们可以看到,曲线都从板压大于0的地方开始,而且在实际情况中,栅压如果是负的,曲线就会向右移,负到一定程度,板流就没了——因为此时栅极产生了排斥的力场,会把阴极飞来的电子统统打回去,这个状态我们称之为“截止”。
由此,我们得到了一个最基本的电子管放大电路:


在上图中,最左侧的es是原始输入信号,负责“刺激”栅极;RG是栅极电阻, EG是栅极电源,主要作用是防止出现截止状态。而EA是板偏电源,RA是板偏电阻,主要作用是提供一个稳定的板压,最后改变之后的信号就从最右边出来了。
那么这就带来了一个小问题。
很显然,栅极电源和板偏电源,都必须一直开着……
这就是A类放大,翻译过来之后也叫甲类放大,特点是结构非常简单,成本低,失真也低,但特点就是效率也™爆炸低,能耗一直按最大的走,而且输出功率显然也受限于管子本身的性能。所以大家就想,那能不能把这玩意改进一下,把功耗降下来啊?
于是B类放大、也就是翻译过来的乙类放大应运而生了。
B类放大电路的特点呢,是考虑到了交流电的特性。我们知道,交流电是电流方向随时间作周期性变化的电流,波形Be Like:


那么就有大聪明想了,我们能不能把栅极电源拆了?拆了之后只依靠输入的信号来刺激栅级,这样当交流信号为负的时候呢,栅压正好也是负的,它不工作;只有交流信号为正的时候,它才工作——这样效率不就上来了么。
不仅如此,按照这个思路继续发展下去,如果对信号精度要求不高只追求“放大”的话,那我似乎也没必要一定把整个半周期放大吧??是不是放大周期中的一部分,然后再恢复信号也可以啊??
这就是C类放大。
很显然,从A到C,效率越来越高,失真越来越大。同时电子管这玩意从截止状态转换到工作状态时会产生失真,所以B类基本上就是音频放大器能接受的极限了。下面是一个典型的B类放大电路,这叫“推挽式电路”,Be Like:



这玩意的最左侧,是一个变压器,将输入信号变成两路大小相等、方向相反的两路信号。这样原本消失了的负信号就在另外一个管子那里变成了正信号,最后这俩一合并,BINGO!


这样做还有一个好处就是不同三极管的截止区是不同的,用上变压器之后还可以向电子管的栅极施加合适的偏压,使其恰好于交流信号为负的时候工作在截止区。
那么现在有意思的来了:如果我认为B类的半周期导通失真太大,那么我是不是可以通过控制栅极的偏置电压,让超过半个周期——比如说,70%周期的信号通过?
因为我们已经知道了最大的失真发生在三极管从截止态向工作状态转变的过程中,所以让70%周期的信号通过,那就可以解决掉失真比较大的部分,同时获得较高的效率和比较好的保真度。因为这种状态下管子工作在A类与B类之间,所以也叫AB类放大。
A、B、AB类放大相互结合,又催生出了一大堆不同的放大模式,但是D类放大跟这些东西在原理上就是截然不同的。D类放大叫做“数字放大”,因为它是通过PWM(脉冲宽度调制)的方式来进行放大的,在早期这种放大方式不是很成熟,所以大家普遍认为这玩意不够HIFI,但是这两年随着数字信号处理技术的进步D类放大已经能做得很好了,不过这不是本回答的重点,所以暂时不详细展开了。
那么除了这些以外,实际上还有E类放大和F类放大, E类放大是基于晶体管的RF技术,F类放大是对E类放大的改进,不过这俩一般不用在音频领域。然而接下来的G类功放和H类功放就有音频领域的应用了。
G类功放是日立公司在1976年提出的,原始设计是一个B&C类放大。这个设计的逻辑是这样的:音乐信号在大部分时间里都是小电平信号,只有在少数时间里才会出现大动态峰值信号,而此时整个系统的失真都会很高(尤其是单元),所以在小电平的时候使用B类放大,在大动态的时候使用C类放大,能够获得非常高的动态和非常好的效率。
H类功放与G类放功放时会被混为一谈,但是H类只有一个放大器,它的设计逻辑也是基于“音乐信号在大部分时间里都是小电平信号,只有在少数时间里才会出现大动态峰值信号”这个基本事实,但是它用的是动态的电压。
当然现在的一个趋势就是除了A、B、AB和D类功放以外,其他的X类功放都是一团糟,大家经常会混用乱叫,比如说G类功放的原始设计是低电平使用B类放大,高动态使用C类放大,但是现在很多设计是高动态使用D类放大,但是也叫G类功放……所以过多的纠缠奇怪的命名方式似乎意义不大。搞清楚A类(甲类)、B类(乙类)、AB类(甲乙类)和D类就可以了。
以上。
芝华士12年 发表于 2023-11-3 19:21:25|来自:中国 | 显示全部楼层
1.
现在更为通用的叫法,应该是ABD的说法。
A类-甲类功放;
B类-乙类功放;
AB类-甲乙类功放;
D类-说法不统一,有的叫丁类功放,也有叫丙类功放。
也正是因为如此,D类功放是一最为常见的说法,即数码功放。由于现在全面进入到了数码时代,也许是你能够接触到最多的功放。

有人问,为啥没有C类功放啊,其实是有的,主要是因为不怎么用在HiFi中,所以大家听的也少。


2.
功放,其实就是功率放大器。
建议只看加粗部分,更加便于理解。
A类,如果集电极电流在信号的整个周期内一直流过,则功率放大器称为A类功率放大器。



简单来说,他可以把它理解为一个永远打开的开关,音乐信号进入它后,它会完全按原样放大,保留所有细节,不管信号强弱,需要耗费的电流都是恒定的。
优点就是输出的波形几乎没有失真,音质很好。

由于需要一直打开,一直耗电,一方面是效率低,效率最高也在30%以下了。
耗费的电流又不能发声,就只能转换成热量,所以你还得考虑散热的设计。

B类,音频信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两只(或两组)功率管轮流放大输出的一类放大器,每一只功率管的导通时间为信号的半个周期。



简单来说,也是开关,但是可以根据需要进行开关,它可以部分通电和部分断电。
效率更高,但是由于需要不断地切换状态,会导致波形连接处不连续,他也就是交越失真。

AB类。
结合两者的特点。
信号弱的时候用A,信号强的时候用B。


如果还是不好理解,请看这个解释。
想象你在荡秋千,妈妈在后边推你:

A类,不管你的速度是快是慢,是高是低,就是无论何时妈妈都在后边推你,从左边到后边,又从右边到左边。
B类,妈妈只推一半;
AB类,根据情况,如果你的速度过慢,那就一直推,如果你已经速度很快了,那就没必要全程推了。

所以,A类,妈妈很快就热了(效率低),B类由于能休息一会,不是那么容易热(效率高),AB介于之间。


D类。
数码功放。
数码的工作方式你也清楚,通过开关的方式,把连续的信号转换成01。


之后想怎么处理就怎么处理,可以在更小的体积下实现更高的效率,也不会有什么发热问题。

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