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功率放大器要求及类型(功率放大器怎么分类)

时间:2023-05-05 16:10:39 阅读:100120 作者:2227

随着电子技术的不断发展,功率放大器种类繁多,各具特色,其复现也因电路、结构等不同而各具特色。主要有晶体管功率放大器;电子管功率放大器;场效应晶体管功率放大器;电子管和晶体管混合功率放大器;集成电路功率放大器;AV功放等等。

(1)晶体管功率放大器

自20世纪60年代晶体管问世以来,现代功率放大器的序幕已经揭开,各种晶体管功率放大器电路层出不穷,如A类功率放大器、超A类功率放大器、A B类功率放大器等。许多晶体管功率放大器已经达到了更高的技术规格。

在发烧友中,晶体管功放一般被称为“石头机”,是目前比较常见的功放。晶体管功放制造成本更低,制造工艺更简单,电路变化更多,输出功率更大,非常适合普通家庭和音乐爱好者欣赏音乐。

如果从发烧友的角度来看晶体管功放,他们认为虽然晶体管功放的技术规格做得很好,但音乐的再现还是要靠人的耳朵来欣赏,一些设备固有的一些可以再现的“东西”是无法用技术规格来表达的,比如评价功放再现时常用的“分辨率”一词,体现了功放再现的透明性,但无法用技术规格来表达。发烧友认为:用耳朵测试功放复现声音的好办法,他们普遍认为晶体管功放在某些方面有优势,但复现声音生硬,俗称“数码声”,是电子管功放无法比拟的。

笔者认为,音乐欣赏与欣赏者的文化素质、民族特色、欣赏习惯、心理生理因素有关,不能一概而论。只要你乐在音乐欣赏,那么这款功放就是一款不错的设备。

(2)电子管功率放大器

电子管放大器是一种较老的放大器。有些发烧友还在用电子管功放,因为电子管功放温暖透明,低频柔和,高频明亮但不刺耳。随着音频技术的不断普及,近年来电子管功率放大器逐渐普及。与晶体管放大器相比,管式放大器的开环指数更好。无互调失真;良好的热稳定性。同时,由于电子管是电压控制器件,只有当控制栅上有电压信号时,才能在阳极上获得放大的电压信号,因此电子管放大器对小信号有很好的性能。但由于电子管功率放大器的制作难度较大,且电子管功耗高、体积大、有一定使用寿命等缺点,在实际使用中存在一定的局限性。

目前市场上的电子功放价格普遍在3000元以上,这让一些音频爱好者产生了一些误解。事实上,与晶体管功率放大器相比,电子管功率放大器的生产工艺和要求更严格。首先,电子管的功率变压器和输出变压器成本较高。优质的泵离不开优质的变压器。目前功率变压器没有技术问题,输出变压器是决定电子管功放音质的关键。电子管功率放大器的一些著名制造商,如麦金托什、马兰茨等。至今仍对泵的输出变压器的绕组工艺、材料和试验参数保密,成品输出变压器也用环氧树脂密封,外人无从得知。不同的输出变压器肯定有不同的音色,没有高质量的输出变压器。其他生产环节再好也没有意义。这也是一些哭诉的绿草模仿名机不能一直获得原机一样音色的原因。因此,所有知名的泵制造商都必须为输出变压器付费。其次,随着科技的发展,目前元器件的性能、品种、价格都无法与五六十年代相比。在五六十年代电子管的鼎盛时期,连一般用途的优质电阻和大容量高压电容的价格都相当昂贵,一些专用元器件的价格更是让人难以接受。如今,随着科学技术的发展,封箱材料的性能有了很大的提高,但由于产量的急剧增加,价格迅速下降。在目前的成品胆管机中,与胆管本身的价格相比,容器堵塞材料的成本不再令人惊讶。

20世纪70年代,随着半导体产业的迅速崛起,电子管在电子领域的地位逐渐被晶体管取代,主要是因为后者具有许多明显的优势,如价格低廉、工作电压低且发热量相对较小、供电电路简单、体积小且易于集成等。然而,电子管由于其工作原理和结构,体积无法缩小到集成电路的水平,使其在许多应用领域失去了价值。目前需要高压、超高功率器件的特殊领域只有军用雷达系统、微波通信、民用无线电广播传输等。使用量日益减少,很多国外电子管的销售广告都能在港台的音频杂志上看到。这些股票在20世纪50年代和60年代都被炒到了极高的价格(如Telefunken、Mullard、GE等配套的电子管也很贵。另外还有使用中胆管老化的问题,更换管道会花费很多,不像晶体管机,正常使用下几乎是永久性的。

一些音频杂志发表了更多电子管与晶体管之争的文章,喜欢电子管功放的音频爱好者对胆囊机温暖圆润的音色赞不绝口。喜欢晶体管功放的发烧友对晶体管功放播放的强大实力和巨大动态印象深刻。

电子管功放的听音效果让人感觉温暖醇厚,这主要取决于电子管器件本身的优势:

1.电子管是在高电压、低电流状态下工作的电子器件。它的输入阻抗比晶体管的阻抗大得多。可以实现与各种信号源更好的阻抗匹配,声音更自然。由于工作在几百伏的高压下,用它制成的放大器具有电压动态范围大、限幅失真小、声场扩展性好的特点。

2.电子管过载能力强,即使在使用过程中意外输入强信号,也不容易瞬间击穿短路损坏电子管,只要外接

围电路不损坏,其工作状态会自动恢复;在输出过大的情况下,电子管产生的失真递增较缓慢,在听觉上不易察觉,使声场表现不会生硬刺耳,比较细腻温和;另外,相同型号和 批号的电子管的特性曲线和参数的一致性较好,即使发生损坏,互换也非常方便。

3、电子管在正常工作状态时温度特性很稳定,因此其放大电路也远比晶体管电路简单,符合简洁至上的原则,一些经典电子管功率放大器电路均采用人工搭棚制作,现代优质的阻容器件加上名胆的独特音色,使得这类胆机具有难以抗拒的魅力。

4、由于电子管通过输出变压器和扬声器相连,输出变压器可以看成一个电感线圈,在输出变压器阻抗端选择正确时,和喇叭的音圈(也等效为一个电感线圈)容易达到较佳的信号耦合,即使小口径的喇叭也能得到较丰满的声音,因此,一些效率很低晶体管机难以驱动的小型书架箱用胆机推动却十分靓声。

电子管的这些优点,就是目前电子管功率放大器在现代音响圈“重出江湖”的原因。不论是国内还是国外的电子管功率放大器生产厂家都充分利用电子管的这些长处,推出各种档次的电子管功率放大器来满足发烧友们对靓声的追求。 虽然电子具有上述优点,但电子管功率放大器的市场从目前来看是不容乐观的,这是因为电子管的缺点也十分明显,主要有以下几点:

1、电子管电路工作时需要多种电源(如灯丝电源、帘栅极电源和阳极电源等),耗电量大(单灯丝加热耗电就达数瓦至数个瓦),供电电路复杂,产生的干扰不易完全消除,效率和信噪比较晶 体管机低。

2、电子管的寿命受阴极材料的限制,一般累计使用几千小时后就渐惭开始趋向老化失效,比具有数万小时寿命的晶体管要短得多。目前电子管的生产厂家正在迅速减少,不少型号的电子管已因停产而发生短缺,现有的一些有名的靓声电子管也大多是六七十年代的库存品,从电子工业的发展来看,电子管退出市场只是迟早的事,那么这些音响电子管的价格随着数量的减少会逐步上升,因此胆机的换管将付出越来越昂贵的代价。

3、由于电子管器件的结构特点,胆机中电子管的体积比晶体管大得多,使用中散发热量 大,除风冷外无法采用其它散热措施,必须有足够的散热空间才能保证其工作安全,使得电子管在 小型音响设备中(如随身听)毫无用武之地,使用领域大受限制。

4、电子管使用时采用接插式管座,玻璃外壳承受机械振动的能力比晶体管差,使用中管座 温度很高,时间一长管脚与管座间易氧化产生接触不良,不适合在户外移动环境中使用,更无法满 足流动性大的专业音响系统的要求。

5、电子管功率放大器必须通过输出变压器才能驱动扬声器。而决定音质的输出变压器无论选材如何优质、制作工艺如何考究、精湛,都无法避免分布电容与漏感分量的存在,产生相位失真;输出变压器作为感性元件,对不同频率的信号传输具有不同的感抗,对高频的瞬态响应不如晶体管机,因此电子管功率放大器的声场解析力不如晶体管功放,显得较为圆滑。

6、由于电子管功率放大器使用的变压器除电源变压器外,还有输出变压器,使得胆机的重量较重,功率较大的胆机可重达数十公斤,搬动非常困难,在运输过程中容易摔坏;由于在生产上采用人工搭棚工艺,胆机的生产效率是相当低的,使得制作成本高居不下。

7、电子管功率放大器的设计思路突出在简洁靓声方面,除了一些极品胆机外,大多数胆机在功能和操作性方面明显不如晶体管机,如:遥控、监听、音调调节等等,在AV领域中,纯胆系统几乎是不可能的事情,因为电子管无法象晶体管一样做成集成电路。

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