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功放技术参数的分析

功放技术参数的分析

1功率放大器的技术参数
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  1.1功率放大器的额定功率
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  额定功率指在规定的总谐波条件下功率放大器长期承受额定负载阻抗上的输出功率是适用的功率

  最大输出功率是在不考虑失真的情况下给功率放大器输入足够大的信号电平将音量开至最大时功率放大器所能输出的最大功率这是短时间使用的功率, S9 p) W3 C1 @# L) c9 \

  峰值功率是指功率放大器在处理音乐信号时能够在瞬间输出的最大功率峰值功率反映功率放大器处理音乐信号的能力是一个参考功率! k+ ^, p1 e' s1 O& S7 I; l9 K/ O
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  提高功率放大器输出功率的方法有两种方法一种是降低负载阻抗输出电压不变的情况下将改变成理论上输出功率会增加2但因功率放大器内部直流电源容量和晶体管耗数功率的限制实际上可提高功率为1.6另一种采用桥式跨接法双通道立体声可选用桥接方式进行跨接使用5 T  v9 `# g6 z) M: M
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  双通道立体声桥接后理论上是每声道的4倍功率实际上的输出功率约为3这种模式可选用但并不提倡电路桥接要求每个双声道放大器的技术指标完全相同保持0点电位始终保持0电位如果个电位有点偏离某个电路稍有点不平衡一只功率放大器就会驱动另一只功率放大器两只功率放大器就会产生相位差和电平差使输出波形产生严重的失真当不平衡状态严重时由于相互倒灌可导致功率放大器的损坏所以临时现场扩声的应急时可采用桥式接法室内固定专业音响系统均不选用

  1.2频率响应范围

  频率响应是指功放对音频信号的各个频率分量的放大能力他表明功放在通频带宽度内各个频率分量的不均匀程度特性等6 T6 S! D# H* W. r

  理想的频率特性曲线是平直的即功放的输出电平在各个频率都比较平直说明功放对各个频率分量的放大能力是均匀的如功放的频率特性曲线有波峰波谷说明功放对某频率放大能力过强形成波峰),对某频率的放大能力过弱形成波谷)。如果功放的频率特牲有较大的波峰和波谷放音的音色就会变差所以一般波峰波谷的存在不准许超过3dB严格的指标是±2dB
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  人耳听觉的频率范围是20Hz20kHz如果频响范围达到这个标准则为高水平为完美地表现乐音的表现力充分地表现出高频泛音的频率空间要求功放有足够频带的宽度以表现音色的个性对频带的上限要有适度的扩张频带20kHz以上也要有一定的空间& E$ e5 O1 C! T3 A; n; _" @6 y4 e

  对频带的下限扩张可保证次低音的重放如果功放频带不够宽则音色会变得干涩生硬以致于当一些音色相近的乐器同时演奏时代表他们各自音色特点的泛音被削波损失从而造成辨别不出到底是哪种乐器发出的声音

  1.3阻尼系数
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  大口径的低音扬声器因为音圈运动的惯性而不能与音频的驱动信号同步纸盆的余振使扬声器重放声音混浊不清尤其是400Hz以下的频率影响最大当功放和扬声器连接以后功放对扬声器的音圈惯性运动有制动作用原理是纸盆上的音圈在磁声中做切割磁力线的运动此时会产生一个感应电动势这个电动势与功放的输出内阻构成一个电流回路感应电流与扬声器内磁场的作用产生一个阻止纸盆运动的力使纸盆在驱动信号结束后能够很快地恢复到中心位置0这种功放对纸盆的过量运动的电子制动能力就叫阻尼系数阻尼系数D=RS/Ri,,其中Rs为扬声器的音箱内阻Ri为功放输出的内阻1 g. [' O0 \" r9 Q% B

  由公式可知输出阻抗越小内阻),阻尼系数越大D阻尼系数越大扬声器音圈恢复原位的能力就越强对低音重放的效果就越好一般专业功放的阻尼系数都在100-200高保真功放的阻尼系数则在500以上1 I. J$ J* E- i
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  1.4转换速率
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  转换速度表示给功放一个输入(IN)信号在1μs时间内其输出电压的变化因为在音乐中有很多乐器的乐音发音速度很快如钢琴打击乐器的始振时间很短这个脉冲信号包括拨弹乐器乐音的振幅很陡地上升时间很短功放应将这个快速变化的音频信号准确如实地放大如转换速率不够快这些快速变化的乐音的音色特性就会受到损害这是功放对快速变化的跟随能力转换速率低也就会使功放产生瞬态互调失真一般专业功放转换速率为10—90V/μs高保真音响为500~600Vμs

  1.5信噪比
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  信噪比是说明功率放大器信号动态范围的一个技术指标是指在额定功率下功放输出端的信号电压有效值与无信号输入时输出端上的噪声及交流声的电压有效值之比信噪比值越大表示听音时音质越干净) n% z% x6 o9 E3 }# F
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  1.6声道隔离度& @8 r9 O8 g5 V  B' L. i' J1 |

  声道隔离度又称通道间的串音衰减是指右声道的输出电压与馈入右声道中产生的电压的分贝比值
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  声道隔离度越高左右声道越纯净重放音乐时声场的音源定位越准确可更加准确地反映各个乐器的位置2 v. Q6 O& e! |2 S( U

  1.7失真度' n1 M2 r4 m) q1 |% u  o  G5 ~9 Y9 y

  失真度是由于功放放大特性的非线性引起输出信号中产生新的谐波失真信号发生功放的失真可分为总谐波失真和互调失真两个非线性失真的技术参数指标
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  总谐波失真是功放输入端输入一个没有失真的纯正弦波信号然后在功放额定功率下测量输出信号中正弦波基波与他的各项谐波之比

  当两个以上的音源送入功放的输入端在输出端就有音频信号输出并有非线性失真所造成的和频差频谐波失真信号影响乐音的泛音音色与和声效果主要是引起音色的泛音结构的改变)。所以功放的非线性失真互调失真越小越好非线性失真越小音色的保真度就越好  L( z5 R+ K' Y! K8 o: M

  2功率放大器的保护系统

  2.1过流保护电路% s' p7 b8 P* }9 F) F
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  当功率放大器的输出回路中额定匹配阻抗发生变化时8Ω→4Ω→2Ω→1Ω甚至于发生短路状态时功率放大器的输出回路中电流迅速增加会烧毁功率放大管所以为防止功放管因电流过大而被烧毁在功放回路中增设了过流保护电路当功放回路中的电流超过额定值时保护电路中的开关管被打开发出控制信号将功放的工作电源切断使功放停止工作从而保护功放管当功放的输出阻抗调整后功率放大器才会恢复正常的工作

  2.2过压保护电路% z' }  G5 Q2 d7 R

  功率放大器在输入信号电平过大时功放的输出电压就会成倍地增加超过额定限度此时过强的输出电压会损坏扬声器的音圈严重时则会烧毁扬声器的音圈尤其是高音单元的音圈所以为防止大信号的电平信号送人功放的输入(IN)电路中而损坏扬声器在功放电路中增加了过压保护电路当输入电平信号过大时功放输出(OUT)电路的电压会升高超过额定限度保护电路的开关被打开将这个过高的电压经过系数电阻送入到前三级放大电路的IN这两个信号的相位相反所以功放的输出电压越大送人前三级的输入端的电压也就越大因为这个电压与IN信号相位相反这样就减小了IN信号的电平从而控制OUT电压从而保护扬声器不受过大的电压冲击而损坏扬声器单元$ D7 b% K0 b8 d' E# U4 p

  2.3延时开关电源

  当开启电源由延迟电路控制一个电源开关继电器来打开电源可避免功率放大器与其他电器设备同时开启而产生较强的浪涌电流对设备造成损害


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