功率放大器(Amplifier)的功能在於放大訊源發送的音頻訊號,而訊源指的就是手機撥放的mp3文件,或是麥克風、樂器輸出的訊號。因為訊源本身的強度太弱,沒有辦法直接推動喇叭的單體讓他發出聲音,這時候就需要靠功率放大器來起到重要作用。
功率放大器的結構可以分成:前級功率放大器和後級功率放大器兩種,也會有把前級和後級做在同一臺的綜合功率放大器的功放,不過運作的原理也是一模一樣的。
1.前級(Preamp)
前級的工作是要加強訊號的電壓,把mic level、inst level的訊號增大至line level,以便驅動後級負載,音量的調整、增益和調整音色都是在前級完成。
2.後級(Poweramp)
後級則是要把已經讓前級加強過電壓的訊號,再放大他的電流,通過喇叭單體speaker level,讓被增強後的訊號有足夠的功率去推動負載較高的喇叭單體。音源---前級---後級---喇叭單體的工作邏輯。
雖說功率放大器的功能就是要增強訊號,但是功率放大器的電路設計,也會影響音色的還原度和效率,在不同類型的設計方式中,最常被拿出來討論的就是 1.線性度 2.效率兩種。
1.線性度(Linearity)
在放大訊號的時候,無法避免的一定就是會改變原始的波型,所以在設計放大電路時盡可能降低失真程度是非常重要的考慮點。
2.效率(Efficiency)
但追求高度還原的放大方式,能量使用的效率也通常較差,簡單來說就是耗電,其他沒有轉換成功的能量會化為熱能散失,因此機身的溫度高低也會受轉換效率的影響,連帶影響零件的壽命長短。
介紹不同類型的功率放大器,也是以線性度和效率作為主要的比較。
A類功率放大器是以音色還原度最高的一種放大方式,同時效率也非常低。
在訊號輸入周期都是導通的狀態(包含正周波和負周波),因此即使是沒有訊號輸入時,功放也是持續在耗電,也因此A類功率放大器達到最好的線性度,而不會產生B類、AB類的交互失真(Crossover Distortion)問題。雖然A類功率放大器能提供最低失真的音色表現,但它的效率只能達到15%-30%之間,大部分的電能都化作溫度散失了,所以機身溫度都會特別發燙,基於散熱考慮機器也只能做到很大臺又笨重或加風扇散熱,在高溫高電流的環境下的元件組件(晶體管or真空管)也時易壞易更換。
由於A類功率放大器的聲音有非常低的失真度,即便缺點很多,但仍有許多音響發燒友願意花大錢來追求幾乎沒有失真的好音色,也即是對音樂愛好有追求的發燒友,對聲音不妥協。
B類功放:
也因為A類擴大實在是很沒效率,發熱量大,而B類功率放大器就采用不同的設計方式,分別有兩個輸出放大器來處理音頻訊號的正波和負波,再由晶體整合輸出,處理正波的在工作時,負責負波的就停止,反之亦然。因此B類放大能夠有接近80%的轉換效率。
但B類功率放大器有一個主要的問題是在兩個輸出放大器一開一關之間,會導致正負波交點的線性不連續,也就是前面提到的交越失真(Crossover Distortion),使聲音較為粗糙。
AB類功放:
和B類放大一樣,AB類放大也有兩個輸出放大器分別處理正波和負波,不同的是輸出放大器導通的時間大於B類的半個周期,在音量小時用A類的放大方式,音量大時使用B類的放大方式,因此能夠有更佳的線性度,讓失真(Crossover Distortion)的程度小於B類。
工作效率和A類、B類相比,AB類放大解決了A類嚴重的能量散失,失真的程度也比B類好上許多,但線性度表現略差於A類,效率也低於B類(效率約50%~70%),算是介在A類和B類之間的設計,顧名思義叫AB類功率放大器。各種功率放大器在應用時有各種不同優點及缺點,你選擇好聲音就不要考慮散熱問題,你考慮應用時不能有太大的發熱量,那聲音肯定不是你想要的聲音。所以任何事物都是有取舍的,有它優點及缺點的存在。




























































































