【正文】 它 們 都 是 電 池 供 電 的 。 都 希望 能 夠 有 較 長 的 使 用 壽 命 。 就 是 在 這 種 需 求 的 背 景 下 ， D 類 放 大 器 被 開 發(fā) 出來 了 。 它 的 最 大 特 點 就 是 它 能 夠 在 保 持 最 低 的 失 真 情 況 下 得 到 最 高 的 效 率 ?！?　 高 效 率 的 音 頻 放 大 器 不 只 是 在 便 攜 式 的 設 備 中 需 要 ， 在 大 功 率 的 電 子 設備 中 也 需 要 。 因 為 ， 功 率 越 大 ， 效 率 也 就 越 重 要 。 而 隨 著 人 們 的 居 住 條 件 的 改善 ， 高 保 真 音 響 設 備 和 更 高 檔 的 家 庭 影 院 也 逐 漸 開 始 興 起 。 在 這 些 設 備 中 ， 往往 需 要 幾 十 瓦 甚 至 幾 百 瓦 的 音 頻 功 率 。 這 時 ， 低 失 真 、 高 效 率 的 音 頻 放 大 器 就成 為 其 中 的 關 鍵 部 件 。6 / 38二．放大器的程序設計一個實用音頻放大器的設計過程大體可按電路選型——參數(shù)計算——元器件選擇——驗證定型的順序進行。（一）電路選型設計音頻放大器一般先根據(jù)給定的技術指標（如頻響、失真度、信噪比、轉換速率等） 、技術特色（如采用全直流、全對稱、失真伺服、超線性等）以及性價比等要求選擇合適的電路形式和結構。在選擇電路時，國內外音響界普遍推崇一種“簡為佳”的說法，即簡單的就是最好的。多一個元器件就多一個失真源，因而在能滿足給定技術指標要求的前提下，應盡量避免電路復雜化。一般單級放大器的放大倍數(shù)只有幾十倍，若電路需要很大的放大倍數(shù)，可采用多級放大器，這時總的增益等于各級增益的乘積。在確定放大級數(shù)時，每一級的增益不用定的太高，因為增益過高時，放大器的穩(wěn)定性變差，容易產(chǎn)生自激。通常還需在放大器中引入適量的負反饋，將電路增益限制在一定的范圍，這樣既可提高放大器的穩(wěn)定性，又可展寬工作頻帶降低波形失真。此外電路的總增益的設定還應留有一定的余量。7 / 38（二） 參數(shù)計算1. 確定工作點晶體管的靜態(tài)工作點，是影響放大器性能的主要因素。通常前置放大器均工作在甲類狀態(tài)，故選擇工作點時，應使放大器件工作于輸出特性曲線的線性放大區(qū)，并保證在額定工作狀態(tài)的任何瞬間都不超越這一區(qū)域。靜態(tài)工作點一般應選在器件輸出特性曲線線性區(qū)相對的小電流及低電壓區(qū)域，這對保護器件有利。但為了增大動態(tài)范圍，減小失真，靜態(tài)工作點又不能選的過低。通常，輸入級的輸入信號較小（毫伏或微伏級） ，工作點可選的低些[如晶體管的 ICQ 可在（~ ） mA 之間選取，UCEQ 也可選的低些]，這樣對提高信噪比有利；而后面的放大級，由于信號幅度較大，工作點則應取高些[ICQ 可在（~5mA）間選取， UCEQ 也可取高些]。此外，為保證工作點的穩(wěn)定，晶體管的基極偏置電阻不能選的過大。而功率放大器的工作點則應根據(jù)電路的類型來確定。2. 計算元件數(shù)值確定了電路結構及工作點，便可根據(jù)給定的技術參數(shù)要求，計算出電路中各元件的數(shù)值和必須掌握的交直流參數(shù)，并標注在原理圖上，作為制作和調整的依據(jù)。（三）元器件選擇有了合適的電路，其技術指標的實現(xiàn)還有賴于正確選用元器件的質量。即便是質量可靠的同類元器件，若品牌不同，其損耗、噪聲系數(shù)、穩(wěn)定性或失真度及失真成分也可能不同。這也是同樣的電路，采用不同品牌的元器件時會導致音質方面的差異的原因所在。從圖 21 和 22 的有關曲線中，我們可以很直觀的看出這種差異。8 / 38（四）驗證定型按設計要求制作的放大器，還應進行性能指標測試和客觀聽音評價，驗證其是否達到預定的技術指標和音質水準。若不能達標，應分析其原因，有目的的反復修改設計方案，使之趨于完善，直至符合技術指標要求，方可予以定型。9 / 38三．晶體管前置放大器前置放大器依其用途的不同可分為話筒放大器、線路放大器、唱頭和磁頭均衡放大器等幾種類型。前置放大器可以由單管放大器和多級放大器構成。它們之中若加入負反饋，又可稱為負反饋放大器，并且還有電容耦合和直接耦合之分。（一） 基本單元電路形形色色的放大器，不管它們的電路怎么復雜，都是由一些最基本的放大單元電路組合而成。最基本的放大單元電路是用一只晶體管構成的共發(fā)射極放大電路、共基極放大電路和共集電極放大電路。這三種基本單元電路既可單獨構成一個放大器，又可互相組合起來，構成共射共射、共射共基、和共射共集等常用復合放大單元電路或多級放大器，因而它們是放大器的基礎。（二）負反饋放大器1. 負反饋放大器的特點施加了負反饋的放大器稱為負反饋放大器。過高的增益對電路有害無益，它可能導致信噪比劣化或影響電路的穩(wěn)定，如產(chǎn)生自激等，應設法使之降低。降低電路增益除了修改電路參數(shù)之外，最有效的是給電路加負反饋，它不僅可以使電路增益達到期望值，還可以降低失真、拓寬頻響提高信噪比和電路穩(wěn)定性等許多好處。10 / 38負反饋放大器電路之意圖如圖 的一部分回送到輸入端。當反饋信號與輸入信號反相便成為負反饋。其結果使輸入信號被削弱。如果輸出信號電壓為 UO，反饋信號電壓為 UF，UF/UO 就稱為反饋系數(shù) F，即：F=UF/UO在施加深度負反饋時，負反饋放大器的增益 KF（閉環(huán)增益）約為反饋系數(shù)的倒數(shù)，即；KF=1/F。加有深度負反饋的放大器，其增益幾乎與晶體管參數(shù)無關，而僅取決于反饋系數(shù) F，這就顯著提高了放大器增益的穩(wěn)定性，且大大的簡化了放大器增益的計算過程。引入負反饋后，放大器的頻響也被展寬了。其原理可以借助圖 32 的頻響曲線來加以說明。由于放大器高頻和低頻的輸出電壓是逐漸下降的，施加負反饋后，高頻和低頻段的反饋電壓也隨之逐漸減小，中頻段的反饋電壓則相對的較高且穩(wěn)定不變，從而使電路中頻段的增益下降幅度較大，高、低頻段的增益下降幅度逐漸變小，反映在頻響曲線上，就是中頻段的平坦部分變寬了。負反饋放大器降低失真的原理可以用圖 33來說明。當給無負反饋的放大器輸入一個正弦波時，由于晶體管的非線性使輸出信號產(chǎn)生波形失真，如11 / 38正半周幅度大，負半周幅度小。施加負反饋后，由于反饋信號取自輸出端，也是正半周幅度大負半周幅度小，與輸入信號相加后，輸入信號變的負半周小正半周大了，被放大后，輸出信號的波形就可以得到修正。施加負反饋的這種凈輸入信號失真，正好補償了放大器的非線性失真。2. 負反饋放大器類型由于取得反饋信號的方法，以及反饋信號與輸入信號的連接關系不同，負反饋可以分為電壓串聯(lián)負反饋、電壓并聯(lián)負反饋、電流串聯(lián)負反饋和電流并聯(lián)負反饋四種基本類型。 （特點見表 1）3. 負反饋的應用負反饋有時在本級應用，有時則是跨即應用。在一個電路中，可能只用一種負反饋，也可能綜合應用幾種負反饋。（1） 在要求輸入電阻高、輸出阻抗低的電路中，應用電壓串聯(lián)負反饋。（2） 多級前置放大器的輸出端增設一級設計輸出器可使電路增益穩(wěn)定且有較低的輸出阻抗。（3） 如只需提高輸入阻抗，可在第一級增設射級輸出器或采用多級串聯(lián)負反饋。（4） 若希望減小電路的輸入、輸出電阻，又要求電路盡可能簡單，可采用單級或多級電壓并聯(lián)負反饋。（三） 直流放大器1. 直流放大器通常指放大直流電壓或電流的放大器。其主要特點是級間采用直接耦合，低頻響應很好，工作頻率可達到零，或接近零。由于避免了耦合電容寄生電感的影響，其高頻響應也很好。現(xiàn)代高保真放大器為擴展高低頻響應或避免耦合電容對電路其他性能的不良影響，也普遍采用了直流放大器。由于級間摒棄了耦合電容，放大器中任何一點直流電位的變化都將引起輸出端直流電位的變化。因而直流放大器輸出端點位對溫度變化和元器件參數(shù)的變化12 / 38和電源的波動反映十分敏感，即便在無信號輸入時，也會受各種不穩(wěn)定因素的影響而發(fā)生緩慢變動，這就是“電位漂移” 。若發(fā)生在輸出端為零電位的放大器，則稱為“零點漂移” 。用于音頻功率放大的 DC 放大器，零點漂移應設法限制在177。150mV 之內，以免影響電路性能或損壞元器件。直流放大器的零點漂移可由以下兩個指標來衡量：（1） 在指定時間內折合到輸入端的最大漂移電壓值。（2） 溫度每變化一度，輸出端的漂移電壓折合到輸入端的漂移電壓值。在音頻 DC 放大器中，通常采用差分電路和具有正或負溫度系數(shù)的熱敏電阻或二極管構成的偏置電路以及施加直流負反饋等措施來抑制電位漂移。2. 單端直流放大器與單端交流放大器一樣，單端直流放大器通常也采用一組電源，有時因偏置電路的需要，會再增加一組輔助電源。單端直流放大器用于音頻放大時，均工作于甲類狀態(tài)。由于電路為直接耦合，設計時應注意前后級之間直流電位的配合，滿足前后級工作點 的要求。3. 差分放大器 差分放大器也 屬于直流放大器，它 不僅具有良好的抑制 零點漂移和共模信號 的能力，而且具有比 一般放大器更為優(yōu)良的線性。在多級音頻放大器的第一級和集成電路中，差分放大器幾乎是不可缺少的。典型電路與基本特征1）典型電路差分放大電路的典型電路如圖 34 所示，其結構呈對稱性，兩邊三極管的特性及偏置電路均相同，發(fā)射極電阻則是兩管共用的。電路有正、負兩個輸入端，信號可從兩個輸入端平衡輸入，也可采用不平衡輸入，這時，信號從其中一個輸入端輸入，另一個輸入端接地。放大后的信號從兩管的集電極輸出。其輸出電壓13 / 38與兩個輸入端信號之差成正比，故稱為差分放大器。2）抑制零點漂移由于兩邊的電路對成，無論是電源電壓的波動還是溫度的變化，對兩管的影響必然相同。而 ΔUsc 為 Usc1 和 Usc2 之差，故這一相同的影響可以在 ΔUsc 中被互相抵消。3）共模增益與共模抑制比對于差分放大器，總是希望對有用的差模信號具有較大的放大能力，對無用的共模信號的放大作用為零，即具有抑制作用。差分放大器對共模信號的抑制能力，用“共模抑制比” （CMRR）來表示，其值為差模信號放大倍數(shù) KD 與共模信號放大倍數(shù) KC 之比，即 CMRR=KD/KC。對圖 34 所示的雙端輸出差分電路來說，只要電路完全對稱，即可做到 KC=0,即CMRR 無窮大。由于電路不可能做到完全對稱，所以 CMRR 常為一有限值，CMRR 越大，放大器對共模信號的抑制能力越強，共模干擾信號對電路影響越小。四、功率放大器功率放大器在電路形式上與前置放大器基本相同，但由于它工作魚高電壓、大電流狀態(tài)，要驅動的是低值負載，所以分析和選擇上與前置放大器有所不同。（一） 功率放大器設計要點功率放大器的基本設計目標是，在晶體管安全工作前提下，所輸出的不是真功率盡可能大。因而，設計時要特別注意：1. 保證晶體管的安全使用一般情況下，希望功率放大器能給出盡可能大的不失真功率，這就意味著晶體管的工作狀態(tài)已接近極限，處于危險的邊緣，因而設計時應明確所用的晶體管14 / 38的極限參數(shù)，將晶體管的工作狀態(tài)嚴格控制在安全區(qū)之內，不允許超出極限參數(shù)范圍。晶體管極限參數(shù)有三個：（1） 集電極最大允許耗散功率 PcmPc 能使管子發(fā)熱，故 PC 要有一個最大允許值 Pcm，超過此值時，管子