下载文档原格式
高效音频功率放大
王乃川
【期刊名称】《电测与仪表》
【年(卷),期】1994(031)004
【摘要】通常的音频功率放大采用的多是直接线性放大形式，其缺点是效率低，一般＞５０％。
本文介绍了一种效率可达８５％以上的音频放大电路。
文中介绍了其工作原理及性能指标。
【总页数】2页(P36-37)
【作者】王乃川
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.11
【相关文献】
1.高效率音频功率放大器设计 [J], 陈轩;杨哲;刘川
2.议高效音频功率放大器 [J], 苏云玲
3.高效D类音频功率放大器在汽车上的应用 [J], 鲍明庆;王赟
4.高效率音频功率放大器的设计 [J], 郑彬
5.浅析高效率音频功率放大器--D类功放 [J], 姚小禹
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
功率放大器的分类及其参数功率放大器（简称：功放）（Power Amplifier）功率放大器，顾名思义，是将功率放大的放大器。
进入微弱的信号，如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成输出级（Output Stage）使用。
从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。
从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。
功率放大器的分类：1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器。
A类、B类、AB类、C类、D类五种功率放大器1、A类功放（又称甲类功放）A类功放输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。
当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。
当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。
A类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。
但这种设计有利有弊，A类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。
当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。
A类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。
A类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，A类功放必须采用大型散热器。
因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。
一部25W 的A类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。
所以A类机的体积和重量都比AB类大，这让制造成本增加，售价也较贵。
一般而言，A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多。
2、B类功放（乙类功放）B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不消耗功率。
当有讯号时，每对输出管各放大一半波形，彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大，在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。
纯B类功放较少，因为在讯号非常低时失真十分严重，所以交越失真令声音变得粗糙。
B类功放的效率平均约为75%，产生的热量较A类机低，容许使用较小的散热器。
音频功率放大器原理图
音频功率放大器是一种用于提高音频信号功率的电路，通常用于音响系统和放大器中。
它能够将输入的低功率音频信号转换为输出的高功率音频信号，从而驱动扬声器发出更大的声音。
音频功率放大器的原理图如下所示：
（在此插入音频功率放大器原理图）。
原理图中包括输入端、放大电路、输出端和电源端。
输入端接收来自音源的低功率音频信号，放大电路对该信号进行放大处理，输出端将放大后的高功率音频信号传送至扬声器，电源端则为整个电路提供所需的电源电压。
放大电路是音频功率放大器的核心部分，它通常由功率放大器芯片、电阻、电容和电感等元件组成。
功率放大器芯片是最关键的部分，它能够将输入信号进行放大，并输出到扬声器。
电阻、电容和电感则用于对输入信号进行滤波和匹配，以保证信号质量和稳定性。
音频功率放大器的工作原理是将输入的音频信号转换为相应的电压信号，并通过放大电路进行放大处理，最终输出为高功率音频信号。
这样的设计能够满足扬声器对音频信号的驱动需求，使得音响系统能够发挥出更好的音质和音量表现。
在实际应用中，音频功率放大器可以根据需要进行不同的设计和调整，以满足不同的音响系统和放大器的要求。
例如，可以根据功率放大器芯片的规格和电路参数进行合理的选择，以及根据扬声器的阻抗和灵敏度进行匹配，从而实现最佳的音频放大效果。
总的来说，音频功率放大器是音响系统和放大器中不可或缺的部分，它能够将输入的低功率音频信号转换为输出的高功率音频信号，从而驱动扬声器发出更大的
声音。
通过合理的设计和调整，可以实现更好的音质和音量表现，从而提升整个音响系统的性能和体验。
音频功率放大器的分类音频功率放大器是将音频信号放大到足够驱动扬声器的电路。
根据放大电路的形式和工作原理，音频功率放大器可以被分为许多不同的类别。
在本文中，我们将介绍几种常见的音频功率放大器。
A类放大器A类放大器是一种最常见、最基本的放大器。
它的工作原理是将音频信号通过放大电路进行放大。
A类放大器的主要特点是其输入信号和输出信号完全相同。
它可以提供最高质量和最低形变的音频信号，但相比其他的放大器，A类放大器的效率较低，因为其功率大部分用于产生热量而非音频输出。
由于较低的效率，A类放大器适用于低功率电路、音质要求高的音频设备和灵敏度要求高的音频应用。
B类放大器B类放大器是一种相对于A类放大器而言更为高效的放大器。
B类放大器的原理是在AC信号的零点时关闭放大器，而在正弦波的峰值（正或负）点时打开放大器，将正弦波的上半部分或下半部分放大输出。
这样的输出会产生总体形变，因为放大器仅工作在正弦波的上半部分或下半部分。
然而，B类放大器的效率高于A类放大器，因为它仅在放大信号时启用放大器。
B类放大器适用于高功率电路、需要较高的能量效率的音频设备和不要求超高音质的音频应用。
AB类放大器AB类放大器是一种介于A类放大器和B类放大器之间的放大器类型。
它是通过在负载处添加一个偏置电压来保持控制电路处于开启状态，但是通过控制电路来限制偏置电压。
由于控制电路的存在，AB类放大器能够更好地平衡功率效率和音质。
这种放大器通常用于大功率音频放大器和需要高保真度的音频应用。
C类放大器C类放大器是一种工作于无方式的放大器。
它仅在信号高于某个阈值时才会使放大器开启并输出信号。
这种放大器需要非常快速的开关器件，而且工作在尽可能高的电流和低的电压下，从而达到更高的功率效率。
尽管C类放大器具有很高的效率，但其音质通常较差，并产生比其他放大器更多的形变，因为它只保留信号的高频部分。
C类放大器广泛应用于功率放大器、汽车音响和PA系统等高功率应用。
音频功率放大器原理简介音频功率放大器
是一种能够将音频信号功率放大的电子设备，其工作原理基于放大器电路中的晶体管或管子等电子元器件。
音频信号进入放大器，被放大器电路中的电子元器件放大后输出，达到音频的放大的目的。
功率放大器主要有两类：A类放大器和AB类放大器。
A类功率放大器的原理是将音频信号通过晶体管等电子元器件进行频率放大，激励出足够大的电流输出到负载电阻中，达到音频功率放大的目的。
A类功率放大器的优点是音质好、失真小，但功率效率较低。
AB类功率放大器是A类功率放大器加上一个偏置电压，使其能在某些运行情况下工作在B类放大器的状态。
AB类功率放大器的优点是功率效率高，同时也能保持良好的音质。
总而言之，音频功率放大器是将低功率音频信号转换为高功率输出的设备，主要工作原理是通过电子元器件进行功率放大。
不同种类的功率放大器有各自的特点和优势，使用时需要根据实际需要选择合适的设备。
高电压ab类功放-概述说明以及解释1.引言1.1 概述AB类功放是一种常见的功率放大器，它在音频领域被广泛应用。
它的主要特点是能够提供较高的功率放大并保持较低的功耗，因此被称为高效功放。
AB类功放采用两个互补的放大管进行工作，一个管子负责正半周，另一个管子负责负半周，这样能够有效地减小了交叉失真。
在AB类功放中，当输入信号的幅度较小时，只有一个放大管处于工作状态，另一个放大管处于关闭状态，此时功耗非常低，因此能够实现较高的功率放大效果。
而当输入信号的幅度较大时，两个放大管都会参与放大工作，从而提供足够大的输出功率。
高电压AB类功放是AB类功放的一种变种，它主要区别在于工作电压的选择。
通过选择合适的高电压，可以使得功放的输出功率更大，同时保持较低的功耗。
因此，高电压AB类功放在一些需要较高功率输出的应用领域，例如音响设备和舞台放音等方面得到了广泛的应用。
本文的目的是介绍高电压AB类功放的基本原理和设计要点。
首先我们将详细阐述AB类功放的基本原理，解释为什么它能够实现高功率放大和低功耗的特点。
然后我们将重点介绍高电压AB类功放的设计要点，包括电压选择、输出电路的设计和保护电路的设计等方面。
通过对高电压AB类功放的深入研究，我们可以更好地理解它的工作原理，同时也能够对其进行更有效的设计。
对于工程师和电子爱好者来说，了解和掌握高电压AB类功放的设计方法和技巧，将有助于他们在实际应用中更好地应对和解决问题。
同时，展望高电压AB类功放的未来发展，有助于我们更好地抓住机遇，推动该技术的进一步创新和应用。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要介绍了高电压AB类功放的设计和应用。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，首先对高电压AB类功放的概述进行了简要介绍，包括其作用和特点。
接着阐明了文章的结构和内容布局，为读者提供了整体的文章框架。
正文分为两个主要部分。
首先，在2.1小节中，详细解释了AB类功放的基本原理，包括其工作原理和电路结构等。
功率放大器分类及原理
功率放大器是一种电子设备，用于放大音频信号的功率，以便驱动扬声器或其他负载。
根据不同的分类标准，功率放大器可以分为以下几种类型：1. 按工作方式分类：功率放大器可以分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等工作方式。
其中，甲类工作方式的效率最低，但失真最小；丙类工作方式的效率最高，但失真最大。
2. 按输出功率分类：功率放大器可以分为小功率、中功率和大功率等输出功率等级。
其中，小功率放大器适用于家庭音响等小型场合，而大功率放大器适用于演出、会议等大型场合。
3. 按使用场合分类：功率放大器可以分为家用、专业、车载等使用场合。
其中，家用功率放大器适用于家庭音响等场合，而专业功率放大器适用于演出、录音棚等场合。
4. 按输入信号类型分类：功率放大器可以分为模拟和数字输入信号类型。
其中，模拟输入信号类型的功率放大器适用于传统的音频设备，而数字输入信号类型的功率放大器适用于数字音频设备。
功率放大器的原理是将输入的音频信号放大到足够的功率，以便驱动扬声器或其他负载。
功率放大器通常包括前置放大器、功率放大器和输出级等部分。
前置放大器用于放大输入信号，功率放大器用于放大前置放大器输出的信号，输出级用于驱动扬声器或其他负载。
功率放大器的工作原理基于电子管或晶体管等半导体器件的放大作用，通过控制器件的工作状态来实现对输入信号的放大。
本科毕业论文（设计）题目：音频功率放大器设计学生姓名：指导教师：所在分院：专业：电子信息工程班级：二〇一三年五月音频功率放大器设计摘要：音频功放全称为音频功率放大器，它主要用于推动扬声器发声，从而重现声音的功放装置。
本设计主要采用前置NE5532集成放大，功放模块选用LM1875放大芯片，电源部分采用自制的线性直流电源。
该音频功率放大器能够很好的对低频小信号进行放大，它能够如实的反映出声音信号的音色，音高和音强等音质状况本来面貌的能力，并且对声音信号进行必要的修饰以及加工。
本文主要介绍基于LM1875 D类音频功率放大电路的设计，它在音频应用场合能够提供非常低的失真度和高质量的音色，还具有了高增益、快速转换速率、宽功率带宽、大输出电压摆幅、大电流能力和非常宽的电源范围等特性。
在当今的社会中，经过了几代科学家的不断努力和尝试，它的技术已经日益成熟，用了一套比较完整的制作方法。
通过对硬件数据进行测试，比较输出功率和输入功率，进一步了解了音频功率放大器。
关键词：LM1875；高保真；功率放大Audio power amplifier designAbstract：Audio amplifier called the audio power amplifier, it is mainly used to promote the sound from the speakers to reproduce sound amplifier device. The design front NE5532 integrated enlarge, rear LM1875 amplifier chip, can be a good low-frequency small-signal amplification, it can truthfully reflect the tone of the sound signal, pitch and tone strong sound quality status and the ability of the original appearance of and the sound signal necessary modification and processing Therefore, the object of study is the sound quality of high-fidelity power amplifier technology, this paper describes the LM1875 class D audio power amplifier design, audio applications can provide very low distortion and high-quality sound, but also has a high gain, fast slew rate, wide power bandwidth, large output voltage swing, high current capability, and a very wide power range and other characteristics. Today, the audio power amplifier is still analog amplifier for mainstream products, analog amplifier has experienced decades of continuous improvement and perfection, and its technology has been developed to its peak. Test, comparing the output power and input power, hardware data Learn more about the audio power amplifier.Keywords: LM1875 ；High-fidelity ；power amplifier目录1. 绪论 (1)1.1音频功率放大器的设计背景 (1)1.2国内外的研究现状 (2)1.3设计的主要内容 (3)2 系统方案的论证 (4)2.1设计的主要任务 (4)2.2设计方案的选择 (4)3 硬件电路的设计 (6)3.1前置放大器 (6)3.2功放设计 (7)3.2.1 功率放大器的类别 (7)3.2.2 音频功率放大器的主要参数指标 (10)3.2.3 D类功率放大器的特点 (12)3.2.4 关于 LM1875的电路特点以及资料 (13)3.2.5 Lm1875放大电路的设计 (14)3.3电源电路的设计 (15)4 电路制作以及安装测试 (18)4.1装配与测试数据 (18)4.3实物展示 (19)5. 总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1.绪论功率放大器，可以称之为“功放”。
高效率音频放大器毕业论文目录一、弓I言 (2)二、音频功率放大器 (3)（-）背景 (3)（-）发展 (4)（三）指标 (6)1、最大输出功率 (6)2、脉冲宽度调制 (6)3、转换速率 (8)（四）分类 (9)1、A类放大器 (9)2、B类放大器 (10)3、AB类放大器 (11)4、D类放大器 (12)三、D类功率放大器的原理 (13)四、D类音频功率放大器的设计 (14)（-）设计任务与要求 (14)1、设计任务 (14)2、设计要求 (14)（二）方案论证 (15)（三）各部分电路分析与计算 (16)1、脉宽调制电路 (16)2、前置放大电路 (20)3、短路保护电路 (22)4、驱动电路 (22)5、H型互补对称输出电路 (23)6、信号变换电路 (23)7、功率测量及显示电路 (23)（四）部分电路的仿真电路 (24)1、前置放大器的仿真电路 (24)致谢282、比较器的仿真电路 (25)五、系统仿真数据 (25)六、结论 (26)参考文献 (27)一、引言电子信息技术几乎主宰了整个电器行业的发展，随着电子技术的进步发展在功率放大器的设计上功能也不断地更新。
功率放大器在家电、数码产品中的应用也越来越广泛，与我们的日常生活有着密切的关系。
随着生活水平的提高，人们越来越注重视觉、音质的享受，在大多数的情况下，增强系统性能，如更好的声音效果，是促进消费者购买产品的一个重要因素。
音频功率放大器作为音响等电子设备的后缀放大电路，它的主要作用是将前级的音频信号进行功率放大以推动负载工作，获得良好的声音效果，同时音频功率放大器又是音响等电声设备消耗电源能量的主要部分。
目前，音频功率放大器仍以模拟功放为主流产品，模拟功放经历了数十年的不断改进和完善，其技术已发展到了顶峰。
模拟类功放是以线性放大为基础，功率放大器件有电子管和晶体管两类，按功放静态工作点的设置可分为A类放大、A/B类放大和C类放大三种。
优秀音质立体声、并接或桥接的工作模式，8/4连续带载 输出同时连续带载的输出功率从 2x300W-2x1250W 共分6个型号专有的光控音量控制技术，大幅提高信噪比具备温度增益控制技术的低漏磁环形变压器供电● 全系列一致外观和吸风散热风流方向● 有力、具传统风格的● 具备能满足Ω● ● 具备新改良的短路开路、直流冲击、高频啸叫、高温高热、功 率过载等全方位电子电路高速保护● ● ● 稳定功率输出简介表产品特点：型号8Ω8Ω4ΩLA 1000LA 3600450w 1250w 900w 2500w 300w 830w LA 1800LA 4800675w 1650w 1350w 3300w 450w 1100w LA 2800LA 5200800w 1950w1600w 3900w520w 1250w双通道同时带载下的每通道功率桥接输出功率总谐波失真（THD +N ）=1%声准L 系列自推出市场，就广受用户的好评，传统粗矿的外观，圆润有力的音质，令产品一直活跃在娱乐应用市场，长久不衰。
2009年声准全面优化其L 系列产品存在的各项缺陷，全新定位推出其替代系列LA 系列。
LA 全系列外观和散热风向都是一致的设计。
采用可拆卸防尘滤网盖，甚至正面的面板都可以通过拆卸正面的固定螺丝将整块面板拆卸下来，这样的设计更利于用户的个性化制定和日常的清洁维护。
LA 系列从小到大功率的产品都一致使用分立元器件，并且生产方面实现了自动化人工智能机械手插件，这样就有效地降低了因为人为造成的偏差，具有很高的一致性，音质又有进一步的提高。
大功率产品采用了全新的输出线路，有效避免了因为过载使用而炸管的故障，全系列都融入了多项电子保护功能，令使用安全性同比前身的L 系列有大幅提升。
声准LA 系列采用新改良的电源线路和更低漏磁的环形变压器供电，进一步控制了磁场干扰，减轻了整机重量。
加上全新优化的PCB 布板，大幅降低交流哼声，音乐背景更加深奥广阔，弱音的细节表现更加通透。
高效音频功率放大器(专科组A题)
一、任务
设计并制作一个高效率音频功率放大器及其参数的测量、显示装置。
功率放大器的电源电压为+6V（电路其他部分的电源电压不限），负载为8Ω电阻。
二、要求
1. 基本要求
(1) 3dB通频带为300Hz～3000Hz，输出正弦信号无明显失真。
(2)最大不失真输出功率≥1W。
(3) 输入阻抗>10k，电压放大倍数1～20连续可调。
(4) 低频噪声电压≤10mv，在电压放大倍数为10，输入端对地交流短路时测量。
(5) 在输出功率500mW时测量的功率放大器效率（输出功率/放大器总功耗）≥50%。
（6）设计并制作一个放大倍数为1的信号变换电路，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接测试仪表用，如图1所示。
图1中，高效率功率放大器组成框图可参见本题第四项“说明”。
（7）增加输出短路保护功能。
2．发挥部分
（1）3dB通频带扩展至300Hz～20kHz。
（2）输出功率保持为200mW，尽量提高放大器效率。
（3）设计并制作一个可测量该功率放大器输出电流、功率的装置，要求具有3位数字显示，精度优于5%。
（4）其他
三、说明
1．采用开关方式实现低频功率放大（即D类放大）是提高效率的主要途径之一，D类放大原理框图如图2。
本设计中如果采用D类放大方式，不允许使用D类集成功率放大电路。
2．效率计算中的放大器总功耗是指功率放大器部分的总电流乘以供电电压（+6V），不包括“基本要求”中第（6）、（7）项涉及的电路部分功耗。
制作时要注意便于效率测试。
3．在整个测试过程中，要求输出波形无明显失真。
