CN202206350U

CN202206350U - H类专业功率放大器

Info

Publication number: CN202206350U
Application number: CN2011202424999U
Authority: CN
Inventors: 黄磊
Original assignee: HANGZHOU HISOUND ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU HISOUND ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2011-07-09
Filing date: 2011-07-09
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2021-07-09

Abstract

本实用新型属于电子技术领域，涉及音频自动控制装置，尤其是涉及一种H类专业功率放大器。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。包括壳体，其特征在于，所述的壳体内设有音源输入模块、高低电压控制模块和功率放大模块，所述的音源输入模块包括音源输入单元和输入音量控制单元，所述的高低电压控制模块包括能够根据输入信号调整供电电压的调制单元，所述的功率放大模块包括末级功率放大单元。与现有的技术相比，本H类专业功率放大器的优点在于：1、结构紧凑、造价低。2、将电压放大部分的供电电压与输入信号作适当的调制，使晶体管工作点始终处于最佳状态。3、整机运行稳定。

Description

H类专业功率放大器

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及音频自动控制装置，尤其是涉及一种H类专业功率放大器。

背景技术

A类功率放大器的输出级中两个(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，于是流入扬声器发声。A类放大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)，即使不采用负反馈，它的环路失真仍十分低，因此被认为是声音最理想的放大线路设计。但凡事总是有利亦有弊，A类放大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有较大电流流入，功率放大器产生高热量和浪费功率，这种功率正如输出级的热量一样完全消散，但却没输到负载，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类功率放大是一种最浪费能量的设计，只要一开机它的耗电量最高，播放音乐时，效率约为百分之50，即一半功率变为热量浪费。如果不计较上述的缺点，A类功率放大器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。为了有效处理散热问题，A类功率放大器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25瓦的A类功率放大器供电器的能力至少够100瓦AB类功率放大器用。所以A类功率放大器的体积和重量都比AB类功率放大器大，这令制造成本增加，售价当然较贵，一般而言A类功率放大器的售价约为同等功率AB类功率放大器的两倍或以上。

B类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，在两个输出晶体管转换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。纯B类功率放大器较少，因为在讯号非常低时失真十分严重，因交越失真令声音变得粗糙。B类功率放大器的效率平均约为百分之75，产生的热量较A类功率放大器低，允许用较小的散热器，这类放大工作当其输出为最大功率的40.5％，功率放大器内消耗的功率最高，这时为百分之50，输出功率较低和较高时则效率增加，因此供电器可以比A类机小。AB类工作达成性能的妥协，大多数B类功率放大器都不是用纯B类工作，通常有两个偏压，在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管，这类扩音机在讯号小时用A类工作，获得最佳线性，当讯号提高到某一个电平时自动转为B类工作获得较高的效率。普通机十瓦的AB类大约在5瓦以内用A类工作，由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦，因此AB类扩音机在大部分时间是用A类工作，只在出现音乐瞬态强音时才转为B类，这种设计可以获得优良的音质和提高效率减少热量，是一种颇为合逻辑的设计。有些AB类功率放大器将偏流调得甚高，令其在更宽润的功率范围内以A类工作，使声音接近纯A类机，但产生的热量亦相对增加。

可变偏流式扩音机：可变偏流扩音机据知是美国Threshold公司最先发展，八十年代日本厂家却普遍采用并创造出多种不同的名称，这种设计是利用一个线路探测输入讯号电压，根据电压的高低自动改变偏流，讯号电压愈低偏流愈高，等于A类工作，讯号电压愈高偏流愈低达成B类工作，这种偏流的变化是连续性，可将交越失真减至最少。理论上这种设计颇为理想，但这类功率放大器常因偏流探测线路与伺服控制线路本身工作不准确而导致额外的失真，能真正达到接近A类音质的产品不多。

C类放大不适合HI-FI用，C类(丙类)功率放大器较少听闻，因为它是一种失真非常高的放大器，只适合在通讯用途上使用。A类输出晶体管百分之百时间都在工作，B类输出晶体管的工作时间占百分之50，AB类超过百分之50换取较低的失真，C类输出晶体管的工作时间低于百分之50，效率特高，但不是HIFI放大所适用。

D类功率放大器采用开关式供电，输出晶体管有如切换开关，不截流即通流，与其他放大的半通半截方式不同，这种设计亦称数码功率放大器。D类放大的晶体管一经开启即直接将其负载与供电器连接，电流流通但晶体管无电压，因此无功率消耗，当输出晶体管关闭时，全部电源供应电压即出现在晶体管上但却无电流，因此也不消耗功率，故理论上效率为百分之百。这类扩音机必须利用宽度(Pulse Width)线路，它在每秒内将输入与输出讯号多次互相比较，这时会产生波，它的宽度和持续主相等于输入与输出之间的误差，如输出较高则波较宽，相反，波较窄。在扩音机输出部分设有一个低通滤波器，将波平均重现输入讯号。看起来十分复杂，但却可以做到，而且理论上经处理后输出讯号与输入讯号相同。D类放大的优点是效率最高，供电器可以缩小，几乎完全不产生热量，因此无需大型沉热器，机身体积与重量显著减少，理论上失真低线性佳。但这种扩音机工作复杂，增加的线路本身亦难免有偏差，所以真正成功的产品甚少，售价亦不便宜。简单就是最佳，供电规格重要。

最佳的放大是一条有增益的电线，虽然不可能实现，但寓意线路愈简音愈好，今日许多前级和功率放大器正采用这种设计，事实证明讯号通道愈短引起失真和噪音的机会愈少。一部功率放大器从外表虽然不能断定音质，但如能观察到供电变压器和滤波电容器的大小已先对此机的性能或质素略知一二，A类功率放大器固然需要巨大的供电器，即使AB类机也是愈大愈佳，今日许多优质功率放大器都采用环型变压器，取其效率较方型高和漏磁少，滤波电容等于水塘，储水量愈多供水愈充足，功率放大器的供电充足稳定才能支持输出晶体管的耗电，输出最大时供电取之不尽，否则便压缩动态甚至产生削波。供电器中的电源变压器等于水源，只是水塘大而水源不足亦无济于事，所以优良的供电器必须同时采用大型变压器和电容器(D类除外)许多英国制的合并式功率放大器虽然功率并不太大，但却有一个非常充沛的供电器，配合简单的讯号通道可以达成优异的声音。

一般功率放大器的电压放大部分和末级电流放大部分是公用一组电源的。后来，人们发现将电压放大部分的供电电压适当提高，可以提高电源利用率和降低某些失真。于是由高低不同的两组电源供电的功率放大器应运而生，这便是G类功率放大器。G类功率放大器的电压放大部分通常固定为比电流放大部分略高。再后来，人们通过改良，将电压放大部分的供电电压与输入信号作适当的调制，既输入信号越大，供电电压越高，使工作点始终处于最佳状态。这就是所谓的H类功率放大器了。

现有技术中的H类功率放大器存在着造价成本较高，运行不够稳定，操作使用不够方便等技术问题。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，但是均未能获得较为理想的解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，造价低，运行稳定，操作方便，能将电压放大部分的供电电压与输入信号作适当调制的H类专业功率放大器。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本H类专业功率放大器，包括壳体，其特征在于，所述的壳体内设有音源输入模块、高低电压控制模块和功率放大模块，所述的音源输入模块包括音源输入单元和输入音量控制单元，所述的高低电压控制模块包括能够根据输入信号调整供电电压的调制单元，所述的功率放大模块包括末级功率放大单元。

在上述的H类专业功率放大器中，所述的调制单元包括取样电路和控制电路。

与现有的技术相比，本H类专业功率放大器的优点在于：1、结构紧凑、造价低。2、将电压放大部分的供电电压与输入信号作适当的调制，使晶体管工作点始终处于最佳状态。3、整机运行稳定。

附图说明

图1是本实用新型提供的结构框图。

图中，壳体1、音源输入模块2、音源输入单元21、输入音量控制单元22、高低电压控制模块3、调制单元31、取样电路311、控制电路312、功率放大模块4、末级功率放大单元41。

具体实施方式

如图1所示，本H类专业功率放大器，包括壳体1，壳体1内设有音源输入模块2、高低电压控制模块3和功率放大模块4。音源输入模块2包括音源输入单元21和输入音量控制单元22，所述的高低电压控制模块3包括能够根据输入信号调整供电电压的调制单元31，所述的功率放大模块4包括末级功率放大单元41。调制单元31包括取样电路311和控制电路312。本实用新型能对将电压放大部分的供电电压与输入信号作适当调制，这样做的目的在于：能有效的结合和控制功率放大器，使晶体管工作点始终处于最佳状态。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了壳体1、音源输入模块2、音源输入单元21、输入音量控制单元22、高低电压控制模块3、调制单元31、取样电路311、控制电路312、功率放大模块4、末级功率放大单元41等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种H类专业功率放大器，包括壳体(1)，其特征在于，所述的壳体(1)内设有音源输入模块(2)、高低电压控制模块(3)和功率放大模块(4)，所述的音源输入模块(2)包括音源输入单元(21)和输入音量控制单元(22)，所述的高低电压控制模块(3)包括能够根据输入信号调整供电电压的调制单元(31)，所述的功率放大模块(4)包括末级功率放大单元(41)。

2.根据权利要求1所述的H类专业功率放大器，其特征在于，所述的调制单元(31)包括取样电路(311)和控制电路(312)。