【题目编号】MC1-1194
【题目】下列放大器中,适宜用作音频功率放大器的是:
【答案】A
[A]甲乙类放大器
[B]丙类放大器
[C]甲类放大器
[D]乙类放大器
考点速览
音频功率放大器(audio power amplifier)要在可接受的失真下向扬声器送出足够的功率,同时不能把机壳烤成暖手宝。折中下来,甲乙类(Class AB)最合适:静态电流比甲类小得多,效率明显提高;又保留一点偏置,让两只推挽管在过零处平滑交接,避开乙类的交越失真。本题问哪种适宜用作音频功率放大器,答案是甲乙类。
音频功率放大需要什么
扬声器阻抗通常是四欧或八欧,要推出十瓦以上的功率,末级电流得上安培量级。甲类放大器做这个活,静态电流就得一直维持在接近峰值的水平,电源和散热器体积惊人,效率只有百分之二十几,绝大部分电能变成热。乙类效率高,可是两只管子在小信号过零附近交接时会出现交越失真,听感上表现为高频发毛发涩、声音粗糙。音频信号动态范围大、频带宽,两种极端方案都不舒服。
甲乙类把工作点设得略高于截止点,静态电流不大,通常在几毫安到几十毫安量级,两只管子各自导通的区间略大于半个周期,在过零点附近有一段重叠导通区,交越失真被压掉,效率接近乙类。家用音响、车载音响、对讲机的音频末级,最常见的都是这个方案。
交越失真与甲乙类的折中
推挽电路里上半只管负责正半周,下半只管负责负半周。乙类偏置下,信号在零点附近时两只管子都接近截止,交接区没有管子有效导通,输出出现一段平顶或者台阶,这就是交越失真。给一点静态偏置让两只管子都微微导通,交接区被接管,台阶消失,失真下降。代价是静态功耗略有增加,效率略低于乙类,但这点代价换来听感的明显改善,非常划算。
甲乙类在电路实现上还有讲究。偏置要稳定,温度升高时静态电流不能失控,否则会热失控烧管;两只管子的特性要配对,否则交越失真只解决一半。这些设计细节正是甲乙类功放电路常见的考点,也是它比乙类多出来的复杂度。
静态电流到底取多大,要在失真与发热之间反复权衡:调大一些失真小,可是发热跟着上来,散热片和电源都要加码;调得太小,温度一变化又可能滑回交越失真。整机调试时,这一步往往决定听感的成败,也是业余自制功放最容易翻车的地方。
逐项辨析
选项 A 正确。甲乙类放大器静态电流小、效率明显高于甲类,又靠少量偏置压住了交越失真,兼顾听感与散热,是音频功率放大器的常规选择。
选项 B 的丙类放大器效率最高,但导通角小于一百八十度,输出是脉冲,失真大得无法用于音频。它的用武之地是发射机末级与谐振功率放大,靠调谐回路选频;音频频带太宽,这套办法根本用不上。
选项 C 的甲类放大器失真最小,在高保真功放里确有使用,但效率低、发热大、体积重,作为通用音频功率放大器并不适宜。题目问的是"适宜",强调的是工程上最常见的取向,而不是音质最好。
选项 D 的乙类放大器效率高,可是过零处的交越失真在音频上很容易被人耳察觉,多数场合要用甲乙类来替代它。
易混淆点:甲类音质与甲乙类效率
发烧圈里对甲类功放的推崇是有道理的:失真小、没有交越失真。但那是针对小功率、高价位、能接受发热与耗电的场合。真题考的是通用设计取向,"适宜"两个字指向的是工程上最常见、最均衡的方案,也就是甲乙类。把"音质最好"当成"最适宜",是这道题最常见的失分点。
另一处混淆是把甲乙类当成甲类与乙类的简单叠加。甲乙类的关键不在于"两边各占一半",而在于导通角略大于一百八十度这个具体设计:静态电流小到效率接近乙类,又大到足以让两只管子平稳交接。
应试要点
音频功率放大器的答案只有一个:甲乙类。三条判据一并记住:效率要高于甲类,失真要小于乙类,不能像丙类那样依赖调谐负载。题干问"适宜用作音频功率放大器",选甲乙类。