【题目编号】MC1-1195
【题目】下列放大器中,适宜用作音频小信号放大器的是:
【答案】A
[A]甲类放大器
[B]甲乙类放大器
[C]丙类放大器
[D]乙类放大器
考点速览
音频小信号放大器工作在信号电平低、电流小的状态,追求的是低失真、低噪声、足够高的增益以及良好的线性。这类电路里甲类(Class A)最合适。甲类放大器的静态工作点设在线性区中央,管子全程导通,输入信号被完整地成比例放大,不产生交越失真,谐波失真最低。前级放大、话筒放大、接收机的音频小信号级,基本都用甲类。
小信号音频级的工作条件
音频小信号级的输入可能只有毫伏量级,输出也不过几百毫伏,电流在毫安量级。功耗本来就小,甲类效率低的缺点在这个功率层次上几乎无所谓:几十毫瓦的静态功耗,电池供电也能撑很久。而它换来的好处很实在——线性度好、失真低、噪声容易做小、电路简单、不需要配对管子。
接收机里,从检波输出到音量控制,再到音频末级之前,这一串都是小信号处理。信号电平低的时候,任何一点非线性失真都会被后面的放大级继续放大,所以前级更看重线性而不是效率。甲类正好对路。这一判断与音频功率放大器要选甲乙类并不矛盾,两者所处的位置和目标不同。
甲类为什么是小信号首选
单管甲类电路的静态工作点稳定,特性曲线在工作点附近接近直线,信号摆幅又小,完全落在直线段内,输出与输入成严格比例。没有推挽交接,也就没有交越失真这个麻烦。用一只管子加几只电阻电容就能搭出一级,成本与复杂度都低。
噪声方面同样有利。甲类电路静态电流大、跨导高,同样的增益可以用更少的级数实现,累计噪声更低。多一级放大就多一份噪声贡献,前级用甲类、把级数压下来,是低噪声设计的常规思路。低噪声与低失真这两件事,在小信号级是同一个方向上的追求。
还有一层原因与增益分配有关。整机的噪声系数主要由第一级决定,第一级用甲类把增益做足,后面几级的噪声折算到输入端就被这一级的增益除小了。反过来,如果前级改用偏置复杂的推挽电路,既不省电,也没换来性能,只是白白多出几只元件和一处出故障的机会。
逐项辨析
选项 A 正确。甲类放大器工作点在线性区中央、全程导通、没有交越失真,在小信号电平下失真与噪声都能做得低,是音频小信号放大器的常规选择。
选项 B 的甲乙类放大器是为推挽功率输出设计的,静态电流小、效率高,长处在大信号输出。拿它做小信号前级,既要处理管子配对与偏置稳定问题,又得不到效率上的好处,并不适宜。
选项 C 的丙类放大器输出是窄脉冲、失真大,而且必须依靠调谐回路选频,音频频带无法使用,与音频小信号放大没有交集。
选项 D 的乙类放大器存在交越失真。小信号时信号幅度本来就小,交接区在波形里占的比例反而更大,失真问题更突出,不适合做音频小信号放大。
易混淆点:前级与末级的分工
同一个音频通道里,前级小信号放大用甲类,末级功率输出用甲乙类,这是最常见的组合。判据不是"甲类比甲乙类好",而是所处位置与目标不同:小信号级要的是低失真与低噪声,功率级要的是高效率与足够输出。题目里凡是问"音频小信号放大器",就选甲类;问"音频功率放大器",则选甲乙类。
另一个容易混的地方是把"甲类"与"甲类单端"绑死。甲类放大器可以是单端,也可以是推挽,只要管子全程导通、导通角三百六十度,就属于甲类。做小信号放大时常见单端甲类,但这不是定义的组成部分,答题时不要被"单端"两个字带着走。
应试要点
音频小信号放大器选甲类,音频功率放大器选甲乙类,这两条配对记牢。判据一句话:小信号看失真与噪声,优先甲类;大功率看效率与散热,优先甲乙类;丙类只服务于射频谐振功率放大。