功率放大器的类型以及区别

随着音频技术的不断发展，功率放大器已经不再像以往那样只有电子管放大器可选，随着晶体管机（电晶体，又名“石机”）的发展，众多的放大类型都被提及，因为他们代表着新的放大模式，并展现出新世代的声音特质。其中最具代表性的自然是欧洲派系的NAD，当然，除了NAD之外还有B&O、Lyngdorf、Trinnov Audio等等，以专注D类或数字放大电路的研究，以兼顾环保和好声音设计为目的，事实上专注这方面的厂家还有不少，在此就不一一列举了。

在介绍新世代的放大器类型前，我还是先介绍一下我们传统的放大器类型。依照三极管在放大信号时的信号工作状态和三极管静态电流大小的划分，放大器电路主要有3种类型：一是甲类（A类）放大器电路、二是乙类（B类）放大器电路、三是甲乙类（AB类）放大器电路、D类放大电路、H类放大电路等。

甲类（A类）放大器就是给功率管加上合适的静态偏置电流，这样用一只三极管同时放大信号的正、负半周。在功率放大器电路中，功率输出级中的信号幅度已经很大，如果仍然让信号的正、负半周同时用一只三极管来放大，这种电路我们称为甲类放大器。这种电路有一个很大的特点，由于属于线性放大，所以保真程度会很高，几乎达到100%，但同时由于线性放大，所以放大效率不会很高，一般只有20-30%。它还有一个问题，如果一直让晶体管处于带电状态，那么在没有音频信号过来时，它就像一个烤炉，持续发热，严重发热，这就需要大型的散热设备来散热，而这些散热设备使得功放增加了重量、体积以及价格。

第二种就是乙类放大器，也就是我们经常说的B类放大器，所谓乙类放大器就是不给三极管加静态偏置电流，且用两只性能对称的三极管来分别放大信号的正半周和负半周，正、负半周再在放大器的负载上将正、负半周信号合成一个完整的周期信号。由于这种放大器没有给功放输出管加入静态电流，它会产生交越失真，这种失真是非线性失真的一种，对声音的音质破坏严重。所以乙类放大器电路很少被音频电路设计所采纳，但是乙类依然尤其很好的优点。

把上述的说法通俗了解一下，鉴于甲类在运作时晶体管一直处于带电状态，并发出大量热量，那就让它在“休息”的时候不工作，这能节省不少散热成本，而且因为晶体管不工作不带电，放大器效率留下更大的“空间”，放大效能达到70-80%，从理论上确实让人感到兴奋。但是在音质上却让人受不了，本来是少女吟诗，现在变成了泼妇骂街，变得吵吵闹闹，有所失态。归根到底就是由于电流在两支晶体管上切换的速度跟不上音频信号相位的转换速度，导致失真，交越失真厉害。音质都混浊了，功放效率再大也没有什么用处，所以乙类功放慢慢就被弃用。

第三种就是甲乙类放大器，也称为AB类放大器，是甲类（A类）和乙类（B类）放大器的折衷组合，他也使用偏置电流，但它远小于单纯的甲类放大器，小的偏置电流足以防止交越失真，从而能提供良好的音质。其功耗介于甲类和乙类放大器之间，但是通常更接近于乙类（B类）放大器，与乙类放大器电路类似，甲乙类放大器也需要一些控制电路以使其提供或吸收更大的输出电流。不过，精心设计的甲乙类放大器也有很大的功耗，因为其中等范围的输出电压通常远离正电源和负电源。由于漏源极之间的电压降很大，所以会产生很大的瞬时功率LDS×VDS。通俗来说，甲类和乙类都有各自的优势，前者线性好但功率小，后者则与之相反，因此两者技术结合优势互补肯定是必然趋势。而事实上市面使用甲乙类放大类型的厂家确实不少，例如美国著名的Krell也使用了甲乙类的设计，但以专利的iBias A类技术，在保证大功率下更令提高偏置电流的特点，令声音的线性和模拟度更高更好。

数字放大电路，PWM信号传输

D类的设计，很多朋友会说在低音炮上见得特别多，是的！D类的特点就是可以制造极高的输出功率，且功耗极低。D类放大器的输出级在正电源和负电源之间切换从而产生一串电压脉冲，这种波形有利于降低功耗，因为当输出晶体管在不导通时具有零电流，并且在导通时具有很低的VDS，因而产生较小的功耗LDS×VDS。由于大多数音频信号不是脉冲串，因此必须包括一个调制器将音频输入转换为脉冲信号，脉冲的频率成份包括需要的音频信号和与调制过程相关的重要的高频能量。经常在输出级和扬声器之间输入一个低通滤波器以将电磁干扰（EMI）将至最小，并且避免太多的高频能量驱动扬声器。

不过说到D类，目前的放大器大部分都应用了著名的荷兰Hypex Ncore放大器组件，这个公司专门研发D类放大模组，其组件都被广泛应用到不同品牌的产品上。除此之外，丹麦的一家ICE Power也十分著名，北欧很多放大器及有源扬声器产品如B&O就是使用这一组件的品牌。不过今天的D类技术已经不同以往，从技术成熟程度以及声音表现上都十分超前，甚至超越了传统甲类/甲乙类的音质效果，例如NAD放大器这些产品都深受新一代发烧友的喜爱，凭借小巧的体积，极低的能耗以及出色的功能表现，很多时候都令传统的放大器汗颜。