功放电路的原理及设计指南

功率放大器(英文名称：power amplifier)，简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载(例如扬声器)的放大器。功率放大器在整个音响系统中起到了“组织、协调”的枢纽作用，在某种程度上主宰着整个系统能否提供良好的音质输出。

专业功放的功率管大多采用集电极输出方式, 这个家用功放的发射极输出有很大不同. 集电极输出的好处是可以不使用云母片在散热气上, 使得功率管的散热更好.

另外, 家用功放大多采用差分放大的OCL电路, 但专业功放一般看不到差分放大的对管, 一般专业功放都是采用一个运放(4558等)作电压放大级, 整机增益在34dB左右.

为了确保稳定性还有很多保护电路, 过压过流保护, 温度保护, 中点电位保护等. 另外, 风扇的转速也会随着温度的升高而加速.

还有就是很多专业功放会有一个压缩限幅的功能, 就是当检测到输出功率已接近极限时, 会自动分流调输入端的信号, 使输出不会严重削波失真, 简单的电路是通过一个光电耦合器来实现, 还有通过专业的IC(LM13700)等来实现. 这方面在百威(Peavey)功放做的比较好.

为了实现舞台的大功率要求, 专业功放可以调节成BTL桥式推动, 这样功率大约可以提高3倍, 列如800W+800W变为BTL后就可能有2400W输出. 但这时为单通道了.

正是由于功率巨大, 在调节电路时要特别小心, 调静态电流必须从最小开始调, 如果一下调大, 会在瞬间烧毁功率管, 甚至起火等.

这么多年来，经我制作卖出的功放已愈千部，电路也是五花八门，基本上的典型电路都做过了，所以在此谈谈各种电路的音质差别。以下对比是在电源，外壳，元件，输出级，搭配的其它器材等各方面都一致的情况为依据的，所不同之处仅电路而已。

1、双电源不对称两级差动电路(如PIONEER M22K)

2双电源对称，第一级典型差动，第二级共射放大(如PHILIP 的LHH1000)

3双电源对称，第一级共射共基差动，第二级共射共基(如金嗓子E-305V)

4双电源对称，第一，二级共射共基差动，第三级共射共基(如金嗓子A-100)

电路1，这是很多进口八千元以下的低档机的常用电路，不少人认为这样是属于单端甲类电压放大模式，可杜绝交越失真。在实际试听中，这种电路给人一种柔慢的感觉，低频较松，人声的感情比较丰富，相当突出，有一定的厚度但量感不足，高频有衰落的表现(实测闭环增益在10-60000Hz)，有一种雾里看花的感觉，乐器的轮廓让人很难定得准。总体而言，音色方面是较接近于胆机的表现。这跟进口八千元以下的纯功放音色表现相近。

电路2，这种电路在进口器材中采用得相对较少，可能是它高不成低不就吧，通常是几千到万五元的档次。在这样机中我采用了直流伺服，因而低频表现好于电路1，控制力比较合适，清晰度也有一定的改进，人声中的喉音，鼻音清晰可闻，量感也不错，中高频通透，只是乐器的轮廓还稍嫌不够，总体表现优于电路1。

电路3，与前两种电路差距拉大了，不少几万元的进口高中档机也使用这种电路模式。尤其是中高频段的清晰度，可能是归功于采用了共射共基电路吧，音色表现出式，人声，乐器的质与量相当充足，再没有蒙胧的感觉，尤其是人声与小提琴，忧怨，轻快，稳重，演绎者的感情都能清楚地交代，高频比前两种电路顺了不少，没有一点衰落的感觉。

电路4，曾经有不定期一段时期，国内的发烧友十分推崇“简洁至上”的理论，当时笔者也属于人云亦云的时期，因而那时常用电路1与2，后来，随着经验增多，对电路进行一点点的缓慢改进，演变出了电路3，再改了两年，才成功做出了电路4。为何那时乃至今天还有人推崇“简洁至上”呢?原因可能有两方面：1元件性能不佳。十年前不少发烧友都用C1815之类的普通管子，更甚者，笔者通过这几年在一些电器厂家出任设计，发现不少这类通用的三极二极管，都只是一些国内厂家买国外的芯片封装的，并且越做越假，频率特性不好，用这类管子当然不能保证了。2。技术水平低，很多人都不具备调试设备，往往只能靠一只万用表，对于电路的工作点设置与调整不熟悉，有轻微自激也不知道，因此简单的电路稳定性容易保证，音质反而好于复杂的电路。

当技术水平到了一定的层面，再去做复杂的电路，结果却不一样了，光说理论，什么复杂电路的线性容易做得更好等，或者不够说服力，但各位不妨翻开一些音响杂志，进口器材中低档与高档的照片对比，很容易发现，高档机的电路复杂多了，又或者一些文献中介绍的电路原理图，高档机也是相对复杂的。

说回正题，话说我于一年多前第一次做出了电路4时，简直是技惊四座，一呜惊人，在一个月的时间里，被要求复制了四部，对比之下，其音质有一种超凡的感觉。乐器的表现甭得说，轮廓定位让人一览无遗，人声的表现显得质量十足，轻快的让人觉得活跃，忧郁的催人泪下，所有的弱音都不放过，与乐器之间毫不妥协，不会有厚此薄彼的感觉，对于喇叭的控制有增强的趋势，收放自如，余间不会被吞噬或加长。对比现行流行的电流放大电路，分晰力有过而无不及，且不会有电流放大电路的那种稍薄的声音。

这个电路也是够复杂的，光说电压放大级，元件数目比上述三种电路是倍数的增加，光三极管已经有二十一只。如果应用于前级或CD中替代运放，三极管多过二十四只，者每一只三极管都是信号放大，没有电源恒流的用途，但其表现也是不可以用运放或其它分立电路替代的。

总而言之，电路是合理地复杂，电源变换的环节合理地简洁，才能把效果推上巅峰，做得好不好最主要的还是制作者的技术水平，而技术水平是经过长时间的磨炼得来的。