功率放大器的作用是放大来自声源或前置放大器的微弱信号,从而推动扬声器发声。一套好的音响系统功放起着重要的作用。功率放大器作为各种音频设备的一大组成部分,主要是将音频设备输入的微弱信号放大,产生足够的电流推动扬声器播放声音。由于对功率、阻抗、失真、动态、不同应用范围和控制调节功能的考虑,不同的功率放大器在内部信号处理、电路设计和生产工艺上都是不同的。车载音响系统和家庭音响系统一样,功放可以让整个系统完整。如果你是汽车音响新手,你可能会觉得在你的车上安装功放甚至多个功放是不可思议的。这要从汽车本身说起,因为汽车的供电电压一般只有14.4V,功率(P)=电压(U)x电流(I),最多能达到4x55W。如果只用主机自带功放,只能用小功率推音箱,音量开大了就失真了,声音听起来生硬无弹性。人的听觉是有限的,其下限小于所能听到的音量上限,这可以解释为什么声音一开始感觉很强,后来逐渐变弱。要让任何声音达到最真实的状态,目前的技术都无法解决。
行驶在道路上时挡风玻璃、内饰、发动机、底盘、轮胎发出的噪音对听音环境有明显的影响。只有装上功放,才能解决后舞台声压级低,功率不足的缺陷,重放音乐的所有信息。如果在车载功放中使用逆变电源,电源电压会提高到40V左右,功率也会相应提高,从而可以推广大功率扬声器。由于储备功率的增加,音量加大也不会失真,音质强劲有弹性。尤其是推大尺寸低音单元的时候,低音区域更加延展,声音变得饱满,这个问题就可以轻松解决了。
图1汽车功率放大器电路图
实际上,功率放大器高保真地还原了音频信号。我们简单打个比方。事实上,功率放大器的工作原理就像一台复印机。为什么要把这两个概念结合起来?仔细听我说。它们的基本功能是复印东西,就像复印机可以把较小的纸复印成较大的纸一样。如果复印原来的A4纸,除了A4纸之外,还可以得到A3或者A1甚至更大的纸。新的副本其实是原物的放大版,你可以根据自己的需要进行控制和调整。功放像复印机,复印件不是原件。功放处理后的信号是原音频的还原增强版,音量大于源音频输入。它只是改变了音频输入的音量,音色没有变化。如果它的音色也改变了。那么它的波长和频率也相应地改变。本文不会对这个话题进行详细深入的阐述。这个比喻很好理解,也很恰当。现在,我想大家应该对功放有个大概的了解了。总而言之。车载功放是对输入端(主机、CO播放器等)的音频输入进行还原放大。),同时又要让它足够强大,能够带动音箱工作。
功率放大器的工作原理是通过电压控制电流通道来达到控制电流的目的。利用三极管的电流控制功能或场效应晶体管的电压控制功能,将电源的功率转换成随输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和频率的波,也就是交流信号电流,所以三极管的集电极电流永远是基极电流的倍,是三极管的交流放大倍数。应用这一点,如果向基极注入一个小信号,流过集电极的电流将等于基极电流的倍,然后这个信号被DC隔直电容隔离,得到一个电流(或电压)是原来倍的大信号,这就成为三极管的放大效应。经过恒流恒压放大后,功率放大完成。场效应晶体管利用栅极电压来控制源极和漏极的电流,其控制作用用跨导来表示,即栅极变化一毫伏,源极电流变化一安培,称为跨导as 1。功率放大器就是利用这些功能,以小信号控制大信号,让多级放大器实现大功率输出,并没有真正放大功率!它们是转化的能量,而不是能量的放大。以我们现在的技术,还是要遵守能量守恒定律。
汽车音响电源采用DC-DC变换器代替升压开关电源是经过深思熟虑的。现代的晶体管放大器仍然是AB类放大器,其工作电流与信号的波动成正比变化,所以功率放大器实际上构成了一个变化范围很大的负载。为了避免功率放大器输出信号的削波失真,要求电源有足够的能量储备,在信号达到峰值时立即提供大电流(一般PMOP是功率放大器的标称瞬时峰值功率)。显然也包括电源瞬间输出电流的能力。
开关电源无论采用PWM还是PCM,其能量输出都是由脉冲变压器的电磁转换形成的。当开关管导通时,它将磁能储存在脉冲变压器中,当开关管关断时,磁能转化为电能,为负载提供电压。即使负载电流瞬间增大导致输出电压下降,稳压控制系统也只能在下一个导通周期控制开关管延长导通时间,开关管停止后输出电压上升,以补偿负载电流增大的影响。但是音乐的波动是千变万化的,有时候大冲出信号只是一瞬间的事情。如果信号冲击来了,开关电源不能及时提供大电流,输出电压必然形成随大信号减小的波形,限制了信号过冲,产生波形失真。冲击信号后,PWM电路会输出信号上升,开关电源会降低其输出电压,使其输出电压稳定。不幸的是,为时已晚。在这个过程中,输出信号不可避免地失真,同时增加了功率纹波脉冲,增加了放大器的噪声。
图2功率放大器转换器电路图
第一引脚是第一组误差放大器的反相输入。R2在电路中接地以使其为低电平。第二个引脚是第一组误差放大器的同相输入。从R7连接一个5V参考电压。当第二个管脚输出高电平时,误差放大器的输出端(第三个管脚)输出一个恒定的低电平,控制TL494内部比较器组成的PWM调制器,输出45%的最大脉宽,剩下的5%作为死区时间。此外,第二个引脚的外部C4是一个软启动电容。在启动的瞬间,C4将第二引脚充电至低电平,误差放大器输出高电平。随着C4充电电压的增加,第二引脚的电压增加,第三引脚的电压降低,使得PWM比较器的输出脉宽缓慢增加到额定脉宽,避免开关管被启动冲击电流损坏。第三个管脚是误差放大器的输出端,外接R3和C1,避免误差放大器振荡。第四个管脚是死区时间控制端,0.05V的死区时间控制电压是通过R6和R4从5V参考电压分压得到的,这样两组驱动脉冲之间就有5%脉宽的间隙。当第四引脚的电平达到0.3V时,驱动脉冲关闭。5、6脚为振荡频率控制端子,外接R5和C3。振荡器被设置为产生大约80KHZ的振荡脉冲。调节R5可以使振荡频率达到100KHZ。C3,而R5与振荡频率的关系为:f (kHz)=1.2/r (k) c ( f)。第七段是共同点。