音頻功率放大器設(shè)計(jì)手冊(cè)

前言

　　這本《音頻功率放大器設(shè)計(jì)手冊(cè)》（英文版）已出版到第四版，很高興有這么多人購(gòu)買(mǎi)它。書(shū)中現(xiàn)增添了不少新內(nèi)容，主要是加入了新的兩章。一章是關(guān)于控制輸出偏移電壓的直流伺服電路設(shè)計(jì)，另一章介紹的是當(dāng)前在市場(chǎng)上迅速成長(zhǎng)、不容忽視的D類(lèi)放大器的知識(shí)。　　書(shū)中也增加了直流保護(hù)電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)以及安全規(guī)則等內(nèi)容。輸出為直流耦合的功放配上直流保護(hù)電路，這樣才算完備。否則功放一旦出現(xiàn)故障，就不只是它自身?yè)p壞的問(wèn)題，往往會(huì)燒毀你所接的那些昂貴揚(yáng)聲器。如果你為企業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)功放，那么更要深入了解掌握安全方面的知識(shí)。充分考慮安全規(guī)則要求，將給設(shè)計(jì)生產(chǎn)帶來(lái)很大幫助?！　≈x謝購(gòu)買(mǎi)這本手冊(cè)的你，也謝謝支持我寫(xiě)作和修訂這本手冊(cè)的每一個(gè)人。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)深入淺出地講解了音頻功率放大器的設(shè)計(jì)理念和制作細(xì)節(jié)，并以大量的電路資料向讀者展現(xiàn)功率放大器的技術(shù)發(fā)展水平。該書(shū)至今已經(jīng)歷多次修訂，這次修訂添加了D類(lèi)級(jí)放大器和用于控制輸出偏移的直流伺服系統(tǒng)等內(nèi)容。這些新增內(nèi)容在近年的音頻功放設(shè)計(jì)中已被廣泛地應(yīng)用。此外，在直流保護(hù)電路和安全規(guī)范方面也有新增內(nèi)容?！　”緯?shū)適合音響愛(ài)好者、從事音響電路設(shè)計(jì)的研發(fā)人員及家電維修人員閱讀。

書(shū)籍目錄

1　功放簡(jiǎn)介與概要　　1.1　功放的重要性　　　1.1.1　閱讀本書(shū)應(yīng)具備的基本知識(shí)　　　1.1.2　本書(shū)內(nèi)容核心和指向　　1.2　功放設(shè)計(jì)研究的新發(fā)現(xiàn)　　1.3　音響領(lǐng)域的誤信誤傳　　1.4　音響科學(xué)與主觀主義　　　1.4.1　音響主觀者的立場(chǎng)　　　1.4.2　音響主觀主義形成的簡(jiǎn)短歷史　　　1.4.3　試聽(tīng)的局限性　　　1.4.4　音響主觀者的原則與信條　　　1.4.5　聲音從錄制到重放所經(jīng)環(huán)節(jié)　　　1.4.6　音響主觀評(píng)價(jià)帶來(lái)的負(fù)面影響　　　1.4.7　音響主觀主義盛行的原因　　　1.4.8　前景展望　　　1.4.9　技術(shù)上的謬誤　　1.5　功放的性能需求　　　1.5.1　安全性　　　1.5.2　可靠性　　　1.5.3　輸出功率　　　1.5.4　頻率響應(yīng)　　　1.5.5　噪聲　　　1.5.6　失真　　　1.5.7　阻尼系數(shù)　　　1.5.8　絕對(duì)相位　　1.6　常用英文縮略語(yǔ)　　參考文獻(xiàn)　2　功放歷史、電路結(jié)構(gòu)與負(fù)反饋　　2.1　功放的簡(jiǎn)要?dú)v史　　2.2　功放的電路結(jié)構(gòu)　　2.3　三級(jí)結(jié)構(gòu)　　2.4　功放工作方式　　　2.4.1　A類(lèi)　　　2.4.2　AB類(lèi)　　　2.4.3　B類(lèi)　　　2.4.4　C類(lèi)　　　2.4.5　D類(lèi)　　　2.4.6　E類(lèi)　　　2.4.7　F類(lèi)　　　2.4.8　G類(lèi)　　　2.4.9　H類(lèi)　　　2.4.10　S類(lèi)　　2.5　改進(jìn)型B類(lèi)放大器　　　2.5.1　誤差修正放大器　　　2.5.2　無(wú)開(kāi)關(guān)放大器　　　2.5.3　電流驅(qū)動(dòng)輸出放大器　　　2.5.4　“布洛姆”（Blomley）放大器　　　2.5.5　幾何平均AB類(lèi)　　　2.5.6　嵌套式差動(dòng)反饋回路　　2.6　直流耦合放大器與交流耦合放大器　　　2.6.1　交流耦合的優(yōu)點(diǎn)　　　2.6.2　直流耦合的優(yōu)點(diǎn)　　2.7　功放的負(fù)反饋　　　2.7.1　與負(fù)反饋有關(guān)的常見(jiàn)錯(cuò)誤觀點(diǎn)　　　2.7.2　放大器的穩(wěn)定性與負(fù)反饋　　　2.7.3　負(fù)反饋的最大化　　　2.7.4　加入負(fù)反饋前將線性最大化　　參考文獻(xiàn)　3　功放的基本原理　　3.1　普通功放是如何工作的　　3.2　傳統(tǒng)功放線路的優(yōu)點(diǎn)　　3.3　功放的8種失真　　　3.3.1　第1種失真：輸入級(jí)失真　　　3.3.2　第2種失真：電壓放大級(jí)失真　　　3.3.3　第3種失真：輸出級(jí)失真　　　3.3.4　第4種失真：電壓放大級(jí)負(fù)載失真　　　3.3.5　第5種失真：電源退耦失真　　　3.3.6　第6種失真：感應(yīng)失真　　　3.3.7　第7種失真：負(fù)反饋選取點(diǎn)失真　　　3.3.8　第8種失真：電容失真　　　3.3.9　未列入的失真　　3.4　標(biāo)準(zhǔn)放大器（standard amplifier）的失真性能　　3.5　功放的開(kāi)環(huán)線性及其測(cè)量　　3.6　開(kāi)環(huán)增益的直接測(cè)量　　3.7　樣板放大器（model amplifier）的使用　　3.8　無(wú)缺陷放大器（Blameless amplifier）概念　　參考文獻(xiàn)　4　小信號(hào)放大級(jí)　　4.1　輸入級(jí)的作用　　4.2　輸入級(jí)產(chǎn)生的失真　　4.3　輸入級(jí)使用三極管與場(chǎng)效應(yīng)管的比較　　　4.3.1　場(chǎng)效應(yīng)管輸入級(jí)的優(yōu)點(diǎn)　　　4.3.2　場(chǎng)效應(yīng)管輸入級(jí)的缺點(diǎn)　　4.4　單管輸入級(jí)與差分輸入級(jí)的比較　　4.5　單獨(dú)測(cè)量輸入級(jí)失真　　4.6　輸入級(jí)的直流平衡　　4.7　使用鏡像電流源負(fù)載的好處　　4.8　輸入級(jí)線性的改善　　4.9　增強(qiáng)輸入級(jí)線性的更多方法　　4.10　輸入級(jí)的級(jí)聯(lián)接法　　4.11　輸入級(jí)噪聲及其降低方法　　4.12　失調(diào)與匹配：關(guān)乎直流精度問(wèn)題　　4.13　輸入級(jí)與轉(zhuǎn)換速率　　4.14　電壓放大級(jí)　　4.15　單獨(dú)測(cè)量電壓放大級(jí)失真　　4.16　電壓放大級(jí)的仿真　　4.17　電壓放大級(jí)的失真　　4.18　改善電壓放大級(jí)的線性：有源負(fù)載技術(shù)　　4.19　電壓放大級(jí)的強(qiáng)化　　4.20　電壓驅(qū)動(dòng)的重要性　　4.21　平衡式電壓放大級(jí)　　4.22　電壓放大級(jí)與開(kāi)環(huán)帶寬的控制　　4.23　控制放大器開(kāi)環(huán)帶寬的配套措施　　4.24　小結(jié)　　參考文獻(xiàn)　5　輸出級(jí)一　6　輸出級(jí)二　7　高頻補(bǔ)償、轉(zhuǎn)換速率與穩(wěn)定性　8　電源與電源抑制能力　9　A類(lèi)功放　10　G類(lèi)功放　11　D類(lèi)功放　12　場(chǎng)效應(yīng)管輸出級(jí)　13　熱補(bǔ)償與散熱設(shè)計(jì)　14　直流伺服電路設(shè)計(jì)　15　功放與揚(yáng)聲器保護(hù)　16　接地與實(shí)裝技術(shù)　17　測(cè)試與安全　

章節(jié)摘錄

　　我假定失真是不好的，應(yīng)減至最小程度。這是我的觀點(diǎn)和立場(chǎng)。而另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，某些失真不是有害的，甚至認(rèn)為能使聲音更動(dòng)聽(tīng)。坦率地講，我不贊同“失真有益”論。我覺(jué)得，放大器的目標(biāo)是盡可能原汁原味地傳送音頻信號(hào)。如果某些失真確能改善聲音效果，從邏輯上講，當(dāng)然就可以制造外置的音頻信號(hào)處理器來(lái)添加這些失真。比起使用昂貴稀有的直熱電子管，這種添加失真的方法不僅成本花費(fèi)少，而且還可以隨時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉，更富于使用樂(lè)趣。隨著科技的發(fā)展，當(dāng)今的音頻重放設(shè)備比如調(diào)音臺(tái)、多軌錄音機(jī)、CD唱片等都達(dá)到了很低的失真水平，使我們以此為榮。如果在聲音重播的最后環(huán)節(jié)放棄這些有利因素，我覺(jué)得是十分令人費(fèi)解的。　　我希望本書(shū)能給每一位對(duì)功放設(shè)計(jì)感興趣者提供信息和幫助。英國(guó)傳統(tǒng)上盛產(chǎn)小型音響制造公司，他們的技術(shù)資源和生產(chǎn)資源可能與熱衷音響的業(yè)余愛(ài)好者沒(méi)有很大差別。我也希望書(shū)中內(nèi)容能為這些公司和業(yè)余愛(ài)好者帶來(lái)幫助。　　我已盡量將技術(shù)問(wèn)題處理得更加完善，努力做到以低成本獲得優(yōu)秀的性能指標(biāo)?！　∫繇戭I(lǐng)域經(jīng)常出現(xiàn)許多似是而非的意見(jiàn)和觀點(diǎn)，令人一時(shí)難辨真?zhèn)?。事?shí)上這些東西都沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，最終弄清楚后，往往證實(shí)它們是假的。正因?yàn)槿绱?，我要求自己盡可能還原事實(shí)，復(fù)述已親自檢驗(yàn)過(guò)的情況。在書(shū)中，有好幾處內(nèi)容體現(xiàn)了我這一寫(xiě)作理念。比如，輸出級(jí)使用場(chǎng)效應(yīng)管（FET）與使用三極管（BJT）比較，大功率場(chǎng)效應(yīng)管線性差、應(yīng)用成本高，因此造成了場(chǎng)效應(yīng)輸出級(jí)的使用率低于三極管輸出級(jí)的情況，這也是勢(shì)所必然的結(jié)果。在弄清真相后，我沒(méi)有再對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管作更深入的研究。類(lèi)似地，我設(shè)計(jì)的大部分功放功率都在300W以下，所以書(shū)中就欠缺了特大功率功放（比如專(zhuān)業(yè)功放）的有關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容。我始終認(rèn)為，與其取巧地增加篇幅，還不如不寫(xiě)，因?yàn)槲乙獙?duì)讀者負(fù)責(zé)。

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