音頻功率放大器設(shè)計手冊

前言

　　這本《音頻功率放大器設(shè)計手冊》（英文版）已出版到第四版，很高興有這么多人購買它。書中現(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，另一章介紹的是當前在市場上迅速成長、不容忽視的D類放大器的知識?！　幸苍黾恿酥绷鞅Ｗo電路的詳細設(shè)計以及安全規(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，就不只是它自身損壞的問題，往往會燒毀你所接的那些昂貴揚聲器。如果你為企業(yè)生產(chǎn)設(shè)計功放，那么更要深入了解掌握安全方面的知識。充分考慮安全規(guī)則要求，將給設(shè)計生產(chǎn)帶來很大幫助?！　≈x謝購買這本手冊的你，也謝謝支持我寫作和修訂這本手冊的每一個人。

內(nèi)容概要

　　本書深入淺出地講解了音頻功率放大器的設(shè)計理念和制作細節(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。該書至今已經(jīng)歷多次修訂，這次修訂添加了D類級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)計中已被廣泛地應(yīng)用。此外，在直流保護電路和安全規(guī)范方面也有新增內(nèi)容?！　”緯m合音響愛好者、從事音響電路設(shè)計的研發(fā)人員及家電維修人員閱讀。

書籍目錄

1　功放簡介與概要　　1.1　功放的重要性　　　1.1.1　閱讀本書應(yīng)具備的基本知識　　　1.1.2　本書內(nèi)容核心和指向　　1.2　功放設(shè)計研究的新發(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　　　1.4.2　音響主觀主義形成的簡短歷史　　　1.4.3　試聽的局限性　　　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　音響主觀評價帶來的負面影響　　　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　絕對相位　　1.6　常用英文縮略語　　參考文獻　2　功放歷史、電路結(jié)構(gòu)與負反饋　　2.1　功放的簡要歷史　　2.2　功放的電路結(jié)構(gòu)　　2.3　三級結(jié)構(gòu)　　2.4　功放工作方式　　　2.4.1　A類　　　2.4.2　AB類　　　2.4.3　B類　　　2.4.4　C類　　　2.4.5　D類　　　2.4.6　E類　　　2.4.7　F類　　　2.4.8　G類　　　2.4.9　H類　　　2.4.10　S類　　2.5　改進型B類放大器　　　2.5.1　誤差修正放大器　　　2.5.2　無開關(guān)放大器　　　2.5.3　電流驅(qū)動輸出放大器　　　2.5.4　“布洛姆”（Blomley）放大器　　　2.5.5　幾何平均AB類　　　2.5.6　嵌套式差動反饋回路　　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　　　2.6.2　直流耦合的優(yōu)點　　2.7　功放的負反饋　　　2.7.1　與負反饋有關(guān)的常見錯誤觀點　　　2.7.2　放大器的穩(wěn)定性與負反饋　　　2.7.3　負反饋的最大化　　　2.7.4　加入負反饋前將線性最大化　　參考文獻　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　　3.3　功放的8種失真　　　3.3.1　第1種失真：輸入級失真　　　3.3.2　第2種失真：電壓放大級失真　　　3.3.3　第3種失真：輸出級失真　　　3.3.4　第4種失真：電壓放大級負載失真　　　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：負反饋選取點失真　　　3.3.8　第8種失真：電容失真　　　3.3.9　未列入的失真　　3.4　標準放大器（standard amplifier）的失真性能　　3.5　功放的開環(huán)線性及其測量　　3.6　開環(huán)增益的直接測量　　3.7　樣板放大器（model amplifier）的使用　　3.8　無缺陷放大器（Blameless amplifier）概念　　參考文獻　4　小信號放大級　　4.1　輸入級的作用　　4.2　輸入級產(chǎn)生的失真　　4.3　輸入級使用三極管與場效應(yīng)管的比較　　　4.3.1　場效應(yīng)管輸入級的優(yōu)點　　　4.3.2　場效應(yīng)管輸入級的缺點　　4.4　單管輸入級與差分輸入級的比較　　4.5　單獨測量輸入級失真　　4.6　輸入級的直流平衡　　4.7　使用鏡像電流源負載的好處　　4.8　輸入級線性的改善　　4.9　增強輸入級線性的更多方法　　4.10　輸入級的級聯(lián)接法　　4.11　輸入級噪聲及其降低方法　　4.12　失調(diào)與匹配：關(guān)乎直流精度問題　　4.13　輸入級與轉(zhuǎn)換速率　　4.14　電壓放大級　　4.15　單獨測量電壓放大級失真　　4.16　電壓放大級的仿真　　4.17　電壓放大級的失真　　4.18　改善電壓放大級的線性：有源負載技術(shù)　　4.19　電壓放大級的強化　　4.20　電壓驅(qū)動的重要性　　4.21　平衡式電壓放大級　　4.22　電壓放大級與開環(huán)帶寬的控制　　4.23　控制放大器開環(huán)帶寬的配套措施　　4.24　小結(jié)　　參考文獻　5　輸出級一　6　輸出級二　7　高頻補償、轉(zhuǎn)換速率與穩(wěn)定性　8　電源與電源抑制能力　9　A類功放　10　G類功放　11　D類功放　12　場效應(yīng)管輸出級　13　熱補償與散熱設(shè)計　14　直流伺服電路設(shè)計　15　功放與揚聲器保護　16　接地與實裝技術(shù)　17　測試與安全　

章節(jié)摘錄

　　我假定失真是不好的，應(yīng)減至最小程度。這是我的觀點和立場。而另一種觀點認為，某些失真不是有害的，甚至認為能使聲音更動聽。坦率地講，我不贊同“失真有益”論。我覺得，放大器的目標是盡可能原汁原味地傳送音頻信號。如果某些失真確能改善聲音效果，從邏輯上講，當然就可以制造外置的音頻信號處理器來添加這些失真。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少，而且還可以隨時開啟和關(guān)閉，更富于使用樂趣。隨著科技的發(fā)展，當今的音頻重放設(shè)備比如調(diào)音臺、多軌錄音機、CD唱片等都達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，我覺得是十分令人費解的。　　我希望本書能給每一位對功放設(shè)計感興趣者提供信息和幫助。英國傳統(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)余愛好者沒有很大差別。我也希望書中內(nèi)容能為這些公司和業(yè)余愛好者帶來幫助?！　∥乙驯M量將技術(shù)問題處理得更加完善，努力做到以低成本獲得優(yōu)秀的性能指標?！　∫繇戭I(lǐng)域經(jīng)常出現(xiàn)許多似是而非的意見和觀點，令人一時難辨真?zhèn)?。事實上這些東西都沒有經(jīng)過測試驗證，最終弄清楚后，往往證實它們是假的。正因為如此，我要求自己盡可能還原事實，復(fù)述已親自檢驗過的情況。在書中，有好幾處內(nèi)容體現(xiàn)了我這一寫作理念。比如，輸出級使用場效應(yīng)管（FET）與使用三極管（BJT）比較，大功率場效應(yīng)管線性差、應(yīng)用成本高，因此造成了場效應(yīng)輸出級的使用率低于三極管輸出級的情況，這也是勢所必然的結(jié)果。在弄清真相后，我沒有再對場效應(yīng)管作更深入的研究。類似地，我設(shè)計的大部分功放功率都在300W以下，所以書中就欠缺了特大功率功放（比如專業(yè)功放）的有關(guān)設(shè)計內(nèi)容。我始終認為，與其取巧地增加篇幅，還不如不寫，因為我要對讀者負責。

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