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1　功放简介与概要1

1.1 功放的重要性1

1.1.1 阅读本书应具备的基本知识1

1.1.2 本书内容核心和指向2

1.2 功放设计研究的新发现3

1.3 音响领域的误信误传6

1.4 音响科学与主观主义6

1.4.1 音响主观者的立场7

1.4.2 音响主观主义形成的简短历史9

1.4.3 试听的局限性9

1.4.4 音响主观者的原则与信条12

1.4.5 声音从录制到重放所经环节18

1.4.6 音响主观评价带来的负面影响18

1.4.7 音响主观主义盛行的原因19

1.4.8 前景展望21

1.4.9 技术上的谬误21

1.5 功放的性能需求22

1.5.1 安全性22

1.5.2 可靠性22

1.5.3 输出功率22

1.5.4 频率响应24

1.5.5 噪声24

1.5.6 失真24

1.5.7 阻尼系数25

1.5.8　绝对相位27

1.6 常用英文缩略语28

参考文献29

2　功放历史、电路结构与负反馈31

2.1 功放的简要历史31

2.2 功放的电路结构32

2.3 三级结构32

2.4　功放工作方式35

2.4.1　A类35

2.4.2　AB类36

2.4.3　B类36

2.4.4　C类36

2.4.5　D类37

2.4.6　E类37

2.4.7　F类37

2.4.8　G类37

2.4.9　H类40

2.4.10　S类40

2.5 改进型B类放大器40

2.5.1 误差修正放大器40

2.5.2　无开关放大器41

2.5.3 电流驱动输出放大器41

2.5.4 “布洛姆”（Blomley）放大器41

2.5.5　几何平均AB类42

2.5.6 嵌套式差动反馈回路43

2.6 直流耦合放大器与交流耦合放大器43

2.6.1 交流耦合的优点43

2.6.2 直流耦合的优点44

2.7 功放的负反馈47

2.7.1 与负反馈有关的常见错误观点48

2.7.2 放大器的稳定性与负反馈51

2.7.3 负反馈的最大化59

2.7.4 加入负反馈前将线性最大化61

参考文献61

3　功放的基本原理63

3.1 普通功放是如何工作的63

3.2 传统功放线路的优点65

3.3 功放的8种失真66

3.3.1 第1种失真：输入级失真67

3.3.2 第2种失真：电压放大级失真67

3.3.3 第3种失真：输出级失真67

3.3.4 第4种失真：电压放大级负载失真68

3.3.5 第5种失真：电源退耦失真68

3.3.6 第6种失真：感应失真68

3.3.7 第7种失真：负反馈选取点失真68

3.3.8 第8种失真：电容失真69

3.3.9 未列入的失真69

3.4 标准放大器（standard amplifier）的失真性能70

3.5 功放的开环线性及其测量71

3.6 开环增益的直接测量72

3.7 样板放大器（model amplifier）的使用74

3.8 无缺陷放大器（Blameless amplifier）概念75

参考文献76

4　小信号放大级77

4.1 输入级的作用77

4.2 输入级产生的失真77

4.3 输入级使用三极管与场效应管的比较79

4.3.1 场效应管输入级的优点80

4.3.2 场效应管输入级的缺点80

4.4 单管输入级与差分输入级的比较80

4.5 单独测量输入级失真81

4.6　输入级的直流平衡83

4.7 使用镜像电流源负载的好处85

4.8 输入级线性的改善86

4.9 增强输入级线性的更多方法87

4.10 输入级的级联接法90

4.11 输入级噪声及其降低方法90

4.12 失调与匹配：关乎直流精度问题93

4.13 输入级与转换速率95

4.14 电压放大级96

4.15 单独测量电压放大级失真97

4.16 电压放大级的仿真98

4.17 电压放大级的失真99

4.18 改善电压放大级的线性：有源负载技术100

4.19 电压放大级的强化102

4.20 电压驱动的重要性104

4.21 平衡式电压放大级105

4.22 电压放大级与开环带宽的控制107

4.23 控制放大器开环带宽的配套措施109

4.24 小结110

参考文献110

5　输出级一112

5.1 输出级的工作方式与器件112

5.2　输出级的失真115

5.2.1 交越失真产生的谐波115

5.2.2 不同输出级的比较117

5.3 射极跟随器输出级119

5.4 倒置达林顿输出级122

5.5 准互补输出级123

5.6 三重结构输出级125

5.7 三重射极跟随器输出级125

5.8 输出级失真及其抑制127

5.9 大信号失真（第3a种失真）128

5.9.1 负载不变的概念131

5.9.2 大信号失真的机理132

5.9.3 功率输出管的并联133

5.9.4 更佳的功率输出器件134

5.9.5　前馈二极管136

5.9.6 三重结构输出级的难点136

5.9.7 驱动低于4Ω的负载137

5.9.8 改善驱动8Ω负载的性能138

5.9.9 实用的负载不变式放大器138

5.9.10 最新研究的发现140

5.9.11 本节摘要144

5.10 交越失真（第3b种失真）144

5.10.1 输出级静态工作状况151

5.10.2 针对交越失真优化偏置的实验153

5.10.3 要求严格的输出级静态参数Vq156

5.11 关断失真（第3c种失真）157

5.12 热失真158

5.13 功放集成电路的热失真160

5.14 输出级的选择161

5.15 放大器闭环后的失真162

5.16　小结165

参考文献166

6　输出级二167

6.1 第4种失真：电压放大级负载失真167

6.2 第5种失真：电源退耦失真169

6.3 第6种失真：感应失真172

6.4 第7种失真：负反馈选取点失真174

6.5 第8种失真：电容失真176

6.6 设计实例：50WB类功放179

参考文献186

7　高频补偿、转换速率与稳定性187

7.1 常见的高频补偿方法187

7.2　主极点补偿法188

7.3 滞后补偿法190

7.4 包含输出级的密勒补偿190

7.5 嵌套式反馈环路191

7.6　双极点补偿法193

7.7 输出网络196

7.7.1 放大器的输出阻抗197

7.7.2 放大器输出阻抗的最小化199

7.7.3 茹贝尔网络199

7.7.4　输出电感201

7.7.5 输出电感值207

7.7.6 电缆效应208

7.8 输出电感之间的串扰208

7.9 电抗性负载与音箱模拟214

7.9.1 电阻负载215

7.9.2 真正音箱负载的模型215

7.10 音箱负载与输出级219

7.10.1 全频音箱负载220

7.10.2　两分频音箱负载224

7.11 意外增大的音箱电流226

7.12 放大器的不稳定228

7.12.1 高频不稳定229

7.12.2 低频不稳定230

7.13 音频放大器的速度与转换速率230

7.13.1 关于放大器速率限制的基础知识232

7.13.2 转换速率的测量233

7.13.3 转换速率的提高234

7.13.4 速率限制的仿真235

7.13.5 现实中的速率限制237

7.13.6　其他影响因素239

7.13.7 转换速率的进一步提高以及其他电路形式241

参考文献241

8　电源与电源抑制能力243

8.1 功放的供电方式243

8.1.1 简单的非稳压电源243

8.1.2　线性稳压电源244

8.1.3 开关电源245

8.2 电源设计考虑247

8.2.1 电源变压器247

8.2.2 保险管与整流器249

8.2.3 整流器的射频辐射250

8.2.4 放大器的电源抑制能力250

8.2.5 提高电源抑制能力的设计方法253

8.2.6 正电源抑制能力254

8.2.7 负电源抑制能力257

参考文献264

9　A类功放265

9.1　A类功放简介265

9.2　A类功放的电路与效率266

9.3　A类功放输出级工作分析269

9.4 静态电流控制电路272

9.5 静态电流智能控制电路275

9.6　A类功放的设计实例277

9.7 三态放大器（Trimodal amplifier）279

9.8 负载阻抗与工作模式281

9.9 效率283

9.10 三态放大器的偏置电路288

9.11　A/AB类工作模式290

9.12　B类工作模式291

9.13 工作模式切换292

9.14　散热设计293

9.15 三态放大器的完整电路295

9.16 三态放大器的电源297

9.17 三态放大器的性能298

9.18 三态放大器的进一步发展300

参考文献300

10　G类功放301

10.1　G类功放原理301

10.2 串联式G类功放简介302

10.3　G类功放效率304

10.4 研究电路的实用方法307

10.5 偏置需求308

10.6 串联式G类功放的线性问题309

10.7 静态线性311

10.8 实用G类功放设计313

10.9 小信号失真的控制315

10.10 实用G类功放的性能317

10.11 衍生的新型功放：A+C类功放320

10.12 加入双极点补偿323

10.13　G类功放的进一步演化324

参考文献325

11　D类功放326

11.1 历史327

11.2 基本原理327

11.3 电路技术329

11.4 保护电路331

11.5　输出滤波器331

11.6 效率332

12　场效应管输出级334

12.1 功率场效应管的特性334

12.2 输出级使用三极管与场效应管的比较335

12.2.1 场效应管的优点336

12.2.2 场效应管的缺点336

12.3 输出级使用IGBT管337

12.4 功率场效应管输出级337

12.5 功率场效应管与功率三极管的线性比较341

12.6　A类工作的场效应管342

参考文献345

13　热补偿与散热设计346

13.1 为何要对输出级静态严加控制346

13.2 热补偿的精度要求347

13.3 基本的热补偿方法352

13.4　温度误差的估算353

13.5 散热仿真353

13.6 射极跟随器输出级的热模型355

13.7 倒置达林顿输出级的热模型363

13.8 对偏置误差好坏的判断364

13.9 射极跟随器输出级热补偿的改善366

13.10 倒置达林顿输出级热补偿的改善369

13.11 更佳的感温器安装方法371

13.12　结温评估器372

13.13 结温快速评估器374

13.14 小结377

13.15 温度系数可变的偏置电路377

13.15.1 提高偏置电路的温度系数378

13.15.2 补偿环境温度的变化380

13.15.3 降低偏置电路的温度系数381

13.15.4 补偿工作电流带来的影响382

13.16 散热设计的实际效果384

13.16.1 实测结果385

13.16.2 输出级厄利效应的影响388

参考文献389

14　直流伺服电路设计391

14.1 直流失调电压的手动调整391

14.2 通过伺服环路控制直流失调电压393

14.3 直流伺服的优点393

14.4 伺服电路的基本结构394

14.5 噪声、元件值与转折频率395

14.6 同相积分器396

14.7　运放的选择398

14.8 伺服作用范围399

14.9 低频转折频率的设计400

14.10 伺服电路对放大器性能的影响401

14.11 多极点响应的伺服电路402

15　功放与扬声器保护403

15.1 功放保护的种类403

15.2 过载保护405

15.2.1 保险管式过载保护406

15.2.2 电子式过载保护407

15.2.3 保护轨迹线408

15.2.4 简单的限流保护410

15.2.5 单斜率电压电流限制保护413

15.2.6 双斜率电压电流限制保护414

15.2.7 过载保护电路的仿真416

15.3 箝位二极管417

15.4　直流偏移保护418

15.4.1　保险管保护418

15.4.2 继电器保护和静音控制420

15.4.3 直流保护电路的滤波器421

15.4.4　双向直流检测424

15.4.5 输出继电器引入的失真429

15.4.6 电子保险式直流保护433

15.4.7 切断电源式保护434

15.5 过热保护435

15.6 辅助电源电路437

参考文献438

16　接地与实装技术439

16.1 音频放大器PCB设计439

16.1.1 串扰440

16.1.2 电源感应失真441

16.1.3 功率输出管的安装441

16.1.4　单面PCB板与双面PCB板442

16.1.5 电源PCB布线443

16.1.6 电源PCB布线方法444

16.1.7 音频电路PCB布线的设计顺序447

16.1.8　PCB布线要点448

16.2 放大器的接地448

16.3 地环路：如何形成及其处理方法450

16.3.1 市电地线电流引入的“哼”声450

16.3.2 变压器磁场泄漏引入的“哼”声452

16.3.3 变压器分布电容引入的“哼”声453

16.3.4 设备内部的地电流454

16.3.5　平衡式供电455

16.4　Ⅰ类标准和Ⅱ类标准456

16.5 机箱结构布局与设计考虑458

16.5.1 散热458

16.5.2　对流散热459

16.5.3 电源变压器460

16.5.4　接线布局460

16.5.5 半导体器件的安装461

17　测试与安全463

17.1 测试与查错463

17.2 安全465

17.3 安全规则466

17.3.1 电气安全467

17.3.2 设备温度与安全470

17.3.3　使用手册473