功率放大器简称功放，它是将小信号放大，这个放大包括电压和电流，产生更大的功率去推动音响放声。 在技术发展过程中，产生了不同类型的功放种类，按照功率管的导电方式，可以分为甲类功放（又称A类）、乙类功放（又称B类）、甲乙类功放（又称AB类）和丁类 功放功放（又称D类）。

甲类功放是指在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）的一类放大器。这类功放工作在晶体管的线性放大区，没有交越失真。如下图所示。

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单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。 优点：音质好，失真小 缺点：热量高，效率低（25%），功率小。

B类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。在两个晶体管轮换工作时容易发生交越失真，形成非线性放大。B类功放没有信号输入时，功率管不工作。

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纯B类功放很少，因为在信号很低的时候，失真严重。 优点：效率高（75%），热量低。 缺点：容易发生交越失真，小信号时失真严重，声音粗糙。

AB类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。无信号输入时，给功率管提供一个静态工作电压，保证功率管一直处于开的状态。在小信号时，工作在A类模式，获得最佳线性。在大信号时，工作在B类模式。 AB类放大有效解决了B类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。

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AB类功放在大部分时间是用A类功放工作模式，只在出现音乐瞬态强音时才转为B类。这种设计可以获得优良的音质并提高效率减少热量，是一种颇为合乎逻辑的设计。有些AB类功放将偏流调得甚高，令其在更宽的功率范围内以A类工作，使声音接近纯A类机，但产生的热量亦相对增加。 优点：音质好，失真小 缺点：效率优于A类，低于B类。

这类功放较少听说，因为它是一种失真非常高的功放，只适合在通讯用途上使用。C类机输出效率特高，但不是HI-FI放大所使用。

丁类功放也称数字式放大器,Class D 功放，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号。输入端的模拟信号波形与三角脉冲信号进行比较，形成脉冲宽度不一样的波形。之后通过半H桥电路输出。半H桥电路可以输出极高的功率。这个信号最后经过低通滤波器后，最终能还原最初的模拟信号。

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上图表示早期的D类功放原理，PWM的调制频率是800KHz左右，低通滤波的部分需要外加无源低通滤波器。

现在的D类功放已经是差分输出，如下图，输出的两个差分信号可以直接接喇叭，不需要低通滤波器。因为喇叭本身相当于一个R+L的低通滤波器，一般R=8Ω，L=33uH。

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优点：高效率（AB类的2倍以上），小体积。 缺点：失真

目前大部平台套片自带的功放都是D类功放，大部分外置的模拟PA和数字PA也都是D类功放。低端的平台比如MT2503是AB类功放。

　功放，顾名思义，就是功率放大的缩写。与电压或者电流放大来说，功放要求获得一定的、不失真的功率，一般在大信号状态下工作，因此，功放电路一般包含电压放大或者电流放大电路没有的特殊问题，具体表现在:①输出功率尽可能大;②通常在大信号状态下工作;③非线性失真突出;④提高效率是重要的关注点;⑤功率器件的安全问题。而对于音频功放电路，也需要注意以上的问题。

　　根据放大电路的导电方式不同，音频功放电路按照模拟和数字两种类型进行分类，模拟音频功放通常有A类，B类，AB类， G类，H类 TD功放，数字电路功放分为D类，T类。下文对以上的功放电路做详细的介绍和分析。

　　1. A类功放(又称甲类功放)

硬件工程师应该知道的音频功放电路

　　A类功放如上图所示，在信号的整个周期内都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。但是A类放大器工作时会产生高热，效率很低。尽管A类功放有以上的弊端，但固有的优点是不存在交越失真，并且内部原理存在着一些先天优势，是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高频透明开扬，中频饱满通透的优点。单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。

　　2.B类功放(又称乙类功放)

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　　B类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两个晶体管轮流放大输出的一类放大器，每一晶体管的导电时间为信号的半个周期，通常会产生我们所说的交越失真。通过模拟电路的调整可以将该失真尽量的减小甚至消失。B类放大器的效率明显高于A类功放。

　　3.AB类功放(又称甲乙类)

　　AB类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个晶体管导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。因此AB类功放有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。

硬件工程师应该知道的音频功放电路

　　4.D类功放(又称丁类功放)

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　　D类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号，具体工作原理如下：D类功放采用异步调制的方式，在音频信号周期发生变化时，高频载波信号仍然保持不变，因此，在音频频率比较低的时候，PWM的载波个数仍然较高，因此对抑制高频载波和减少失真非常有利，而载波的变频带原理音频信号频率，因此也不存在与基波之间的相互干扰问题。许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。

　　5、G类功放

　　G类功放为一种多电源的AB类功放的改进形式。G类功放充分利用了音频都具有极高峰值因数 (10-20dB) 的这一有利条件。大多数时候，音频信号都处在较低的幅值，极少时间会表现出更高的峰值。下图是G类功放集成IC的一个典型功能框图。

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　　G类放大器使用自适应电源轨，并利用一个内置降压转换器来产生耳机放大器正电源电压。充电泵对放大器正电源电压进行反相，并产生放大器负电源电压。这样便让耳机放大器输出可以集中于0V。音频信号幅值较低时，降压转换器产生一个低放大器负电源电压。这样便在播放低噪声、高保真音频的同时最小化了G类放大器的功耗，相比传统的AB类耳机放大器，G类放大器拥有更高的效率。

　　该类功放的放大原理与AB类功放放大相同，一个重要特点是供电部分采用两组或者多组电压，低功率运行使用低电压，高功率自动切换到高电压。

　　6、H类功放

　　该类功放的放大电路部分与AB类功放的原理相同，但是供电部分采用可调节多级输出电压的开关电源，自动检测输出功率进行供电电压的选择。

　　7、K类功放

　　K类功放是集成了内部自举升压电路和各种功放电路，大家都知道D类功放只是众多功放电路中其中一种效率比较高的数字功放，而K类功放只是根据需要将内部集成的自举升压电路和所需求的功放电路，如果需求效率高就加D类功放，要音质好就加AB类功放。

　　8、T类功放

　　该类功放的原理与D类功放的原理相同，但是信号部分采用DDP技术(核心是小信号的适应算法和预测算法)。工作原理如下：音频信号进入扬声器的电流全部经过DDP进行运算处理后控制大功率高频晶体管的导通或者关闭，从而达到音频信号的高保真线性放大。该类功放具有效率高、失真小，音质可以与AB类功放媲美的一类功放。

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　　上图是TA2020的内部模块构造，从上图上可以看出，该芯片内部主要集中了处理和调制模块，从而实现高品质音频的特性。

　　9、TD类功放

　　该类音频功放的放大部分与AB类功放原理相同，但是供电部分采用完全独立的高精度可调节无级输出的可调节数字电源，电压递进值为0.1V，自动检测功率来调节电压的升高或者降低。该类功放由于需要高精度可调节的数字电源，需要对电源有专门的设计，而不能集中在一个芯片上，因此，该类功放主要使用在高级音响上，而电路也比较复杂。

　　对于后面6、7、9类功放需要特殊的电源，因此不能将功能集中在一片IC上。而对于经典的A类，B类，AB类和D类功放有专门的IC。再实际的设计中，需要各种类型的，应用在不同领域的功放电路，只需要以此为基础，外加相应的电源或者处理模块。

 参考：音频功放的种类和基本原理-腾讯云开发者社区-腾讯云