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放大器是大多數(shù)實(shí)用音頻信號(hào)鏈中的重要組件，通常需要電力才能正常運(yùn)行。它們用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器和耳機(jī)、將麥克風(fēng)和樂(lè)器信號(hào)增強(qiáng)到可用水平，包括許多其他原因。

為什么音頻放大器和前置放大器需要電源？無(wú)論是固態(tài)、電子管還是數(shù)字音頻放大器，都旨在增加輸入音頻信號(hào)的幅度（電壓、電流或功率）。由于無(wú)法產(chǎn)生能量，因此放大器需要電源來(lái)增加所述幅度。

它們需要外部電源來(lái)為輸入音頻信號(hào)提供增益并應(yīng)用增益，以在輸出端增強(qiáng)它們。換句話說(shuō)，音頻放大器需要功率來(lái)放大。

大多數(shù)放大器的電源都內(nèi)置在放大器本身中。如果放大器內(nèi)置于較大的設(shè)備（混音器、音頻接口、有源揚(yáng)聲器等）中，則電源通常也內(nèi)置于較大的設(shè)備中。它有效地從電源獲取交流電，并將其轉(zhuǎn)換為可用電壓來(lái)運(yùn)行設(shè)備。

同樣，放大器需要功率以某種方式放大輸入信號(hào)并將其在輸出處變成更強(qiáng)的版本。我們將在以下部分中介紹發(fā)生這種情況的具體方式。

功率放大器電源通常被認(rèn)為與功率放大器本身是分開(kāi)的。然而，對(duì)于功率放大器來(lái)說(shuō)，更好的方法是作為電源的擴(kuò)展，而不是相反。

功率放大器的閥門(mén)有效地控制電源能夠提供的電流。它們使用較小的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，并有效地導(dǎo)致較大的潛在電源電流模仿較高信號(hào)電平的輸入波形。

電子管放大器

顧名思義，電子管放大器在其放大器電路中使用真空管。真空管放大器最基本的形式是三極管。三極管的工作原理是什么，以及它為什么需要電源呢？

真空管

我們來(lái)看一下三極管的簡(jiǎn)化圖：

這 3 個(gè)電極稱(chēng)為：

A：陽(yáng)極（極板）——帶正電

K：陰極——帶負(fù)電

G：網(wǎng)格

H：加熱器（不是電極）

電子管放大器的電源通過(guò)電子管加熱器發(fā)送電流，使電子管達(dá)到工作溫度。它還向陽(yáng)極施加正電荷，向陰極施加負(fù)電荷，從而有效地在管子的這兩個(gè)電極之間施加大電壓。當(dāng)管子被加熱時(shí)，熱電子發(fā)射導(dǎo)致陰極釋放電子。然后這些電子通過(guò)真空流向帶正電的陽(yáng)極板。

電子管放大器的有效輸入信號(hào)連接到柵極，即第三電極。柵極充當(dāng)能夠調(diào)節(jié)陰極和陽(yáng)極之間電流的閥門(mén)。通過(guò)將輸入信號(hào)的電壓施加到柵極，低電平輸入信號(hào)控制柵極，從而控制流經(jīng)陰極和陽(yáng)極的大電流以及陰極和陽(yáng)極之間的電壓。

這實(shí)際上就是電子管放大器的工作原理。電源產(chǎn)生相當(dāng)大的電流，而相對(duì)較小的輸入音頻信號(hào)控制較大的信號(hào)。正如預(yù)期的那樣，結(jié)果是放大。

固態(tài)放大器

顧名思義，固態(tài)放大器在其放大器電路中使用固態(tài)電子器件，其中的有源放大元件是晶體管。我們了解一下晶體管的工作原理以及它為什么需要電源才能工作。

晶體管可以被有效地認(rèn)為是真空管的固態(tài)版本。事實(shí)上，在所有涉及成本、尺寸和制造簡(jiǎn)易性的電子產(chǎn)品中，晶體管已在很大程度上取代了電子管。

大多數(shù)固態(tài)放大器中使用的晶體管是雙極結(jié)型晶體管 (BJT)。它們看起來(lái)像這樣：

看一下兩種類(lèi)型雙極結(jié)型晶體管的原理圖符號(hào)：

雙極結(jié)型晶體管（NPN 和 PNP）

BJT 的 3 個(gè)端子是：

B：底座

C：收藏家

E：發(fā)射器

BJT 放大器的工作原理如下：基極端子上的小電流能夠控制其他兩個(gè)端子之間大得多的電流。為了起到放大器的作用，必須在集電極-發(fā)射極之間施加電勢(shì)。然后，基極電流充當(dāng)閥門(mén)來(lái)控制較大電流。

固態(tài)功率放大器輸出級(jí)具有兩個(gè) BJT（一個(gè) NPN 和一個(gè) PNP）。每個(gè) BJT 通過(guò)自己的電源軌供電。NPN 具有 +V 電源軌，將電流從集電極發(fā)送到發(fā)射極。PNP 具有 –V 電源軌，將電流從發(fā)射極發(fā)送到集電極。

這可以從下圖所示的固態(tài)放大器的簡(jiǎn)化示意圖中看出：