4大類放大器結構與失真

講到這裡不得不提起常見的擴大機種類，我們在音響設備中常常會聽到A類、B類、AB類、D類等名詞。適用於音頻放大的就是這幾類放大器，而不同種類的放大器都是在不同原理下依照不同工作點做成的，也會產生各自獨有的問題。現在水電工就依照這些架構來解釋一下該類放大器的設計原理及問題所在。

▲圖為利用KT-88五極管做為A類放大器的範例。當我們把第二柵通入200V時，柵極在訊號為負值最大時是-16V，訊號為0時柵極為-10V，而柵極在訊號正值最大時是-4V。電流變化量為140m A。（從220mA至80mA）

A類放大器

如同我們在前面章節所提的，A類放大器是可以做得相當簡單的，也可以做得相當複雜。A類放大器的定義很簡單，就是訊號準位是被對映到元件，或者元件組合中選定工作範圍的中央點。轉換曲線就是元件或元件組合的直流工作範圍中心點，當沒有訊號的時候，電流量是滿載訊號時的1/2X+Bias，而訊號在最大負電壓時電流量是0+Bias，而滿載訊號電流量則是X+Bias。無論輸出電壓如何被轉換，只要一看電流量就可以知道是否為A類。

A類放大器之所以選定這個工作點的原因，就在於它有最好的線性，當我們選擇元件的工作點適當時，A類可以達到相當漂亮的轉換曲線，波形失真是所有類型中最小的。當A類放大器又只用1個元件做放大時又稱A類單端，這個架構擁有所有放大器中最好的線性表現。

這麼說來，那所有的放大器都用A類的不就得了？事情可沒這麼美好。A類放大器的效能非常爛，就算沒有訊號輸出時，也會輸出1/2X+bias的電流。常常看到輸出只有25W的A類擴大機，電力需求竟然會超過100W。行動設備若是用A類擴大機就不得了，電池恐怕1小時就乾了。以KT-88為例，在完全沒有訊號輸入時，系統也會吃掉150mA的電流，約莫為33W。

低頻不良是缺點

此外，A類放大器的管機又有另一個問題，真空管機如同前述，都會靠變壓器輸出至喇叭，而A類管機的變壓器無論何時都會有靜磁場存在，常常常面臨磁通飽和的問題。為了解決這個問題，通常都會在製作輸出變壓器時在鐵蕊中留下氣隙，這2個動作都會造成低頻反應不良，所以A類單端管機的低頻常常是不夠下沉和突出的。

B類放大器

為了解決A類放大器的問題，就有人發明了B類放大器，B類放大器的工作原理很好說明，各位都知道音頻訊號都是由正到負，再由負到正不斷循環。B類放大器乾脆使用2個放大元件，其一負責輸出正電壓，另一則是輸出負電壓。把正半週的訊號交由正電壓的元件來放大，而負半週的訊號就由負電壓的元件放大。如同電腦CMOS一般，當正半週的元件在工作時，負半週的元件就是在關閉的狀態；反之當負半週的元件在工作時，正半週的元件也是關閉中。永遠有一半的元件在休息，更重要的是，若是輸出很小或無輸出時，輸出端的電流量會趨近於0。能量利用率比方面B類放大器會比A類高出許多，所以B類放大器是許多省電型裝置的最愛。

沒有完美切割與組合

B類放大器的低頻響應比A類好很多，聲音有力雄壯是其最大優點，但是缺點也很可怕。訊號進入放大器時，就必需利用切分電路把訊號切成正半週和負半週，並且放大後再組合起來。試想世界上怎麼可能有完美的切分？放大後又怎麼可能完美地組合？通常都會留下很明顯的缺口。

同時也因為正半週和負半週的放大元件工作點選擇問題，B類放大器通常都會有小訊號的放大倍率和大訊號倍率不同的非線性問題。在組合訊號時又可能因為喇叭電流沒被放光，就進行下半週的訊號輸出，造成組合點的電位未必是零。為了解決這個問題必需使用負迴授把電位拉回零。

若是設計者沒搞清楚應該負迴授的是那個部分，或電路的延遲大了一些，那麼聲音就會糊掉，而若是不解決這個問題，聲音又會很粗很破。所以B類放大器在音響愛好者的眼中常常是避之唯恐不及的。但是在傳統汽車音響或行動設備上則是最常被使用的架構。