音频功率放大器设计手册(第六版)

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DouglasSelf 著,沈雅琴 译
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  • 音频
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  • 放大器
  • 音频技术
  • 第六版
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店铺: 华心图书专营店
出版社: 人民邮电出版社
ISBN:9787115417275
商品编码:28318202779
包装:平装
开本:16
出版时间:2016-06-01
页数:804
字数:1468000

具体描述




音频功率放大器设计手册(第六版)
            定价 180.00
出版社 人民邮电出版社
版次 dy 版
出版时间 2016年06月
开本 16
作者 Douglas,Self
装帧 平装
页数 804
字数 1468000
ISBN编码 9787115417275




音响功率放大器类的图书一直深受广大音响发烧友的追捧,Douglas Self是功率放大器设计方面的专家,他在专业领域的研究以严谨而著称。国内许多音响发烧友沉迷于他的这本设计手册,他们经常将手册中的一些电路公布在网站上供广大音响烧友享用,因此翻译和出版这本手册肯定会让国内很多音响发烧友拍手叫好的。音响界内人士普遍认为此书有好的卖点。




Douglas Self在剑桥大学(Cambridge University)学习了工程专业,然后在Sussex University(苏赛克斯大学)学习了心理声学专业。他多年致力于专业级音频领域与高保真音响领域的设计,在音频领域获得了很多专利。他现在是音频设计领域的一个咨询工程师。




功率放大器设计手册,音频音响爱好者手册,《无线电》杂志特别推荐图书,《高保真音响》系列经典译丛




第六版前言 

致谢
缩略语列表
第 1章 放大器与音频信号
功率放大器在经济上的重要性
假设
起点与目标
研究放大器设计
音频信号的特性
 幅度随时间的分布
 幅度随频率的分布
放大器的性能要求
 安全性
 可靠性
 功率输出
频率响应
噪声
失真
“阻尼系数”
对相位
放大器的形式
音频中的错误信息
科学与主观主义
 主观主义立场
 主观主义的简短历史
 试听的局限性
 听力的极限范围:相位的感知
 有关信仰的文章:主观主义的信条
 音频链的长度
 含义
 原因
 前景展望
 技术错误
 参考文献
第 2章 失真的基本原理
 非线性失真模型
 三次失真
 三次+线性失真
 平方律失真
 平方根失真
 软削波失真
 硬削波失真:对称失真
 硬削波失真:非对称失真
 交越失真模型
 其他失真模型
 选择一个失真模型
 无源器件的SPICE模型
 一阶电压系数失真模型
 二阶电压系数失真模型
其他电压系数失真模型
测量电阻失真
 金属膜电阻、金属箔电阻以及绕线电阻
 金属氧化物电阻
 碳膜电阻
 碳膜电阻的使用
 碳质电阻
 反馈网络中的电阻
 其他无源器件的模型化失真
 参考文献
第3章 负反馈
 放大器中的负反馈
 有关负反馈的常见错误概念
 负反馈与放大器稳定性
 反馈交调失真
 使负反馈量达到**大化
 整体负反馈与局部负反馈
 使反馈之前的线性达到**大化
 放大器中的正反馈
 参考文献
第4章 放大器结构、分类和各种变异
 放大器结构
 三阶放大器结构
 二阶放大器结构
 四阶放大器结构
 五阶放大器结构
 功率放大器工作分类
 放大器类别的组合
 A类
 AB类
 B类
 C类
 D类
 E类
 F类
 G类
 H类
 S类
 XD类
 埃德温(Edwin)放大器
 分类的局限性
 放大器的各种变异
 误差校正放大器
 辅助放大器
 非开关类放大器
 布鲁利(Blomley)原理
 铝带式扬声器放大器
 功率放大器与音调控制的组合
 运放阵列式放大器
 电流驱动式放大器
 放大器桥接
 分数式桥接
 消除桥接反相器
 提高桥接可靠性
 交流耦合放大器与直流耦合放大器
 交流耦合的优点
 直流耦合的优点
 参考文献
 扩展阅读参考
第5章 基本原理与失真机制
 三阶放大器中的增益与反馈
 常规放大器的优点
 失真机制
 失真一:输入级失真
 失真二:VAS(电压放大级)失真
 失真三:输出级失真
 失真四:VAS(电压放大级)负载失真
 失真五:电源去耦合失真
 失真六:感应失真
 失真七:NFB(负反馈)起始点失真
 失真八:电容器失真
 失真九:磁场失真
 失真十:输入电流失真
 失真十一:提前过载保护失真
 不存在的或者可忽略的失真
 一个标准放大器的性能
开环线性与如何确定此参数
开环增益的直接测量
采用样板放大器
无缺陷放大器的概念
参考文献
第6章 输入级
 输入级的作用
 输入级产生的失真
 用于输入级的BJT(半导体三极管)与FET(场效应晶体管)
 FET(场效应晶体管)输入级的优点
 FET(场效应晶体管)输入级的缺点
 单个输入级与差分对输入级
 输入级失真的隔离?单独测量输入级失真
输入级均衡
镜像电流源的优点
更好的镜像电流源
提高输入级的线性
进一步提高输入级线性
提高输出能力
输入级共发共基型放大器的配置
双输入级
输入级共模失真
输入电流失真
噪声
 功率放大器中的噪声源
 双极型晶体管中的噪声
 减少输入晶体管噪声
偏置与匹配:直流精度问题
输入级与转换速率
输入级结论
参考文献
第7章 电压放大级
电压放大级(VAS)
零部件的命名
基本的单端电压放大级(VAS)
引导电压放大级(VAS)
电流源电压放大级(VAS)
电压放大级(VAS)的工作及其开环增益
一个样板放大器中的简单电压放大级(VAS)
电压放大级(VAS)失真的原理
 由电压放大级(VAS)晶体管Cbc所产生的高频(HF)失真
 改变放大器的工作点
 改变电源电压
 双电压放大级(VAS)
 由箝位二极管所产生的电压放大级(VAS)失真
 非线性Cbc失真的历史
 由电压放大级(VAS)晶体管厄利效应(Early Effect)而产生的低频(LF)失真
 简单的电压放大级(VAS)中的厄利效应(Early Effect)
 简单的电压放大级(VAS)中厄利效应(Early Effect)失真的模拟
减少电压放大级(VAS)失真的方法
发射级跟随器(EF)型电压放大级(VAS)
 发射级跟随器型电压放大级(EF-VAS)的工作原理
 发射级跟随器型电压放大级(EF-VAS)的简要历史介绍
 箝位二极管与发射级跟随器型电压放大级(EF-VAS)
发射级跟随器型电压放大级(EF-VAS)的优点
 共发共基型电压放大级(Cascode VAS)
 共发共基型电压放大级(Cascode VAS)的工作原理
 共发共基型电压放大级(Cascode VAS)的简要历史介绍
 共发共基型电压放大级(Cascode VAS)的优点
电压放大级(VAS)缓冲器
由于输出电压负载而产生的电压放大级(VAS)失真
电压放大级(VAS)的更多变异形式
电压放大级(VAS)的工作条件
电压放大级(VAS)的电流限制
AB类电压放大级(VAS)以及进一步的发展
控制开环带宽
结论
参考文献
第8章 推拉式电压放大级
推拉式电压放大级(VAS)
推拉式电压放大级(VAS)的单输入级
日立公司的推拉式电压放大级(VAS)
日立公司的推拉式电压放大级(VAS):热漂移
日立电路:交流增益
日立公司的推拉式电压放大级(VAS):失真
日立公司的推拉式电压放大级(VAS):非对称式削波
兰德尔(Lender)推拉式电压放大级(VAS)
兰德尔(Lender)推拉式电压放大级(VAS):热漂移
一个单输入推拉式电压放大级(VAS)的单输入级
串联输入级型推拉式电压放大级(VAS)
单输入推拉式电压放大级(VAS)电路:结论
双输入级推拉式简单电压放大级(VAS)
双输入级推拉式简单电压放大级(VAS):开环增益
双输入级推拉式简单电压放大级(VAS):失真
双输入级推拉式简单电压放大级(VAS):噪声
双输入级推拉式简单电压放大级(VAS):PSRR(电源抑制比)
双输入级推拉式电压放大级(VAS)的简要历史
双输入级推拉式发射级跟随器电压放大级(EF-VAS)
双输入级推拉式发射级跟随器电压放大级(EF-VAS):开环增益
双输入级推拉式发射级跟随器电压放大级(EF-VAS):失真
双输入级推拉式发射级跟随器电压放大级(EF-VAS):转换速率
带有镜像电流源和推拉式简单电压放大级(VAS)的双输入级
双输入级推拉式电压放大级(VAS):结论
一个更加先进的推拉式电压放大级(VAS)
折叠式共发共基型电压放大级(Cascode VAS)
推拉式电压放大级(VAS):**后的结论
参考文献
第9章 输出级
分类与器件
输出的失真
 由交越失真所产生的谐波
 输出级的比较
发射极跟随器(EF)的输出
 多个输出器件:发射极跟随器(EF)输出
CFP输出
 多个输出器件:CFP输出
带有增益的输出级
准互补输出
基于三级电路的输出配置
 三级射极跟随器(EF)输出
四级输出
串联输出级
选择一个输出级
输出级结论
参考文献
第 10章 输出级失真
输出级失真及其机制
大信号失真(失真3a)
 负载不变的概念
 LSN(大信号非线性)机制
 带有双输出器件的LSN(大信号非线性)
 带有更好输出器件的LSN(大信号非线性)
 带有前向反馈二极管的LSN(大信号非线性)
 带有三输出级的LSN(大信号非线性)
 低于4Ω的负载
 更好的8Ω负载的性能
 一个实用的负载不变设计
 有关多输出器件的更多信息
 负载不变:综述
交越失真(失真3b)
 输出级静态
 有关交越失真的一个试验
 Vq作为重要的静态参数
开关失真(失真3c)
热失真
一个功率放大器集成电路中的热失真
闭环:一个完整放大器中的失真
参考文献
第 11章 更多的失真机制
失真四:VAS(电压放大级)负载失真
失真五:电源去耦合失真
失真六:感应失真
失真七:NFB(负反馈)起始点失真
失真八:电容器失真
失真九:磁性失真
失真十:输入电流失真
失真十一:提前过载保护
设计实例:一个50W的B类放大器
参考文献
第 12章 进行仔细研究的放大器:设计实例
放大器设计实例
放大器一:发射级跟随器电压放大级(EF-VAS),CFP输出级,米勒(Miller)补偿
放大器二:简单的电压放大级(VAS),CFP输出级,米勒(Miller)补偿
放大器三:发射级跟随器电压放大级(EF-VAS),CFP输出级,相容补偿
放大器四:发射级跟随器电压放大级(EF-VAS),CFP输出级,米勒(Miller)补偿
放大器五:发射级跟随器电压放大级(EF-VAS),CFP输出级,相容补偿
结论
参考文献
第 13章 补偿与稳定性
补偿与稳定性
主极点补偿
**大负反馈
主极点米勒补偿
高增益的主极点米勒补偿
主极点并联补偿
输出相容补偿
 输出相容问题
 输入相容补偿
 稳定的输出相容补偿:历史
 稳定的输出相容补偿:实现
 带有输出相容补偿的试验
 超低失真性能比较
双极补偿
 影响双极环路增益响应的因子
 双极补偿对闭环增益的影响
 消除双极中频环路增益峰值
 双极补偿与电源抑制比(PSRR)
 双极补偿:综述
 将双极补偿与输出相容补偿结合在一起
 其他形式的补偿
 稳定性与电压放大级(VAS)的集电极到地电容
嵌套的反馈环路
嵌套的差分反馈环路
参考文献
第 14章 输出网络与负载效应
输出网络
放大器输出阻抗
将放大器输出阻抗**小化
茹贝尔(Zobel)网络
输出电感器
设计输出电感器:单层线圈
设计输出电感器:多层线圈
放大器输出电感器中的串扰
 线圈串扰结论
线圈布局问题
电缆阻抗效应
电抗负载与扬声器模拟
 电抗负载
 模拟实际的扬声器负载
扬声器负载与输出级
 单路扬声器负载
 双路扬声器负载
提高扬声器电流
放大器稳定性
 高频(HF)不稳定性
 低频(LF)不稳定性
参考文献
第 15章 速度与转换速率
音频放大器中的速度与电压转换速率
放大器电压转换速率限制的基本原理
电压转换速率测量技术
提高电压转换速率
模拟电压转换速率限制
实际中的电压转换速率限制
一些其他的复杂问题
有关非对称式的电压转换速率
其他改进与其他配置
参考文献
第 16章 放大器中的功率损耗
输出级状态
数学方法
模拟损耗
功分图
 B类:CFP与EF(射频跟随器)功分
 AB类功分
 A类功分
 XD类功分:连续电流型与推拉型
 G类功分
 带有电抗负载的B类EF(射频跟随器)
 电抗负载的结论
音乐的峰值-平均值之比
概率密度函数(PDF)
累积分布函数(CDF)
测量PDF
推导实际的功率损耗
B类CFP的实际功率损耗
AB类CFP的实际功率损耗
A类推拉式放大器的实际功率损耗
G类的实际功率损耗
带有电抗负载的实际功率损耗
损耗综述
一个功率放大器的设计步骤
设计步骤的结果
参考文献
第 17章 A类功率放大器
A类功率放大器介绍
A类功率放大器配置与效率
A类功率放大器的输出级
静态电流控制系统
一种新型的静态电流控制器
一种A类功率放大器设计
三模放大器
负载阻抗与工作模式
效率
三模偏置
A类/AB类模式
B类模式
模式切换系统
散热设计
一个完整的三模放大器电路
电源
性能
进一步的设计可能性
参考文献
第 18章 XD类功率放大器:交越置换
交越置换原理
交越置换的实现
交越置换的电路技术
一个完整的交越置换功率放大器电路
性能测量
负载变化的影响
交越置换的效率
推拉式置换控制的其他方法
综述:优点与缺点
参考文献
第 19章 G类功率放大器
G类功率放大器的原理
G类功率放大器系列介绍
G类功率放大器的效率
实用性
偏置要求
G类功率放大器系列的线性问题
静态线性
实用的G类功率放大器设计
控制小信号失真
性能
推导出一种新型的放大器:A+C类
带有双极补偿的G类功率放大器
带有输出相容补偿的G类功率放大器
G类功率放大器模式的表示
G类功率放大器的更多变化
参考文献
第 20章 D类功率放大器
一点历史知识
基本原理
D类功率放大器技术
输出滤波器
D类功率放大器中的负反馈
保护
效率
其他调制系统
D类功率放大器实例
进一步的发展前景
参考文献
第 21章 FET(场效应晶体管)输出级
功率场效应晶体管的特性
FET(功率场效应晶体管)与BJT(半导体三极管)的输出级对比
 FET(功率场效应晶体管)的优点
 FET(功率场效应晶体管)的缺点
IGBT( 缘栅双极晶体管)
功率FET(功率场效应晶体管)的输出级
功率FET(功率场效应晶体管)与双极型晶体管:线性的比较
A类电路级中的FET(功率场效应晶体管)
参考文献
第 22章 热补偿与热力学
为什么静态很重要
热补偿的精度要求
基本型热补偿
评估偏置误差
热模拟
发射级跟随器(EF)输出级的模块化
CFP输出级的模块化
改进的热补偿:射极跟随器(EF)级
CFP输出级的改进补偿
更好的传感器位置
结点温度估算器
带有动态特性的结点温度估算器
模拟的结论
带有积分温度传感器的功率晶体管
可变温度系数偏置发生器
 创建一个更高的温度系数
 环境温度变化
 创建一个更低的温度系数
 电流补偿
 输出级的厄利效应(Early Effect)
热力学试验
 交越失真随时间的变化:一些结果
更多的测量:传统测量与Thermal Trak测量
参考文献
第 23章 直流伺服系统的设计
直流偏移调整
通过伺服系统环路进行直流偏置控制
 直流伺服系统的优点
基本伺服系统配置
噪声、补偿值与滚降
同相积分器电路
 2C积分器电路
 1C积分器电路
积分器电路的选择
运算放大器的选择
伺服系统的工作范围
低频(LF)滚降点的设计
伺服系统过载
伺服系统测试
性能问题
多极伺服系统
第 24章 放大器与扬声器保护
放大器保护的分类
半导体故障模式
过载保护
 通过保险丝进行的过载保护
 电子过载保护
 画出过载保护轨迹
 简单的电流限幅
 单斜率VI限幅
 双斜率VI限幅
 与时间有关的VI限幅
 替代式VI限幅器的实现
 VI限幅与温度效应
 模拟过载保护系统
 测试过载保护
 扬声器短路检测
箝位二极管
直流偏置保护
 通过保险丝进行的直流偏置保护
 继电器直流偏置保护与静音控制
 用于直流保护的滤波
 单个RC滤波器
 双RC滤波器
 二阶有源滤波器
 双向直流检测
 输出继电器选择
 由输出继电器引起的失真
 输出短路器直流保护
 通过电源关闭进行的保护
 测试直流偏置保护
热保护
输出瞬态抑制
削波检测
 通过电源传感方式进行削波检测
 通过输入-输出比较方式进行削波检测
放大器保护专利
为辅助电路供电
参考文献
第 25章 电路布局、接地与冷却
音频放大器PCB设计
 串扰
 电源引入的失真
 输出器件的安装
 单边与双边PCB
 PCB布线电阻以及如何减小这一电阻
 电缆电阻
 电源PCB布局
 功率放大器PCB布局详细信息
 音频PCB布局序列
放大器接地
接地环路:接地环路如何工作以及如何处理接地环路
 通过电源接地电流引入的哼声
 通过变压器杂散磁场引入的哼声
 通过变压器杂散电容引入的哼声
 设备内的接地电流
 对称的电源
I类与II类
 警告
冷却
 对流冷却
 风扇冷却
 热导管
机械布局与设计考虑
 线路配置图
 半导体的安装
参考文献
第 26章 电源与PSRR(电源抑制比)
电源技术
 简单的非稳压电源
 线性稳压电源
 开关式电源
稳压电源的一种非正规的替代方式
电源的设计考虑
 电源连接器
 电源变压器
 变压器与哼声
 外部电源
 冲击电流
 保险丝熔化
 整流
 来自于桥式整流器的射频辐射
 继电器电源
放大器中的电源抑制
 电源抑制的设计原则
 正电源抑制
 负电源抑制
参考文献
第 27章 功率放大器输入系统
外部信号电平
内部信号电平
不对称输入
对称互联
 对称连接器
对称输入:电子输入与变压器输入
对称输入及其共模抑制比
基本对称输入
实用的共模抑制
实用的对称输入
不对称输入与对称输入的组合
可变增益的对称输入
测量放大器
变压器对称输入
输入过压保护
噪声与输入系统
低噪声对称输入
运算放大器的选择
采用一个内部对称功率放大器接口
参考文献
第 28章 输入处理与辅助系统
去除接地开关
反相设施
增益控制
超低音滤波:高通
超声滤波:低通
组合滤波器
电子交叉
数字信号处理
信号出现指示
输出电平指示
信号激活
12V触发激活
红外遥控
其他放大器设施
参考文献
第 29章 测试与安全
模拟放大器
制作放大器原型机
测试与故障查找
次加电
用于测试的电源
使用设备时的安全
警告
安全法规
电气安全
 由电源插头引起的电击
 接触电流
 机箱开口
 设备温度与安全
 触摸热的零部件
 操作说明书
第30章 固态功率放大器的简要历史
个开始:1953年
变压器耦合的晶体管功率放大器:20世纪60年代
Lin 6W 放大器:1956年
Tobey & Dinsdale 放大器:1961年
Bailey 30W 放大器:1968年
Hardcastle & Lane 15W放大器:1969年
电压放大级(VAS)改进的历史
其他技术特性的历史
晶体管与FET(场效应晶体管)
放大器技术的死胡同1:超声偏置
放大器技术的死胡同2:可调整偏置放大器
参考文献
索引
信号传送公司(The Signal Transfer Company)



音频功率放大器设计手册(第六版) 前言 在数字音频时代,尽管数字技术日新月异,但模拟音频功率放大器依然在音响领域占据着不可替代的地位。从发烧友精心调校的家庭影院系统,到专业录音室监听设备,再到大型演出场地澎湃的现场声音,高性能模拟功率放大器的设计与实现,始终是追求极致音质的关键所在。本书,《音频功率放大器设计手册(第六版)》,正是为这一目标而生的。 作为一本集理论、实践与创新于一体的专业书籍,本书旨在为电子工程师、音频爱好者以及相关领域的研究人员提供一套全面、深入且实用的音频功率放大器设计指南。第六版在前几版的基础上,结合了近年来音频技术的发展趋势和新的设计理念,对内容进行了大量的更新与拓展,力求反映当前行业最前沿的技术动态与设计思路。 本书的编写团队汇聚了多位在音频功放设计领域拥有丰富经验的专家,他们将各自的实践心得与理论积累倾囊相授。我们深知,优秀的功率放大器设计不仅需要扎实的理论功底,更离不开对电路细节的精益求精和对音质表现的深刻理解。因此,本书在讲解基础理论的同时,也特别强调了设计过程中的关键考量因素、常见的技术难点以及创新性的解决方案。 我们希望通过本书,能够帮助读者: 构建坚实的理论基础: 深入理解音频功率放大器的工作原理、各种拓扑结构(如甲类、乙类、甲乙类、D类等)的优缺点,以及影响音质的关键参数(如失真、噪声、瞬态响应、阻尼系数等)。 掌握实际设计流程: 从电路选择、元器件匹配,到PCB布局、散热设计,再到电源处理与保护电路,本书将引导读者一步步完成从概念到成品的完整设计过程。 应对设计中的挑战: 针对实际设计中遇到的热稳定性、电源噪声抑制、寄生振荡、高频响应衰减等常见问题,提供有效的分析方法和解决策略。 探索前沿设计理念: 介绍最新的功放技术,如数字D类功放的先进控制算法、开关电源的优化设计、反馈技术的最新进展,以及智能功放的实现思路等。 提升音质表现: 重点关注如何通过精细的设计和元器件的选择,最大程度地减少信号失真,优化瞬态响应,实现更纯净、更具音乐感的重放效果。 本书适合的对象广泛,无论您是初涉音频设计领域的新人,还是希望深化理解并掌握更高级设计技巧的资深工程师,都能从中获益。我们鼓励读者将书中的理论与实践相结合,通过动手实践来检验和巩固所学知识。 音频功率放大器的世界是一个充满挑战也充满乐趣的领域。我们相信,通过阅读《音频功率放大器设计手册(第六版)》,您将能更自信、更高效地踏上这段探索之旅,创造出令人惊叹的音频杰作。 本书特色与内容概述 第一部分:基础理论与原理 本部分将为您打下坚实的理论基础,使您能够从根本上理解音频功率放大器的运作方式。 导论:音频功率放大器的角色与发展 简述音频功率放大器在整个音频系统中的重要性。 回顾音频功放技术的发展历程,从早期电子管功放到现代的集成电路及D类功放。 探讨不同应用场景(Hi-Fi、AV、监听、便携设备、专业音响)对功放设计的特殊要求。 强调模拟信号处理在追求极致音质中的独特价值。 电学基础回顾 关键的电学定律、欧姆定律、基尔霍夫定律在音频电路中的应用。 交流电路基础:阻抗、容抗、感抗、相移的概念及其对音频信号的影响。 晶体管(BJT、MOSFET)的特性曲线、工作区域(截止区、放大区、饱和区)及其在功放电路中的作用。 运算放大器的基本原理、关键参数(开环增益、带宽、压摆率、输入失调电压等)及其在信号前级设计中的应用。 功率放大器的工作原理 增益与功率传输: 理解电压增益、电流增益、功率增益的概念,以及最大功率输出的计算。 效率与散热: 深入剖析不同类别的放大器(A类、B类、AB类、C类、D类)的理论效率,以及功耗与散热设计的重要性。 失真分析: 谐波失真 (THD): 介绍谐波失真的产生机制(如非线性器件、反馈不足等)及其对音质的影响,以及测量方法。 互调失真 (IMD): 解释不同频率信号相互调制产生的失真,以及其在音乐信号中的表现。 瞬态失真 (Transient Distortion): 探讨动态信号(如打击乐)对功放瞬态响应的要求,以及可能出现的“瞬态互调失真”(TIM)和“压摆率限制”(Slew Rate Limiting)问题。 噪声分析: 本底噪声 (Noise Floor): 介绍热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等基本噪声源。 噪声系数 (Noise Figure): 理解噪声系数在衡量放大器信噪比方面的意义。 降低噪声的设计策略: 探讨如何通过元器件选择、电路布局和接地技术来最小化噪声。 反馈技术在功率放大器中的应用 负反馈: 详细阐述负反馈的作用,包括提高稳定性、降低失真、展宽带宽、改变输入/输出阻抗等。 不同类型的负反馈: 串联反馈、并联反馈、电压反馈、电流反馈及其在不同拓扑结构中的实现。 前馈 (Feedforward): 介绍前馈技术如何与负反馈结合,进一步改善音质。 稳定性分析: 理解环路增益、相位裕度和增益裕度,以及如何避免振荡。 各种功率放大器拓扑结构详解 A类放大器: 工作原理、优点(低失真、优异的线性度)、缺点(效率极低、发热量大),典型应用(小型高保真前级、监听设备)。 B类放大器: 工作原理、优点(效率高于A类)、缺点(交叉失真),以及如何通过推挽电路克服。 AB类放大器: 结合A类和B类的优点,解释其工作点设置,以获得较低失真和相对较高的效率。这是最常见的功率放大器结构。 C类放大器: 工作原理、优点(极高效率)、缺点(线性度差、主要用于射频),在音频领域的基本局限性。 D类放大器: 原理: 讲解PWM(脉冲宽度调制)、PDM(脉冲密度调制)等调制技术,以及如何通过开关元件实现高效放大。 优缺点: 极高的效率、紧凑的体积、较低的发热量,但对滤波电路和EMI/EMC设计有较高要求。 现代D类功放技术: 介绍自振荡、反馈控制、数字滤波等先进技术。 其他新兴拓扑: 简要介绍如H类、G类等动态电源轨技术,以及它们的原理和应用。 第二部分:关键电路设计与元件选择 本部分将聚焦于实际设计中的关键环节,为您提供具体的指导。 输入级与电压放大级设计 差分放大电路: 详细解析差分放大器的原理、共模抑制比 (CMRR) 的重要性,以及如何实现低噪声、高输入阻抗的输入级。 电流源/镜像电路: 讲解如何使用恒流源提高电路的稳定性和线性度。 级联与增益设定: 如何通过多级放大实现所需的总电压增益,并控制噪声和失真。 元器件选择: 推荐适合输入级使用的低噪声晶体管、运算放大器和电阻。 驱动级设计 功能: 解释驱动级的作用——为输出级提供足够的电流驱动能力。 常见驱动电路: 达林顿对、互补输出级、AB类驱动级等。 瞬态响应优化: 如何设计驱动级以应对快速变化的信号,避免压摆率限制。 输出级设计 功率晶体管的选择与偏置: BJT vs. MOSFET: 深入比较双极型晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管在功率放大应用中的优劣,包括导通电阻、开关速度、温度特性等。 肖特基二极管 (Schottky Diodes): 在输出级偏置电路中的应用。 偏置电流的设定: 如何通过调整偏置电流来平衡效率、失真和散热。 甲乙类推挽输出级: 详细讲解其结构、工作方式、如何避免交叉失真。 纯甲类输出级: 结构特点、散热挑战、音质优势。 D类输出级: 开关器件: MOSFET、IGBT的选型原则,驱动电路设计。 死区时间控制 (Dead Time Control): 确保上下管不会同时导通,防止直通损坏。 输出滤波器设计: L-C滤波器的作用、截止频率的设定、对瞬态响应和高频响应的影响。 电源供应设计 稳压与滤波: 线性稳压器: 优点(低噪声)、缺点(效率低、发热大),在低功耗信号部分的适用性。 开关电源 (SMPS): 优点(高效率、体积小)、缺点(潜在的开关噪声),以及如何通过优化设计(如软开关、同步整流、EMI滤波)来改善其音频性能。 滤波电路: 电容、电感、EMI滤波器的作用,以及如何实现高效的电源滤波。 接地技术: 单点接地、星型接地、地线分离: 讲解不同接地方式的优缺点,以及如何有效防止地线回路噪声。 信号地与电源地: 分离的策略与必要性。 电源退耦 (Decoupling): 讲解旁路电容的作用,以及如何合理布置以抑制电源噪声。 保护电路设计 过流保护 (Overcurrent Protection): 简单限流、感应式限流、直流检测等。 过热保护 (Over-temperature Protection): 使用热敏电阻、热开关等。 直流输出保护 (DC Output Protection): 防止直流电压损坏扬声器。 过压保护 (Overvoltage Protection): 防止电源电压异常。 扬声器保护电路: 延时启动、直流检测、过载保护的组合。 PCB布局与布线 信号完整性 (Signal Integrity): 避免串扰、反射和信号衰减。 电源完整性 (Power Integrity): 保证电源稳定、低阻抗。 接地优化: 遵循良好的接地原则。 散热设计: 合理布置散热片、风扇,考虑元件间距和空气流通。 元器件摆放: 隔离高功率区域与敏感信号区域。 第三部分:高级设计主题与实例分析 本部分将深入探讨更复杂的设计挑战,并结合实际案例进行讲解。 低失真设计策略 高线性的器件选择: 介绍具有优异线性度的晶体管、运算放大器。 精确的偏置与补偿: 讲解温度补偿技术,如二极管补偿、恒流源补偿。 高级反馈技术: 零极点补偿: 如何通过调整补偿网络来优化频率响应和瞬态响应。 变压器反馈: 在特定场合下的应用。 串联/并联反馈的优化组合。 避免寄生振荡: 寄生电容、电感的识别与消除。 瞬态响应与动态性能优化 压摆率的提升: 如何通过选择高压摆率的器件和优化驱动级来提高。 瞬态互调失真 (TIM) 的抑制: 强调反馈带宽、速度的重要性。 高品质的输出滤波器设计 (D类功放): 滤波器的Q值、插入损耗、对音质的影响。 开关电源在音频放大器中的应用 EMI/RFI 抑制技术: 滤波、屏蔽、软开关等。 纹波和噪声的控制: 优化滤波电路和稳压设计。 提高功率因数 (PFC): 改善电源效率和电网兼容性。 数字D类功率放大器的新进展 数字调制算法: 介绍先进的PWM/PDM控制策略。 自适应反馈技术: 实时调整反馈参数以适应负载变化。 集成数字信号处理 (DSP): 扬声器校正、房间均衡等。 面向未来的全数字功放架构。 发烧级音频功放设计理念 元器件的“听感”: 讨论不同品牌、型号的电容、电阻、电感,以及对声音可能产生的影响。 电路拓扑的“哲学”: 简单电路与复杂电路的权衡。 电源的“纯净度”: 对线性电源和开关电源音频性能的深入对比。 箱体与散热的声学影响。 手工制作与工艺的重要性。 实际设计案例分析 Hi-Fi立体声音频功率放大器设计: 从原理图到PCB布局,详细讲解一个具体的AB类或D类功放设计过程。 高功率专业音响功放设计: 强调效率、可靠性和散热。 便携式音频设备中的低功耗功放设计: 关注效率与电池续航。 数字D类功放的实战应用。 附录 常用元器件的选型指南 音频功放相关的技术标准与测量方法 术语表 参考资料与进一步阅读 结语 《音频功率放大器设计手册(第六版)》 是一本集大成之作,它不仅提供了系统性的理论知识,更蕴含了丰富的实践经验和前沿的创新思路。我们希望通过本书,能够帮助您在音频功率放大器设计的道路上,不断突破,创造出真正卓越的音响产品。愿您在本书的指引下,能够聆听到更纯净、更动人的声音。

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作为一名在音频行业工作多年的资深工程师,我可以说,《音频功率放大器设计手册(第六版)》是我所见过的最专业、最权威的音频功率放大器设计参考资料之一。这本书的深度和广度都达到了令人惊叹的程度,它不仅仅局限于介绍各种放大器拓扑,更是深入探讨了影响音频质量的各种关键因素,包括但不仅限于器件选择、电路拓扑、反馈回路设计、电源管理、热管理以及电磁兼容性等。我特别赞赏书中对“失真”的细致分析,它不仅区分了各种不同类型的失真,如谐波失真、互调失真、瞬态互调失真等,更提供了多种有效的降低和补偿这些失真的工程方法。对于任何追求极致音质的设计者来说,这部分内容都具有极高的价值。此外,书中对各种先进的D类放大器技术以及它们在音频领域的应用,也进行了详细的介绍,这对于跟进最新的技术发展趋势至关重要。这本书就像一位经验丰富的导师,用精准的语言和深刻的洞察力,引领我不断突破设计瓶颈,提升设计水平。

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这本《音频功率放大器设计手册(第六版)》绝对是我近期阅读过的技术书籍中,最令人惊叹的一本!作为一个对音频技术一直充满好奇,但又苦于缺乏系统指导的业余爱好者,我尝试过各种零散的网络资料和入门书籍,但总是感觉隔靴搔痒,抓不住核心。直到我翻开这本厚实的《手册》,才发现我之前所有零散的知识点就像被一股强大的力量瞬间整合了起来,形成了一幅清晰而完整的图景。这本书的深度和广度都超乎我的想象,它不仅仅是一本“怎么做”的书,更是一本“为什么这样做”的百科全书。每一个章节都仿佛是一次深入的探险,从最基础的晶体管特性讲解,到复杂的反馈回路分析,再到高级的保护电路设计,作者都以一种循序渐进、逻辑严谨的方式娓娓道来。我特别喜欢它对各种不同拓扑结构的详细对比分析,比如AB类、D类、H类等等,不仅仅是列出它们的优缺点,更是深入剖析了它们背后的电路原理和设计考量,让你能够真正理解为什么在不同的应用场景下,会有不同的最佳选择。甚至连一些看似微不足道的细节,比如PCB布局对噪声的影响,元器件的选型对音质的细微改变,都被一一提及,并且给出了非常实用的建议。阅读这本书的过程,就像与一位经验极其丰富的工程师进行了一场马拉松式的深度交流,让我受益匪浅,也更加坚定了我在音频领域继续钻研下去的决心。

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我必须承认,在第一次拿起《音频功率放大器设计手册(第六版)》时,我曾被它厚重的篇幅和密集的公式所震慑,内心甚至产生了一丝畏惧。然而,这种“畏惧”在我翻阅了仅仅几页之后,就转化为了一种强烈的求知欲和探索的冲动。作者的叙述方式非常巧妙,他能够将极其复杂的概念,比如跨导、增益带宽积、瞬态响应等,用清晰易懂的语言和生动形象的比喻进行解释,即使是对电路理论不太精通的读者,也能够逐步理解。我尤其欣赏书中提供的海量案例分析和设计实例,它们不仅仅是理论的印证,更是实际应用中的宝贵经验。通过这些实例,我能够看到理论是如何落地,设计是如何实现的,以及在实际电路中可能遇到的各种挑战和解决方案。例如,关于电源滤波和稳压部分的讲解,就极其详尽,涵盖了从最简单的RC滤波到更复杂的开关电源拓扑,并且详细分析了它们对音频信号的影响,以及如何通过优化设计来降低电源噪声。这本书让我明白,设计一个优秀的音频功率放大器,绝非仅仅是将几个元器件堆砌在一起,而是需要对整个系统的每一个环节都进行精细的考量和优化。它提供了一个完整的思维框架,让我能够系统地思考问题,而不是停留在零散的技巧层面。

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这是一本极其出色的参考书,《音频功率放大器设计手册(第六版)》绝对是音频设计领域的一部里程碑之作。我花了相当长的时间来仔细研读它,并且每次重读都会有新的收获。作者在书中对于音频功率放大器设计的各个方面都进行了极其深入和细致的探讨,从最基础的晶体管偏置和电流源设计,到复杂的输出级驱动电路和保护电路,无所不包。我尤其欣赏书中关于“瞬态响应”的分析,这对于追求高保真音质的音响设备来说至关重要。作者不仅解释了瞬态失真的成因,还提供了多种有效的方法来抑制它,这让我能够更好地理解为什么一些高品质的放大器在处理快速变化的音乐信号时表现如此出色。此外,书中对电源纹波抑制、接地设计以及PCB布局的建议,都极具实践价值,这些看似微小的细节,往往能够对最终的音质产生决定性的影响。总而言之,这本书为我提供了一个系统性的设计框架,让我能够更全面、更深入地理解音频功率放大器的设计之道。

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《音频功率放大器设计手册(第六版)》这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本技术手册,更像是一部音频功率放大器设计的“武林秘籍”。我曾经花费了大量时间研究各种不同音响设备的设计,但总感觉自己无法真正理解其核心奥秘。直到我深入阅读了这本书,才恍然大悟。作者以极其精炼和深刻的语言,剖析了音频功率放大器设计的方方面面,从最基本的元器件选择,到复杂的负反馈网络设计,再到高频信号的处理,每一个环节都被拆解得无比透彻。我尤其欣赏书中对“声音的质感”以及“音乐的动态表现”的理解是如何融入到电路设计中的。书中不仅有冰冷的公式和电路图,更有对声音美学和工程实现的深刻洞察。它会告诉你,为什么选择某种特定的输出级拓扑,会对人声的表现产生如此大的影响;它会告诉你,如何通过精心的电源滤波设计,来提升乐器的层次感和分离度。这些内容,是那些只专注于技术参数的书籍所无法比拟的。这本书让我明白,优秀的音频功率放大器设计,是科学与艺术的完美结合,是工程师对声音的热爱和对细节的极致追求的体现。

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作为一名尝试DIY音频设备多年的爱好者,我一直在寻找一本能够真正解答我心中疑惑的书。《音频功率放大器设计手册(第六版)》简直就是我梦寐以求的宝藏!我之前尝试过很多关于放大器设计的帖子和文章,但总感觉它们缺乏系统性,而且有些地方的解释含糊不清。而这本《手册》则完全不同,它从最基础的知识点出发,一步步带领读者深入到音频功率放大器设计的核心。我特别喜欢书中对各种反馈回路的讲解,它不仅仅是列出了反馈的几种形式,更是深入分析了它们对放大器性能的正面和负面影响,以及如何进行恰当的补偿以保证电路的稳定性和音质。对于像我这样DIYer来说,这部分内容至关重要,因为不当的反馈设计很容易导致电路振荡,或者引入不必要的失真。此外,书中对不同输出级晶体管(BJT和MOSFET)的特性对比分析,以及它们在不同工作模式下的表现,都提供了非常详细的数据和图表,这对于实际选择元器件非常有帮助。这本书让我对功率放大器的设计有了更深层次的理解,也让我能够更有信心地去尝试更复杂的项目。

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《音频功率放大器设计手册(第六版)》这本书,让我对“功率放大器”这个概念有了全新的认识。我之前一直以为,功率放大器无非就是把信号放大而已,技术门槛应该不高。但是,通过阅读这本书,我才意识到,要设计出一个真正优秀、性能卓越的功率放大器,其背后蕴含着多么深奥的学问和多么精妙的设计。作者在书中详细讲解了从器件的非线性特性分析,到全局的噪声控制策略,再到复杂的保护电路设计,每一个环节都考虑得极其周全。我尤其惊叹于书中关于“热管理”部分的论述,它不仅仅是告诉你要加散热片,更是深入分析了不同工作状态下元器件的功耗分布,以及如何通过合理的PCB布局和元器件选型来优化散热效果,从而保证放大器的稳定性和可靠性。对于一个追求长寿命和稳定工作的设备来说,这一点至关重要。这本书让我明白了,真正的工程师,不仅要关注电路的性能参数,更要关注产品的可靠性和用户体验。

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作为一名从业多年的电子工程师,我可以说,《音频功率放大器设计手册(第六版)》是我见过的最权威、最全面的音频功率放大器设计参考资料之一。市面上有很多关于放大器设计的书籍,但大多流于表面,或者只专注于某个特定类型的放大器。而这本《手册》则做到了真正的“包罗万象”。它从最基础的半导体器件特性开始,逐步深入到各种先进的放大器拓扑结构,包括但不限于传统的A类、B类、AB类,以及现代的D类、H类、T类等。作者对每一种拓扑的优缺点、适用场景、设计要点以及潜在的陷阱都进行了深入的剖析。我特别看重它在非线性失真分析和抑制方面的论述,这部分内容对于追求极致音质的设计者来说至关重要。书中不仅讲解了各种失真的类型(如谐波失真、互调失真、瞬态互调失真等),还提供了多种降低和补偿这些失真的有效方法,并且给出了相应的电路图和设计准则。此外,书中对散热设计、过载保护、以及EMI/EMC的考虑也同样细致入微,这些都是实际产品开发中不可忽视的关键环节。这本书就像一个经验丰富的导师,用精准的语言和深刻的洞察力,引导我不断突破设计瓶颈,提升设计水平。

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我是一个相对年轻的设计师,对于音频功率放大器设计还处于学习和摸索的阶段。《音频功率放大器设计手册(第六版)》对我来说,就像一座知识的灯塔,照亮了我前行的方向。在阅读这本书之前,我常常对一些电路设计感到困惑,不知道从何入手,或者即使动手做了,效果也总是不尽如人意。但是,这本书通过其清晰的结构和循序渐进的讲解,极大地改变了我的学习方式。它不像某些书籍那样,上来就抛出大量晦涩的概念,而是先从基础讲起,比如晶体管的参数、基本放大电路的原理,然后逐步引入更复杂的概念,如反馈网络的设计、补偿电路的应用等。我特别喜欢书中对各种设计参数之间的权衡分析,比如在追求高效率时,可能需要牺牲一定的线性度,反之亦然。作者会详细阐述这些权衡的背后原因,并提供多种解决方案,让我能够根据实际需求做出最合适的选择。此外,书中大量的图表和公式,虽然一开始看起来有些吓人,但经过仔细推敲,你会发现它们都是作者精心设计,用于帮助读者理解复杂概念的“利器”。我感觉自己在这个过程中,不仅仅学会了如何设计一个放大器,更是学会了如何“思考”设计。

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在我接触《音频功率放大器设计手册(第六版)》之前,我对模拟电路设计一直抱有一种敬畏之心,总觉得它是一门深奥而难以捉摸的学科。但这本书以一种令人惊喜的方式,将复杂的模拟电路设计变得触手可及。它不是那种堆砌大量公式和理论的“教科书”,而是更像一位经验丰富的设计师,在向你分享他多年的实践经验和设计心得。作者在书中对各种不同类型的音频功率放大器,如Class A、Class B、Class AB、Class D等,都进行了深入的剖析,并且详细解释了它们各自的优势、劣势以及在不同应用场景下的适用性。我特别喜欢书中对“开环增益”、“闭环增益”、“频率响应”以及“相位裕度”等关键参数的讲解,它不仅给出了严谨的数学推导,更是用直观的方式解释了这些参数对音质的影响,以及如何通过调整设计来优化它们。这本书让我明白,设计一个优秀的音频功率放大器,是一门既需要扎实理论基础,又需要丰富实践经验的艺术。

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