经典功放电路图详解：各类音频功放原理大公开

作为硬件工程师，特别是专注于纯粹模拟电路且应用于音频功放领域的工程师，对 A 类、B 类、AB 类、D 类、G 类、H 类、T 类等功放应当极为熟悉。然而，大多数工程师可能仅了解其中一部分，或者只是有个大概的认知。为了让更多工程师掌握更为详尽的音频功放知识，下面将对这些音频功放进行详细说明。

功放，即功率放大的简称。与电压或电流放大不同，功放需要获得一定的、不失真的功率，通常在大信号状态下工作。因此，功放电路一般存在电压放大或电流放大电路所没有的特殊问题，具体表现为：一是输出功率要尽可能大；二是通常在大信号状态下运行；三是非线性失真较为突出；四是提高效率是重要关注点；五是要重视功率器件的安全问题。对于音频功放电路而言，同样需要留意这些问题。

根据放大电路的导电方式不同，音频功放电路可分为模拟和数字两种类型。模拟音频功放通常包括 A 类、B 类、AB 类、G 类、H 类、TD 功放，数字电路功放则分为 D 类、T 类。下面对这些功放电路进行详细介绍和分析。

01.A 类功放（又称甲类功放）

A 类功放如图所示，在信号的整个周期内都不会出现电流截止（即停止输出）的情况。不过，A 类放大器工作时会产生大量热量，效率很低。尽管存在这些弊端，但其固有的优点是不存在交越失真，并且内部原理具有一些先天优势，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。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。

02.B 类功放（又称乙类功放）

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，通常会产生交越失真。通过模拟电路的调整，可以尽量减小甚至消除这种失真。B 类放大器的效率明显高于 A 类功放。

03.AB 类功放（又称甲乙类）

AB 类功放介于甲类和乙类之间，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，所以获得了极为广泛的应用。

04.D 类功放（又称丁类功放）

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。其具体工作原理为：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，这对抑制高频载波和减少失真非常有利，而且载波的变频带原理音频信号频率，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。这类放大器不适宜用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多应用。

05.G 类功放

G 类功放是一种多电源的 AB 类功放的改进形式。它充分利用了音频具有极高峰值因数（10 - 20dB）这一有利条件。大多数时候，音频信号幅值较低，极少时间会表现出更高的峰值。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，使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 类功放相同，其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。

06.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，但其供电部分采用可调节多级输出电压的开关电源，能够自动检测输出功率并进行供电电压的选择。

07.K 类功放

K 类功放集成了内部自举升压电路和各种功放电路。我们知道 D 类功放是众多功放电路中效率较高的数字功放，而 K 类功放可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进行组合。如果需要高效率，就添加 D 类功放；若要音质好，就添加 AB 类功放。

08.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。

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。

09.TD 类功放

该类音频功放的放大部分与 AB 类功放原理相同，但其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，能自动检测功率来调节电压的升高或者降低。由于需要高精度可调节的数字电源，且需要对电源进行专门设计，不能集中在一个芯片上，因此，该类功放主要应用于高级音响，电路也比较复杂。

对于后面的 G 类、H 类、TD 类等功放，由于需要特殊的电源，无法将功能集中在一片 IC 上。而经典的 A 类、B 类、AB 类和 D 类功放则有专门的 IC。在实际设计中，若需要各种类型、应用于不同领域的功放电路，只需以此为基础，外加相应的电源或者处理模块即可。

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