功放(Power Amplifier,简称PA)是一个将输入信号放大并输出的电路或设备。功放输出的信号具有非常重要的作用,它决定了音箱或扬声器的输出效果,也直接影响着音响系统的声音表现。
功放输出的信号可以是模拟信号,也可以是数字信号。模拟信号的输出波形是连续的、光滑的波形,其输出就是放大的输入信号,与之相对的数字信号则是一系列由二进制数字组成信号,它需要经过数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)来完成信号转换。
除此之外,功放还可以输出单端信号和差分信号。单端信号就是输出信号只有一个相位的信号,差分信号的输出则是两个相位相反的信号。在音频系统中,大多采用差分输出的形式,这是因为差分输出可以减小共模噪声而提高噪声容限。
功放输出的信号有两个非常重要的特征,一个是幅度特征,一个是相位特征。
幅度特征指的是输出信号的大小。功放输出的信号放大倍数称为放大倍数,即输入信号经过功放后得到的输出信号的幅度与输入信号的幅度之比。功率特征则是表示功放输出功率的大小,是功率和元件。功率和元件要按耐受电压和耐受电流的大小分类。
相位特征则是指输出信号的相位差。在差分输出中,输出信号的相位差是十分重要的一个参数,因为它直接决定了输出信号的直流偏置。在音响系统中,通常采用对称电源的方式来消除直流偏置,保证输出信号的稳定。
由于功放是将输入信号放大后输出,如果输入信号过大,就会造成功放过载,甚至烧坏功放模块。因此,现代功放模块通常都配备了过载保护、过热保护等保护机制,能够自动检测输入信号是否过载,当输入信号过大时,将自动关断模块。
除此之外,功放模块还配备了短路保护、断路保护等机制,以保障音响系统的安全。此外,功放模块还有输入信号控制、温度控制等功能,能够实现对输出信号的高效控制和保护。