一台严格出炉的功放,其技术参数绝不含糊:
一.频响能力(Power Band Width):音域20Hz ~ 80KHz ,而喇叭频响由低音至高音相应要求有20Hz ~ 20KHz 这范围的响应能力。但作为信号传输的“瓶颈”的功放的频响则要求更宽,如:7Hz ~ 80KHz Hz,以保证信号的完整。
信噪比(Signal To Noise Ratio ):这是最直接反映功放素质的参数,一般都在80dB的比值以上,高质素的产品往往达105dB以上,追求声底纯净,不容忽视。
信噪比(Signal To Noise Ratio ):这是最直接反映功放素质的参数,一般都在80dB的比值以上,高质素的产品往往达105dB以上,追求声底纯净,不容忽视。
二.失真度(THD):这个可结合功放另外两个重要的指标:额定功率(Rms)和最大功率(Peak Power)一齐讨论。一台功放在其Rms功率情况下工作,失真应该比较小,一般达0.5% ~ 0.01%这个范围。Peak 功率或桥接时,信号可能产生变形、削波等失真,比值会高: 0.5% ~ 1%都是正常的。比值越小,当然越理想.
三.输入灵敏度(Input Sensitivity):这是针对不同厂家,不同品牌的主机、前级音源而设置的调校电平,范围由100mv ~ 4V甚至更高,调音时须与音源匹配。
五.负载能力(Load Impedance):家用功放一般是8Ω/4Ω两种;车用功放、立体声时:2Ω至8Ω;桥接:4Ω至8Ω。但个别特别设计的功放,阻抗可以低至0.1Ω,能力不凡。这个时候,一台功放,则可以并接几十个低音单元,营造理想的声压级。这个场景,恐怕要在音响比赛时才能见到。
六.工作电压:车用一般是10V ~ 15 V正常工作。
七.阻尼系数(Damping Factor):由额定负载(4Ω)输出阻抗计算出来,普遍认为:输出阻抗越小,阻尼系数越高,则该功放越好。事实上高素质的功放,比值大多50以上,个别甚至超500,虽则专家认为:50左右已经足够。我个人经验:系数高,则线材要求可放宽。过高则影响音,但对低音表现有帮助。
八.转换速率(Slew Rate):单位时间内功率放大器最高放大级将较强的信号激励放大为高压,强电流的交流音频的能力,高档机种30V/us以上,个别超50V/us。比值高,转换能力好,音乐的层次、动态结合扬声器能接近原声还原发挥。
1、A类功放(又称甲类功放)
A类功放输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态,也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流,并使这两个电流等于交流电的峰值,这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时,两个晶体管各流通等量的电流,因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压,故无电流输入扬声器。当讯号趋向正极,线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流,下方的输出晶体管则相对减少电流,由于电流开始不平衡,于是流入扬声器而且推动扬声器发声。
A类功放的工作方式具有最佳的线性,每个输出晶体管均放大讯号全波,完全不存在交越失真(Switching
Distortion),即使不施用负反馈,它的开环路失真仍十分低,因此被称为是声音最理想的放大线路设计。但这种设计有利有弊,A类功放放最大的缺点是效率低,因为无讯号时仍有满电流流入,电能全部转为高热量。当讯号电平增加时,有些功率可进入负载,但许多仍转变为热量。
A类功放是重播音乐的理想选择,它能提供非常平滑的音质,音圆润温暖,高音透明开扬,这些优点足以补偿它的缺点。A类功率功放发热量惊人,为了有效处理散热问题,A类功放必须采用大型散热器。因为它的效率低,供电器一定要能提供充足的电流。一部25W的A
A类功放的工作方式具有最佳的线性,每个输出晶体管均放大讯号全波,完全不存在交越失真(Switching
Distortion),即使不施用负反馈,它的开环路失真仍十分低,因此被称为是声音最理想的放大线路设计。但这种设计有利有弊,A类功放放最大的缺点是效率低,因为无讯号时仍有满电流流入,电能全部转为高热量。当讯号电平增加时,有些功率可进入负载,但许多仍转变为热量。
A类功放是重播音乐的理想选择,它能提供非常平滑的音质,音圆润温暖,高音透明开扬,这些优点足以补偿它的缺点。A类功率功放发热量惊人,为了有效处理散热问题,A类功放必须采用大型散热器。因为它的效率低,供电器一定要能提供充足的电流。一部25W的A
类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。所以A类机的体积和重量都比AB类大,这让制造成本增加,售价也较贵。一般而言,A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多。
2、B类功放(乙类功放)
B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时,输出晶体管不导电,所以不消耗功率。当有讯号时,每对输出管各放大一半波形,彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大,在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真,因此形成非线性。纯B类功放较少,因为在讯号非常低时失真十分严重,所以交越失真令声音变得粗糙。B类功放的效率平均约为75%,产生的热量较A类机低,容许使用较小的散热器。
B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时,输出晶体管不导电,所以不消耗功率。当有讯号时,每对输出管各放大一半波形,彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大,在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真,因此形成非线性。纯B类功放较少,因为在讯号非常低时失真十分严重,所以交越失真令声音变得粗糙。B类功放的效率平均约为75%,产生的热量较A类机低,容许使用较小的散热器。
3、AB类功放
4、与前两类功放相比,AB类功放可以说在性能上的妥协。AB类功放通常有两个偏压,在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管。它在讯号小时用A类工作模式,获得最佳线性,当讯号提高到某一电平时自动转为B类工作模式以获得较高的效率。普通机10瓦的AB类功放大约在5瓦以内用A类工作,由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦,因此AB类功放在大部分时
间是用A类功放工作模式,只在出现音乐瞬态强音时才转为B类。这种设计可以获得优良的音质并提高效率减少热量,是一种颇为合乎逻辑的设计。有些AB类功放将偏流调得甚高,令其在更宽的功率范围内以A类工作,使声音接近纯A类机,但产生的热量亦相对增加。
5、4、C类功放(丙类功放)
这类功放较少听说,因为它是一种失真非常高的功放,只适合在通讯用途上使用。C类机输出效率特高,但不是HI-FI放大所适用。
这类功放较少听说,因为它是一种失真非常高的功放,只适合在通讯用途上使用。C类机输出效率特高,但不是HI-FI放大所适用。
5、D类功放(丁类功放)
这种设计亦称为数码功放。D类功放放大的晶体管一经开启即直接将其负载与供电器连接,电流流通但晶体管无电压,因此无功率消耗。当输出晶体管关闭时,全部电源供应电压即出现在晶体管上,但没有电流,因此也不消耗功率,故理论上的效率为百分之百。D类功放放大的优点是效率最高,供电器可以缩小,几乎不产生热量,因此无需大型散热器,机身体积与重量显著减少,理论上失真低、线性佳。但这种功放工作复杂,增加的线路本身亦难免有偏差,所以真正成功的产品甚少,售价也不便宜。
有一些D类功放集成块音音质很好,不过它们现在还只应用在汽车音响中,一些有兴趣的DIY高手把它们改制到了家用音响中。
这种设计亦称为数码功放。D类功放放大的晶体管一经开启即直接将其负载与供电器连接,电流流通但晶体管无电压,因此无功率消耗。当输出晶体管关闭时,全部电源供应电压即出现在晶体管上,但没有电流,因此也不消耗功率,故理论上的效率为百分之百。D类功放放大的优点是效率最高,供电器可以缩小,几乎不产生热量,因此无需大型散热器,机身体积与重量显著减少,理论上失真低、线性佳。但这种功放工作复杂,增加的线路本身亦难免有偏差,所以真正成功的产品甚少,售价也不便宜。
有一些D类功放集成块音音质很好,不过它们现在还只应用在汽车音响中,一些有兴趣的DIY高手把它们改制到了家用音响中。
功放技术指标的解读与应用功放技术指标的解读与应用 以清华大学TW-2008X世纪版为例 1、输入灵敏度:200mv 2、谐波失真度:0.01% 3、输出功率:2×100W(RMS.8欧) 4、信噪比:96dB(不计权) 5、频率回应:3-156KH2(-3dB) 6、阻尼系数:280 ①输入灵敏度200mv,是指功放所需最小输入信号电平,是要求将音源信号放大到足够推动后级功放所需要的必要条件,(要使信号高质的传输,必须满足此项条件,即电平匹配,阻抗匹配,传输方式匹配等)。一般CD,DVD机输出电平较高,足以满足要求,在此可以忽略. ②谐波失真度:这是功放一项极重要的指标,谐波失真是非线性失真的一种,它是放大器在工作时的非线性特徵所引起的,失真结果是产生了新的谐波分量,使声音失去原有的音,严重时声音发破、刺耳。谐波失真还有奇次和偶次之分,奇次谐波会使人烦噪、反感,容易被人感知。为何有些功放听起来让人感到烦噪,感觉疲劳,就是失真较大所引起的。对功放影响最大的就是失真度,一般高保真要求谐波失真在0.05%以下,越低越好。TX-2008能做到0.01%, 应该说是不错的, 进口高档功放可做到0.002左右,令人玩味无穷、久听不厌,就是因为做到了极小的失真度的原因。除了谐波失真外,还有互调失真,交叉失真,削波失真,瞬态失真,相位失真等,由於篇幅关系暂免敍述。总之,诸多失真是影响功放品质的罪魁祸首。考核功效的优劣,首先要看它的失真度。 ③输出功率,功率问题最令初哥们迷惑,其各
厂家标识也很混乱,下面逐一讲解: A、额定输出功率,称为(RMS),指放大器输出的音频信号在总谐波失真范围内,所能输出的最大功率,是最常见的,也是比较实在的标注。 B、削波功率,指放大器输出正弦波信号刚刚开始削波时的功率,它比额定功率要大1.6-2倍。 C、音乐输出功率,指输出失真不超过规定值的条件下,功率放大器对音乐信号瞬间最大输出功率。简称(MPO)。 D、峰值输出功率:功放所能输出的最大音乐功率称为峰值输出功率,简称(PMPO),它不考虑失真,通常为(RMS)功率的8倍左右,它的出现是厂家出於商业目的,并无实际意义。早期双卡答录机大都用此功率来标注。那麼(RMS,8欧)又是什麼意思呢?是指8欧情况下可输出额定100W功率,如在4欧情况下,还可增加1.5-2倍的输出功率(这要看机器内部变压器的容量和用管数量了)高档功放甚至可以工作在2欧,主要是功放内部用料的功率富裕量因素决定的。一般甲乙类功放最低只能工作在4欧以上。通常功放标注以(RMS)具多,用它来选配音箱与之配合是比较妥当的。如何来验证功放的(RMS)功率呢,业余情况下有二种简便的方法:①用功放输出电压有效值的平方与负载的比值来表示,即P=V2/R,P为有效功率,V为功率输出端交流电压,R音箱标称阻抗。如测得交流摆幅为20V,音箱阻抗为8欧20×20÷8=50W,音箱4欧时=100W,所得结果为近似值。②直观估算法:一般甲乙类功放,如采用300VA电源变压器,按效率70%计,即300×0.
7=210W÷2=105W(每声道)也就是这台功放输出功率最大不会超过2×105W,反过来计算,如果2×100W的功放,按要求那麼它所采用电源变压器的容量一定不会小於300VA。TW-2008完全符合这一要求,还留有不少的余量。一些进口AV功放,5-7个声道、每声道总标百余W,总功率上千W,但电源变压器就那麼大,天晓得他们是用什麼功率标准算出来的,日系AV最明显,总以6 欧来唬人,真正按8欧算出来有实足的100W(每声道就不错了)用过AV功放的人都知道,大动态时往往显得脚软。故我常推荐购AV功放,最好选择中档以上,否则形同鸡肋。 ④信噪比:数值越大越好,一般用(S/N)表示,用信号功率Ps与杂讯功率Pn的比值的分贝数表示,S/N=10lgPs/Pn=20lgVs/Vn(db)(公式不好打,只好改为左视)式中Vs、Vn分别为信号电压与杂讯电压。信噪比与输入信号电平的增加,信噪比也逐渐加大,但当输入信号电平达到某一数值后,信噪比基本保持不变,按目前高保真要求。信噪比应达95dB以上为好,进口高档机往往可达110-124dB,其性能可想而知了。再说计权问题,有的信噪比后面有A计权字样,A计权是指将杂讯信号通过(附图)所示计取曲张加权网路后测得的结果,由於人们对於高、低频段的杂讯相对来说不太灵敏,所以出现了(附图)所示形状的曲线,计权杂讯更加直观地代表人们实际感受到的杂讯信号状况(图打不出来,请见谅)。总之,信噪比越大,表明混在信号裏的杂讯越小,放音质量越好,便重放音乐清晰,
乾净而有层次。 ⑤频率回应,早期俗称功率带宽,指谐波失真不超过规定值时,功放的1/2额定功率频带宽度,即有高低端下跌一半(-3dB)的两个频率点之间所包括的频带,称之为功率带宽,它很有实用价格。如日本安桥AV功放早期频响为20-30KHz(±0.5dB)现采用(WRAT)宽频技术后,频响达50- 100KHz(+1-3dB)。高级进口功放,低频可从0Hz开始(直流化),因为功放在满额定功率工作是很少见的,如果放大器工作正常,频率回应一定非常好,几乎是一条直线,通常可远远超出可听音范围(20-20KHz)。TW-2008x功放频响达到(3-156KHz-3dB)确实是不错指标了。几乎可以完美再现各种音乐的细节,实属国产之精品。
⑥阻尼系数,(主要是对低频而言,是直接影响低音音质的极重要的技术参数),敢标这个技术指标,说明该功放设计达到了一定的水准,一般功放不给出这个指标,众所周知,喇叭的口径越大,低音相对就越好,但音盆越大其运动惯性也随之加大,此惯性使它很难与音频信号同步运动,往往表现出的声音混浊不清,尤其在低频欧100-400Hz,容易造成声染,使人听起来模糊不清,很不自然。为什麼有些烧友家中的音箱中喇叭,低频信号强时颤振不止,低音老感觉不乾净,这就是音盆惯性所引起的。音响工程师们注意到这一点,对功放采取一些技术措施,如选择多管并联,低内阻(毫欧级)大功率管,提高±工作电压,选择优质
线材等,极力提高阻尼系数,使它能够针对喇叭惯性运动,产生“电阻尼”作用,使音盆的运动与音频信号同步运动,尽可能使音盆在驱动信号结束后很快恢复到零位(即中心位置),这种阻止效果就是阻尼系数(D来量),D=Rs/Ri,Rs=喇叭音卷阻抗,Ri=功放输出内阻,D越大,音盆与信号同步效果就越好,低音就越纯越乾净,重放效果就越好。早期功放阻尼系数要求10-50,现在的功放可以做几百甚至上千。TW-2008能做到280也确实不易了。转换速率:功放的转换速率(Siew rate),它极大地影响著高音重放品质与性能(一般厂家不给出此项指标)转换速率越快,高音音质就越佳。越能准确地捕捉到稍纵即逝的高频资讯,(选用运放的烧友都知道,尽量选用宽频响,高速率型的,如AD847转换速率达300V/us.就是考虑转换速率问题)。高档功放可做到十几至几十V/us,低中档功放都根本不敢标出,这种转换速率的数值高低,与设计,用料有密切关系,但也不宜太高,太高会产生人耳听不见的超音信号,指20KHz以上,不但对改善音质无作用,反而容易烧坏高音喇叭,不过正规厂家设计时都会考虑这个问题,高级功放往往会采取可调转换速率技术。一般控制在12V/ms左右为佳。一句话,较高的转换速率,可以保证较优秀的高 频重放特徵。
自从爱迪生在1877年发明留声机至今已有120多年了,由当年机械式录音/重播系统发展到现在的高科技数码系统,其中的进步可谓翻天覆地。不过在这120多年中的音响技术发展却是
很不平均的,在发明留声机后的大约60至80年中,音响技术的发展是相当缓慢的不过也取得了一定的成果,例如录放音以电动方式取代了机械方式,开始采用多极真空管等等。
使音响技术得以快速发展是在927年,美国贝尔实验室公布了划时代的负反馈(负回输,NFB)技术,声频放大器从此开始步入了一个新纪元。所谓高保真(HighFidelity)放大器,其鼻祖应该是追溯至1947年发表的威廉逊放大器,当时Willianson先生在一篇设计HiFi放大器的文章中介绍了一种成功运用负回输技术,使失真降至0.5%的胆机线路,音之靓在当时堪称前无古人,迅即风靡全世界,成为了HiFi史上一个重要的里程碑。在威廉逊放大器面世后4年,即1951年,美国Audio杂志又发表了一篇“超线性放大器”的文章。第二年6月,又发表了一篇将威廉逊放大器超线性放大器相结合的线路设计。由於超线性设计将非线性失真大幅度降低,许多人硌起仿效,再次形成了一个热潮。超线性设计的影响时至今日21世纪仍然存在,可以说威廉逊放大器和超线性放大器标志著负回输技术在音响技术中的成熟。从那时候开始,放大器的设计和种类可谓百花争艳。技术的进步是前70年所望鹿莫及的。
汽车音响功放 放大器的的规格是衡量其性能的一个重要指标,当然另一个重要指标是以耳朵收货。常听发烧友说音响器材的规格没多大意义,许多测试数据优良的放大器其声音却惨不忍听。这话
只说对了一半,首先这优良的数据一般是在产品开发阶段测试原型机时得出的。在大量生产阶段一般来说其性能都会打一定的折扣,视乎器材的档次而定。其次的就是目前的科技虽然使放大器性能获得很大改善,但要对20~20KHz的声频信号作出人耳无法察觉失真的放大,是一件极不容易的事,况且一般放大器的所谓性能规格只是给出寥寥几项数据,其中大多数只是在某些物定条件下测量的。根本不足以反映放大器的基本性能。
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