功放ic单端输入是什么意思 三十年磨一剑,再度DIY单端甲类晶体管功放

小编 2024-10-07 项目合作 23 0

三十年磨一剑,再度DIY单端甲类晶体管功放

1、 缘由

80年代初期晶体管功放全面取代电子管功放,兴起一股前所未有的DIY音响扩大器的热潮,当时有一本叫《音响技术》的杂志,更是把这股风潮推到最高点,每个人都想DIY一台音响,即使没有能力的人也要找别人组一台才够潮。

当时个人对什么是晶体管,什么是欧姆定律完全搞不清楚,更不用说DIY所需的电路分析能力,但这一点也不会妨碍渴望DIY的实现,因为当时的DIY环境确是十分友善,软体有《音响技术》,这本杂志不断的提供技术指导与装机分享。硬件方面当时有许多半成品套件可选,而且只要按图施工,几乎都能成功。

犹记得,当时购买了一些套件,DIY了几台音响。会响,当时也觉得不差,算是初步体验了装机成功的喜悦,也消除了DIY高不可攀的屏障。但这种廉价的成就感很快就小消失,取而代之的是想更上一层楼,拥有分析,设计电路能力的渴望。这被激发的渴望被《音响技术》这本杂志滋润养大,因此自我期许有朝一日,能设计DIY一台纯A类扩大机,品尝一下传说中A类功放音质醇厚的丰满韵味。

这份自我改善的渴望,让我对电学产生了浓厚的兴趣,也对我日后的学习,工作产生了莫大的影响。后来,忙于工作,家庭,难有自己的时间DIY音响,但是几十年来这份渴望从未从脑海中退去,对音响知识技术的追求,与对电学相关知识的学习从未中断,后来在网上订购一本Designing Audio Power AMPlifiers,以过去累计的电学基础,有系统的研读,一路走来累积了足够的DIY能量。此外,90年代PC开始风行,而且来势汹汹,锐不可挡,DIY音响风潮一时如溃堤之水,极速退烧,一夕间商家的功率晶体,散热片,大电容无人问津,许多曾经热衷DIY音响者将手中的音响零件当垃圾丢弃。由于个人对DIY音响中毒过深,着迷狂热、陷入无法自拔,趁此谷底你丢我捡收集不少功率晶体,散热片,大电容,总希望有朝一日能派上用场,得偿DIY音响宿愿。

历经数十载,人已老,所收集零件也已堪称为稀世"古董",唯独实现DIY音响的初衷不减,这股热情让我在盖完房子后,有较多的机会将过去所知所学,用在实现年轻时DIY音响的梦想。经历人生各阶段的淬炼,人生至此早已领悟,这世上没有完美历久不衰的东西,因此,DIY着重于应用所学与探索过程,而不是在于追求永无止境,登峰造极的绝世扩大机。也因此,我会尽量消化手边过去收集的零件,看看能否将它们发挥到极致,而不会去追求所谓的最新,最好的发烧零件。

2、 思秋与秋收之美

在整理设备,准备重新投入DIY时的心情是十分复杂的。一方面,感叹数十年过去了,物是人非,手中的老零件,老仪表、老设备、与时下追求速度更快,体积更小,功率更大,功能更多,效率更高的趋势与潮流形成强烈的对比。此情此景使我想到,马致远的《天净沙,思秋》中,古道西风瘦马的情境,对此还颇有感触,仿佛自己是一个DIY游子,浪迹电子江湖多年,在此迟暮之年,面对时下的潮流与自己年少的梦想,有几分岁月不饶人的无奈,与年少梦想即将被时代潮流淘尽的感慨。

另一方面,想到能将过去数十年所学,卸下一切功利,竞争与生存报复,用于生活中,自由挥洒实现年少时的梦想,心中充满感恩,也颇为期待此次DIY能好好品尝,细细体会生命中秋收之美。

3、 挑战A类扩大器

A类扩大器并非什么先进的扩大器,它的效率奇低,造价奇高,体积庞大。但也有其它扩大器无法超越的优点,如放大所产生的谐波据说最接近实际乐器所产生的谐波,因此比较自然,较耐听,这也是其历久不衰的原因。年轻时被音响厂商长期洗脑,种下今生矢志要禽兽DIY一台纯A类扩大机,饱享传说中A类扩大机醇厚风味的梦想。自知这可能是今生最后机会,几遍发苍苍视茫茫,电阻色码无法分辨,焊点无法清晰辨识,也要奋力一战。戴上头戴式放大镜,凑近PCB重温那焊锡逸散出的松香味,别是一番滋味在心头。

4、 扩大器简史

1956年MR.H.C.IN于RCA实验室发表A LIN TOPOLOGY AUDIO AMPLIFIER,此扩大器的架构迄今,已经经历60-70年来的改善衍进,但其包括输入级、电压放大级、输出级的架构,几十年来没多大的改变,一直是现代音响的主流架构,即使半导体技术已有大幅进步,但扩大器始终都是没有脱离这个架构,或者说这是电晶体扩大器最适宜的架构。

主架构虽然没大幅改变,但是由于各种失真探讨,各级逐步衍化加入电流镜、串叠、恒流源、偏压电路、增加驱动级、舍弃输出电容,兵连输出、稳定与保护电路等,使电路日益复杂、细致、周延、表现当然更多传真与品味。

5、 单端输出与推挽输出

在构思架构时,发现单端输出,与推挽输出,各有其利弊,各有其爱好与拥护者。所谓单端输出是指输出端是有单一极性NPN晶体管,或PNP晶体管输出完整波形。输出期间没有轮流切换的问题。而推挽输出,即是采用两种不同极性的晶体管,分工各自负责半周波形,一推一挽轮流工作,最为人诟病的问题是两组晶体管轮流工作时,产生的失真与不协调,早起因为PNP管较少,也有扩大器全部用NPN分成两组输出,一组用于正半周,一组用于负半周。

究竟要用哪种架构?既然要消化既有零件,当然要看看有什么材料才能决定要做什么。手边有十几对2N3055与MJ2955功率管,这种铁壳的功率管,三十年前炙手可热,每个DIY音响的发烧友手边总有几对,如今退烧人们当垃圾丢弃。这些古董级功率管到底还堪用吗?重新查阅其技术规格,发现其频宽用于音频放大器仍游刃有余,毕竟,这几十年来人类的耳朵并没有太大的进化,几十年前令人发烧的元件,今天一样能打动人心。

为了初步了解这些功率管的特性,与增加一些DIY的手感,个人以土法炼钢的方式模拟晶体曲线追踪器的功能,简单地测量数对2N3055与MJ2955功率管的β值。我发现PNP管的β值,普遍比NPN管几乎高出一倍。这使我从新评估是否要用NPN,PNP上下对称推挽的输出架构了。在整个线性放大架构中虽NPN 、PNP二者差异会由反馈修正,使输出信号按反馈比例收敛与原信号一致。就一般水准功放而言,在示波器上几乎无法分辨出输入与输出信号的差异。但这并不表示PNP、NPN二者的差异不会影响放大器的表现,尤其是长期聆听,大部分人还是有感的。

因为经过反馈电路来修正的过程会产生谐波,加上NPN、PNP推挽切换也会音响谐波,令人感受不悦,这些不利的因素使我放弃推挽架构,而选用单端模式。

6、 扩大器也是一种乐器何必太在乎效率

A类单端输出架构最大的缺点,就是效率只有推挽的二分之一,然而,这并不折损我对它的兴趣。在我越是了解扩大器的原理与主动元件的特性,就越是感觉世上没有所谓的原音重现这种扩大器。在放大过程,无论采用何种架构与元件,均会产生各式各样的失真,而且还会因为增生谐波交互作用,综合成新的杂讯号。以现在的元件和技术,一般扩大器都能产生和原来信号十分相似的输出信号,也许扩大器真正的差别在于同样的音源,有些扩大器产生失真与加材料的机构,仍然能令人愉快,令人感动。有些扩大器放大的结构,却令人觉得枯燥不耐听。因此,个人认为扩大器也是一种乐器,以输入信号来弹奏的乐器,单端输出架构效率虽低,但效率不是乐器的首要诉求,悦耳耐听,能撼动人心才是重点。

7、 单端输出与推挽输出效率差异说明示意

推挽式的输出效率比单端的输出大一倍,因此,二者若要获得相同的输出功率,单端输出的静态电流要比推挽输出的静态电流大一倍。这也就意味着要更大的散热片与功率管。以下示意图说明单端与推挽输出,二者工作模式与效率差别。

8、 原汁原味的A类扩大器

在单端输出架构中,大名鼎鼎的NELSON PASS 1977所提出的架构深获我心,这是典型传统的单端输出A类扩大器,他提出架构,也完成设计,有兴趣的读者可以到官网瞧瞧。

NELSON PASS 1977所发表的架构,至今已经过了将近40年,这当然是古董级的架构,我不会照单全收,而会按照我手边的资料,加入一些可能令人悦耳的元素,并视情况调整改善。

9、 多大功率?A类小而美是鱼与熊掌?

原本的构想是想设计一台精致细腻、小而美的纯A类扩大器,功率约10W,用来取代一般电脑用的扩大器。实作后,才警觉A类扩大器没有小而美存在的空间,特别是单端输出,实际效率大概只有十分之一,散热片就是庞然大物。再者,视听时找到手边一直12-0-12/5A的变压器,经整流滤波加载后,得15V的直流电压,静态电流调到1.6A。输入正弦波,以8欧姆负载测得最大输出峰值电压约为12.5V,经换算为9.76W,最大功率接近10W

自知自己音乐素养有限,初步测试时找一些自己熟悉的音乐试听,感觉还颇有A类丰润浑厚的味道。一阵自我感觉良好后,觉得应该找些音域较宽广的交响曲来试听,找到贝多芬五号C小调交响曲。此曲时而轻声细柔如涓涓流水。时而百乐齐奏势如万马奔腾。视听室架着示波器监看,发现这个功率的动态范围稍显小,发现大音量时某些突然涌入的信号会被削平,即所谓的截波现象。

最后冲量现有资源与需求,把工作电压拉高到+—20V,把静态电流调高为2A,扣除一些损耗,获得8欧姆负载14W输出,此时峰值电压为15V,相较于原先的12.5V提升不多,但是对我而言,这个功率已经足够满足家里客厅或者书房的聆听空间,除了试机外,聆听时并不需要将姨娘转大到截波的情况,就能获得所能容忍的极大聆听音量。

A类单端输出静态电流必须为最大输出的1/2,这事先就这样规划好,不然最大输出电流超过静态电流,负半周就会发生截波现象,同样情况,若推挽式输出架构,只会从A类变为AB类,并不会产生截波现象,这也是单端输出的缺点,还好这个缺点很容易预知与避免。

朋友搬来一对20年前瑞丰音响产的L18/5.3欧姆喇叭,号称可承受300W。因找不到相关规格,原先担心推不动,没想到在约25平方的工作室以略大于半功率试听就能获得足够的音量,再大声就扰邻了。

喇叭由8欧姆变为5.3欧姆,要重新考虑静态电流以免发生截波现象,若5.3欧姆要获得和8欧姆14W输出功率,输出峰值电压要达12.2V,静态电流至少要由2A加大到2.3A。评估现况,由计算值来看,静态电流不变,喇叭阻抗变小,功率是降低了,但试听时以5.3欧姆2A静态电流保持不发生截波现象的音量试听,感觉音压不但没有变弱,反而更有劲了。一般喇叭还是以8欧姆为主,因此,静态电流维持在2A。说了半天,最后的规格是:工作电压+_20V、静态电流2A、最大输出8欧姆/14W或5.3欧姆/10W。

10、 设计概述

本机架构采用NELSON PASS 1977所提出的单端架构,输入级采用OP-AMP,设计过程特别考虑电晶体的非线性特性,各级晶体管均加入射极电阻,恒流源、晶体BE并联电阻等改善措施,以期降低晶体管非线性不完美特性的影响,整体完成后发现有热跑现象,再加入有效的温度补偿电路,以下简述设计时的考量。

A、 削足适履的输入级

输入级通常是用二只晶体管做差动放大,一端是输入信号,另一端是输出端回馈来的信号,而端信号比较厚产生误差信号,用以驱动后续的电压放大级,产生所需的修正,以期收敛到而端相等。

为了克服晶体管的非线性不完美特性,现代输入级电路通常会在射极加入恒流源,集电极加入电流镜,或加入CB组态形成串叠放大,以期改善非线性特性。这些电路都不难,难的是要如何购得理想配对的晶体管。虽然电路不需配对也能正常工作,因为最终都会以整体回授修正,但如前述,这种不对称会产生不必要的谐波,令人不悦。

用于输入级,低噪音且配对好的小信号晶体管,由于量少,其实并不好找。而手边正好有几颗OP /AD847,犹记得这几颗IC当年每只都近百元,要是再不好好利用,再过几年可能就会被不识货的晚辈当做垃圾处理。既然如此,就把差动级改成运放,即可物尽其用,又能使电路简单利落。而AD847的表现也不俗,SLEW RATE高达300V/US。实际使用也令人满意,无信号输出中点电压也始终稳定地维持在零电位。以此实际聆听贝多芬5号C小调交响曲时,曲中戛然而止的音符表现的干净利落,毫不拖泥带水,对陡然全体乐器齐鸣展现的瞬间爆发力,确是震动人心。

b.射极电阻是画龙点睛,不是画蛇添足

晶体管交流模型中有一个关于放大率的重要参数RE,很不幸的是这个re参数不是一个定值,因为re=VT/IC,IC会随着信号大小而变,IC改变re也会跟着改变,最后放大率也会受影响改变,这些改变导致信号的瞬时放大率不同,因而产生不必要的谐波影响音质。若电路中加入射极电阻RE,使RE>>RE,因此re+RE计算放大率时re的变化可以忽略,整体增益可用稳定的RE来计算。这做法是折损一些增益,来换区相对稳定的放大率,为了达到这个目的,本机所有晶体管都加上射极电阻,即使是电压放大级也不例外。

c、 攸关信号解析度的恒流源

本机为单端放大架构,输入级采用运放IC,因此从电压放大级开始,每级均以恒流源串叠。理想的恒流源阻抗可视为无穷大,当然无限大只是一个概念,实际的世界仍有其极限。阻抗愈大意味着电流流过时的压降愈大,压降愈大就能产生更强的驱动反应,因此,恒流源的高阻抗能让各位小的变化产生巨大的改变,如此,可提升电路的解析能力,更有能力表现音源的细腻变化。

NELSON PASS原作中把输入级,电压放大级,驱动级的恒流源绑在一起,而驱动级有和后续的输出级限流穿在一起,这一连一串的组合,会有牵一发而动全身的效应,而输出级限流会随温度和信号的变化而不断的ON-OFF作用。个人觉得这样多少会干扰到输入级与电压放大级恒流源的稳定性,因此设计时把驱动级恒流源独立出来,并且也用目前常用的固定变压恒流方式,取代原作以电阻简单分压的恒流方式。

d、 不可等闲视之的晶体管BE并联电阻

晶体管BE间存有接线电容、极间电容与米勒等效电容等,这些电容在放大时会产生充放电,一般电路都能提供快速充电的路径,但放电则否,若不提供适当的放电路径,对快速变化的信号无法产生及时反应,尤其是功率管BE极间电容更不容忽视。NELSON PASS原作中所有功率晶体管均采用NPN型,其中BE均加并电阻,本制作为利用手边的MJ2955,把部分NPN晶体管改成PNP,为提供有效放电途径,也在BE间加入并联电阻,以期加速系统反应。

设计完成我用古董级示波器以200KHZ方波测试,概略得到SLEW RATE=21.5/US:

若以正弦波100KHZ/满功率15V计算,所需SLEW RAT=2*П*Frequency*peak voltage

Slew Rate=2*П*vp/t=9.4/US

人耳听力极限约为20KZ,以本机的SR=21.5V/US测试值,系统收敛时间约为2US,对放大各式人耳能感受的音乐已是游刃有余。回头看看NELSON PASS公布的SR数据是30V/US,推测是归功于简洁的电路与他使用的原件,NELSON PASS果然名不虚传。

e、 天衣无缝的温度补偿电路

A类扩大器效率低,输入功率大部分都以热量的形式消耗掉,装机后初步试听,发现温升,电流漂移严重。试听前调整静态为1.8A,听半小时,之间电流表小号电流节节上升到2.6A,散热板烫到补课触摸。再听一小时,电流显示3A,这是我电源供应的极限,磁石随手找来一只温度计,放在散热板,概略测得温度为80度,实际应该更高,至此热跑脱已经十分确定,电源供应器外壳也开始发热,再玩下去,就会烧掉。

仔细分析NELSON PASS的架构,发觉他对温升补偿部分,在电路中几乎毫无描述之处,推测他是用强化散热的方式来克服温度的上升问题。我不想再加大我的散热片了,再大,后续机箱会很不好处理,也不想加风扇,太吵,此外我也没有NELSON PASS那么潇洒,把机器当做煎蛋器。

NELSON PASS的电路中已有调整静态电流的限流装置,为何没有发生作用?为了探索这个问题,动手如下图,接了两个电表观察其中的变化,发现V2会随着温度上升而上升,这个表示电流一直随着温度增加而增加,而V1却始终不动如山,至此,恍然大悟,原来V1已经被前面的偏流与限流电路钳制住。VBE+vre=定值

当温度上升VBE下降,热效应导致IB增加,IC随着正价,驱使流经电阻的电压降上升,以补偿VBE的下降,最后使VBE+VRE维持在定值。结果是:原先设定的静态电流会随着温度上升而变大。

为了解决系统对温度毫无招架之力的问题,我决定另起炉灶以摆脱原电路的报复,我的作法是取一个不受温度干扰的独立参考电压,以此电压和流经恒流源射极电阻产生的压降比较,然后输出能使静态电流维持在设定值所需的补偿信号。电路中使用二级OP放大,增益值大22000,以期能感测到微小的漂移,达到百分百的补偿。有流经恒流源射极电阻的电流,会随着音乐信号微小变化,这些变化会使温度补偿电路不断来回产生修正补偿信号,这是要避免的状况,以免影响到放大电路,因此,在二级间加入积分器,累计捕捉真正漂移的误差信号,亦步亦趋予以修正补偿。

此电路效果还真立竿见影,历经长时间的聆听测试,实证温度补偿电路对温度漂移的修正补偿几致天衣无缝。散热片温升至60度就不再上升,数位电流表值始终维持在2A缓慢跳动,示波器监视波形,也未发现波形受到影响。

十一、电源电路与哼声

在试听阶段是一直使用电源供应器测试,最后决定供应电压为20V后,开始寻找变压器,手边没有现成的只好定制。定制就有较大选择空间,究竟是环形还是EI型。环形变压器最大有点是效率高,但好像也有不少缺点,传统EI变压器个人的使用经验是,矽钢片品质不是很好,铁损很大容易发烫,其余还能接受。老年人思维比较保守,采用EI变压器,先决条件是要找到采用高品质矽钢片制造的变压器的厂商,在网上找到一个号称采用日本进口矽钢片的,好像满复合要求,一阵沟通下单定制2只。

关于变压器规格的计算,由于A类单端输出的架构,当决定输出功率后,负载,静态电流,输出电压都必须设定好,否则片面的提高电压只是徒增加晶体管额损耗,并无法提升功率,这是要事先注意的部分。

由于考虑A类放大器的低效率,除了前段运放需稳压外,我不打算装稳压电路,因为那肯定是庞然大物,因此不需预加稳压电路约5V额损耗。所需直流电压是+—20V,经换算变压器二次侧规格是AC :16-0-16V/5A,整流后峰值电压是22.5V,预估加载后可能产生压降为1.2V,所以应该接近设计值。

数天后,两只变压器来了,用电子秤称了一下,3.5公斤,体积10.5*8.5*10.5,外观扎实沉稳。接上整流电路,正负电源各加上一只22000UF的滤波电容,马上进行测试。空载:16.7-0-16.7.满载16.2-0-16.2,嘉奖百分之三,整流后直流电压空载23.3V,满载20.4V,非常接近定制时的计算值。经2小时满功率假负载正弦波测试,以手触摸变压器仅微温,这令我赶到意外,颠覆个人以往对变压器加载会很烫的印象,目前为止令人满意。

去掉假负载换上拉岸边,还未加上信号就听到不小的哼声,原先用电源供应器没有这个问题,研究问题应该来自电源滤波电路。用示波器看一下120HZ电源涟波峰对峰值约0.36V,这个是哼声的根源所在吗?手边有数个10000UF的电容,找来2个0.22欧姆的电阻,焊成简单的RC滤波器。再试,真神,哼声小到贴近喇叭才能听到,这时由于贴近喇叭,也听到原先没有在意的高音喇叭发出的嘶声,不过二者不贴近喇叭都不易察觉,播放音乐计时遇到短暂休止也无损其寂静的氛围。

后续的机箱与成果

行文至此,扩大器架构与内涵已大致万恒。最后的挑战是如何找一个好机箱,现成的可用机箱,都是结合散热片整体设计,壮观棋牌,然而,我已经有够大的散热片,而且已经装好功率管完成测试。若改成现成机箱,势必要放弃这些散热片,并从新安装。评估摆了20几年的散热片此时不用,大概就难逃资源回收的命运,这个是我当初珍藏收集它的初衷?再者,拆下所有功率管再重新安装,这种重复性工作个人兴趣实在不高。看样子,要找到一个够大,够坚固合用的机箱,来安装我的怪兽扩大器还真不容易。

DIY过程中,享受一个电阻一个电阻计算,建构,

验证的乐趣,与克服困难所得到成就感,确实是生命中难得的美好过程。癞痢头的孩子,还是自己的好,音响好坏毕竟是很主观的感觉,我只能你说三十年磨此一剑是非常值得的,所得结果真是令人沉醉,生命秋收之美尽在不言中。至此,感谢挚爱的家人数十年来一路的支持,后续希望能早日完成装箱,若有机会会继续分享。

你应该知道的:功放的基础常识

按功放中功放管的导电方式不同,可以分为甲类功放(又称A类)、乙类功放(又称B类)、甲乙类功放(又称AB类)和丁类功放(又称D类)。

甲类功放是指在信号的整个周期内(正弦波的正负两个半周),放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止(即停止输出)的一类放大器。甲类放大器工作时会产生高热,效率很低,但固有的优点是不存在交越失真。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。乙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“臂”轮流放大输出的一类放大器,每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。乙类放大器的优点是效率高,缺点是会产生交越失真。甲乙类功放界于甲类和乙类之间,推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。甲乙类放大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,因此获得了极为广泛的应用。丁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,具有效率高,体积小的优点。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。这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器,但在有源超低音音箱中有较多的应用。

按功放输出级放大元件的数量,可以分为单端放大器和推挽放大器。

单端放大器的输出级由一只放大元件(或多只元件但并联成一组)完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好像是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推挽式放大,但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。

按功放中功放管的类型不同,可以分为胆机和石机。

胆机是使用电子管的功放。石机是使用晶体管的功放。

按功能不同,可以前置放大器(又称前级)、功率放大器(又称后级)与合并式放大器。

功率放大器简称功放,用于增强信号功率以驱动音箱发声的一种电子装置。不带信号源选择、音量控制等附属功能的功率放大器称为后级。前置放大器是功放之前的预放大和控制部分,用于增强信号的电压幅度,提供输入信号选择,音调调整和音量控制等功能。前置放大器也称为前级。将前置放大和功率放大两部分安装在同一个机箱内的放大器称为合并式放大器,我们家中常见的功放机一般都是合并式的。按用途不同,可以分为AV功放,Hi-Fi功放。AV功放是专门为家庭影院用途而设计的放大器,一般都具备4个以上的声道数以及环绕声解码功能,且带有一个显示屏。该类功放以真实营造影片环境声效让观众体验影院效果为主要目的。Hi-Fi功放是为高保真地重现音乐的本来面目而设计的放大器,一般为两声道设计,且没有显示屏。

按照使用元器件的不同,功放又有“胆机”[电子管功放],“石机”[晶体管功放],“IC功放”[集成电路功放]。近年来由于新技术,新概念在胆机中的使用,使得电子管这个古老的真空器件又大放异彩,它的优美的声音,令许多烧友拜倒。资深的发烧友几乎都有一台。“IC功放”由于他的音色比不上上两种功放所以在HI-FI功放中很少看到他的影子。

功放大体上可分为三大类“专业功放”“民用功放”“特殊功放”。

专业功放”一般用于会议,演出,厅,堂,场,馆的扩音。设计上以输出功率大,保护电路完善,良好的散热为主。大多数“专业功放”的音色用于HI-FI重放时,声音干硬不耐听。

“民用功放”详细分类又有“HI-FI功放”“AV功放”“KALAOK功放”以及把各种常用功能集于一体的所谓“综合功放”。

“HI-FI功放”就是我们发烧友的功放了,它的输出功率一般大都在2X150瓦以下。设计上以“音色优美,高度保真”为宗旨。各种高新技术集中体现在这种功放上。价格也从千余元到几十万元不等。“HI-FI功放”又分“分体式”[把前级放大器独立出来],和“合并式”[把前级和后机做成一体]。一般的讲,在同档次的机型中“分体式”在信噪比,声道分割度等指标上高于“合并机”[不是绝对的]。且易于通过信号线较音。合并式机则有使用方便,相对造价低的优点,平价合并机输出功率一般大都设计在2X100W以下,也有不少厂家生产2X100W以上的高档合并机。

“AV”功放是近年脱缰而出的一匹黑马,随着大屏幕电视,多种图象载体的普及,人们对“坐在家里看电影”的需求日益高涨,于是集各种影音功能于一体的多功能功放应运而生。“AV”是英文AODIOVIDIO即音频,视频的打头字母缩写。“AV功放”从诞生到现在,经历了杜比环绕,杜比定向逻辑,AC-3,DTS的进程,AV功放的与普通功放的区别,在于AV功放有AV选择杜比定向逻辑解码器,AC-3,DTS解码器,和五声道功率放大器。以及画龙点睛的数字声场[DSP]电路,为各种节目播放提供不同的声场效果。但是由于AV功放在电路的信号流通环节上,经过了太多而且复杂的处理电路,使声音的纯净度”受到了过多的“染色”,所以用AV功放兼容HI-FI重放时效果不理想。这也是很多HI-FI发烧友对AV功放不肖一顾的原因。

“KALAOK功放”也是近年发展起来的一种功放。它与一般功放的区别在于“KALAOK功放”有混响器从过去的BBD模拟混响发展到现在的DIGETAL数字混响],变调器,话筒放大器。近年来一些厂家为了市场的需求,把包括AV功放,KALAOK功放在内的各种功能组合成一体即所谓“综合功放”,这是一种大杂烩功放,什么都有,什么也做不好,是一种面向农村的抵挡功放。

“特殊功放”顾名思义就是使用在特殊场合的功放,例如警报器,车用低压功放等等,在此不再介绍。

功放的主要性能指标有输出功率,频率响应,失真度,信噪比,输出阻抗,阻尼系数等。

输出功率:单位为W,由于各厂家的测量方法不一样,所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率,最大输出功率,音乐输出功率,峰值音乐输出功率。音乐功率:是指输出失真度不超过规定值的条件下,功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。峰值功率:是指在不失真条件下,将功放音量调至最大时,功放所能输出的最大音乐功率。额定输出功率:当谐波失真度为10%时的平均输出功率。也称做最大有用功率。通常来说,峰值功率大于音乐功率,音乐功率大于额定功率,一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。频率响应:表示功放的频率范围,和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示。家用HI-FI功放的频响一般为20Hz--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品功放的频响已经做到0--100KHZ。失真度:理想的功放应该是把输入的讯号放大后,毫无改变的忠实还原出来。但是由于各种原因经功放放大后的信号与输入信号相比较,往往产生了不同程度的畸变,这个畸变就是失真。用百分比表示,其数值越小越好。HI-FI功放的总失真在0。03%--0。05%之间。功放的失真有谐波失真,互调失真,交叉失真,削波失真,瞬态失真,瞬态互调失真等。信噪比:是指信号电平与功放输出的各种噪声电平之比,用db表示,这个数值越大越好。一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。输出阻抗:对扬声器所呈现的等效内阻,称做输出阻抗。

一台功放的性能指标完好不一定证明有好的音色,这是初烧友必须认识到的。这也是众多发烧友苦苦探索追求的。

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