不同功率功放的特点区别 什么是功放?A类B类真的有差别吗?

小编 2024-10-11 项目合作 23 0

什么是功放?A类B类真的有差别吗?

功放是一个在生活中很常常会听到、知道跟音响有关,但到底是干嘛用的又有点说不上来的奇妙东西,在带到今天的主题之前,我们先来简单介绍一下什么是功放吧。

▲功放就是把声音变大嘛,道理我都懂啊

功放(Amplifier)的功能在于放大讯源发送的音频讯号,而讯源指的就是手机拨放的mp3文件,或是麦克风、乐器输出的讯号。因为讯源本身的强度太弱,没有办法直接推动喇叭的单体让他发出声音,这时候就需要靠功放的帮助啦。

功放的结构可以分成 1.前级功放和2.后级功放两种,也会有把前级和后级做在同一台的综合功放,不过运作的原理也是一模一样的。

1.前级(Preamp)

前级的工作是要加强讯号的电压,把mic level、inst level的讯号增大至line level,以便驱动后级负载,音量的调整、增益和调整音色都是在前级完成。

2.后级(Poweramp)

后级则是要把已经让前级加强过电压的讯号,再放大他的电流,变成speaker level,让被增强后的讯号有足够的功率去推动负载较高的喇叭单体。

▲功放运作的过程。

虽说功放的功能就是要增强讯号,但是扩大的电路设计,也会影响音色的还原度和效率,在不同类型的扩大方式中,最常被拿出来讨论的就是 1.线性度 2.效率 两种。

1.线性度(Linearity)

在放大讯号的时候,无法避免的一定就是会改变原始的波型,所以在设计放大电路时尽可能降低失真程度是非常重要的考虑点。

2.效率(Efficiency)

但追求高度还原的放大方式,能量使用的效率也通常较差,简单来说就是耗电,其他没有转换成功的能量会化为热能散失,因此机身的温度高低也会受转换效率影响,连带影响零件的寿命长短。

接下来介绍不同类型的功放,也是以线性度和效率作为主要的比较。

A类功放

A类扩大是音色还原度最高的一种放大方式,同时效率也非常低。

在讯号输入周期都是导通的状态(包含正周波和负周波),因此即使是没有讯号输入时,功放也是持续在耗电,也因此A类有最好的线性度,而不会产生B类、AB类的交互失真(CrossoverDistortion)问题。

▲A类扩大能在放大输入讯号(蓝色)的同时,达到最小失真的输出讯号(绿色)

虽然A类能提供最低失真的音色,但它的效率只在15%-30%之间,大部分的电能都化作温度散失了,所以机身温度都很烫,基于散热考虑机器也只能做的很大台又笨重,在高温高电流的环境下放大组件(晶体管or真空管)也时常需要更换。

由于A类放大的声音有非常低的失真度,即便缺点甚多,仍有许多音响发烧友愿意花大钱追求几乎没有失真的音色。

线性度: ★★★★★

效率: ★

▲说到A类放大音箱第一个会想到的就是MATCHLESS了

B类功放

也因为A类扩大实在是很没效率,B类扩大就采用不同的设计方式,分别有两个输出放大器来处理音频讯号的正波和负波,再由晶体整合输出,处理正波的在工作时,负责负波的就停止,反之亦然。因此B类放大能够有接近80%的转换效率。

但B类放大有一个主要的问题是在两个输出放大器一开一关之间,会导致正负波交点的线性不连续,也就是前面提到的交越失真(Crossover Distortion),使声音较为粗糙。

▲B类扩大的方式会有较严重的交越失真,正负交点处有不连续的断层。

B类的设计方式让他的声音注定会失真,比较多使用在FM收音机或床头音响这类对音色比较不要求的产品。

线性度: ★★

效率: ★★★★

AB类功放

和B类放大一样,AB类放大也有两个输出放大器分别处理正波和负波,不同的是输出放大器导通的时间大于B类的半个周期,在音量小时用A类的放大方式,音量大时使用B类的放大方式,因此能够有更佳的线性度,让交越失真(CrossoverDistortion)的程度小于B类。

▲AB类扩大有比B类更小的交越失真,和更好的线性度

和A类、B类相比,AB类放大解决了A类严重的能量散失,失真的程度也比B类好上许多,但线性度表现略差于A类,效率也低于B类(效率约50%~70%),算是介在A类和B类之间的设计,顾名思义。

AB类功放常见于家庭剧院和乐器用的音箱,许多经典的电吉他音箱如Fender Twin Reverb和Vox的AC-30都是采用AB类放大。

线性度: ★★★★

效率: ★★★

▲深受吉他手喜爱的Fender、Marshall、Vox经典款音箱几乎都是AB类放大。

D类功放

D类功放的运作原理比较特别一些,使用从模拟波形讯号和开关式电源快速导通和关闭的高频三角波形进行电压的比较,透过两个波形的交点,可以取得用宽窄表示的脉波讯号Pulse Width Modulation(PWM),这属于一种数字采样。这个高振幅的输出通过低通滤波器(LowPass Filter)进行把三角波的高频滤掉,变回能推动喇叭单体的模拟讯号。

▲采样三角波(红色)和讯源波形(蓝色)的交点,转换成宽窄不一的矩形脉冲波信号。

D类的优点在于有非常高的效率(约90%),高效率也意味着不会有过多的散热需求,机身也能做的更轻巧。虽然早期的D类声音表现较差,但技术的进步也让他的音色越来越优异。

D类功放常用于耳机扩大器、地板型音箱头等便携型的产品。

线性度: 无

效率: ★★★★★

▲近期讨论度颇高的Bluguitar AMP1,D类放大的特性让他能以便携的体积做出巨大的音色。

有一好通常没两好,追求高度还原的放大方式,电费用很凶体积很大占空间还很烫,追求经济高效率的放大方式又会有明显的线性失真,总是得做出一些取舍。也希望各位在看完这篇文章后,能根据自己的需求找到最适合的功放种类喔。

来自atb1987

频响、阻抗、灵敏度:购买前认清喇叭基本规格

喇叭品牌、型号繁多,普通用家选购的时候,有时难免无从入手。除了亲身试听,去了解喇叭的声音个性同取向之外,其实从喇叭的基本规格都可以稍为了解到喇叭的特性。今次会同大家介绍一下如何解读「频率响应」、「灵敏度」等喇叭的基本规格,等入门用家在选购的时候可以对数据都「有个谱」,知道喇叭的基本特性,更易拣到心头好。

喇叭分音(Crossover)

越高阶越细分

部分喇叭规格会标明分音设计,例如二路分音、三路分音等。有时规格无写到,由喇叭外形通常都可以分辨出来。简单来说,两个单元就二路分音、三个单元就三路分音。不过有时就并不是这么简单,例如很多中置喇叭都有三个单元,不过就只是二路分音:中间是高音、两边两只是中低音单元;又或者一些高阶座地喇叭,会有两组中音或者两组低音单元,甚至会有更多「重复」的单元来提升音质、增加输出。而外形上都比较容易辨认,通常负责同一频段的单元会同一个样。理论上可以一个单元负责晒 20Hz 至 20kHz 整个频段,无需分音等额外电路「干扰」就最好声,不过因为单元设计等的限制,现实反而通常是分音越细定位越高阶。

越高阶的喇叭通常分音就愈细致,而且单元通常也愈大,用同一个系列比较就可以明显睇到分别。

单元规格(Drive Units)

了解喇叭基本构成

另一个从喇叭的规格列表当中可以了解到的重要项目,就是用到的单元组合。书架喇叭较常采用二路分音设计,配备高、低音单元;座地喇叭就多数采用三路分音,有高、中、低音三个或以上的单元。而卫星喇叭或者入门多媒体喇叭,就好多都只是一个单元。部分厂商会标明单元用料,例如 B&W 很出名的钻石高音、由 Kevlar 到最近升级了的 Continuum 中音等等。振膜物料等规格当然会影响音响效果,不过好多时都只能从厂商的描述当中知道单元同喇叭的特性,至于实际表现,只能试过至知。

令 B&W 名噪一时的 Kevlar 单元,取防弹纤维轻身、坚韧的特点,令声音失真减到最少,黄色幕面一睇就认得,新一代 800 D3 系列就改用了振动均匀度更好的 Continuum 单元,膜面亦变成灰色。

规格列表入面主要值得留意的是单元的大小,通常愈高阶的喇叭会拥有愈多、愈大的单元。例如两个或以上的中、低音单元,令中频或者低频的输出同控制力更加好。而直径愈阔的单元,理论上低音的下潜越好,振幅可以愈强,可以输出的声压也愈大。不过这些当然都要同振膜、驱动电路、分音等组件配合先可以表现到,有参考价值,不过并不是绝对的指标。以高音单元为例,半吋、1 吋、1 ½吋都是常见尺寸,4 至 6 吋就常见于中音单元,低音则是 5 至 10 吋较常见。

频率响应(Frequency Response)

重现高、低音能力指标

喇叭规格当中,其中一个最重要的项目之一就是「频率响应」,简单来说就是喇叭播放音乐或者声效时,可以重现到「适当音量」的声音频率的范围。所以常常见到频率响应的标示是 20Hz - 20kHz(+/-3dB)、50Hz - 21kHz(+/-3dB)等等,表示在接受同一个电压、不同频率的讯号时,20Hz - 20kHz 或者 50Hz - 21kHz 的响应(Response)音量变化在 +/-3dB 之内,是常见的标准。而 15Hz、22kHz 等超低或者超高频可能 -4dB、-5dB 甚至更多,音量下降到太低、「响应」得太差,就不算在频率响应的范围之内。

喇叭可以重现的音频当中,通常头同尾(超低频及超高频)的输出(音压)都会衰减得很厉害,所以并不算入「频率响应」(Frequency Response)的范围,不过就依然可能是「频率范围」(Frequency Range)。

以 B&W 683 S2 为例,频率响应为 52Hz - 22kHz,而频率范围就是 30Hz - 50kHz。

所以大部分喇叭其实可以输出频率响应之外的音频,这个更大的音频范围就叫做「频率范围」(Frequency Range),通常是指音压衰减到 -6dB 之内的频率。座地喇叭由于拥有较大的单元,所以低音通常可以「潜得更深」,低频可能由 20Hz 甚至更低的频率起跳;而书架喇叭则比较常见由 50Hz、60Hz 等起跳。

阻抗(Impedance)

喇叭的「动态」电阻

电阻相信大家都听过,阻抗的概念同电阻相似,是喇叭电路入面电阻、电容、电感等对于交流电(AC)的「阻力」。喇叭较常见的阻抗数值有 4Ω、6Ω、8Ω等等,阻抗愈低,同一功率之下对电流的需求愈大,除了对功放是负担之外,亦会影响音质。现时很多功放都可以对应 4Ω、8Ω等不同阻抗。

现时好多功放都可以对应不同阻扩的喇叭,以 Denon AVR-2400H 为例,就由 4Ω到 16Ω 都支援。

喇叭背面通常都会标示返喇叭阻抗、可以接受的最高输入功率。

灵敏度(Sensitivity)

同一功率之下更大音量

灵敏度也是另一个相当重要的喇叭规格,灵敏度愈高的喇叭,在功放同一个输出之下音量愈大。例如平时功放用开 50% 音量刚刚好,换了一对灵敏度更高的喇叭,50% 音量就可能太大声。灵敏度以 dB 做单位,是测量 1W(或者 2.83Vrms @ 8Ω)输入之下,在喇叭 1 米距离处的声压,有的以输出 1,000Hz 音频然后量度,有的则以输出 300Hz 至 3kHz 的平均值来量度。大部分喇叭在这个条件下面会量度得 80dB 至 90dB 的声压,通常 88dB、89dB 以上算是灵敏度高,85dB 左右算是中等,82dB 以下算低。

灵敏度的数值,是通过 1W 输入之下,在离喇叭正对住的声效轴心 1 米距离量得的声压,通常在 80dB 至 90dB 之间。

来自:spill

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