Gary课堂 为什么“运放”如此影响声音？

如果你玩过HiFi，或许对“运放 ”有所耳闻，顾名思义它负责“运算放大”（operationalamplifier，巨长无比又难读的英文...），可以放大信号（增益），还能给信号做加减乘除微积分，以前经常被用在模拟计算机里，

但正如大家在用的电脑一样，现在都是数字计算机了，运放开始用到对运算力要求不太高、但对功耗有要求的东西上了，就比如“众所周知的直男交友神器”——音频设备。

等等？平常不都有功放嘛？运放在哪儿我怎么没见到过？

正如之前老张在《简单认识PC HiFi系统》（戳这里）中所说，一般音频系统都需要解码到功放的环节，

解码负责把电脑里的音频文件（数字信号）翻译成声音（模拟信号），而功放负责给解码输出的微弱信号来一针鸡血（功率放大），变成你能听到的声音。

而运放一般位于两者之间、又同时存在两者之中，它的作用非常多：

▌ 运放在解码中的作用

在解码 里的时候一般负责电流转换电压（IV），以及低通滤波器（LPF）。一般人耳的听力范围在20Hz~20kHz，但上回也说到（戳这里），音频文件一般都是44.1kHz，所以20kHz~44.1kHz这段人耳听不到的范围就是高频噪声，

但由于这些听不到的噪声经过一些非线性电路，会折回20KHz以内，变成听得到的噪声，所以在事情恶化之前我们要把噪声掐死在摇篮里，给它过滤掉，于是就需要包括运放在内的滤波设计了。

如果有所谓老烧对你说什么“很多超高低频声音人耳听不到但能感受到”那一定是在扯淡的，因为他们的设备早就过滤掉这些玄学声音了... 音频是科学不是玄学。

▌ 运放在功放中的作用

在功放 （耳放）中，最多的作用是作为输入缓冲器（buffer），做阻抗匹配用的。功能很简单，但为啥要做阻抗匹配呢？不匹配有啥坏处嘛？

运放在功放里主要用来解决和解码间的阻抗匹配，而不是和耳机音箱的匹配。如果不匹配，各种指标会变差，比如信号反射，会导致过冲、振铃、抖动等等，带来各种失真，

用一个词形容就是——难听。所以一般合格合理的功放都会做好阻抗匹配（甚至不需要用到运放）。

如果运放做积分运算，还能解码Delta Sigma信号，也就是烧友所说的解DSD（PDM信号）。它也可以用来做伺服稳压，功能多多。由于运放虽然放大增益不是很高，但失真很低、精度很高，所以常被用来处理小信号。

▌ 最新的芯片有多强？

玩过运放的老玩家都知道，这玩意儿对于声音的改变和换耳机一样，相当的直接。好的运放可以为整个音频系统带来质的飞跃，反之一款差强人意、或使用不得当的运放将会给系统带来灾难性的影响。

这两年最新也是最强的运放来自于ADI，全称Analog Devices，没错，就是和Intel他们一起制定AC97的那个公司，最近又是更新工艺、又是收购了Linear technology，又是出新品。

在数字信号处理方面，SHARC系列处理器用不到2W的功耗实现24GLOPS浮点性能，虽然和显卡动辄几TFLOPS完全没法比，但应付音频显然绰绰有余。目前最强的DAC解码芯片是AD5791、AD5781，指甲盖大小实现20bit精度。

今天老司机Gary要为咱们DIY音频爱好者安利的运放也是他们的新品ADA4625-1、ADA4625-2。（注意，这不是恰饭...只是ADI的东西几乎是垄断，我没得选）这芯片其实2018年初就发布了，只不过最近才投产，这种东西不像显卡CPU发布就能买这么快。

这俩芯片可以说是万金油（读起来非常拗口的非人话部分）：

1、 从电源来说，36v的电压范围，允许单电源供电，轨到轨输出，便携设备和台式机通杀。

2、 1000pF的容性负载和600欧姆的阻性负载用在二房（耳放）行不行？（虽然是单位增益稳定运放，但容性负载较大时还是要注意一下极点补偿，详情见官方PDF）

3、 偏置电流和失调电流也就是几个pA，用在I/V转换行不行？

4、 700ns（0.01%）的快速建立时间，音乐味道绝对够劲！（有一款ADA4898，建立时间更快，但是偏置电流和失调电流大得多，以至于使用场合受限）

5、 3.3nV的电压噪声，超低失调电压，高达130db的共模抑制比，这家伙甚至还有抗电磁干扰抑制比？可以说声音一定会非常干净了！

6、 48v的压摆率，18M的带宽，声音绝对清晰！

7、 无相位翻转，单位增益稳定，可以说无论是什么电路都可以直接替代换上去用了！

这么多参数相信非专业玩家其实并看不懂说的是啥，你需要知道的只是“这些物理参数会影响你的听感（在心理声学上的表现）”就足够了。（要解释各种参数如何改变听感，至少又是篇成千上万字的论文，这里就不展开了）

总结一下： 单方面参数比这枚运放优秀的有很多，但往往偏科。有的运放速度快噪声大，有的运放使用场合受限，像ADA4625这样集综合实力以及“万用”于一体的运放，目前来讲是世界之最。

再一次的非人话（专业）部分：

在一个20bit直流精度不超过1INL/LSB的积分非线性测试当中，ADA 4625不会拖AD5791的后腿，而在阶跃响应中，ADA4625可以提供较完美的方波。方波对于音乐味道的影响可以在《Gary课堂 | 动听音乐从哪来？从CD到声波（DSP& ASP篇）》当中有说明，这里再次简单回顾一下：

给音频解码器测试一个冲击响应（方波也可以测得），那么含有pre-echo（Cirrus Logic官方称之为Pre-ringing）的音频设备通常会让声音立体感更强，声场更规则，因为通常情况下这种音频设备很少或不存在相位失真。但不含有pre-echo的音频设备通常拥有更自然更悦耳的声音，因为pre-echo这种东西是自然界不存在的。缺点则是不含pre-echo的设备通常会由于算法等原因造成相位失真，导致声音空间感被压缩，声音发闷，压抑。（那么苹果算法最独到的秘籍之一在于减少pre-echo的同时而尽可能不产生相位失真）典型的含有pre-echo的默认的DAC有AD1955、PCM1794、ES9018之流，不含有pre-echo的DAC典型的有AK4399等AKM系列，CS4398等CS系列，WM8741等Wolfson系列（现已被Cirrus收购）。但这些所有的DAC芯片，尤其是高端的Hi-Fi厂家都可以单独外接厂家自己的滤波算法，有些DAC内置了很多滤波算法的选择，通常这些都会改变他们的测试结果。

▌ 总结

在音频领域，ADA4625不会成为系统当中任何一部分的瓶颈，只会有过之而无不及，你可以放心大胆将原来的运放替换掉。

动手能力强的玩家可以自己操作，喜欢自己改机又不想动手可以请修手机的师傅帮忙操作。改机请注意区分单、双运放以及脚位。

最后最后，告诫广大玩家千万不要在某宝上面买运放，水可太深了！有很多看似高端大气上档次吹得有声有色的铁壳运放，都是廉价ADI/BB/TI/Linear的运放磨片封装...（比SSD那种黑片还黑）鱼目混珠卖超高价。

我们平时都在Mouser（贸泽）、Digi-Key（得捷）、Element14（e络盟）、云汉芯城这些正规采购平台买的，价格反而没有料想中的贵，比如老张之前买三洋9S这种神扇也是这上面买的。

Gary课堂 | 动听音乐从哪来？从CD到声波（DSP& ASP篇）

功放常见故障的判断和排除——阜新声艺视听

隔山如隔行，虽然不是所有的人都能解决的，但是了解一些相关方面的知识会使你迎刃而解。下面介绍功放的三种常见故障及维修方法：

01

整机不工作

整机不工作的故障表现为通电后放大器无任何显示，各功能键均失效，也无任何声音，像未通电时一样。

检修时首先应检查电源电路。可用万用表测量电源插头两端的直流电阻值(电源开关应接通)，正常时应有数百欧姆的电阻值。若测得阻值偏小许多，且电源变压器严重发热，说明电源变压器的初级回路有局部短路处；

若测得阻值为无穷大，应检查保险丝是否熔断、变压器初级绕组是否开路、电源线与插头之间有无断线。有的机器增加了温度保护装置，在电源变压器的初级回路中接入了电流保险丝(通常安装在电源变压器内部，将变压器外部的绝缘纸去掉即可见到)，它损坏后也会使电源变压器初级回路开路。

若电源插头两端阻值正常，可通电测量电源电路各输出电压是否正常。对于采用系统控制微处理器或逻辑控制电路的放大器，应着重检查该控制电路的供电电压(通常为+5V)是否正常。如无+5V电压，应测量三端稳压集成电路7805的输入端电压是否正常，若输入端电压不正常，应检查整流、滤波电路。

若7805输入端电压正常，而输出端无十5V电压或电压偏低，可断开负载看+5V电压能否恢复正常。若+5V电压正常，则故障在负载电路；若+5V电压仍不正常，则故障在7805本身。若系统控制电路的+5V供电电压正常，应再检查微处理器的时钟及复位信号是否正常、键控与显示驱动电路有无损坏。

02

噪声大

放大器的噪声有交流声、爆裂声、感应噪声和白噪声等。

检修时，应先判断噪声来自于前级还是来自于后级电路。可把前、后级的信号连接插头取下，若噪声明显变小，说明故障在前级电路；

反之，故障在后级电路。交流声是指听感低沉、单调而稳定的100Hz交流哼声，主要是电源部分滤波不良所致，应着重检查电源整流、滤波和稳压元件有无损坏。前、后级放大电路电源端的退耦电容虚焊或失效，也会产生一种类似交流声的低频振荡噪声。

感应噪声是成分较复杂且刺耳的交流声，主要是前级电路中的转换开关、电位器接地不良或信号连线屏蔽不良所致。爆裂声是指间断的“劈啪”、“咔咔”声，在前级电路中，应检查信号输入插头与插座、转换开关、电位器等是否接触不良，耦合电容有无虚焊、漏电等。后级放大电路应检查继电器触点是否氧化、输 入耦合电容有无漏电或接触不良。

另外，后级电路中的差分输入管或恒流管软击穿，也会产生类似电火花的“咔咔”噪声。白噪声是指无规则的连续“沙沙”声，通常是由前、后级放大电路中的输入级晶体管、场效应管或运放集成电路的性能不良产生的本底噪声，检修时，可用同规格的元件代换试之。

03

音量轻

所谓音轻故障，是指音频信号在放大传输过程中，因某个放大级放大量变化或在某个环节被衰减，使放大器的增益下降或输出功率变小。检修时，首先应检查信号源和音箱是否正常，可用替换的办法来检查。然后检查各类转换开关和控制电位器，看音量能否变大。

若以上各部分均正常，应判断出故障是在前级还是在后级电路。对于某一个声道音轻，可将其前级电路输出的信号交换输入到另一声道的后级电路，若音箱的声音大小不变，则故障在后级电路；

反之，故障在前级电路。后级放大电路造成的音轻，主要有输出功率不足和增益不够两种原因。可用适当加大输入信号(例如将收录机输出给扬声器的信号直接加至后级功放电路的输入端，改变收录机的音量，观察功放输出的变化)的方法来判断是哪种原因引起的。

音响系统常见故障及修理方法

音响系统出现各种毛病，先别急着送修，先看看这里为您介绍的一些音响系统检修小常识是否有用。

音响音乐无声

1、取有线话筒一支插入合并式功放机的M1C(话筒)输入口，打开功放电源，打开话筒前置输入控制钮旋到十二点钟位置，把话筒输出音量钮旋至十二点钟位置。打开话筒开关喊话，如话筒无声，则依次把话筒的直插分别插入另外的两个话筒输入口测试，所有输入口均试过之后仍无声则可能功放已有故障，可电话联系工厂的技术工程师咨询处理方法，在不具备电子技术支持的情况下，应把功放的故障状况写在小纸片上并将小纸片贴在功放机上，包装好后返厂维修。

2、如依照上述方法后话筒有声而音乐无声则应先检查音源(VOD)的输入是否正确，输入的线材是否完好并已合理地连接在攻放机上，如线材完好，连接正确，但音乐仍无声，可检查功放前面板上的音乐输入端口选择是否与音频输入的端口一致，把输入端口重新选择至有音乐声即可(如果线材从VOD输出后接在功放的“CD”输入端，而功放前面板上却选择了”VOD”的端口，那么音乐肯定无声)。

3、如上述检查操作后音乐仍无声，话筒有声，应检查VOD是否存在故障。可把功放机搬到一间音乐和话筒均有声的房间去对照检查，如果在别的房间音乐有声，则可检查VOD(点歌电脑)是否有问题。如果VOD的设置或输出有问题则重新设置解决便可。

4、如果音响用专业前级加专业功放的组合，检查也大致与上述方法一样。

音响声音不正常

1、音箱一般不可能一下子烧坏高、中、低音所有单元，因此如果音响无声，请先检查VOD、前级、功放是否有问题，确定后再检查音箱。

2、音箱发出“卜卜”的异常声。

①拆开箱网，检查箱体是否有漏气，单元在箱体上是否安装牢固(有时单元安装不牢固，大功率大动态的使用过程中单元的铁边与箱体产生碰撞也会发出漏气的怪声)，如各个单元都安装牢固，仔细聆听判定异常的声音从哪只单元发出。

②拆下声音异常的单元，把单元平置于地上，检查泡边是否破漏脱胶，防尘帽是否脱胶(通常“卜卜”的声音与上述的原因有关)。如无脱胶和破漏，则用右手指作三角状平衡自然地向下推压单元的纸盘(正常的单元向下推压时，应无任何杂音，而擦边、音圈变形等原因的单元则会发出异常的杂音。)

③如单元安装不牢发出杂音的，重新安装牢固即可，如果单元泡边或防尘帽脱胶漏气，用农机胶(路边补皮鞋用的胶水)密封补上自然风干即可。

④检查音箱铁网与箱体的接触点是否无泡沫胶缓冲条，如无则加贴胶条便可清除杂音。

⑤如果是喇叭单元烧坏，应发还厂家维修，因为音圈和纸盆会影响音色，如果不使用原厂的音圈和纸盆，喇叭的音色就变了。

音箱反相

在实际使用中，音响开响一只音箱后感觉不错，但同时开响两只音箱后，声音变得干涩、低音量能没有成倍增强，反而量能变小或无明显增强，这种现象是音箱反相的缘故。可用如下方法解决。

1、检查功放输出端的音箱线连接是否正确(应把正极连到正极，负极连接到负极，一般正极为红色。)，再检查音箱线接入音箱的端口是否连接正确，如果是系统连接的失误造成反相，则恢复正确连接便可。

2、如果是音箱单元安装反相，则拆开音箱，检查低音单元的连接线是否接错，如果错接，把两条线重新正确连接便可。另外，可用一节电池作极性测试，用音箱线轻触电池，看喇叭单元的动作方向。音箱线的正负极与电池的正负极相碰后如果低音喇叭向外动作，则相位正常，若喇叭内缩则为反相。

3、另外，如果是音箱安装反相，最简单的方法是：在功放的输出端上把一只音箱的音箱线正负极反接便可。

当然，如果要避免或者减少音响系统故障问题的发生，则应该从源头杜绝。换句话说，购买质量可靠、性能稳定的音响设备才是最优选择！

专业音响中有多少人被这些“人为操作故障”祸害啦？

音响设备很多种，对于我们音响师来说要把每一台音响设备都调整好，我们说的人为操作故障主要发生在演出期间，如：无声、断音、回输、噪音等多种，下面我们就逐一讲一下容易发生人为操作故障的常用音响设备：

调音台

我们一般把调音台比喻成一套音响系统的心脏或大脑，因此调音台也是产生人为操作故障最多的音响设备，调音台的人为操作故障一般表现为：无声、声音很小、声音失真、声音忽大或忽小、严重回输、明显噪音等等。

1、调音台通道电平衰减开关

有的调音台在增益旋钮前增加了一个20dB左右的电平衰减转换开关，当CD等音源从高阻端口输入进来后，由于电平较高，可能需要按下此转换开关把音源信号衰减20dB才合适，但有些音响师在演出时要是不小心把这个开关按了起来，那就是：老板很生气，后果很严重了！这时的声音信号没有经过衰减突然大了20dB，后果可想而知，轻者全部听众会吓得从椅子上蹦起来，重者部分音响设备会当场报销，因此我们在对每一个旋钮或开关进行调整时都要有清晰、明确的目的，不要盲目操作。

２、调音台增益调整

有些音响师不知道通道增益的重要性，对此旋钮信手乱调，有时候把增益旋钮关掉，甚至还同时按下了20dB电平衰减开关，想下这时候的声音会有多么小？根本谈不上音乐的信噪比和动态了，如果对话筒通道也如此思路调整，那歌手只有自认倒霉了，就是喊破天也不会有高昂极具穿透力的歌声出来；当然也有些音响师喜欢把增益调到很大，对于音乐还好，最多是显得音乐硬邦邦的，但歌手可就惨了，稍微一大声就像洪水冲破了堤坝一样显得无法控制，高昂的歌声会变得像破锣或爆豆一样的嘈杂，因为此时电平太大信号已经严重失真了，另外这种情况下话筒还会经常回输。由此可见增益之重要，搞不好就会造成演出期间事故。

３、调音台均衡组调整

调音台顾名思义主要是用来调整音色的，调整音色主要还是要靠均衡组，说来很简单，无非就是高中低音再加上几个相应的选频旋钮，正常操作下虽然音色不一定就会很好，但也不会发生演出事故，但有些音响师对均衡旋钮有时候大胆地转来转去，我看到这样的音响师都会觉得心惊，如果把低音加到很大，整个功放和音箱的负担就大大增加了，可能会损坏设备，同时声音也会很容易失真；如果中音高音加到很大，那么高音喇叭就危险了，总之提升均衡旋钮要有个度，过度提升会产生不可预期的故障。

４、调音台均衡组调整

大家知道AUX主要是用来发送信号给效果器的，在一个调音台里，假如我们从AUX6发送信号给效果器，经过效果器处理后若输出了2路信号到调音台的23-24路，那么此时23-24两个通道中的AUX6旋钮就不要再打开了，否则刚才经过效果器处理后的信号就会又流回到效果器里。由此，AUX和效果器之间就会又形成了一个循环，当环路电平增益超出一定范围，便会产生声反馈现象。除此以外，AUX的推子前后等问题也要注意，具体细节我以前文章里都讲了多次。　

５、调音台声像

声像旋钮大家好想把它当作可有可无的东西，有时候我们只用总输出的左路或者右路输出音量时，那么声像就要注意了，如果用总输出右路输出信号而调音台通道声像都打到左边，那此时就造成无声故障了，左右正好相反呀。

６、调音台监听及静音开关

一般调音台监听和静音开关是靠近在一起的，操作时候一定要看清楚，往往在按监听开关时会错按了静音开关，那就造成无声故障了。

７、调音台编组问题

对通道声音进行编组当然是方便控制，但由于编组按钮比较小又比较多，因此一定要仔细操作。

有次做完一个工程验收后移交给舞厅的音响师，我把所有乐器编在1-2编组，歌手话筒编在3-4编组，但此时一个女歌手话筒声音很小，只有空洞的效果声没有直达声，我跑到调音台那里一看原来那个女歌手话筒给编到1-2编组了，于是我赶快把女歌手那个通道的3-4编组按下去，同时把1-2编组按上来故障就排除了。

还有些高级的调音台还带有编组静音功能，比如我们想把调音台1-10通道编到编组静音1，当按下编组静音1总按钮时，1-10通道就被静音了。因此在具有此功能调音台上做编组静音操作时一定看分明了。

８、调音台INS插入插出插口

有些音响师不懂这个插口怎么用，假如不小心把调音台的INS插入插出插口里插入一条TS接头的信号线，那调音台那路总输出就会没声音了。这方面介绍在我以前文章也讲过了。

９、调音台干扰源查找

有时候调音台里会有干扰噪声，所有分路通道开关关闭，只开调音台的总音量，都会有很大的噪声出去，这个时候我们可以戴上耳机一路路监听下，看看噪音是调音台哪一路进来的，或者一路路的拔掉调音台的输入线路甚至是输出线路，等拔到哪一路噪声消失了，就找到噪声源了。关于怎样处理干扰声下面文章会讲。

10、调音台幻象电源

大部分调音台内都会有一个48伏的幻象电源，它可以用来推动多种电容话筒，但由于它是从话筒线上传输的电流，因此要经常检查话筒线，保证线路畅通，否则线路接触不好时就会发出很大的电流冲击声。

还有一个现象是：如果在一个调音台里你使用了带电池的会议电容话筒时，就不要再打开幻象电源了，否则两者之间可能会互相干扰，可能会发出下雨一般的“沙沙”声。

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