功放三大类别的主要特点
功放三大类别的主要特点
功放想必大家都知道,作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,推动音箱防声。在优质的音响系统中功放的作用功不可没
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功放中很少看到它的影子。
功放大体上可分为三大类
第一、专业功放
"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。
第二、民用功放
"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功放是近些年脱缰而出的一匹黑马,因为随着大屏幕电视和多种图像载体的普及,基于人们的需求,所以各种影音功放能于一体的多能功放应运而生。
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功放不屑一顾的原因。
"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。
第三、特殊功放
"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:
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。
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。
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。
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。
输出阻抗:对扬声器所呈现的等效内阻,称做输出阻抗。
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:是指功放输出的各种噪声电平与信号电平之比,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。
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。
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。
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