[DIY发烧] 音响耳机系统名词常见误解及科普(上)

在发烧界里，烧友们经常使用着一些声学、电子学和系统科学的专业名词，大部分人却并不知道这些词语的意义，经常出现误解、误用的情况，包括一些所谓数码达人和意见佼佼者的言论和文章中也出现这样的谬误。本系列文章就对一些常被误解的名词进行科普解释和纠正，以及一些简单的计算。先鸣谢Soomal提供本文部分配图。
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【前端、后端和前级、后级】

在描述耳机、音响系统中的设备时我们常使用这一组词语，并且很多人误以为这是意思一样的词语。其实这2对词语的含义并不相同。

前端、后端应属于系统结构关系，并不是的，而是相对的。不少人以为“前端”就是指HiFi播放器，经常有人说诸如“我没钱买前端，用手机凑合听”、“前端比电脑声卡好”之类的话，让人啼笑皆非。我们知道在普通的音响和耳机系统中，扬声器就是系统的末端(Tail End)，把电信号转换为动能和内能以及其他形式的能量来实现系统的最后输出。那么相对于这个末端来说，它前面的所有设备在系统结构上都称为前端。前后端是信号流向的前后相对关系。

例如对于你的耳机来说，耳放，DAC，解码器，转盘都属于耳机的前端。同理，转盘就属于解码器的前端。所以前面例子中的手机、电脑声卡在系统结构中也称为耳机的前端。

同理，后端就是以信号流向为准，在前端后面的设备。例如解码器等设备是数字转盘的后端，耳机是耳放的后端。

而音响系统中的前级、后级则在下一节中谈到。

【功放和耳放】

功放的全称是功率放大器(Power Amplifier)，是电子电路中的一个类别，实际上种类非常多，不同的电路中使用的功放不相同，射频系统中有射频功放，闭路电视、数字通信等系统中也有对信号进行放大的功放，我们使用的音频功放只是诸多功放之中专门对音频信号进行功率放大的一个种类。

而音频功率放大器也根据所推动的设备不一样而不尽相同。推动音响的是音响功率放大器，推动耳机的是耳机功率放大器(Headphone Amplifier)。是的，耳放也是功放中的一种!所以请不要再犯诸如说“音响用功放推，耳机用耳放推”这样的低级错误，耳放和音响功放的主要区别在于输出功率和电平不一致，其他方面(电路种类，频宽)都是一样的，大部分音响功放可以推耳机，小部分耳放也是可以推音响的。

而音响功放中还常常分为前级(Pre-amplifier)和后级(Back-Stage Amplifier)两台机。其实只是把功放电路中的2个部分分成了两台设备而已，在电路上前级和后级同属于功放。而前级和后级里面都可能会由很多级放大器组成，因为不太可能只用一级放大器就把功率放大到需要的级别，所以需要多级的电路逐级进行放大。

前级一般指功放中对信号的电压进行激励的部分，例如DAC设备输出的标准音频电平±2V RMS，经过前级放大之后可能达到±6V RMS，或者更高。这取决于负反馈放大电路的增益倍数(例如增益倍数为8倍，那么输出电平就达到2x8，即±16V RMS)。

后级则一般指对输出电流进行放大的部分，即拥有低输出阻抗，较强的带负载能力，让输出信号可以满足推动扬声器所需的功率。一般的前级输出内阻都比较高，带负载能力比较差，例如前面举例的前级，虽然有输出±16V RMS的电压，遇到8Ω负载的时候却因为内阻太大，无法理想地输出I=U/R的2A电流，实际上可能只输出了160mA。那么我们可以计算到它的输出阻抗为Ri=U/I-RL，16/0.16-8，即92Ω。而后级的内阻则要远远低于这个值。

为了能更好地输出信号电平，下一级的输入阻抗(等同于本级的负载阻抗)应大大高于本级的输出内阻，否则负载过重会让电平难以建立，电压达不到额定值，工作状态也达不到设计时的性能，所以后级的输出阻抗会低于或等于扬声器的阻抗。

另外，功放由于一般都要输出比较大的功率，电路可能会有一定的发热量，电源和放大器等也因为本身具有内阻而在动态范围有所局限，所以一般都要留有余量。例如我们期望我们的音响系统能够推动一对书架箱，为了大动态时不过载不压缩，后级的电路设计可能留有3到5倍以上的功率裕量。