紫烟斗
发表于 2006-10-13 09:05:00
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随着音响技术的不断发展，各种优秀电路层出不穷。特别是最近几年，各种优质信号源如：FMSTEREO、PHONO、DECK、CD等的日益普及，对功放电路提出了更高的要求。同时，音响发烧友越来越广泛，他们对功放电路的兴趣也越来越浓。
( H1 w2 a* a0 [- _7 { 其实HI-FI功放的发展并非八十年代才开始，自从一九四七年著名的威廉逊放大器（Williamson amplifier）在英国的《无线电世界Wireless World》上首次发表后，在四十年代末五十年代初就已掀起了发烧音响的高潮，后来在该放大器的基础上经过改进成为超线性放大器，使当时的功放已达到了相当高的水平，但由于当时缺乏优质的信号源，才使得人们的兴趣渐渐淡漠起来。直到七十年代后期，随着盒式磁带（TAPE）录放机，以及比其性能更优越的调频立体声（FMSTEREO）和立体声唱片（CD）和数字录音（DAT）技术的不断成熟，使得HI-FI信号源随手可得，才是HI-FI功放电路的发展又进入了一个新的高潮。
2 m8 j% M! v, E0 c" F* g4 _& J当然，说起功放真可谓五花八门，其性能也各有优劣。从输出方式来看，有变压器输出、电容耦合输出（OTL）、无电容直接输出（OCL）、无变压器平衡输出（BTL）等。从工作方式来分可分为，甲类，甲乙类，乙类，E类，H类等。从元器件来分更是非常之多，如：纯电子管功放、电子管和晶体管混合式功放、纯晶体管功放、集成电路功放、全场效应管（FET）功放等等。由于当前功放电路的不断发展，采用各式各样的元件，各种不同的设计和工作方式，使得功放电路琳琅满目，举不胜举，正因为如此才使得发烧友对它的兴趣也更加浓厚。9 f3 Z7 S8 p7 x4 K6 N
" p7 Z6 q( S+ W* h 虽然各种功放电路有着千差万别，其性能也各不相同，但不管采用那种工作方式，使用何种器件，只要电路设计优越，安装合理，同时采用优质的元件，其性能都能达到较高的水准。下面分别谈谈各种类型功放的特点。& j% a' }7 C# T. a4 _! T
: x( O' S0 W9 _$ N+ K 一、电子管功放（俗称胆机）
9 p8 b( c8 w9 v, i 通过半个多世纪的发展，生产和制作电子管的工艺已相当成熟，因而使其既有极高的稳定性个极小的离散性。更由于它具有一种特别温柔的音色，才使得胆机成为音响电路中的一个宠儿。虽然它的静态指标远不及其它功放电路优越，但由于它的奇次波失真、饱和失真、交流接口失真等都较小，且都为软失真，才使其具有那种特有的诱人的电子管音色。而且电子管电路的设计、安装、调试等都较为简单。当然，胆机的制作关键还在输出变压器（发烧牛）的绕制，就其工艺来说是较为复杂一些，但对具有动手能力的发烧友来说，制作一个优秀的发烧牛也并非是可望而不可及的事。
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6 m6 L% |& U2 G% q& j. u 二、集成电路功放) ?3 O% |- @1 m9 W- u8 u
随着集成电路技术的不断发展，六十年代后期和七十年代初，音响功放进入了集成电路的时代，直到现在各种功放集成电路已经是数不胜数。由于当今集成电路生产工艺等已经达到了相当高的水平，因此，集成音响功放中也不乏很多精品。如：TDA2030、STK4392、TDA1521、TA7240等都是广大音响迷所熟知的。集成电路功放之所以能够到如此迅速的发展，是因为它具有体积小、电路简单、性能优越，白虎功能齐全等特点。特别在中小型机中的应用更显示了其独特的优越性。集成电路已经成为当今中小功率功放的主流。但由于集成电路在大功率应用中的技术尚未完善，以及各位发烧友在电路选择上的各有所好，使得集成电路在大功率功放中的应用受到了一定的局限。但可以预料随着集成电路技术的不断成熟，在大功率音响功放中的应用必将更加广泛。3 ]2 V. x% h, }( I! v0 X3 [
- y4 q2 d. W# H- K# d8 C 三、晶体管及其它功放
6 p' O' j( p- r+ l 由于大功率晶体管特别是PNP管的品种日益繁多，使得大功率优质功放最多使用的还是晶体管电路。而且电路中大量使用了各种优越的设计，如大电流、超动态、超线性的DD电路（菱形差动放大电路）和霍尔曼（CASCODE）电路，或者采用FET管作为输入级（它具有噪声小、动态范围大的特点），动态偏置，双电源供电，以及全互补等等一系列技术。使得功放的THD失真轻而易举地降低了0.05%以下，频响达到20Hz~20kHz（±1dB）以上，而且在电路中可以方便地计入各种保护功能。当然电路水平的提高，复杂性也会相应增加，而且晶体管容易损坏，因此，制作一款高质量的晶体管功放确实是相当不容易的。! N6 l; d3 i7 H0 {' ^
随着场效应管生产技术的不断发展，大功率的场效应管品种也日趋丰富。因为场效应管是电压总控制器件，它具有负温度特性，因此无需对输出管进行复杂的保护，而且它具有和电子管相似的音色。采用场效应管制作的功放有噪声低、动态范围大、无需保护的特点，其电路也计较为简单，而性能却十分优越。但场效应管离散性较大，在业余条件下不容易测试与配对，使它在功放电路中的运用受到了限制。$ c; H2 N# R2 ?+ k; c7 b: S
5 o" ~; ^6 X4 ? L& I* O 还有一些功放电路采用锅炉混合方式，电路设计得十分别出心裁，性能也非常出色，特别往往是融各家之所长，因此也是发烧友所较为推崇的电路。1 T9 y. X6 X/ ]5 }6 y
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通过以上分析，我们了解了各种类型的功放，这对发烧友如何选择一款较适合自己的功放电路是很有好处的。但选定一个优质的功放电路，并不是一定能制作出一款优秀放大器。因为，电路的失真、信噪比、频响、输出功率等还会受到黄水晶元件选择，线路设计、制作，电源等多方面的影响。如何改善和消除这些不良影响是发烧友都很关心的问题，下面就这些问题进行一些探讨。6 V4 y: P- `: D
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A、信噪比
7 c) B2 n7 V4 y 信噪比是影响电路性能和动态范围的一个重要因素。一台功放不管其它性能如何出色，如果信噪比很差的话，那么这台功放也是无法使用的。由于上海SEO现代音源的最大动态范围达到90dB，因此作为一台HI-FI功放的最低信噪比应大于90dB，这样才能充分展现信号源的原貌，而许多功放在这方面并不尽如人意。主要原因有：元件选择不当，特别是前置级的元件选择，应选用低噪音、超β且配对良好的晶体管（或者场效应管），使用噪声系数小的金属膜电阻和钽电容或聚丙烯电容等，当然影响信噪比的原因还有电源退耦不良，输入级未屏蔽，接地不良等等。
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/ D' q; b- K$ n0 Y B、失真
5 V/ N; `& i7 _: z6 d7 F+ [ 失真是功放电路的大敌，它是影响其音质的一个最重要的原因，现代功放要求具有特别小的失真，以很好地展示声像的准确定位和音源的良好空气感。失真包括很多方面。
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( K; V! y% @6 h) P7 y ①谐波失真（THD）
2 U; i( `# {' i _$ n$ D$ \1 k* W 谐波失真是音频信号中的谐波所引起的失真，而失真主要是指奇次波的失真，因为人耳对奇次波十分敏感，而对偶次波就要差的多。当失真达到3%时，声音明显变硬。高保真（HI-FI）音响谐波失真应在0.1%以下，虽然电子管功放的谐波失真较高，但它的七级波失真较低，因此声音听上去特别柔和，而晶体管功放达到高保真的要求，失真最好小于0.05%。
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9 c8 _7 l" B' l* W# m, A$ q: M ②互调失真（IMD）
`/ \& p/ g) F3 y4 t 互调失真主要是有声音不同频率之间产生的差拍频率所引起的，当失真达到2%时，听起来就有“尖”、“刺”、“不和谐”的感觉，同时有染色现象。
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; x4 D. ?' B3 P ③瞬态互调失真（TIM）
. E+ z2 k$ U* U 瞬态互调失真是电路在瞬态时产生的短时间的高失真，它使声音变得不完全清晰，而且有刺耳的感觉。$ X% B6 h- D; H6 [$ M! g
+ w. w" |; R* D ④削波失真0 ~1 n$ U% [7 ]1 z/ x7 G: v
削波失真主要是由于放大器的动态范围不够，造成信号在瞬态大信号时造成削波引起的失真。因信号的最大峰值功率往往比平均值高出10倍以上，因此很容易造成削波，而且削波会使信号中产生大量不应有的超声波，听久了会使人感觉头痛。' y- D6 O' _+ |6 T
0 c9 P1 t' S4 b" o0 x+ y ⑤微妙信息的失落失真
. ~3 z3 @# R. Z0 W& O# j# c D 由于电路往往具有较深的负反馈，从而会使电路存在或多或少的相移，同时扬声器的反向电动势通过反馈电路也会使电路中的一些微妙信号丢失，使声音听起来缺乏混响感和空气感。
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⑥系统瞬态响应失真
6 X# t# l' |$ v 由于功放和扬声器等瞬态响应不一定能跟得上信号的变化，从而引起瞬态失真，同时也和扬声器的阻尼系数有关。
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⑦交流接口失真（IHM）
- A, i- C" P0 d0 Q 由于扬声器的反电动势通过反馈电路等影响电路增益控制等引起的失真。" O. i/ Z5 x; Q- x
3 i) M3 D1 V9 E( p( ^ 那么如何改善以上失真呢？首先必须采用优质元件，尽量减少电路的放大级数，同时适当加大工作电流以；采用局部负反馈，尽量减小或消除大环路的负反馈，以提高电路的瞬态代写论文响应；尽量提高电路的功率余量，最好使最大有效功率提高到平时使用的10倍以上；适当选择扬声器的阻尼系数，尽量提高电源的功率和减小电源的瞬态内阻等。0 P0 o& B r- L. p6 {) A8 ~
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频响也时衡量电路优劣的一个重要指标，它主要与电路选择有归案，但电路制作也是一个很重要的关键。它要求各种走线妥帖，线路设计、元器件布置等合理，以使制作的功放性能稳定，不易产生自激等不良影响，只有这样才能达到响应的指标。 |
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