对功放的一个全面的介绍（二）

武大郎 · 发表于 2005-4-12 02:31:00

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对功放的一个全面的介绍（二）
有些廉价的功放一开机就“嗡嗡”乱叫，不仅影响音质，而且让人心烦。现介绍几种处理方法：

　　　一、电源及接地点处理

　　很多功放滤波电容偏小，有四只有l000μF左右，并在具两端并一只0.22μF的CBB电容，这样不但可以降低功放在静态时的交流声，而且可以提高功放在大动态时的瞬态力度与高频解析力。有些功放即使经上述处理后仍有交流嗡嗡声，可能是接地点不当，一般接地点应选择在滤波电容附近，并采用“一点接地法”才好。

　　二、输出级

　　如果输出级的静态电位偏离零点，会产生极大的嗡嗡声，这时可能是调零电阻或输出对管有问题，可仔细调整功放机输出点电位，应在100mv以下，如调不到零点，应仔细检查功放部分元件如对管等是否有损坏。

　　　三、前置放大部分

　　首先把前置放大部的输入端对地短路，看看噪声是否消失，如果噪音消失，可认定噪音来源于输入信号线，可将其换为三芯屏蔽线，注意屏蔽层只能一端接地。另外，耦合电容应选用漏电小的电容，如钽电容、MKP电容等，音量电位器外壳应接地。

功放配置

　　扬声器系统要高质量的重放出各种音乐节目，那么根据音乐信号的属性，其峰值因子约为10-15dB从保证音质这个角度来说功放应在此动态范围内不发生任何限幅情况，即功放的最大输出功率应是扬声器额定功率的5—8倍，这样的功率配置音质虽然很好，但它的投资会很大，因此一般都会把这个功率配比定在1—2倍扬声器单元的额定功率。1—2倍这个范围也许太空泛了，我们可以给大家一个较具体的经验。

　　1．在一些要求低而投资有限工程功放的功率起码相当于音箱的额定功率，但要非常注意保持声音不失真，过小的功率配置看起来不会损坏扬声器单元，其实不然，过小的功率极易发生过载削波，产生大量谐波，烧毁高音单元。

　　2．一般工程建议功放的功率是1.5倍，而低音部份最好超过1.5倍，这样才能获得足够的力量感。

　　3．要求极高的声地，例如录音室监听，音乐厅等，最理想是音箱功率的两倍匹，（这与国际电工委员会IEC制定的配接标准推荐值中的一种方案一致）。

功放配接

　　在设计、安装一套音响系统时，不免遇到功放与音箱的配接问题。在音色方面，会注意其搭配上是否冷暖相宜、软硬适中，最终使整套器材还原音色呈中性，这仅是从艺术方面考虑。从技术方面考虑功放与音箱配接的要素有：一、功率匹配，二、功率储备量匹配，三、阻抗匹配，四、阻尼系数的匹配。如果我们在配接时认识到上述四点，可使所用器材的性能得到充分的、最大的发挥。

　　功率匹配

　　为了达到高保真聆听的要求，额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉：音量小时、声音无力、单薄、动态出不来，无光泽、低频显著缺少、丰满度差，声音好像缩在里面出不来。音量合适时，声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。但音量过大时，声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系，规定听音区的声压级最好为80~85dB（A计权），我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。

　　功率储备量匹配

　　音箱：为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真。这里有一个经验值可参考：所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。

　　功放：电子管功放和晶体管功放相比，所需的功率储备是不同的。这是因为：电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号巅峰，电子管功放并不明显产生削波现象，只是使颠峰的尖端变圆。这就是我们常说的柔性剪峰。而晶体管功放在过荷点后，非线性畸变迅速增加，对信号产生严重削波，它不是使颠峰变圆而是把它整齐割削平。有人用电阻、电感、电容组成的复合性阻抗模拟扬声器，对几种高品质的晶体管功放进行实际输出能力的测试。结果表明，在负载有相移的情况下，其中有一台标称100W的功放，在失真度1%时实际输出功率仅有5W！由此对于晶体管功放的储备量的选取：

　　高保真功放：10倍

　　民用高档功放：6~7倍

　　民用中档功放：3~4倍

　　而电子管功放则可以大大小于上述比值。

　　对于系统的平均声压级与最大声压级应留有多少余量。应视放送节目的内容、工作环境而定。这个冗余量最低10dB，对于现代的流行音乐、蹦迪等音乐，则需要留有20~25dB冗余量，这样就可使得音响系统安全，稳定地工作。

　　阻抗匹配

　　它是指功放的额定输出阻抗，应与音箱的额定阻抗相一致。此时，功放处于最佳设计负载线状态，因此可以给出最大不失真功率，如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗，功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗，音响系统能工作，但功放有过载的危险，要求功放有完善的过流保护措施来解决，对电子管功放来讲阻抗匹配要求更严格。

　　阻尼系数的匹配

　　阻尼系数KD定义为：KD=功放额定输出阻抗（等于音箱额定阻抗）/功放输出内阻。

　　由于功放输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件，KD值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD值越大，电阻尼越重，当然功放的KD值并不是越大越好，KD值过大会使音箱电阻尼过重，以至使脉冲前沿建立时间增长，降低瞬态响应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的KD值。作为家用高保真功放阻尼系数有一个经验值可供参考，最低要求：晶体管功放KD值大于或等于40，电子管功放KD值大于或等于6。

　　保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件，应注意音箱的等效力学品质因素（Qm）与放大器阻尼系数（KD）的配合，这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。应使音箱的馈线等效电阻足够小，小到与音箱的额定阻抗相比可以忽略不计。其实音箱馈线的功率损失应小于0.5dB（约12%）即可达到这种配合

　　功放的几个重要的参数

1、输入灵敏度，是指功放所需最小输入信号电平，它是要求将音源信号放大到足够推动后级功放所需要的必要条件。

　　2、谐波失真度，这是功放一项极重要的指标，谐波失真是非线性失真的一种，它是放大器在工作时的非线性特征所引起的，失真结果是产生了新的谐波分量，使声音失去原有的音色，严重时声音发破、刺耳。谐波失真还有奇次和偶次之分，奇次谐波会使人烦噪、反感，容易被人感知。有些功放听起来让人感到烦噪，感觉疲劳，就是失真较大所引起的。对功放影响最大的就是失真度，一般高保真要求谐波失真在0.05%以下，越低越好。除了谐波失真外，还有互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，相位失真等，它们是影响功放质量的罪魁祸首。考核功效的优劣，首先要看它的失真度，像意大利Sinfoni（诗芬尼）功放的总的谐波失真就在0.01%以下。

　　3、输出功率，功率问题最令汽车音响从业人员认识不清，在这里需要一一讲解：

　　A、额定输出功率，称为（RMS），指放大器输出的音频信号在总谐波失真范围内，所能输出的最大功率。它一般是交流信号峰值的0.707倍。

　　B、平均功率，平均功率一般是指各个频率点的平均消耗功率，它与额定输出功率有点类似，但是它一般要参考时间。

　　C、峰值输出功率，功放所能输出的最大音乐功率称为峰值输出功率，它不考虑失真，通常为（RMS）功率的1.414倍左右。D、峰值-峰值功率，它是指正电压峰值到负电压的峰值的功率，它是峰值输出功率的四倍。它的出现是厂家出于商业目的，并无实际意义。

　　4、信噪比，数值越大越好，一般用（S/N）表示，用信号功率Ps与噪声功率Pn的比值的分贝数表示，S/N=10lgPs/Pn=20lgVs/Vn（db），式中Vs、Vn分别为信号电压与噪声电压。

　　信噪比与输入信号电平的增加，信噪比也逐渐加大，但当输入信号电平达到某一数值后，信噪比基本保持不变。按目前高保真要求，信噪比应达90dB以上为好，进口高档的功放机往往可达110-120dB，其性能可想而知了。有的信噪比后面有A计权字样，A计权是指将噪声信号通过加权网络后测得的结果，由于人们对于高、低频段的噪声相对来说不太灵敏，所以出现了这样的计权方式。计权噪声更加直观地代表人们实际感受到的噪声信号状况。总之，信噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，放音质量越好，便重放音乐清晰，干净而有层次。

　　5、频率响应，早期俗称功率带宽，指谐波失真不超过规定值时，功放的1/2额定功率频带宽度，即有高低端下跌-3dB的两个频率点之间所包括的频带，称之为功率带宽。

　　6、阻尼系数，主要是对低频而言，是直接影响低音音质的极重要的技术参数。众所周知，喇叭的口径越大，低音相对就越好，但音盆越大其运动惯性也随之加大，此惯性使它很难与音频信号同步运动，往往表现出的声音混浊不清，尤其在100-400Hz低频，容易造成声染色，使人听起来模糊不清，很不自然。有些改装车的低音喇叭，低频信号强时颤振不止，低音拖尾严重，这就是音盆惯性所引起的。

　　在功放设计时，工程师对功放采取一些技术措施，如选择多管并联，低内阻（毫欧级）大功率管，提高工作电压，选择优质线材等，极力提高阻尼系数，使它能够针对喇叭惯性运动，产生“电阻尼”作用，使音盆的运动与音频信号同步运动，尽可能使音盆在驱动信号结束后很快恢复到零位（即中心位置），这种阻止效果就是阻尼系数（Damp Factor），D=Rs/Ri，Rs=喇叭阻抗，Ri=功放输出内阻，D越大，音盆与信号同步效果就越好，低音就越纯越干净，重放效果就越好。

7、转换速率（Slew rate），功放的转换速率极大地影响着高音重放质量与性能。转换速率越快，高音音质就越佳，越能准确地捕捉到稍纵即逝的高频信息。高档功放可做到十几至几十V/us，低中档功放都一般不标出，这种转换速率的数值高低，与设计，用料有密切关系，但也不宜太高，太高会产生人耳听不见的20KHz以上超音信号，不但对改善音质无作用，反而容易烧坏高音喇叭…………。

武大郎 · 发表于 2005-4-13 03:37:00

功放机

　　功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。一套良好的音响系统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功放中很少看到他的影子。

　　功放大体上可分为三大类“专业功放”“民用功放”“特殊功放”。

　　“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。

　　“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”功放是近年脱缰而出的一匹黑马，随着大屏幕电视，多种图象载体的普及，人们对“坐在家里看电影”的需求日益高涨，于是集各种影音功能于一体的多功能功放应运而生。“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功放不肖一顾的原因。

　　“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，是一种面向农村的低挡功放。

　　“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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　输出阻抗：对扬声器所呈现的等效内阻，称做输出阻抗

有源音箱：有源音箱（Active Speaker）又称为“主动式音箱”。通常是指带有功率放大器的音箱，如多媒体电脑音箱、有源超低音箱，以及一些新型的家庭影院有源音箱等。有源音箱由于内置了功放电路，使用者不必考虑与放大器匹配的问题，同时也便于用较低电平的音频信号直接驱动。

　　有源音箱是指在音箱内部装有自配功放的一类音箱。这些功放是专门用于推动音箱内的喇叭，由于进行了专门的匹配设计，所以这些功放都能较好地用于推动音箱内的喇叭，从而让使用者不需再去考虑功放的功率有多大以及阻抗是否匹配等问题。另外，由于在音箱内还装有在放大器的前边便进行分频的电子分频器以及每台功放仅仅负责放大一段频率的声频信号，所以放大器的效率往往可以做得高些，失真也相对可以小些。

　　此外，还有一些专业用内置功放电路的录音监听音箱和采用内置电子分频电路和放大器的电子分频音箱也可归入有源音箱范畴。

　　无源音箱（Passive Speaker）又称为“被动式音箱”。无源音箱即是我们通常采用的，内部不带功放电路的普通音箱。无源音箱虽不带放大器，但常常带有分频网络和阻抗补偿电路等。

　　有源音箱通常标注了内置放大器的输出功率、输入阻抗和输入信号电平等参数。有源超低音箱则还标注了输入信号的频率特性（如全频带信号还是低频信号）、低通滤波器特性等参数。无源音箱一般标注阻抗、功率、频率范围等参数。

　　要讲什么叫有源音箱，必须先讲一讲音响系统的构成。最简单的音响系统包括3个环节：音源、功率放大器和音箱。

　　音源指声音播放设备如收音机、卡座、CD机、VCD、DVD、MP3等。对于电脑而言，光驱和声卡都属音源设备。一般音源设备的输出信号较小，大约在数百毫伏到两伏之间，如果直接接音箱可能声音很小甚至根本无声。而且由于音箱的阻抗一般很低，绝大多数在4~8欧姆之间，一些设计比较特殊的音箱在某些频段的阻抗甚至不到两欧姆，接近短路，极易使音源设备过载，严重时甚至可能造成音源设备的损坏。因此，必须在音源和音箱之间加一级功率放大器(简称功放)，将音源输出的微弱信号放大到足够的功率去推动音箱，使音箱发出足够的音量。同时功放具有较高的输入阻抗（一般几十千欧姆）和较低的输出阻抗（零点几欧姆），可以在音源和音箱之间起到缓冲的作用，既不会使音源设备过载，又能轻易推动音箱。

　　一般Hi-Fi音响的各个环节都是相对独立的，通过各种连线的连接即可构成完整的音响系统。下图就是一套比较高级的数字化音响系统的示意图。

　　在这套系统里，音源被分解成两部分：负责输出数字信号的数字部分和负责对数字信号进行数/模转换的解码部分。这种分体式数字音源在高档Hi-Fi音响中已屡见不鲜，带光纤输出的声卡或USB接口的创新Extigy外置声卡也是典型的例子。功放部分也被分为前置放大器和后级放大器。前置放大器主要负责信号的电压放大、音量控制、多路音源的切换、音调调整以及阻抗匹配等功能，而后级则专司功率放大。

　　所谓有源音箱就是指将功放做在音箱内部，可直接与音源连接并正常工作的音箱。一些有源音箱不仅将功放集成到音箱内，还将解码器也集成到音箱内部，可以直接接受数字信号，这就是数字有源音箱。虽然从字面上看，有源音箱可以认为是必须插电源的音箱，但严格地说这个“源”应理解为功放，而不是指电源，因为有不少需要插电源却仍需外部功放推动的音箱，这些音箱显然不属于有源音箱。

功放使用注意事项

　　集成功放使用注意事项

　　用ＴＤＡ７２９４、ＬＭ３８８６、ＬＭ１８７６等高保真功放ＩＣ制作的功放，体积小、失真低、效果好，信噪比高，但使用中还要注意以下几方面：

　　１．要确保在安全电压内使用，最好用２２０Ｖ交流稳压电源或直流高压稳压模组供电。

　　２．Ｖ＋、Ｖ－误差不要大于１Ｖ，并且正负电源、地要焊接牢固，焊接完毕确认无误才能通电。

３．功放ＩＣ通电正常後的初始阶段，其稳定性相对分立元件功放是较差的，因此，至少要“煲机”或小音量放送１０分钟以上，方能稳定且高效率地发挥其优异性能。

４．在制作功放中要严格一点接地，地线用多股粗铜线效果较好甚至还可用双桥整流配合浮地技术，最大限度提高其信噪比。

　　５．如当地电网污染严重，低压电网接有电焊机、矽整流器等电气设备时，可使用电源滤波器，若还不能消除，则用电源隔离变压器，但功率要有馀量。

　　６．要严格注意音响设备的开关次序，对於用Ｈｉ－Ｆｉ功放ＩＣ制作的功放，要牢记最後开机，最先关机。

　　７．新购来的功放ＩＣ上机前，最好采用插座，不要焊接，并固定好散热器，通电后如发热严重，并输出直流，拆下可退回邮购单位。

　　８．为了避免功放ＩＣ输出直流损坏音箱，一定要安装一个喇叭保护器。

　　９．必须将系统设备良好接大地。因低压配电线路三相负荷不对称，会使中线带电，而接大地後，电位为零，这样对提高信噪比非常有利。方法是：用∮１０ｍｍ长１．５ｍ的圆钢，用２．５ｍｍ2多股铜线焊接好（不能铆接或缠上），插入户外潮湿地中。

　　其它

　　PCB布线时注意,电源脚与水溏不能太远,太远可加1000--470U放在它脚边.

　　其它都是常识:如大电流地与信号地分开,等等.

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