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如何看HIFI系統中的參數——功放篇

2021-06-01知識

參數與測量

音響系統的技術指標測量可以告訴我們很多資訊,理解這些參數的意義並給出解釋盡管不是最重要的不過也具有一定的參考價值。參數與測量在音響中固然有它的存在意義,不過它遠遠不是事情的全部,只是HIFI這個多維謎題的一個方面。

後級功放的參數與測量

通常後級功放輸入阻抗為20k到150k的高阻,單端訊號行業標準為47k,這樣設計的目的是為了讓前級給出的訊號有比較強的控制力,以及不容易掉負載電壓。

後級的輸出阻抗通常很低,晶體機一般是0.05-0.5歐,電子管功放的輸出阻抗則是可變的(取決於次級變壓器繞阻)。低輸出阻抗有很多好處,在此不詳細討論。喇叭的阻抗曲線比較復雜,阻抗隨著頻率變化,進而導致頻響曲線的峰谷,這點對單端膽機影響很大,要非常註意阻抗匹配。輸出阻抗太高會導致低頻的瞬態和控制力都變差。通俗的說就是高內阻的功放對喇叭的控制力不行,或者說衰減因子太小,不能立刻控制住紙盆的運動。衰減因子不是單討論功放得出的,包括單元本身和線材都會影響,在此不講。

增益的定義是輸出和輸入的電壓比,輸入靈敏度表示後級容易被驅動的程度,很容易理解。

測量後級的時候我們逐漸加大輸入電平,然後觀測失真的變化曲線,當失真發生突變的地方叫做削波。通常把削波點定義在1%失真的地方,這個功率叫做功放的最大功率。

單端電子管功放由於失真比較大所以必須用別的方法定義削波點,通常是10%,要知道通常單端甲類的膽機(300B之類的)在小功率下失真就有2%-3%。另外必須註意到的是,在頻率的極低頻端和極高頻端功放都不能保證全功率輸出(俗稱沒高沒低),這個能正常輸出功率寬度叫做功率頻寬。這是在接近最大功率的情況下測試的。

音樂中出現爆發性的訊號需要功放對瞬間的強訊號做出反應,這叫做動態範圍。如果能不失真呈現突發的兩倍訊號,動態範圍就是3dB。除了失真和功率的關系以外,通常還關心失真和頻率的關系,如上圖所示。

雖然THD具有直觀的參考價值,但是更有實際意義的是諧波失真的頻譜成分,有些諧波是美化音色的有些諧波是破壞聽感的,比如一個7次諧波只有0.5%卻比10%的二次諧波令人反感。

頻譜分析的方法是FFT(快速傅立葉變換)——時域函數轉化為頻域函數。

雖然THD是最常為使用的功放參數,然而並不能作為衡量一個功放好壞的標準,很多THD3%的功放很好聽,而有些0.01%的卻聽著很嚇人。實際上加深反饋深度就能夠獲得非常優秀的THD,然而深度負反饋帶來的問題更多,所以我從來不會讓THD成為我買功放的參考標準。

互調失真(IMD)是一個典型的非線性效應,當輸入10K和1K的訊號時候,系統會輸出11K的訊號,還有9K的訊號,這叫做互調失真,它會產生非常多的不應該有的頻率。測試IMD的標準比較混亂。從上面的例子可以看到如果10K是主要訊號,那麽會產生明顯的邊帶訊號(9K,11K)。

還有些數據比如頻率響應對於功放而言是意義不大的,功放幾乎都能做到平直的頻響,所以說聽感亮,寬松和結像靠前都和功放沒啥關系,主要是音箱的事。