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如何看HIFI系统中的参数——功放篇

2021-06-01知识

参数与测量

音响系统的技术指标测量可以告诉我们很多信息,理解这些参数的意义并给出解释尽管不是最重要的不过也具有一定的参考价值。参数与测量在音响中固然有它的存在意义,不过它远远不是事情的全部,只是HIFI这个多维谜题的一个方面。

后级功放的参数与测量

通常后级功放输入阻抗为20k到150k的高阻,单端信号行业标准为47k,这样设计的目的是为了让前级给出的信号有比较强的控制力,以及不容易掉负载电压。

后级的输出阻抗通常很低,晶体机一般是0.05-0.5欧,电子管功放的输出阻抗则是可变的(取决于次级变压器绕阻)。低输出阻抗有很多好处,在此不详细讨论。扬声器的阻抗曲线比较复杂,阻抗随着频率变化,进而导致频响曲线的峰谷,这点对单端胆机影响很大,要非常注意阻抗匹配。输出阻抗太高会导致低频的瞬态和控制力都变差。通俗的说就是高内阻的功放对喇叭的控制力不行,或者说衰减因子太小,不能立刻控制住纸盆的运动。衰减因子不是单讨论功放得出的,包括单元本身和线材都会影响,在此不讲。

增益的定义是输出和输入的电压比,输入灵敏度表示后级容易被驱动的程度,很容易理解。

测量后级的时候我们逐渐加大输入电平,然后观测失真的变化曲线,当失真发生突变的地方叫做削波。通常把削波点定义在1%失真的地方,这个功率叫做功放的最大功率。

单端电子管功放由于失真比较大所以必须用别的方法定义削波点,通常是10%,要知道通常单端甲类的胆机(300B之类的)在小功率下失真就有2%-3%。另外必须注意到的是,在频率的极低频端和极高频端功放都不能保证全功率输出(俗称没高没低),这个能正常输出功率宽度叫做功率带宽。这是在接近最大功率的情况下测试的。

音乐中出现爆发性的信号需要功放对瞬间的强信号做出反应,这叫做动态范围。如果能不失真呈现突发的两倍信号,动态范围就是3dB。除了失真和功率的关系以外,通常还关心失真和频率的关系,如上图所示。

虽然THD具有直观的参考价值,但是更有实际意义的是谐波失真的频谱成分,有些谐波是美化音色的有些谐波是破坏听感的,比如一个7次谐波只有0.5%却比10%的二次谐波令人反感。

频谱分析的方法是FFT(快速傅里叶变换)——时域函数转化为频域函数。

虽然THD是最常为使用的功放参数,然而并不能作为衡量一个功放好坏的标准,很多THD3%的功放很好听,而有些0.01%的却听着很吓人。实际上加深反馈深度就能够获得非常优秀的THD,然而深度负反馈带来的问题更多,所以我从来不会让THD成为我买功放的参考标准。

互调失真(IMD)是一个典型的非线性效应,当输入10K和1K的信号时候,系统会输出11K的信号,还有9K的信号,这叫做互调失真,它会产生非常多的不应该有的频率。测试IMD的标准比较混乱。从上面的例子可以看到如果10K是主要信号,那么会产生明显的边带信号(9K,11K)。

还有些数据比如频率响应对于功放而言是意义不大的,功放几乎都能做到平直的频响,所以说听感亮,宽松和结像靠前都和功放没啥关系,主要是音箱的事。