功放參數(shù)的解釋

1、一臺嚴(yán)格出爐的功放，其技術(shù)參數(shù)絕不含糊：一.頻響能力（Power Band Width）：音域20Hz 80KHz ，而喇叭頻響由低音至高音相應(yīng)要求有20Hz 20KHz 這范圍的響應(yīng)能力。但作為信號傳輸?shù)摹捌款i”的功放的頻響則要求更寬，如：7Hz 80KHz Hz，以保證信號的完整。信噪比（Signal To Noise Ratio ）：這是最直接反映功放素質(zhì)的參數(shù)，一般都在80dB的比值以上，高質(zhì)素的產(chǎn)品往往達(dá)105dB以上，追求聲底純凈，不容忽視。二.失真度（THD）：這個可結(jié)合功放另外兩個重要的指標(biāo)：額定功率（Rms）和最大功率（Peak Power）一齊討論。一臺功放在其Rms功率情

2、況下工作，失真應(yīng)該比較小，一般達(dá)0.5% 0.01%這個范圍。Peak 功率或橋接時，信號可能產(chǎn)生變形、削波等失真，比值會高：0.5% 1%都是正常的。比值越小，當(dāng)然越理想.三.輸入靈敏度（Input Sensitivity）：這是針對不同廠家，不同品牌的主機(jī)、前級音源而設(shè)置的調(diào)校電平，范圍由100mv 4V甚至更高，調(diào)音時須與音源匹配。四.輸入阻抗（Input Impedance）：一般要求功放輸入阻抗要高，輸出阻抗要低，輸入阻抗越高，越有效阻隔各類雜訊，常見值10K或更高。五.負(fù)載能力（Load Impedance）：家用功放一般是8/4兩種；車用功放、立體聲時：2至8；橋接：4至8。但個

3、別特別設(shè)計的功放，阻抗可以低至0.1，能力不凡。這個時候，一臺功放，則可以并接幾十個低音單元，營造理想的聲壓級。這個場景，恐怕要在音響比賽時才能見到。六.工作電壓：車用一般是10V 15 V正常工作。七.阻尼系數(shù)（Damping Factor）：由額定負(fù)載（4）輸出阻抗計算出來，普遍認(rèn)為：輸出阻抗越小，阻尼系數(shù)越高，則該功放越好。事實上高素質(zhì)的功放，比值大多50以上，個別甚至超500，雖則專家認(rèn)為：50左右已經(jīng)足夠。我個人經(jīng)驗：系數(shù)高，則線材要求可放寬。過高則影響音色，但對低音表現(xiàn)有幫助。八.轉(zhuǎn)換速率（Slew Rate）：單位時間內(nèi)功率放大器最高放大級將較強(qiáng)的信號激勵放大為高壓，強(qiáng)電流的交流

4、音頻的能力，高檔機(jī)種30V/us以上，個別超50V/us。比值高，轉(zhuǎn)換能力好，音樂的層次、動態(tài)結(jié)合揚(yáng)聲器能接近原聲還原發(fā)揮。1、A類功放（又稱甲類功放） A類功放輸出級中兩個（或兩組）晶體管永遠(yuǎn)處于導(dǎo)電狀態(tài)，也就是說不管有無訊號輸入它們都保持傳導(dǎo)電流，并使這兩個電流等于交流電的峰值，這時交流在最大訊號情況下流入負(fù)載。當(dāng)無訊號時，兩個晶體管各流通等量的電流，因此在輸出中心點(diǎn)上沒有不平衡的電流或電壓，故無電流輸入揚(yáng)聲器。當(dāng)訊號趨向正極，線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流，下方的輸出晶體管則相對減少電流，由于電流開始不平衡，于是流入揚(yáng)聲器而且推動揚(yáng)聲器發(fā)聲。  &#

5、160; A類功放的工作方式具有最佳的線性，每個輸出晶體管均放大訊號全波，完全不存在交越失真（SwitchingDistortion），即使不施用負(fù)反饋，它的開環(huán)路失真仍十分低，因此被稱為是聲音最理想的放大線路設(shè)計。但這種設(shè)計有利有弊，A類功放放最大的缺點(diǎn)是效率低，因為無訊號時仍有滿電流流入，電能全部轉(zhuǎn)為高熱量。當(dāng)訊號電平增加時，有些功率可進(jìn)入負(fù)載，但許多仍轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊?#160;   A類功放是重播音樂的理想選擇，它能提供非常平滑的音質(zhì)，音色圓潤溫暖，高音透明開揚(yáng)，這些優(yōu)點(diǎn)足以補(bǔ)償它的缺點(diǎn)。A類功率功放發(fā)熱量驚人，為了有效處理散熱問題，A類功放必須采用

6、大型散熱器。因為它的效率低，供電器一定要能提供充足的電流。一部25W的A類功放供電器的能力至少夠100瓦AB類功放使用。所以A類機(jī)的體積和重量都比AB類大，這讓制造成本增加，售價也較貴。一般而言，A類功放的售價約為同等功率AB類功放機(jī)的兩倍或更多。 2、B類功放（乙類功放）    B類功放放大的工作方式是當(dāng)無訊號輸入時，輸出晶體管不導(dǎo)電，所以不消耗功率。當(dāng)有訊號時，每對輸出管各放大一半波形，彼此一開一關(guān)輪流工作完成一個全波放大，在兩個輸出晶體管輪換工作時便發(fā)生交越失真，因此形成非線性。純B類功放較少，因為在訊號非常低時失真十分嚴(yán)重，所以交越失真

7、令聲音變得粗糙。B類功放的效率平均約為75%，產(chǎn)生的熱量較A類機(jī)低，容許使用較小的散熱器。 3、AB類功放    與前兩類功放相比，AB類功放可以說在性能上的妥協(xié)。AB類功放通常有兩個偏壓，在無訊號時也有少量電流通過輸出晶體管。它在訊號小時用A類工作模式，獲得最佳線性，當(dāng)訊號提高到某一電平時自動轉(zhuǎn)為B類工作模式以獲得較高的效率。普通機(jī)10瓦的AB類功放大約在5瓦以內(nèi)用A類工作，由于聆聽音樂時所需要的功率只有幾瓦，因此AB類功放在大部分時間是用A類功放工作模式，只在出現(xiàn)音樂瞬態(tài)強(qiáng)音時才轉(zhuǎn)為B類。這種設(shè)計可以獲得優(yōu)良的音質(zhì)并提高效率減少熱量，是一種

8、頗為合乎邏輯的設(shè)計。有些AB類功放將偏流調(diào)得甚高，令其在更寬的功率范圍內(nèi)以A類工作，使聲音接近純A類機(jī)，但產(chǎn)生的熱量亦相對增加。 4、C類功放（丙類功放）    這類功放較少聽說，因為它是一種失真非常高的功放，只適合在通訊用途上使用。C類機(jī)輸出效率特高，但不是HI-FI放大所適用。 5、D類功放（丁類功放）    這種設(shè)計亦稱為數(shù)碼功放。D類功放放大的晶體管一經(jīng)開啟即直接將其負(fù)載與供電器連接，電流流通但晶體管無電壓，因此無功率消耗。當(dāng)輸出晶體管關(guān)閉時，全部電源供應(yīng)電壓即出現(xiàn)在晶體管上，但沒有電流

9、，因此也不消耗功率，故理論上的效率為百分之百。D類功放放大的優(yōu)點(diǎn)是效率最高，供電器可以縮小，幾乎不產(chǎn)生熱量，因此無需大型散熱器，機(jī)身體積與重量顯著減少，理論上失真低、線性佳。但這種功放工作復(fù)雜，增加的線路本身亦難免有偏差，所以真正成功的產(chǎn)品甚少，售價也不便宜。    有一些D類功放集成塊音色音質(zhì)很好，不過它們現(xiàn)在還只應(yīng)用在汽車音響中，一些有興趣的DIY高手把它們改制到了家用音響中。功放技術(shù)指標(biāo)的解讀與應(yīng)用功放技術(shù)指標(biāo)的解讀與應(yīng)用 以清華大學(xué)TW-2008X世紀(jì)版為例 1、輸入靈敏度：200mv 2、諧波失真度：0.01% 3、輸出功率：2×10

10、0W（RMS.8歐） 4、信噪比：96dB（不計權(quán)） 5、頻率回應(yīng)：3-156KH2（-3dB） 6、阻尼系數(shù)：280 輸入靈敏度200mv，是指功放所需最小輸入信號電平,是要求將音源信號放大到足夠推動后級功放所需要的必要條件，（要使信號高質(zhì)的傳輸，必須滿足此項條件，即電平匹配，阻抗匹配，傳輸方式匹配等）。一般CD，DVD機(jī)輸出電平較高，足以滿足要求，在此可以忽略. 諧波失真度：這是功放一項極重要的指標(biāo)，諧波失真是非線性失真的一種，它是放大器在工作時的非線性特徵所引起的，失真結(jié)果是產(chǎn)生了新的諧波分量，使聲音失去原有的音色，嚴(yán)重時聲音發(fā)破、刺耳。諧波失真還有奇次和偶次之分，奇次諧波會使人煩噪、反

11、感，容易被人感知。為何有些功放聽起來讓人感到煩噪，感覺疲勞，就是失真較大所引起的。對功放影響最大的就是失真度，一般高保真要求諧波失真在0.05%以下，越低越好。TX-2008能做到0.01%, 應(yīng)該說是不錯的, 進(jìn)口高檔功放可做到0.002左右，令人玩味無窮、久聽不厭，就是因為做到了極小的失真度的原因。除了諧波失真外，還有互調(diào)失真，交叉失真，削波失真，瞬態(tài)失真，相位失真等，由於篇幅關(guān)系暫免敍述。總之，諸多失真是影響功放品質(zhì)的罪魁禍?zhǔn)?。考核功效的?yōu)劣，首先要看它的失真度。 輸出功率，功率問題最令初哥們迷惑，其各廠家標(biāo)識也很混亂，下面逐一講解： A、額定輸出功率，稱為（RMS），指放大器輸出的音頻

12、信號在總諧波失真范圍內(nèi)，所能輸出的最大功率，是最常見的，也是比較實在的標(biāo)注。 B、削波功率，指放大器輸出正弦波信號剛剛開始削波時的功率，它比額定功率要大1.6-2倍。 C、音樂輸出功率，指輸出失真不超過規(guī)定值的條件下,功率放大器對音樂信號瞬間最大輸出功率。簡稱（MPO）。 D、峰值輸出功率：功放所能輸出的最大音樂功率稱為峰值輸出功率，簡稱（PMPO），它不考慮失真，通常為（RMS）功率的8倍左右，它的出現(xiàn)是廠家出於商業(yè)目的，并無實際意義。早期雙卡答錄機(jī)大都用此功率來標(biāo)注。那麼（RMS,8歐）又是什麼意思呢？是指8歐情況下可輸出額定100W功率，如在4歐情況下，還可增加1.5-2倍的輸出功率（這

13、要看機(jī)器內(nèi)部變壓器的容量和用管數(shù)量了）高檔功放甚至可以工作在2歐，主要是功放內(nèi)部用料的功率富裕量因素決定的。一般甲乙類功放最低只能工作在4歐以上。通常功放標(biāo)注以（RMS）具多，用它來選配音箱與之配合是比較妥當(dāng)?shù)?。如何來驗證功放的（RMS）功率呢，業(yè)余情況下有二種簡便的方法：用功放輸出電壓有效值的平方與負(fù)載的比值來表示，即P=V2/R，P為有效功率，V為功率輸出端交流電壓，R音箱標(biāo)稱阻抗。如測得交流擺幅為20V，音箱阻抗為8歐20×20÷850W，音箱4歐時=100W，所得結(jié)果為近似值。直觀估算法：一般甲乙類功放，如采用300VA電源變壓器，按效率70%計，即300×

14、;0.7=210W÷2105W（每聲道）也就是這臺功放輸出功率最大不會超過2×105W，反過來計算，如果2×100W的功放，按要求那麼它所采用電源變壓器的容量一定不會小於300VA。TW-2008完全符合這一要求,還留有不少的余量。一些進(jìn)口AV功放，5-7個聲道、每聲道總標(biāo)百余W，總功率上千W，但電源變壓器就那麼大，天曉得他們是用什麼功率標(biāo)準(zhǔn)算出來的，日系A(chǔ)V最明顯，總以6 歐來唬人，真正按8歐算出來有實足的100W（每聲道就不錯了）用過AV功放的人都知道，大動態(tài)時往往顯得腳軟。故我常推薦購AV功放，最好選擇中檔以上，否則形同雞肋。 信噪比：數(shù)值越大越好，一般用（

15、S/N）表示，用信號功率Ps與雜訊功率Pn的比值的分貝數(shù)表示，S/N=10lgPs/Pn=20lgVs/Vn（db）（公式不好打，只好改為左視）式中Vs、Vn分別為信號電壓與雜訊電壓。信噪比與輸入信號電平的增加，信噪比也逐漸加大，但當(dāng)輸入信號電平達(dá)到某一數(shù)值后，信噪比基本保持不變，按目前高保真要求。信噪比應(yīng)達(dá)95dB以上為好，進(jìn)口高檔機(jī)往往可達(dá)110-124dB，其性能可想而知了。再說計權(quán)問題，有的信噪比后面有A計權(quán)字樣，A計權(quán)是指將雜訊信號通過（附圖）所示計取曲張加權(quán)網(wǎng)路后測得的結(jié)果，由於人們對於高、低頻段的雜訊相對來說不太靈敏，所以出現(xiàn)了（附圖）所示形狀的曲線，計權(quán)雜訊更加直觀地代表人們實

16、際感受到的雜訊信號狀況（圖打不出來，請見諒）?？傊?，信噪比越大，表明混在信號裏的雜訊越小，放音質(zhì)量越好，便重放音樂清晰，乾凈而有層次。 頻率回應(yīng)，早期俗稱功率帶寬，指諧波失真不超過規(guī)定值時，功放的1/2額定功率頻帶寬度，即有高低端下跌一半（3dB）的兩個頻率點(diǎn)之間所包括的頻帶，稱之為功率帶寬，它很有實用價格。如日本安橋AV功放早期頻響為2030KHz（±0.5dB）現(xiàn)采用（WRAT）寬頻技術(shù)后，頻響達(dá)50 100KHz（13dB）。高級進(jìn)口功放，低頻可從0Hz開始（直流化），因為功放在滿額定功率工作是很少見的，如果放大器工作正常，頻率回應(yīng)一定非常好，幾乎是一條直線，通?？蛇h(yuǎn)遠(yuǎn)超出可聽

17、音范圍（2020KHz）。TW2008x功放頻響達(dá)到（3156KHz3dB）確實是不錯指標(biāo)了。幾乎可以完美再現(xiàn)各種音樂的細(xì)節(jié)，實屬國產(chǎn)之精品。阻尼系數(shù)，（主要是對低頻而言，是直接影響低音音質(zhì)的極重要的技術(shù)參數(shù)），敢標(biāo)這個技術(shù)指標(biāo)，說明該功放設(shè)計達(dá)到了一定的水準(zhǔn)，一般功放不給出這個指標(biāo)，眾所周知，喇叭的口徑越大，低音相對就越好，但音盆越大其運(yùn)動慣性也隨之加大,此慣性使它很難與音頻信號同步運(yùn)動，往往表現(xiàn)出的聲音混濁不清，尤其在低頻歐100-400Hz，容易造成聲染色，使人聽起來模糊不清，很不自然。為什麼有些燒友家中的音箱中喇叭，低頻信號強(qiáng)時顫振不止，低音老感覺不乾凈，這就是音盆慣性所引起的。音響工

18、程師們注意到這一點(diǎn),對功放采取一些技術(shù)措施，如選擇多管并聯(lián)，低內(nèi)阻（毫歐級）大功率管，提高±工作電壓，選擇優(yōu)質(zhì)線材等，極力提高阻尼系數(shù)，使它能夠針對喇叭慣性運(yùn)動，產(chǎn)生“電阻尼”作用，使音盆的運(yùn)動與音頻信號同步運(yùn)動，盡可能使音盆在驅(qū)動信號結(jié)束后很快恢復(fù)到零位（即中心位置），這種阻止效果就是阻尼系數(shù)(D來量)，D=Rs/Ri，Rs=喇叭音卷阻抗，Ri=功放輸出內(nèi)阻，D越大，音盆與信號同步效果就越好，低音就越純越乾凈，重放效果就越好。早期功放阻尼系數(shù)要求10-50，現(xiàn)在的功放可以做幾百甚至上千。TW-2008能做到280也確實不易了。轉(zhuǎn)換速率：功放的轉(zhuǎn)換速率（Siew rate），它極大地

19、影響著高音重放品質(zhì)與性能（一般廠家不給出此項指標(biāo)）轉(zhuǎn)換速率越快，高音音質(zhì)就越佳。越能準(zhǔn)確地捕捉到稍縱即逝的高頻資訊，（選用運(yùn)放的燒友都知道，盡量選用寬頻響，高速率型的，如AD847轉(zhuǎn)換速率達(dá)300V/us.就是考慮轉(zhuǎn)換速率問題）。高檔功放可做到十幾至幾十V/us，低中檔功放都根本不敢標(biāo)出，這種轉(zhuǎn)換速率的數(shù)值高低，與設(shè)計，用料有密切關(guān)系，但也不宜太高，太高會產(chǎn)生人耳聽不見的超音信號，指20KHz以上，不但對改善音質(zhì)無作用，反而容易燒壞高音喇叭，不過正規(guī)廠家設(shè)計時都會考慮這個問題，高級功放往往會采取可調(diào)轉(zhuǎn)換速率技術(shù)。一般控制在12V/ms左右為佳。一句話，較高的轉(zhuǎn)換速率，可以保證較優(yōu)秀的高 頻重放

20、特徵。自從愛迪生在1877年發(fā)明留聲機(jī)至今已有120多年了，由當(dāng)年機(jī)械式錄音/重播系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的高科技數(shù)碼系統(tǒng)，其中的進(jìn)步可謂翻天覆地。不過在這120多年中的音響技術(shù)發(fā)展卻是很不平均的，在發(fā)明留聲機(jī)后的大約60至80年中，音響技術(shù)的發(fā)展是相當(dāng)緩慢的不過也取得了一定的成果，例如錄放音以電動方式取代了機(jī)械方式，開始采用多極真空管等等。     使音響技術(shù)得以快速發(fā)展是在927年，美國貝爾實驗室公布了劃時代的負(fù)反饋（負(fù)回輸，NFB）技術(shù)，聲頻放大器從此開始步入了一個新紀(jì)元。所謂高保真（HighFidelity）放大器，其鼻祖應(yīng)該是追溯至1947年發(fā)表的威廉遜

21、放大器，當(dāng)時Willianson先生在一篇設(shè)計HiFi放大器的文章中介紹了一種成功運(yùn)用負(fù)回輸技術(shù)，使失真降至0.5%的膽機(jī)線路，音色之靚在當(dāng)時堪稱前無古人，迅即風(fēng)靡全世界，成為了HiFi史上一個重要的里程碑。在威廉遜放大器面世后4年，即1951年，美國Audio雜志又發(fā)表了一篇“超線性放大器”的文章。第二年6月，又發(fā)表了一篇將威廉遜放大器超線性放大器相結(jié)合的線路設(shè)計。由於超線性設(shè)計將非線性失真大幅度降低，許多人硌起仿效，再次形成了一個熱潮。超線性設(shè)計的影響時至今日21世紀(jì)仍然存在，可以說威廉遜放大器和超線性放大器標(biāo)志著負(fù)回輸技術(shù)在音響技術(shù)中的成熟。從那時候開始，放大器的設(shè)計和種類可謂百花爭艷。

22、技術(shù)的進(jìn)步是前70年所望鹿莫及的。     放大器的的規(guī)格是衡量其性能的一個重要指標(biāo)，當(dāng)然另一個重要指標(biāo)是以耳朵收貨。常聽發(fā)燒友說音響器材的規(guī)格沒多大意義，許多測試數(shù)據(jù)優(yōu)良的放大器其聲音卻慘不忍聽。這話只說對了一半，首先這優(yōu)良的數(shù)據(jù)一般是在產(chǎn)品開發(fā)階段測試原型機(jī)時得出的。在大量生產(chǎn)階段一般來說其性能都會打一定的折扣，視乎器材的檔次而定。其次的就是目前的科技雖然使放大器性能獲得很大改善，但要對2020KHz的聲頻信號作出人耳無法察覺失真的放大，是一件極不容易的事，況且一般放大器的所謂性能規(guī)格只是給出寥寥幾項數(shù)據(jù)，其中大多數(shù)只是在某些物定條件下測量的。根本不

23、足以反映放大器的基本性能。     用以評定放大器的技術(shù)規(guī)格的方法分為動態(tài)和靜態(tài)兩種，靜態(tài)規(guī)格是指以穩(wěn)態(tài)下弦波進(jìn)行測量所得的指標(biāo)。這實際上是屬於古典自動控制理論（ClassicalControlTheory）中的頻率分析法。在二十世紀(jì)二三十的代便已開始使用。測試項目包括有頻率響應(yīng)，諧波失真，信噪比，互調(diào)失真及阻尼系數(shù)等。動態(tài)規(guī)格是指用較復(fù)雜的信號例如方波，窄脈沖等所測量得的指標(biāo)，包括有相位失真，瞬態(tài)響應(yīng)及瞬態(tài)互調(diào)失真等。動態(tài)測試實際上也類似工業(yè)自動控制系統(tǒng)中常見的瞬態(tài)響應(yīng)測試，只不過工業(yè)測試常用的是階躍信號（StepSignal）而音響測試則用縮短了的階

24、躍信號方波。要大體上反映出放大器的品質(zhì)，必須綜合考慮動態(tài)測試和數(shù)據(jù)。至於人耳試聽方面由於含有較多主觀因素，在此不打算詳加討論。由於大部份廠商對其產(chǎn)品一般都只是給出少數(shù)參數(shù)應(yīng)付了事，故此筆者希望藉此機(jī)會對一些較重要的音響器材規(guī)格作一番介紹，方便新進(jìn)發(fā)燒友及一些非工程技術(shù)人仕對音響技術(shù)有更深入的領(lǐng)會。     頻率響應(yīng)     在眾多技術(shù)指標(biāo)中，頻率響應(yīng)是最為人們所熟悉的一種規(guī)格。一部分放大器而言。理論上只需要做到20至2萬周頻率響應(yīng)平直就已足夠，但是真正的樂音中含有的泛音（諧波）是有可能超越這個范圍的，加上為了改善瞬

25、態(tài)反應(yīng)的表現(xiàn)，所以對放大器要求有更高的頻應(yīng)范圍，例如從10Hz100kHz等。習(xí)慣上對頻率響應(yīng)范圍的規(guī)定是：當(dāng)輸出電平在某個低頻點(diǎn)下降了3分貝，則該點(diǎn)為下限步率，同樣在某個高頻點(diǎn)處下降了3分貝，則定為上限頻率。這個數(shù)分貝點(diǎn)有另外一個名稱，叫做半功率點(diǎn)（HalfPowerPoint）。因為當(dāng)功率下降了一半時，電平恰好下降了解情況分貝。有一點(diǎn)必須指出的是半功率點(diǎn)對某些電子設(shè)備及自動控制系統(tǒng)雖有一定的意義，但對音響器材就未必合適，因為人耳對聲音的解析度可達(dá)到0.1分貝。所以有一些高級器材標(biāo)稱20至20K達(dá)到正負(fù)0.1分貝，這實際上經(jīng)起標(biāo)稱10至50K+3DB規(guī)格有可能更高。順帶一提的是，頻應(yīng)曲線圖實

26、際上是有兩幅的，在控制工程中“波特圖”（BodePlot）。其中的幅頻曲線圖就是我們常見的頻率響應(yīng)圖，另一幅叫做相頻曲線圖，是用來表示不同頻率在經(jīng)過了放大器后所產(chǎn)生的相位失真（相位畸變）程度的。相位失真是指訊號由放大器輸入端至輸出端所產(chǎn)生的時間差（相位差）。這個時間差自然是越小越好，否則會影響負(fù)回輸線路的工作。除此之外相位失真也和瞬態(tài)響應(yīng)有關(guān)，尢其是和近年來日益受到重視的瞬態(tài)到調(diào)失真有著密的關(guān)系。對於HiFi放大器而言，相位失真起碼要在2020KHz+-5%范圍之內(nèi)。     諧波失真     任何一個自然物理系統(tǒng)

27、在受到外界的擾動后大都會出現(xiàn)一個呈衰減的周期性振動。舉例來說，一根半米長兩端因定的弦線在中間受到彈撥的話，會產(chǎn)生一個1米波長的振動波，稱為基波（Fundemental），弦線除了沿中心點(diǎn)作大幅度擺動外，線的本身也人作出許多肉眼很難察覺的細(xì)小振動，其頻率一般都是比基波高，而且不止一個頻率。其大小種類由弦線的物理特性決定。在物理學(xué)上這些振動波被稱為諧波（Harmonics）。為了方便區(qū)別，由樂器所產(chǎn)生的諧和波常被為泛音（Overtone）。諧波除了由訊號源產(chǎn)生外，在振動波傳播的時候如果遇上障礙物而產(chǎn)生反射，繞射和折射時同樣是會產(chǎn)生諧波的。     無論是基波

28、或諧波本身都是“純正”的正弦波（注：正弦波是周期性函數(shù)，由正半周和負(fù)半周組成，但決不能將其負(fù)半周稱為負(fù)弦波！）但它們合成在一起時卻會產(chǎn)生出許多廳形怪狀的波形。圖三：便是一個基波加一個二次諧波（頻率高一倍，幅度小一半）所合成的一個波形。大家所熟悉的方波就是由一個正弦波基波加上大量的廳次（單數(shù)）諧波所組成，這也解釋了為什么方波常常被用作測試訊號的原因。     放大器的線路充滿著各種各樣電子零件，接線和焊點(diǎn)，這些東西可多或少都會降低放大器的線性表現(xiàn)，當(dāng)音樂訊號通過放大器時，非線性特性會使音樂訊號產(chǎn)生一定程度的扭曲變形，根據(jù)前述理論這相當(dāng)於在訊號中加入了一些諧

29、波，所以這種訊號變形的失真被為諧波失真。這就不難明白為什么諧波失真常用百分比來表示。百分比小即表示放大器所產(chǎn)生的諧波少，也就是說訊號波形被扭曲的程度低。由不同的物理系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波其成份也不相同。但都有一個共通點(diǎn)，那就是諧波的頻率越高，其幅度越小。所以對音頻放大器而言，使聲音出現(xiàn)明顯可聞失真的是頻率最接近基波的二至三個諧波失真分量.     廠商在標(biāo)定產(chǎn)品的諧波失真時，通常只給出一項數(shù)據(jù)，例如0.1%等?？墒怯煞糯笃魉a(chǎn)生的諧波卻并不是一項常數(shù)，而是一項與信號頻率和輸出功率有關(guān)的函數(shù)。圖四表示出兩臺典型晶體管雙聲道放大器的諧波失真與訊號頻率的關(guān)系曲線。圖

30、五則是一部輸出為100W的晶體管放大器諧波失真與輸出功率的關(guān)系曲線。由圖中可見，當(dāng)輸出功率接近最大值時，諧波失真急劇增加。因為晶體管在接近過載（Overload）的情況下會發(fā)生削波現(xiàn)象。將一個訊號的頂部齊平削去一塊明顯地是一種嚴(yán)重的波形畸變。諧波失真自然會大幅度增加。     諧波失真并非完全一無是處，膽機(jī)的聲音之所以柔美動聽，原因之一是膽機(jī)主要產(chǎn)生偶次諧波失真。即頻率是基波頻率2468倍的諧波。因為諧波電平和頻率成反比，所以2次諧波幅度大，影響也大，其余的由於幅度小，所以影響也大，其余的由於幅度小，所以影響輕微，雖然二次諧波技術(shù)上講是失真，但由於其頻率

31、是基波的一倍，剛好是一個倍頻程，也就是說右以和基波組成音樂上的純八度。我們知道純八度是最和諧，動聽的和聲。所以膽機(jī)聲音甜美，音樂感豐富也就不難理解。在40年代時，有許多較“小型”的收音機(jī)故意加入相當(dāng)程度的二次諧波失真。目的是制造“重低音”去取悅消費(fèi)者。聲音右能會很過癮，但是和高保真的要求卻是完全背道而馳。     訊號噪聲比     訊號噪聲比（SignalNoiseRatio）簡稱訊噪比或信噪比，是指有用訊號功率與無用的噪聲功率之比。通常貝計量，因為功率是電流和電壓的函數(shù)，所以訊噪比也可以用電壓值來計算，即訊號電

32、平與噪聲電平之比值，只是計算公式稍有不同。以功北率計算訊噪比：S/N=10log以電壓計算訊噪比：S/N=10log由于訊噪比和功率或者是電壓成對數(shù)關(guān)系，要提高訊噪比的話便要大幅度地提高輸出值和噪聲值之比，舉例來說，當(dāng)訊噪比為100dB時，輸出電壓是噪聲電壓的一萬倍，以電子線路來說，這并不是一件容易的事。     一臺放大器如有高的訊噪比意味著背景寧靜，由于噪聲電平低，很多被噪聲掩蓋著的弱音細(xì)節(jié)會顯現(xiàn)出來，使浮音增加，空氣感加強(qiáng)，動態(tài)范圍增大。衡量放大器的訊噪比是好或者是壞沒有嚴(yán)格的判別數(shù)據(jù)，一般來說以大約85dB以上為佳，低于此值則有可能在某些大音量聆

33、聽情況下，在音樂間隙中聽到明顯的噪音。除了訊噪比外，衡量放大器噪音大小也可以用噪聲電平這個概念，這實際上也是一個用電壓來計算的訊噪比數(shù)值，只不過分母是一個固定的數(shù)：0.775V，而分子則是噪聲電壓，所以噪聲電平和訊噪比的分別是：前者一個絕對值，后者則一個相對數(shù)。     在許多產(chǎn)品說明書中的規(guī)格表數(shù)據(jù)后面，常常會有一個A字，意思是A-weight,即A計權(quán)，計權(quán)的意思是指將某個數(shù)值按一定規(guī)則權(quán)衡輕重地修改過，由于人耳對中頻特別敏感，所以如果一臺放大器的中頻段訊噪比足夠大的話，那么即使訊噪聲比在低頻和高頻段稍低，人耳也不易察覺?？梢娙绻捎昧擞嫏?quán)方式測量訊

34、噪比的話，其數(shù)值一定會比不采用計權(quán)方式為高。以A計權(quán)來說，其數(shù)值會較不計權(quán)高約會分貝。     互調(diào)失真     顧名思義，互調(diào)失真（IntermodulationDistortion）是指由於訊號互相調(diào)制所引起的失真，調(diào)制一詞本來是指一種在通訊技術(shù)中，用以提高訊號傳送效率的技術(shù)。由於含有聲音、圖像，文字等的原始訊號“加進(jìn)”高頻訊號里面，然后同志將這個合成訊號發(fā)送出去。這種將高低頻相“加”的過程和方式稱為調(diào)制技術(shù)，所合成的訊號稱為調(diào)制訊號。調(diào)制訊號除保留高頻訊號的主要特征外，還包含有低頻訊號的所有信息。產(chǎn)生互調(diào)失真

35、的過程實質(zhì)上也是一種調(diào)制過程，由於一個電子線路或一臺放大器不可能做到完全理想的線性度，當(dāng)不同頻率的訊號同時進(jìn)入放大器被放大時，在非線性作用下，每個不同頻率的訊號就會自動相加和相減，產(chǎn)生出兩個在原訊號中沒有的額外訊號，原訊號如有三個不同頻率，額外訊號便會有6個，當(dāng)原訊號為N個時，輸出訊號便會有N（N-1）個。可以想像的是，當(dāng)輸入訊號是復(fù)雜的多頻率訊號，例如管弦樂時，由互調(diào)失真所產(chǎn)生的額外訊號數(shù)量是多么的驚人！     由於互調(diào)失真訊號全部都是音樂頻率的和興差訊號，和自然聲音完全同，所以人耳對此是相敏感的，不幸的是，在許多放大器中，互調(diào)失真往往大於諧波失真，

36、部份原因是因為諧波失真一般比較容易對付。     雖然互調(diào)失真和諧波失真同樣是由放大器的非線性引起，兩者在數(shù)學(xué)觀點(diǎn)上看同樣是在正浞導(dǎo)號中加入一些額外的頻率成份，但它們實際上是不盡相同的，簡單的說，諧波失真是對原訊號波形的扭曲，即使是單一頻率訊號通過放大線路也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象，而互調(diào)失真卻是不同頻率之間的互相干擾和影響，測量互調(diào)失真遠(yuǎn)比測量諧波失真復(fù)雜，而且至今尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。瞬態(tài)互調(diào)失真    瞬態(tài)互調(diào)失真（TransientIntermodulationDistortion），得稱TIM失真。是什么時候被發(fā)現(xiàn)的筆

37、者搞不清楚，但是TIM測量方法則遲至70年代才公開發(fā)表。由於瞬態(tài)互調(diào)失真與負(fù)回輸密切相關(guān)，所以在討論瞬態(tài)互調(diào)失真時就需要先從負(fù)回輸說起。負(fù)回輸（NegativeFeedback）是一種廣泛應(yīng)用於各類工程技術(shù)領(lǐng)域，簡音而實用的控制技術(shù)，負(fù)回輸本來是屬於控制技術(shù)中的閉環(huán)控制（CloseLoopControl）系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，但因為應(yīng)用廣泛，所以常常被用作閉環(huán)控制的代名詞。負(fù)回輸實際上是一種普遍存在於人們?nèi)粘Ｉ钪械淖匀灰?guī)律，舉例來說，當(dāng)我們駕駛汽車的時候，如果發(fā)現(xiàn)汽車偏離得駛路線，我們就會向相反方向扭動方向盤，使汽車駛回正確路線。在這里我們的眼睛就是充當(dāng)負(fù)回輸通道的作用，負(fù)責(zé)把輸出值（汽車得駛方向

38、）回饋給挖掘器（大腦），然后控制器將輸出值和設(shè)定值（正確方向）互相比較（相減），然后根據(jù)比較后的誤差，發(fā)出修正訊號（扭方向盤）去糾正由此可見，負(fù)回輸?shù)淖饔檬菍⑤敵鲋档瓜啵ㄗ優(yōu)樨?fù)數(shù)），隨后將之回饋至輸入端，和設(shè)定值相減，得出誤差訊號，然后控制器就會根據(jù)誤差大小作出修正。    在電子放大線路中，由於零件的對稱，溫度的變化，噪音的干擾以及其他種種原因，使讀號的被放大的同時，無可避免地被加入各種各樣的失真，而負(fù)回輸則能有效地降低這些失真。舉一個簡單的例子來說，如放大器在放大一個正弦波訊號時，加入了一個失真的方波訊號，這個正弦加方波的訊號會被負(fù)回輸線路反相，然后

39、加饋至輸入端，和原來的正弦波相減，使原來的訊號幅度變小之除還含有一個相反的方波，這個新的訊號在經(jīng)過放大器時同樣會被再次加入一個失真的方波訊號，由於訊號里面已有一個相反的方波，這樣正反方波便會互相抵消，使輸出訊號只含有正弦波，這就明顯地降低了失真。不過負(fù)回輸?shù)娜秉c(diǎn)也是很明顯的，因為負(fù)回輸令輸入訊號和回饋的輸出訊號相減，降低了訊號電平，如果要使輸出訊號相沽，降低了訊號電平，如果要使輸出訊號被放大到足夠的強(qiáng)度，放大器的放大率（增益）便要加大，所幸的是這并非難事，尢其是晶體管機(jī)。如果我們將負(fù)回輸量加大，使輸出訊號降低到和輸入訊號電平相同的程度，即完全沒有放大，這種放大器線路有一個特殊的名稱，叫緩沖放大

40、器（BufferAmplifier）。雖然訊號沒有被放大，但因為放大器一般都是輸入阻抗高，輸出阻抗低。所以緩沖放大器常被用作阻抗匹配之用。    既然負(fù)回輸能有效地降低失真，但為會么又會引起瞬態(tài)互調(diào)失真呢？原來問題出在時間上，其中又以晶體管機(jī)最為嚴(yán)重。和真空管相比，晶體管有堅因耐用，體積小，重量輕放大率高等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是工作特性不穩(wěn)定，易受溫度等因素影響而產(chǎn)生失真甚至失控。解決辦法之一是采用高達(dá)50至60dB左右的深度負(fù)回輸。反正晶體管的放大率很高，犧牲一些無所謂，由於采用了大深度的負(fù)回輸，大幅度減少了失真，所以晶體管機(jī)很容易獲得高超的技術(shù)規(guī)格。不過麻煩

41、也就因此而起，為了減少由深度負(fù)回佃所引起的高頻寄生振蕩，晶體管放大器一般要在前置推動級晶體管的基極和集電極之間加入一個小電容，使高頻段的相位稍為滯后，稱為滯后價或稱分補(bǔ)價，可是無論電容如何細(xì)小，總需要一定時間來充電，當(dāng)輸入訊號含有速度很高的瞬態(tài)脈沖時，小電容來不及充電，也就是說在這一剎那線路是處於沒有負(fù)回輸狀態(tài)。由於輸入訊號沒有和負(fù)回輸訊號相減，造成訊號過強(qiáng)，這些過強(qiáng)訊號會訟放大線路瞬時過載（Overload）。因為晶體管機(jī)負(fù)回輸量大，訊號過強(qiáng)程度更高，常常達(dá)到數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，結(jié)果使輸出訊號削波（Clipping）。這就是瞬態(tài)互調(diào)失真，因為在晶體管線路最多出現(xiàn)，所以也被稱為“原子?！甭?。&#

42、160;順帶一提的是，這種負(fù)回輸時間延遲問題在工業(yè)控制系統(tǒng)中也常常遇到，稱為純延遲（DeadTime）問題，其起因絕大部份是因為感應(yīng)器（Sensor）安裝位置太遠(yuǎn)。例如在一個恒溫?zé)崴髦?，瘟度探測被安裝在遠(yuǎn)離發(fā)熱順的位置，結(jié)果是當(dāng)探測器感應(yīng)到水溫足夠時，在發(fā)熱器附近的水溫早就已經(jīng)過熱了。這樣的控制結(jié)果必然是水溫在過熱和過冷之間大幅擺動，稱為控制超調(diào)（Overshoot）或系統(tǒng)振蕩。純延遲至今仍然是困擾自動控制技術(shù)的一大難題，有關(guān)解決方法的論文由五十年代至今少說也有上千篇，但始終找不到一個簡單而行之有效的辦法。    雖然負(fù)回輸出現(xiàn)時間延遲不好對付，但要解

43、決也不是沒有辦法，我們可以干脆讓它出現(xiàn)，或即使其出現(xiàn)也不至於造成太大的破壞，方法有多種，例如只用小量大環(huán)路負(fù)回輸，這樣即命名出現(xiàn)負(fù)回輸時間延遲，輸入訊號也不至於過強(qiáng)。所減少的負(fù)回輸量則由只跨越1個放大級的局部負(fù)回輸代替，局部負(fù)回輸路徑短，時間快，不易誘發(fā)瞬態(tài)互調(diào)失真。真空管工作穩(wěn)定，不一定要用大深度負(fù)回輸抑制失真，況且其失真多數(shù)是人耳愛聽的偶次諧波失真所以膽機(jī)沒有一般所謂的“原子粒”聲。至於其他用於線路設(shè)計上防范瞬態(tài)互調(diào)失真的方法，因涉及較多枯燥的理論，這里就不一一介紹了。    除了在線路設(shè)計上防范瞬態(tài)互調(diào)失真外，發(fā)燒友還可以采取另一項措施去減少瞬態(tài)互

44、調(diào)失真，那就是盡量利用各種屏蔽和濾波措施去減少各種高頻干擾訊號進(jìn)入放大器，雖然這些訊號有許多是屬於人耳聽不見的射頻干擾，但因為其頻率很高，極易誘發(fā)瞬態(tài)互調(diào)失真，令輸入級過載，使音樂訊號得不到正常的放大。    轉(zhuǎn)換速率    瞬態(tài)互調(diào)失真除了由放大器大環(huán)路負(fù)回輸?shù)臅r間延遲引發(fā)外，放大器速度不夠快也是一個重要的原因，如果放大器的速度夠快的話即使在同樣負(fù)回輸條件下，瞬態(tài)互調(diào)失真度也可以降低。放大器的速度是一個通俗的形容，正確的說法應(yīng)該是指放大器的瞬態(tài)響應(yīng)能力（TransientResponse）。在控制理論中，瞬態(tài)響應(yīng)

45、和頻率響應(yīng)是衡量系統(tǒng)性能的兩大方法。它們的優(yōu)點(diǎn)是不需經(jīng)詳細(xì)了解整個系統(tǒng)的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)系統(tǒng)對特定輸入訊號的響應(yīng)曲線介可估算出系統(tǒng)對特定輸入訊號的響應(yīng)曲線便可估算出系統(tǒng)的特性，從而作出補(bǔ)償或改善。但相反來說，如果我們知道某個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，也可以不經(jīng)測試就估算出該系統(tǒng)的響應(yīng)模式。    對于精確度要求不高的系統(tǒng)，我們可以選擇性地采取瞬態(tài)響應(yīng)法或頻率響應(yīng)法去評估系統(tǒng)性能，而對于要求高的系統(tǒng)，兩者都必須加以考慮。作瞬態(tài)應(yīng)測試時常用的訊號是單位階躍函數(shù)（StepSignal）和單位脈沖函數(shù)（Impulse）。為方便起見，放大器測試多用前者的特殊形式：方

46、波/。一個較為理想的方波含有一個速度極高的電壓上升沿和降沿，用來測試放大器的瞬態(tài)響是非常合適的。    衡量放大器的響應(yīng)速度一般是用電壓轉(zhuǎn)換速率（SlewRate，臺灣稱“回轉(zhuǎn)率”）。其定義是在1微秒時間里電壓升高幅度，如果以方波測量的話則是電壓由波谷升至波峰所需時間，單位是V/us，數(shù)值愈大表示瞬態(tài)響應(yīng)度越了，高性能放大器的轉(zhuǎn)換速率一般都可以做到25V/us以上。    提高瞬態(tài)響應(yīng)度最簡單接的辦法是選用高頻特性好的零件。也可以用適當(dāng)?shù)沫h(huán)路負(fù)回輸來改善，這似乎是一個自相矛盾的做法，但事實不然，瞬態(tài)互調(diào)失真只是當(dāng)訊

47、號速度超過放大器的瞬態(tài)響應(yīng)能力范圍之外才會發(fā)生。   除了瞬態(tài)互調(diào)失真外，過快的訊號也會產(chǎn)生另一種失真現(xiàn)象，叫做鈴振（Ringing），兩者的本質(zhì)相同。當(dāng)輸入訊號速度快而幅度小時，首先出現(xiàn)的是鈴振現(xiàn)象，只有當(dāng)這個訊號的速度快至某個程度時才會出現(xiàn)瞬態(tài)互調(diào)失真，然而當(dāng)訊號速度快兼幅度大時，鈴振沒有發(fā)生便已進(jìn)入瞬態(tài)互調(diào)失真狀態(tài)。最容易引發(fā)鈴振現(xiàn)象的訊號就是各種各樣的速度快但幅度小的高頻干擾噪音，這就是為什么音響設(shè)備要有完善的抗干擾措施的原因之一。    界面互調(diào)失真（InterfaceIntermodulationDistorti

48、on）    界面互調(diào)失真算是一個較新和較少人提及的放大器規(guī)格。和下面將要提及的阻尼系數(shù)一樣，除了和放大器線路有關(guān)外，和揚(yáng)聲器也有很大關(guān)系。所以在介紹這兩項規(guī)格前，先簡單地說一說揚(yáng)聲器有關(guān)這方面的特性。    目前的音響揚(yáng)器絕大部分都是采用電動式原理的動圈式喇叭，其結(jié)構(gòu)包括一個用作產(chǎn)生磁場的永久磁鐵及一人音圈。從構(gòu)造上來說動圈式揚(yáng)聲器屬於一種特殊形式的直流馬達(dá)，因為音圈只需要來回運(yùn)動而不是旋轉(zhuǎn)，所以不需使用直流馬達(dá)上常見的炭刷和換向器（俗稱“銅頭”）    無論是交流馬達(dá)或是

49、直流馬達(dá)，都是具有可逆性的，即在某種條件下可當(dāng)作發(fā)電機(jī)來使用。直流馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上和直流發(fā)電機(jī)沒有差別，尤其是永久磁錢式直流馬達(dá)，只要能夠使它的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，就可在其接線端上產(chǎn)生出一定的電壓。對動圈式揚(yáng)聲器來說，只要我們用手按壓振膜，就一定會在接線端上產(chǎn)生電壓，大小則視乎按壓的速度和幅度而定。    由于損耗和非線性化的影響，揚(yáng)聲器不可能對由放大器輸出的全部電能加以利用而會有剩余電能產(chǎn)生，另外由于振膜的機(jī)械慣性原因，在音圈中也會產(chǎn)生多余電能。由前者所產(chǎn)生的問題穩(wěn)為界面互調(diào)失真，而后者則會使揚(yáng)聲器的低頻控制力變差。    界

50、面互調(diào)失真和揚(yáng)聲器內(nèi)阻及負(fù)回輸線路有關(guān)。當(dāng)放大器輸出的電能無法全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能量時，多余的電能就必定會在揚(yáng)聲器線圈中產(chǎn)生出額外的反電勢（Backemf），這個反電勢會由喇叭線回饋至放大器的輸出端，然后依放大器內(nèi)阻的大小形成一個電壓，這個電壓會被負(fù)回輸線路反饋至輸入端，和輸入訊號打成一片。使中低頻聲音混濁，分析力和層次感大減。    要降低界面互調(diào)失真，關(guān)鍵之處是要降低負(fù)回輸量和放大器內(nèi)阻（即提高阻尼系數(shù)）。有許多Hi-End晶體管放大器正是采用這種原則進(jìn)行設(shè)計的。除此以外，雙線接駁也是另類改善途徑，因為分開的高低音線路使低頻端的反電勢不會對高頻訊號產(chǎn)生影響，從而改善音質(zhì)。    阻尼系數(shù)（DampingFactor）    阻尼系數(shù)的揚(yáng)聲器阻抗和放大器輸出阻譏之間的比例。顧名思義，阻系數(shù)是表示對某一個過程中進(jìn)行變化的物理量加以抑