從放大電路到有源音箱

1、從放大電路到有源音箱作為放大電路最典型的應(yīng)用，音箱，特別是有源音箱。已經(jīng)成為一個必備用品，對于它的分析不僅能幫助我們更好的理解放大電路的，而且也可以幫助我們用放大電路的知識去識別一個音箱的好壞！音箱的結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)音箱主要具備分頻單元和揚聲器單元，而我們普遍使用的有源音箱還應(yīng)該包括電源(變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓)、運算放大(音調(diào)控制)和功率放大等單元。下面我們分別來看一下各個部分！w 電源單元作用是為“有源音箱”其他單元的正常工作提供穩(wěn)定、充足的電量。主要是由變壓，整流，濾波和穩(wěn)壓四部分構(gòu)成，書上的19章直流穩(wěn)壓電源很好的講了這一部分的原理，變壓器是一個電感器件，負(fù)責(zé)將220伏特的交流電(市電)轉(zhuǎn)換為

2、幾伏特幾十伏特的低壓交流電。變壓器的功率大小直接影響著有源音箱的功率輸出。某些雜牌音箱由于變壓器功率不足，造成的變壓器發(fā)燙、燒毀等現(xiàn)象。以220V/12V 1A的變壓器來說，其功率約等于12W。當(dāng)廠商將其用在最大實際輸出功率為24W的功放電路上時，無疑燒毀的可能性是非常大的。整流，是使低壓交流電轉(zhuǎn)換為較為平滑的直流電。在有源音箱中，由于對直流電質(zhì)量的要求非常高，因此這里采用的是全波整流方式，在多種情況下，由4支二極管組成即我們常見的單項橋式（如右圖）。通過整流之后直流電還不足夠平滑，因此，還需要采用濾波電路對其進行進一步的處理，使之交流脈動成分更少。濾波電路通過由大容量的電解電容構(gòu)架而成，比較

3、好的應(yīng)該是采用pi型RC濾波電路以保證輸出電流的脈動很小！通常C容量越大效果越好。音箱的電源電路主要是給后面的放大電路供電的，所以其設(shè)計和用料都十分重要，否則最終的音效一定會受到影響。我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)一些音箱，在沒有音頻輸出的時候會“嗡嗡”地響，這就是因為電源部分交流分量沒有濾波干凈造成的。但是經(jīng)過整流和濾波后的電壓往往會隨交流電源電壓的波動和負(fù)載的變化而變化（正如大家知道的，市電也不是十分穩(wěn)定的，只不過在220左右波動而已），所以最后要用上穩(wěn)壓電路（如左圖），只有在穩(wěn)定的電壓之下，音箱中的其他電路部分才能良好地工作，所以一個好的音箱，這一部分一定不能被costdown。w 運算放大單元信號進入

4、音箱后，需要對它進行初級放大，三極管、場效應(yīng)管都能對信號進行放大，如果要獲得高放大率，可以將多個三極管或場效應(yīng)管進行組合，也可以直接用運算放大芯片來實現(xiàn)。后者集成度高、性能穩(wěn)定，目前大部分都是采用這種設(shè)計。在這個電路中，將會放置音量調(diào)節(jié)開關(guān)、高音、低音調(diào)節(jié)等，調(diào)節(jié)完的信號將被輸入到功放電路中進行放大，最后輸出到揚聲單元。因此“運放”集成塊的品質(zhì)，從很大程度上決定了有源音箱的個性與品質(zhì)。w 功率放大單元功率放大電路簡稱功放，其實就是將信號的功率放大，包括電壓和電流，使輸出的信號能夠推動揚聲單元。談到功率放大電路，就不得不談到失真問題，由于追求效率，可以采用乙類狀態(tài)放大，用互補對稱放大電路（如圖）

5、，但是由于晶體管的輸入曲線有一段死區(qū)電壓，當(dāng)輸入電壓尚小而不足以克服死區(qū)電壓是，晶體管基本截至，在這段區(qū)域內(nèi)輸出為0，即交越失真。為了避免它，可采用各種電路產(chǎn)生不大的偏流，使靜態(tài)工作點稍高于截至點，工作于甲乙段，但由于功率高低的不同，失真不可避免，使得音箱的除了不失真功率這個指標(biāo)之外，功放集成電路還有失真度這個指標(biāo)，失真率越低越好，越低表示保真度越高，輸出的音頻信號品質(zhì)越高。另外，由于功放集成電路在工作時將會產(chǎn)生大量的熱量，因此必須為它們裝上散熱片。通過散熱片的大小，我們也可初步判斷功放集成電路的功率大小。功率越大的功放集成電路，其散熱片理應(yīng)隨之更大，如果不是這樣，那么此音箱就有“偷工減料”之

6、嫌了。w 分頻單元通常情況下，電腦有源音箱采用的二分頻方式，即音頻信號的高頻成分和低頻成分，分別由高音揚聲器和低頻揚聲器來表現(xiàn)。這是由揚聲器的分工決定的，高頻揚聲器適合重放較高頻率的聲音成分，而低頻揚聲器則適合于重放低頻率的聲音成分。低檔的有源音箱中，往往只采用一個分頻電容來進行分頻，由于分頻電容具有“阻低通高”的特性，因此，高音揚聲器往往串聯(lián)著一個分頻電容。這樣，只有頻率較高的成分才能通過“分頻電容”到達高音揚聲器，這樣就實現(xiàn)了最簡單的二分頻。由于各盡所長，所以各個聲道的音質(zhì)將會非常突出。部分低檔的音箱也會將這個電路省略，以降低成本。w 揚聲器單元揚聲器單元可以說是極為重要的環(huán)節(jié)，因為這是發(fā)

7、聲元件，是歌唱家的“嗓子”，揚聲器的好壞，直接影響著有源音箱的音色和品質(zhì)。揚聲器由磁鋼、骨架、振膜(高音)、音圈、防磁罩、錐盆(低音)等幾部分組成。其中振膜錐盆決定了揚聲器的音色(暖冷、剛?cè)?。w 箱體是為了更好地還原音樂的低頻成分，特別是超重低音。因此，箱體所用的“材質(zhì)”將是有源音箱是否能夠完美真實地還原音樂低頻成分的關(guān)鍵部分。無論從哪個方面來說，木質(zhì)板材打造的箱體，其低頻還原效果是有目共睹的。普通低檔的塑料音箱箱體單薄，無法克服低頻區(qū)回放時的聲諧振現(xiàn)象，而且兩只箱體一致性差。還有就是，如果音箱適合的話，放在書架上被書夾著可以有效的減少低頻共振，提高音效！2.0和2.1所謂2.1音箱是當(dāng)時傳

8、統(tǒng)AVHIFI音箱設(shè)計師為了克服HIFI書架式音箱作AV功能使用的低音量感不足以及所衍生的氣勢問題這個固有缺陷而提出的一個理念。沒想到這一設(shè)計居然在多媒體音箱上得到了空前的普及，于是形成了這種墻內(nèi)開花墻外香的有趣景象。它的理論支持是利用聲學(xué)上300Hz下的低音指向性很差，80Hz下低音幾乎沒有指向性的原理，將源音中的低音部分分離出來，單獨使用一個低音音箱，即所謂“低音炮”來播放，而中高音仍然使用主音箱播放的設(shè)計。由于理論上這種設(shè)計最大限度的將放大電路部分和低音喇叭部分放到了X.1那個部分來收容，而那個部分通常被放在相對不顯眼的臺面之下，因此擺放在臺面上的衛(wèi)星音箱體積可以極大程度的縮小，而2.0

9、則是經(jīng)典的書架音箱設(shè)計，作為HIFI平民話的代表，其擁有更好的音樂欣賞效果! 音箱的指標(biāo)介紹功率它決定了音箱所能發(fā)出的最大聲強，宏觀上的感覺就是聲音的最大震撼力。音箱的功率主要由它功率放大器芯片的功率決定，此外還與電源變壓器的功率有關(guān)。失真度由于功放的原理造成，這一點直接影響音質(zhì)音色的還原程度的，所以這項指標(biāo)與音箱的品質(zhì)密切相關(guān)。這項常以百分?jǐn)?shù)表示，數(shù)值越小表示失真度越小。普通多媒體音箱的失真度以小于0.5%為宜，而通常低音炮的失真度都普遍較大，小于5%就可以接受了。信噪比是指音箱回放的正常聲音信號強度與噪聲信號強度的比值。個人感覺是和整流電路及穩(wěn)壓電路有關(guān)，信噪比低時，小信號輸入時噪音嚴(yán)重,

10、 在整個音域的聲音明顯變得混濁不清,嗚里嗚嘟不知發(fā)的什么音, 很影響音質(zhì)。信噪比低于80dB的音箱、低于70 dB的低音炮不建議購買頻率范圍與頻率響應(yīng)前者是指音箱最低有效回放頻率與最高有效回放頻率之間的范圍，單位赫茲(Hz); 后者是指將一個以恒電壓輸出的音頻信號與音箱系統(tǒng)相連接時，音箱產(chǎn)生的聲壓隨頻率的變化而發(fā)生增大或衰減、相位隨頻率而發(fā)生變化的現(xiàn)象，這種聲壓和相位與頻率的相關(guān)聯(lián)的變化關(guān)系稱為頻率響應(yīng)，單位分貝（dB）。這是考察音箱性能優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)，它與音箱的性能和價位有著直接的關(guān)系，其分貝值越小說明音箱的頻響曲線越平坦、失真越小、性能越高。防磁性。 由于顯示器對周圍磁場十分敏感，所以只要將音箱