功放的工作原理其實很簡單,就是將音源播放的各種聲音信號進行放大,以推動音箱發出聲音。從技術角度看,功放好比一臺電流的調制器,它將交流電轉變對直流電,然后受音源播放的聲音信號控制,將不同大小的電流,按照不同的頻率傳輸給音箱,這樣音箱就發同相應大小、相應頻率的聲音了。由于考慮功率、阻抗、失真、動態以及不同的使用范圍和控制調節功能,不同的功放在內部的信號處理、線路設計和生產工藝上也各不相同。按當前音響消費的需求,民用音響中的功放已基本定型為兩大類,即純音樂功放和家庭影院AV功放。
純音樂功放
純音樂功放在設計上強調最低的信號失真,忠實地表現出音樂的場面、細節和演奏、錄制的技巧以滿足人們對音樂的最佳欣賞要求,這就是人們常說的HI-FI(hi-fidelity,高保真)。在設計和生產上,純音樂功放的要求極為嚴格。純音樂功放品質的高低并不完全由它的技術指標所決定,不能簡單地看它標注的功率多少高,頻響多么寬,失真多么低,而應該特別注重其設計生產工藝和音樂的解晰力。比如技術指標并不太高的膽機就要比很多晶體管功放聲音好聽。
AV功放
一般來說包括功放部分和信號處理部分。其功放部分原理上與傳統功放沒有什么區別,只不過增加了幾個聲道,也就是將幾個功放結合在了一起;其信號控制處理部分涉及信號的音頻、視頻選擇、信號解碼處理、信號聲場處理以及收音、監聽等功能。
一般一臺高品質的AV功放首先應該在影視節目的信號處理上有較好的聲場還原,聲道隔離度要高,氣氛渲染也不能太夸張;其次在功放部分的音質表現上,尤其是主聲道的音質要求盡量接近較好的純音樂功放。
功放的分類
功放一般分為前級功放、后級功放與合并級功放
合并機就是把前級、后級集于一身的機器。前級是用來把信號作初步放大、調節音量的;而后級則是把前級來的信號作大量放大來推動揚聲器。
前級也分為有源及無源兩種。有源的前級是使用電源把信號放大,而無源的前級就只有調節音量的功效。老實講,現今成功的無源前級不多,因為音源與后級的內阻有很大分別,只靠一個音量開關把音源與后級連接起來,內阻的差別會使動態、細節、頻應盡失!有源的前級除了調節音量外,還可作初部廣大及降低音源及后級間內阻之別,即用作緩沖。
功放的工作方式
1、A類功放(又稱甲類功放)
A類功放輸出級中兩個(或兩組)晶體管永遠處于導電狀態,也就是說不管有無訊號輸入它們都保持傳導電流,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載。當無訊號時,兩個晶體管各流通等量的電流,因此在輸出中心點上沒有不平衡的電流或電壓,故無電流輸入揚聲器。當訊號趨向正極,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,于是流入揚聲器而且推動揚聲器發聲。
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,音色圓潤溫暖,高音透明開揚,這些優點足以補償它的缺點。A類功率功放發熱量驚人,為了有效處理散熱問題,A類功放必須采用大型散熱器。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無訊號輸入時,輸出晶體管不導電,所以不消耗功率。當有訊號時,每對輸出管各放大一半波形,彼此一開一關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重,所以交越失真令聲音變得粗糙。B類功放的效率平均約為75%,產生的熱量較A類機低,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。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,當訊號提高到某一電平時自動轉為B類工作模式以獲得較高的效率。普通機10瓦的AB類功放大約在5瓦以內用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,只在出現音樂瞬態強音時才轉為B類。這種設計可以獲得優良的音質并提高效率減少熱量,是一種頗為合乎邏輯的設計。有些AB類功放將偏流調得甚高,令其在更寬的功率范圍內以A類工作,使聲音接近純A類機,但產生的熱量亦相對增加。
4、D類功放(丁類功放)
這種設計亦稱為數碼功放。D類功放放大的晶體管一經開啟即直接將其負載與供電器連接,電流流通但晶體管無電壓,因此無功率消耗。當輸出晶體管關閉時,全部電源供應電壓即出現在晶體管上,但沒有電流,因此也不消耗功率,故理論上的效率為百分之百。D類功放放大的優點是效率最高,供電器可以縮小,幾乎不產生熱量,因此無需大型散熱器,機身體積與重量顯著減少,理論上失真低、線性佳。但這種功放工作復雜,增加的線路本身亦難免有偏差,所以真正成功的產品甚少,售價也不便宜。
有一些D類功放集成塊音色音質很好,不過它們現在還只應用在汽車音響中,一些有興趣的DIY高手把它們改制到了家用音響中。
許多英國制造的合并式功放雖然功率并不太大,但卻有一個非常充沛的供電器,配合簡單的訊號通道可以達成優異的聲音。有些產品的面板上除了音量、平衡、訊源選擇和電源掣外,其它的控制全部取消,令訊號通道盡量縮短。為追求聲音純美,不惜犧牲控制功能。
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原文標題:功放小知識
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