[转载]Hi-Fi与HI-END（四）

摘自《音响世界》第一八一期 二00七年·十一月号 (w#slTFT  
作者：玩石 zhA',p@K?_  
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放大器与音频放大器 T[4[/n>i  
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      放大器的功用是什么，由之前的最简单的立体声重播系统的组成可以看到，其功能是将各种信号源输入的微小信号放大至足够之功率从而推动扬声器发声，也即是说把一个我们原来听不到的一个微小的声音放大到我们可以听到的声音，这就是放大器的功用。当然这里指的是音频放大器的功用，因为放大器是一个泛指的名词，是某种电路形式的一个统称。根据其应用范围不同，对放大器的要求也不同，如以工作频率来分类，它可以分为音频放大器、视频放大器、射频放大器等等，电视中则分别包含音频、视频、射频放大器，带收音功能的AV放大器中则包含音频与射频放大器，而Hi-Fi、HI-END中的放大器只含有音频放大器，只不过Hi-Fi、HI-END用的高保真音频放大器在噪声、失真、频率响应、输入输出阻抗，输出功率等方面的要求会比其它的音频放大器要高。 hP4)8>  
    放大器英文为Amplifier，为强调是Hi-Fi、HI-END专用也称之为Audio Amplifier，港台地区也称之为扩大机，指的都是音频放大器，只是称谓不同而已。不过许多人口语中称所有的放大器为“功放”，许多音响杂志媒体上也这么称，这实际上是不严格的称谓，因为只有功率放大器才可以称之为“功放”，这在后面的叙述中您会知道那样的称谓究竟不妥在哪里。 :?$Sb8OuIL  
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      音频放大器依功能及设计不同可分为以下数类 P7'oXtW{o  
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音频放大器Audio Amplifier dN]Zs
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┝前置放大器（前级）────────┰─────────┒ PwFQ#Z  
│Pre(Control) Amplifier              立体声前置放大器      单声道前置放大器 ;NiArcAS!  
│（电子管、晶体管、IC）      Stereo Pre Amplifier        Mono Pre Amplifier )(:+q(m  
│ 3d,-3U  
┝功率放大器（后级）────────┰─────────┒ 05l0B5'p  
│Power Amplifier                          立体声前置放大器      单声道前置放大器 [K/ O5_  
│（电子管、晶体管）              Stereo Pre Amplifier        Mono Pre Amplifier H Z;ZjC*  
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┝其他类放大器────────┰───────┰────────┰────────┒ 18
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│（电子管、晶体管、IC）    前端放大器        RIAA均衡放大器        分频式放大器          高电平放大器 XKz;o^1a^  
│                                          Head Amplifier    RIAA EQ Amplifier  Dividing Amplifier        High Level Af2=qe  
│                                                                                                    Channel Divider          Amplifier 7=7!| UV  
┕合并式放大器（前级+后级） W]@gQ(Ef  
  Integrated Amplifier L.C ^E7;Z_  
    （电子管、晶体管、IC） N3uMkH-<  
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    很显然，在这个“树型”分类示意图中，我们看到了音频放大器产品依功能和设计，产品可以非常的丰富，也使得Hi-Fi、HI-END的玩家有了更多的玩的乐趣。就高保真重放系统而言，最简单的放大器组成就是合并式放大器，所谓的简单：指的是它将音频放大器的所有功能合并到一起，成为一个独立箱体的机器，就功能而言，它可以是简单的，也可以是复杂的，但它一定包含前置放大及功率放大两大部分。而前置放大器、功率放大器、其它类放大器则是把音频放大器的功能细分，并以独立电路功能及独立的箱体体现出它的专用、专业功能。在其它类放大器中，前端放大器、RIAA均衡放大器、高电平放大器可以是独立存在，但更多的是将这些功能融于前置放大器中，因此前置放大器也会被称为控制放大器（Control Amplifier）。分频式放大器是较传统的音频放大器而言的，传统的音频放大器对某一频段的信号，如20Hz-20kHz的放大是采用同一个放大电路，分频式放大器则是将这一频率信号分成若干段，如三分频，那就是将20Hz-20kHz的频率信号分成三段，用三个不同的放大器去放大，熟悉电路设计的人都知道同一个放大器对不同频率的信号的增益（放大率）是不同的，也因此对声音会有负面的影响，分频式放大器最大的好处是因应不同的频率信号设计最适合（相对而言）的放大器，这对提升声音的质量显然是正面的，缺点是原来可以一个放大器就可以完成的工作，现在要若干个放大器去完成，成本高了，调试的东西也多了。 8q]J;T
  
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    无论是何种放大器，都无一例外的会使用电子管、晶体管、IC（集成电路）元器件中的一种或两种乃至全部，早期因晶体管还未面世，故所有的放大器都使用电子管，也因此被称为电子管时代，晶体管问世后，由于其使用的便利性、体积小、性能不错，因此在一个不长的时间里，由龚断的电子管时代进入到晶体管时代，虽然不至于100%取代，但电子管的空间已经很小很小了。晶体管依设计、材料、工艺的不同又可以分成许多种，音频放大器中用的最多的是传统的晶体管和FET场效应晶体管。IC是晶体管发展到一定时候的产物，它是在一块很小的芯片中浓缩了众多的晶体管及电阻、电容元件的电路“组合”，所以用它们来设计的放大器的声音及电路特色也不同（当然与设计师也有关），所以某种程度上不存在相互取代的关系，而是保持着各自的特点及风格。这就是为什么我们可以在许多HI-END级的音响产品中都可以看到它们的身影，因此我们无需主观去“独沽一味”的偏向于某一种器件所设计的放大器，而更应将着眼点放在客观的角度上去评价放大器的优劣。

      放大器很特别的地方，是你不必实际地去听声音，只是通过一定的规范的测试手段，再根据测定的数据，便可以判断一台放大器品质的优劣，这是因为这些规范的测试手段以及获得的数据与放大器的音质品质是有着很紧密的联系的。尽管时至今日，这些测试数据与音质、音色等还不能以一个定量的方式充分反映出来，但是如果这些测试数据是符合规范的，且优于规范，那么就放大器的电特性来说，它一定是优秀的，也是取得好的声音的一个前提条件。Hi-Fi、HI-END玩家中有唯技术派和唯声音派，两者都会有偏颇的地方，对于一台优秀的音频设备而言，它应该是两者的结合，因为对一台设备有比较好的一致性也利于生产上的管理与规范，同时正如在前面的文章中叙述高保真的概念时，即音频设备在保证声音高保真的同时，可以容许在不失真的（难于察觉）的情形下对声音进行美化，所以一个好的音响设计师他不但需要高超的电子电路设计技术，还应该对声音及声音美学有很深的造诣。 }X=87ud  
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    1、信噪比 zL9VR;q  
    通常以S/N或SMR表示，音响设备中的噪声，有来自外部的，也有来自内部的。外部的可以利用屏蔽设计将其拦下或减小，内部由晶体管、电子管、电阻等电子元件产生的噪声也只能通过选配电子器件及电路设计来降低，要完全消除这些噪声是不可能的，所以才会有衡量噪声大小的指标信噪比的出现，它的原意是指音响设备的输出信号电压与同时输出的噪声信号电压之比，即前者的信号平均功率与噪声功率比值的常用对数乘10，就是信噪比的数值。信噪比的单位为dB（分贝），此值越大，表明混在有用的信号中的噪声越小，声音重放的品质就越高。在音响重放系统中，信噪比高，对声音的解析力、音场重现是有帮助的。在早年，音响设备的信噪比普遍不高，能达到70～80dB（信噪比）已经很不错了，但随着电子器件制作、工艺、技术的进步，现在高保真音响系统一般的信噪比都大于90dB，就连以往信噪比70dB左右的胆机，今天也可以做到90dB以上，所以选择音响设备时，信噪比高是很重要的。 wb]*u7G t/  
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    2、立体声分离度 dSwm|kIa  
立体声分离度通俗的说就是串音的程度，立体声的左右声道信号是独立的，当切断某一声道的信号时，理论上说应该只有另一声道有声音放出，如果此时发现在切断了的声道中能听到声音说明另一声道的声音串了进来。为什么会出现这种情形呢？这是因为左、右声道的放大电路用的是同一个电源，有公共的地线，正是这样的闭合回路将声音串入进来。用来量度上述情况下，左右声道此时声压差值的单位，用dB表示，就是立体声分离度，此值越大（扬声器）表明两个声道的隔离程度越高，越不会串音。早年高保真音响系统一般要求立体声分离度要大于35dB，时至今日，这个数字被大大超越了。虽然这是一个量度的指标，但实际检验音响设备时，也可以通过实际操作如切断某一声道信号，凭耳朵去聆听也可判别出立体声分离度的优劣。 }ppVR$7]0  
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    3、频率响应（频率特性） RXBb:f  
    它也被称为频率响应曲线，此曲线反映的是放大器的增益（放大倍数）与输入信号频率的对应关系，理想的放大器它对于输入的高、中、低频各频率信号的放大倍数是一致的，这样频率特性曲线就应当是平直的一条直线。但实际，任何音响系统都不可能做到这一点，所以它不可能是一条笔直的直线，也就是说对于不同的频率的输入信号，其增益会不一样，这条频率特性线就会有起伏，所以以往国际上对高保真音响频率响应有以下规定，即：频率响应：20Hz-20kHz±0.5dB或更宽。值得留意的是±0.5dB这个附加条件，它的意思是说在20Hz-20kHz的频率信号范围内，容许放大器的增益在±0.5dB内浮动。这一条非常重要，如果某一音响设备只给出频率响应：20Hz-20kHz而没有给出是在什么条件下得到的，那是毫无意义的，因为对频率响应：20Hz-20kHz±0.5dB及20Hz-20kHz±3dB而言，两者的差异是很大的，所以如果是没有给出±dB数的频率响应指标，尽管它的频率响应很宽，那就要注意了。随着新一代信号源SACD、DVD Audio的出现，频率响应的指标被拓宽，20Hz-40kHz±0.5dB、20Hz-100kHz±0.5dB的数据我们也经常在音响产品说明书中看到，今非昔比啊！ rFhW^fP/  
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    4、谐波失真（THD） 6 ^Ph '  
    谐波失真又称总谐波失真。 6MuWlCKF8  
    由于音响设备中的非线性元件、负反馈电路的缺陷，会引起谐波失真。谐波失真实际是在信号放大过程中，基频信号（如1000Hz的信号）在放大的过程中也会产生出倍频（2000Hz）或分频（500Hz）信号，就像乐器也会产生谐波一样，将这些谐波产生的失真相加起来就是谐波失真，这种失真大了，会使得信号的输入输出波形不一致，声音也因此走样，所以都希望总谐波失真越小越好。总谐波失真的测量也有一个标准，老的FTC（联邦贸易委员会）的标准是这样规定的：总谐波失真必须在20Hz-20kHz的频率范围内测试。又由于总谐波失真与放大器的输出功率有关，即放大器最大输出功率（额定）时，总谐波失真会增加，所以规定测试应在最大额定输出功率、连接8Ω负载的扬声器时来进行测量，并保证总谐波失真小于1%，现在看，这不算一个高的指标，但对于一些小批量，甚至是一些所谓的HI-END产品，往往达不到这个指标或者是指标欠奉。对于这个指标、数值越小越好，因为谐波失真是一种非线性失真，当然越小越好了。 4_tR9w"  
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    5、动态范围 PfyRZ[3)c  
    对于信号源来说动态范围它指的是信号中最高电压与最低电压之比，而对放大器而言则指的是其最高不失真输出电压与无信号时的输出噪声电压之比，它们都用dB（分贝）表示。动态范围大对信号源来说是它更可能完整地记录原始信号，而对放大器而言则可将大动态的信号不失真的予以重放，如交响乐、一些声响效果。CD唱片、唱机问世后，信号源的动态范围轻易的可达到90dB，SACD、DVD-Audio信号源问世后，其动态范围更是达到120dB之高，所以相应的放大器的动态范围也对应的提高了，因为只有这样，才能高保真地重放来自信号源的大动态范围的输入信号，所以对于放大器而言，其动态范围应高于信号源为合理，否则你就难于再现输入信号的风彩。因此音响设备的动态范围的值还是大为好。 !/947Rn  
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    6、额定输出功率 WM/#.  
    这是放大器的一个重要的指标参数，与频率响应一样，不在于你给出的值有多么吸引人，关键是那是在什么状况下取得的测试数据。如FTC（国际公正贸易委员会对于放大器额定功率则有如下的条件限制：连接8Ω扬声器，两个声道同时驱动，在20Hz-20kHz范围内，谐波失真小于1%时测得的有效W数才是放大器的额定输出功率。上述的条件很重要，它是你评判放大器输出功率的一个参照“点”，因为市面上的音响设备对输出功率的标注很乱及测试条件不统一，有标音乐输出功率，有的标的是峰值输出功率，连接的负载阻抗有4Ω、6Ω、8Ω的，总谐波失真有取3%、4%、5%的，频率范围有的是以某单一频率来测的，更多的是一个声道一个声道测的，而不是两个声道同时加负载来进行测量，所有这些由于测试的条件不统一，其输出功率的值也就没有可比性。只有以FTC的规定作比较基准，那样你才能对所选的放大器的输出功率有一个清晰的认识。对于那些给不出具体数据的产品，假如你对它情有独钟，那么只能以器材的实际配搭听音来作取舍。对于放大器而言，其价格往往也与器材的性能、功率大小有很直接的联系，这也是需要留意的。 z/S,+!|z  
此外还有许多参数及指标也与放大器息息相关，如互调失真、相位失真、阻尼特性、转换速率、功率带宽等等，由于过于技术性，所以略去。同时由于其值不是“单边”可以做判断的，如阻尼特性，它的值就不是越大越好，而是要适当。再例如转换速率，在应用前、后级器材配搭重播系统时，它也有个配搭问题，否则还容易产生互调失真，所以需要经验，而不是象前面所叙述到的频率响应越宽越好、信噪比越大越好，都是“单边”就可以作出判断的。为免对初入门者引起困惑，故只对以上的主要的指标参数予以解读及分析。