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主题 : [转载]Hi-Fi与HI-END(五)
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楼主  发表于: 2008-01-24   

[转载]Hi-Fi与HI-END(五)

摘自《音响世界》第一八二期 二00七年·十二月号 Q$bi:EyJXc  
作者:玩石 tRtoA5  
<Jc :a?ICe  
前置放大器 2/dvCt6 N  
(J6>]MZ#)  
      前置放大器又称为控制放大器、前级,实际说的都是一样的东西,只是称呼不同罢了,当然由于发烧音响的概念是泊来品,也因此由于地域文化的不同,对同一件器材称谓也就自然不一样了。 B0+r  
前置放大器是Hi-Fi主放大器的“门户”放大器,它的功用是选择各种声音、音乐信号,并且可以将输入的各种不同的电压的信号调整到相同的电压输出,供功率放大器放大之用。而为了改善重播和音质,于录音、制作被处理的音源频率特性,要能够还原,即所谓的均衡。此外前置放大器还应能控制音量、平衡及调节音调等。所以一台完善的前置放大器无论是由何种器件(晶体管、电子管、集成电路等)制作,它都应具备以上的功能及以下的性能要求: ztEM>xsk  
    1、信号源的切换易于操作,干净利索,彼此间不应产生串扰; 8pXului  
    2、合理的放大能力; <sncW>?!~  
    3、失真及噪声要极低; $-w&<U$E  
    4、在全频段内(现高端往往要求>30Hz~40kHz)频响特性要好; ,@Fde=Lw  
    5、输出阻抗适中(不宜太大); w;p~|!  
    6、对于输入的微弱信号(如MC唱头)能有效放大且备有RIAA均衡的配备及功能。 R3bHX%T  
    下图为一标准的前置放大器的原理框图,说其标准是因为它具备了上述的前置放大器的所有功能。市面上见到的前置放大器无不是在这一基础增加或简化的机种。1990年代前的机种偏向于功能全,其后“简洁为上”盛行,加上信号源以数字为主,所以象唱头放大、录音监听、音调调整等功能被省略,不过近年偏向于功能齐全的前置放大器机种在增多,多少有了一点回归的味道。由原理框图可以看到标准的前置放大器应包括信号输入选择、录音监听控制、响度控制、音量控制、平衡控制、音调控制及放大几部分。假如要简化功能,信号输入选择、音量控制、平衡控制及放大必不可少。那么这些独立的功能电路它们担负的又是些什么任务呢? k>.n[`>$6|  
E+"m@63  

[ 此贴被卓艺在2008-01-24 16:52重新编辑 ]
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1楼  发表于: 2008-01-24   
功能电路分解
      1、输入信号源选择 OzA'd\|  
    对Hi-Fi放大器而言现在的信号源很丰富,且会越来越多,所以前置放大器的输入端口也就多了,但放大器一次只能放大一组信号,所以作为信号“门户”的前置放大器就必须要具备选择的功能,以决定究竟是要接入何种的待放大的信号。现在的Hi-Fi前置放大器多配备数组信号输入端口,供接入CD、TAPE、TUNER、VTR、PHONO等信号。从原理框图上我们看到PHONO(唱头)信号输入端后紧跟着一个EQ放大器,这是因为LP唱盘所提供的信号无论是电平的高低还是信号的“性质”与CD、TUNER等输入的信号都不同,所以一定要先经过处理,才可以作为一个与CD、TUNER等同“性质”的信号进入前置放大器中,而最终输出一个符合功率放大器输入要求的信号。 U-ADdO h"q  
J^gElp  
    2、EQ(均衡)电路 4N[KmNi<  
    对LP唱机而言,无论是采用动磁式还是动圈式(还有压电式),它们的输出电压都很小,小到它不能直接接入普通的放大器中放大从而发出声音。那么怎么办呢?就只能是先将唱头输出的信号放大。很显然采用一个高增益(大的放大倍数)的放大器就可以了,直至输出电压与调谐器、CD机的输出电压相仿。但是为什么要采用名为EQ的放大器呢?原来早期人们从原版LP唱片生产过程(即刻纹)时发现,当唱片以一定的速度旋转,刻纹针进行径向运动,在高频时刻纹针的运动幅度很小,低频时刻纹针运动幅度大,这样就出现在高频时由于运动幅度小(信号弱),表面杂音变大,信噪比就会变差。为了解决这个问题,在LP唱片刻纹时,就人为的在录制低频信号时,有意将加于刻纹针的电压降低;录制高频时,则将电压提高。在重放信号时,再反向的应用电路恢复信号的原来的特性。这种在重放信号的过程提升低频,降低高频输出的电路就是EQ均衡电路。为了在市面上出现的音响设备彼此相互间可以合理配搭,对频率均衡也就有了统一的要求,于是美国唱片工业委员会(RIAA)也就制定了录制工艺的统一标准。尽管不是100%的音响厂家遵循这一标准,但差异不大,所以器材的适用性不受影响。一个合乎标准的EQ均衡电路都应该是具备提升低频,降低高频,从而产生合成的平坦的频响曲线。同样就录音磁带而言,也有一个频率均衡的问题,在高频时磁带由于磁性体存在饱和从而导致高频损失,所以在录音时必须先加以修正,防止信噪比降低,而在放音时也要借助均衡电路将信号复原。不过磁带均衡电路与LP唱片的均衡电路不同,LP唱片均衡电路遵循的是RIAA的均衡特性, 磁带均衡电路遵循的则是NAB的标准下的均衡特性。 kNk$[Yfs  
通常LP唱片的输出信号电压都非常小,因此,放大器必须要具有很高的信噪比特性,且具有一定的放大信号的能力(35~60dB的增益)及良好的频率均衡特性,这实际也是EQ放大器必须具备的性能,也是它与一般的放大器的不同。 <x[CL,Zg7  
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    3、输入选择开关 P}~nL  
    由于前置放大器连接有多个信号源,而主放大器一次只能完成一组信号的放大,假如是多组信号混入主放大器,那我们听到的一定是一团糟的“混合”声音,所以面对多个信号源,要有信号的切换功能,这就是输入选择开关的作用。要强调的是一个功能全面的前置放大器,它实际包括信号源前置放大器和主控前置放大器两大部分。由于接入的信号源信号电压不一致,所以要利用信号源前置放大器将信号都统一到一个标准值,如将LP唱片输出的信号放大均衡、录音机磁头输出的信号放大均衡,这样到达输入选择开关的信号的电平也就基本上一致了。通过输入选择开关的切换,信号就可以进入到下一级主控前置放大器,去完成音量、音调控制及放大了。 LK:Jkjp^  
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    4、响度控制 bnZ~jOHl  
    人的听觉对高低音的响应是不平直的,而且它与音量的大小有关。当音量关小时,人对高频与低频部分之听觉会变差,即听觉灵敏度会变低。也就是音量低的时候,低频和某些高频如不加大其强度,就听不到了。所以为了弥补人耳的这种缺陷,人们设计了响度控制,它使得放大器音量变小时,高低频是提升的,从而与人的听力相适应,而在音量开大时,频响特性是呈平坦状的。响度控制电路的频率特性是以弗莱彻-蒙松(Fletcher)的听觉特性曲线作为设计依据的,在早期的前置放大器中,一般都会设置此装置,现代的机种则很少见。另外响度控制电路有高低频响应都受控的,也有只是设低频响度电路,而高频则利用音调控制去完成,好处是节省成本,不好的地方是操作不方便且效果上难掌握。 eufGU)M  
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    5、音量控制 P$#{a2  
    用以调整输入信号大小的就是音量控制装置所要担负的任务,音量控制有无源和有源两种控制方式,但都是采用分压的方式去改变输入信号电压的大小的。音量调整有左右声道独立设置的,也有左右声道联动控制的,各有优缺点,但对元件的要求则不一样。音量控制有设计成步进式控制的,也有是无级调整式的,现代的前置放大器除采用传统的分立元件组成的音量控制装置外,更多的是采用数字音量控制的方式。用分立元件的比较传统,用数字式的比较现代、时尚,就功用来看,没有本质上的区别,关键还是看元件的品质、电路的设计及对声音的影响。 ),(HCzK`  
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    6、音调控制 .D{He9  
    响度控制用以改变小音量时的频率响应曲线,以适应人的听觉习惯,而音调控制则是在所有状况下可以单独的去调节低音、中音和高音的音量。它的工作原理是通过改变放大器的频率特性来实现的,通常是以1kHz的频率点为中心,然后将高音(频)或低音(频)分别予以增强与衰减,去调整音频之音调(即音色的明暗)。由于频率特性可以在一定范围内控制,那么它就有可能与房间的声学特性及扬声器形成一个理想的“组合”,比如,房间有共振或某一处频率点出现“凹地”,那么就可以利用音调控制对这一点予以增加,令频响特性平坦,同理对扬声器也一样。当然也可通过音调控制调出自己喜欢的音质。 5 >\~jf  
u"gtv  
    音调控制电路基本上分CR和NFB两种主要的电路,CR为衰减型的,它由电阻、电位器、电容、开关组成,可设于信号放大之前也可以放在放大之后,优点是电路非常简单。NFB为反馈型的电路设计,它也由电阻、电容、电位器构成,在完成相同的音调控制的功能下,它的信噪比通常要优于CR衰减型的音调控制电路。 SIZZFihcYh  
zVvL!  
    7、平衡控制 qV5l v-p  
    任一立体声前置放大器,在播放CD、LP等时都会发现左右声道会出现声音不一样大小的问题,即不平衡的问题。道理很简单,放大器的放大电路等左右声道不可能做到一点都没有差异,所以在前置放大器中都会有一个左右声道音量平衡的控制装置,它可以独立调节也可以联动调节,功能只有一个,就是通过调整左右声道(立体声)的声音音量大小一致,以保证声音定位于中间位置。对于Hi-Fi放大器而言,平衡控制很重要,所以它成了立体声放大器上必不可少的一个装置。 2bu>j1h  
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    8、滤波器 2(AuhZ>  
    老的前置放大器上常有许多滤波器,它们是用来滤除高频及低频噪声的,如LP唱片刮声、传动系统噪声、感应的交流声、声反馈所引起的噪声、磁带的咝咝声等等,在机器上多用开关来控制,如高(High)或低(Low)两种。但有一点要注意,用了滤波器可能会破坏原来平直的频率响应。实际上今天的信号源都很“干净”,即便是CD、LP唱机,它们的传动、振动、噪声及可能出现的电源引起的交流声一般都控制得很好。所以,滤波器在现代的前置放大器上已是极为罕见了,我们只是了解在旧时的前置放大器上有这么一个装置即可。 l05'/duuJ  
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    9、录音用端子 ^m ['VK#?  
    录音用端子通常分两组,一组为录音用信号输出端子(REC OUT),它输出信号给录音机进行录音。它不受前置放大器的音量控制操控,因为它设计上是在音量调整电路之前。另一个录音用端子是监听及重播用,从录音机来的信号由此端子进入,可以监听录音的过程及效果,同时它又是录音机放音的信号输入端。 Mq jdW   
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    10、其它 A/!"+Yfw  
    一些功能齐备的前置放大器还会设置耳机输出口及音量控制,话筒输入及音量控制等电路及装置,品质的好坏只能根据实际情况去作判断,通常耳机放大及输出是比较容易做到高品质的。而话筒输入及相关电路多是“应景”而做,不需要寄予太高的期望。 I=2b)"t0  
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    11、分频式放大器 2D2} *);eW  
    分频式放大器可以作为一个单列的放大器品种出现,但由于其一定是居于功率放大器之前,所以也可以视为前置放大器的一部分。在驱动扬声器的功率放大器之前将前置放大器输出的信号按频率分割成n个频段,如三个频段,那么完成将信号分为三个频率段的工作就是分频式放大器的功能。称其为分频放大器是因为它不但将信号按频率切割成三段,同时它还有一定的放大能力,这个经三分频的放大的信号将分别由3个功率放大器去驱动扬声器的高、中、低音喇叭单元,这种被称为多工放大器工作方式的好处是,省却了扬声器的分频器,功率放大器与扬声器之间没有了线圈、电容等元件,扬声器可以工作于最佳的条件下。另外可以根据喇叭单元的特点、特性合理地将全频信号分割,保证喇叭单元物尽其才,令高、低音喇叭单元组合出来的声音品质达至最佳。当然缺点是就系统成本而言,要高许多,毕竟是多出了n台放大器。
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2楼  发表于: 2008-01-24   
全面来看前置放大器
      通过上面的叙述,我们知道了前置放大器的一个基本组成以及相关的电路及功能配置。但面对一台台不同的实物时,相互间有差异是必然的,电路、功能的组合也不同,但是万变不离其宗,前置放大器最基本的功能还是要具备的。那么如何根据自己的实际情况去选择合适的前置放大器呢,还是要有一个标准和要求,有些是要强调,有些是可以抛弃的。 \}71p zw(  
an2Yluc;  
    信号输入选择必不可少,无论是手动还是遥控,可根据自己的情况去选择那一种更适合你。手动即靠波段开关来作信号切换,信号连接最为直接,只要波段开关品质好,对声音不会带来负面影响。反之一些通过继电器、数字电路设计的信号切换电路,关键是要看设计及采用元器件的品质,这种方式影响音质劣化的机会会大些,但不绝对。 `\$EPUM  
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    LP唱盘输入并不是每一台现时的前置放大器都会配置的。假如只是听CD、听广播,可以不选用带LP唱盘输入(放大)的前置放大器,这也可以节省开支。如果需要用LP唱盘来做信号源的,那一定要搞清楚,你用的到底是MM唱头还是MC唱头。两者由于输出的信号电平相差太大,所以彼此所用的放大器的增益差很多。MM唱头放大在许多前置放大器上是作为附带的,因成本不高;但MC唱头放大则对电路的要求相对要高了,这是需要明了的。有的前置放大器的唱头放大部分是作为独立电路单元以插板的方式与机器组合的,通常这种专门设计的唱头放大电路会有较高的素质。另外制作唱头放大器选用晶体管、电子管、运算放大器、FET晶体管等不同器材制作,彼此的声音会有不同,也有不使用放大器而用变压器将信号电压升高的设计。作为考究的唱头放大器,以MM唱头放大器为例,会有唱头负载阻抗选择开关,如47kΩ、100 kΩ,负载电容也可以选择如100pF、200pF等。通过切换选择不同的数值,声音会有变化。同样MC唱头放大器有些也会设负载阻抗开关,如47Ω、100 Ω,它们对声音也都会有影响。 G|YNShK4=9  
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    音调控制器在纯Hi-Fi前置放大器上是不会被强调的,尽管它出现在一些名机上,但那基本上是历史。但在一些准Hi-Fi前置放大器上,音调控制器是作为一个噱头来取悦消费者的,有高、低音可独立控制的,还有加上中音控制器的,更有将20Hz-20kHz频率带分成数个频率段的图示均衡器出现在产品上。不管它是哪一种音调控制器,它都是一种频率响应的调整器,它可以人为地增强或衰减某一频段,这是它最基本的功能。对于喜欢听原汁原味、监听意味的音响玩家,除非它有一个直通功能,即开关置于某一位置,信号的频率响应曲线是平直的。假如不能达到这一要求,那没有要它的意义。假如机器上备有一个信号直通开关,可以选择信号不经音调控制电路而直接输出,那则是较为理想的,当想找点乐趣及做些实验时,可选择将音调控制接入。 =&F~GC Z>  
C6'K)P[p  
    音量控制没有技术上的问题,相反对使用的元器件要求比较高。普通的碳膜、金属膜电位器作音量控制时,它有一个磨损的问题,从而影响声音,如“喀喀”声等。一些高端机种使用电阻级进式音量调整器,但要制作一个误差小,级数多的电阻级进式音量调整器很难,这也是其成本高昂的原因。如果电阻级进式音量调器制作得好,对声音是有正面意义的,它会优于一些利用数字集成电路制作的音量调整器。同样对平衡调整所用的电位器也要引起重视,当然独立的声道调整是最为理想的。 a}Z+"D  
静音、响度控制、录音端口的配置对Hi-Fi发烧友而言都不是要强调的东西,原则基本上是可以配置,但以不影响主放大器的音质为前提。 @{"?fqo  
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    我们一直没有谈到的前置放大器所用的电源。前置放大器放大的是小信号、微弱的信号,因此对其的要求很高。高信噪比是首要的,因此对电源的要求也是非常高的。用干电池、电瓶供电比交流电供电更为理想,只是成本较高及使用不方便。另外独立的交流供电也比机内的直接供电要好,这是常识性的问题。 jG{OLF6 !  
~REfr}0  
    至于前置放大器,有源的好还是无源的好,实际上这没有绝对的可比性。无源前置放大器没有增益(信号放大),只起到一个信号源切换的作用。当然利用升压变压器制作的唱头放大器可视为一种无源的前置放大器,它通过变压比的不同去提升信号,这是一个特例。而有源前置放大器则是一个可控增益的放大器。  <H npI  
L'w]O -86  
    至此,我们已经了解了一个功能齐备的前置放大器的电路原理、结构、各功能电路、装置的实质。结合前述的前置放大器必须具备的功能及性能要求,我们不难根据自身的情况,选择一台适合自己的、功能及声音好的前置放大器。
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