經常有人私信給我,讓我推薦一款HiFi功率放大器,推薦還是算了,我又不是商家。
大家還是先學一下HiFi功放的區(qū)別,然后選擇哪種類型的功放去適合您的音箱吧!
今天,我就簡單說一下,市面上常見的HiFi功放幾種結構。
按照電路結構,HiFi功放大致分五四類,甲(Class-A)類功放、純甲類功放、乙(Class-B)類功放、甲乙(Class-AB)類、數(shù)字(D)類功放。
甲類功放驅動板
評價一款功放的性能指標,主要看其輸出功率,頻率響應,失真度,信噪比,輸出阻抗,阻尼系數(shù)等等。
前幾個很直觀,大家都理解。而后面兩個指標,有些人比較模糊。
闡述這項原則之前,先說下為什么頂級的HIFI都是獨立的前級和后級?
1、前級:它將輸入的音頻信號從幾毫伏放大都幾十或者更高的電壓,它的目的就是輸出高電壓、高輸出電阻的音頻信號。
一般,前級都是配備小電流的高增益管就可以實現(xiàn)這個目的,所以發(fā)熱不嚴重。
2、后級:它是將前級輸出的信號放大電流,目的是輸出較大電流、低輸出電阻的信號去驅動揚聲器箱。
因此,后級都是采用一對或者多對的大電流放大管,所以發(fā)熱都很嚴重。
這樣配備的目的只有一個,提高功放信噪比,減少失直,為什么了?往下看。
因為模擬音頻實際是個交流信號,按照P=I^2*Re{Z}=U^2*Re{1/Z},當輸出功率是一定的,如果前級輸出阻抗非常高的話。到了后級,消耗音頻信號的電流就會小。這樣對于承擔傳輸信號的神經線而言,要求就會低,保證了信號的質量。
甲類功放后背
所以,功放的輸入阻抗是越高越好,而輸出阻抗則是越低越好怎么理解了?
還是上面的公式,功率一定時,輸出的阻抗越小,那么電流就越大,驅動揚聲器箱的能力也就越強。
如此得出一個結論:功放的輸入阻抗是越高越好,而輸出阻抗則是越低越好。
阻尼系數(shù)(Damping Factor),一般用KD值表示。
它指的是功放在音頻信號消失后還能夠控制揚聲器音圈運動的能力,阻尼系數(shù)越大越好。但不是絕對,因為這里還涉及到揚聲器箱阻抗。
KD值其實就是揚聲器箱阻抗與功放實際阻抗的比值。
最低標準:晶體管功放的KD值大于或等于40,電子管功放KD值大于或等于6,而一些HI-END級功率放大器的阻尼系數(shù)能夠做到在200以上。
為什么叫它甲類功率放大器?甲類這是中國人給它起的名字,它的全稱叫Class-A。
甲類功放的電路特點:導通角是 360 度,其工作點Q設定在負載線的中點附近,功率輸出管在信號的正、負半周均處于導通狀態(tài),全周期都處于導通的工作狀態(tài),其內阻是恒定的。
甲類功放
由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內,每個輸出晶體管均參與放大訊號全波,完全不存在交越失真,所以,瞬態(tài)失真和交替失真較小,并且電路簡單、調試較為方便。
但是,由于功率輸出管始終都處于工作狀態(tài),所以靜態(tài)電流相當大,功耗大。所以,即使是頂級的甲類功放,其理論最大工作效率也只有25%。
甲類功放
甲類功放的優(yōu)點只有一個:控制力強,聲音好聽。
揚聲器的阻抗變化圖
因為在不同頻率下,揚聲器的阻抗實際在發(fā)生變化,通過上面的揚聲器阻抗曲線圖,大家可以看到,揚聲器的阻抗隨頻率變化的情況。
而由于甲類功放的內阻是恒定的,所以在控制音箱方面,尤其是低音部分,它就好了很多!這也是很多人都發(fā)現(xiàn)甲類功放即使在小音量環(huán)境下,驅動音箱也非常好聽的原因。
如果音箱的靈敏度在89dB以上,一般10-20W的純甲類功放就可滿足一般欣賞要求。
A-250
例如,金嗓子(accuphase)純甲類單聲道功率放大器 A-250。
A-250指標
如果在甲類功放上面,加上正反饋控制電路,使功率輸出管始終工作在峰值狀態(tài)的話,這就是純甲類功放了。
純甲類功放
純甲類功放對元件和工藝的要求非常苛刻,聯(lián)機調試繁瑣而費時。
純甲類功放
優(yōu)點:失真更小,失真0.1%是最基本的。
缺點:效率更低、價格更貴。
Pass Labs XA25純甲類功放
例如,柏思(Pass Labs) XA25立體聲純甲類功放,正常情況下,可以輸出2x25W/8歐、2x40W/4歐;也可在2歐負載下輸出2x100W A/AB類、阻尼系數(shù)為200,峰值電流10A。
Pass Labs XA25純甲類功放后背
失真: 0.1%/25W /8歐/ 1 KHz;0.1%/50 W/4歐/1 KHz;
XA25純甲類功放技術指標
輸入阻抗: 47 K歐,空閑功耗: 200 W,重量: 21 公斤。
在甲類功放中的基礎上,人們設計出了新的推挽放大電路。乙類功放的導通角是 180 度,當有訊號時,每對功率輸出管各放大一半的波形。如此,兩邊的功率輸出管一開一關就完成了一個全波信號放大,這樣效率不就提高了嗎?
優(yōu)點:理論效率可達到78%。
交越失真
缺點:由于因為兩邊的輸出功率管輪換工作,會產生交越失真。
最嚴重的是,乙類功放在大功率輸出時內阻很小,而在小功率輸出時內阻會變得非常大,這對HiFi音箱來說,是個很大的弊端!所以在匹配不同阻值的揚聲器時,乙類功放電路的工作狀態(tài)會受到負載(揚聲器)大小的影響較大。
由于在HiFi屆沒人會用它,所有不舉例介紹了。
將上述兩種電路綜合一下,導通角在 180 度到 360 度的范圍內,實現(xiàn)低音量時用甲類電路工作,當大音量,或者瞬態(tài)強音時轉為乙類電路工作。這就是甲乙類功放的特點。
性能怎么說了?不上不下吧!在HiFi界,很少有人會主動選擇甲乙類功放。
但是,我們在市面上看到最多的,就是甲乙類功放。因為甲乙類的設計而能取得更高的輸出功率,對低效率的揚聲器會有更好的驅動力。
Pass LabsX350.8
舉例:柏思(Pass Labs)的甲乙類功放,單聲道的X600.8、X260.8,立體聲的X350.8、 X250.8、 X150.8。
Pass Labs X系列甲乙類功放技術指標
對比上面的純甲類功放,它的功率大了很多,但是所有的失真也達到了1%。
對比圖
嚴格意義上,數(shù)字功放不屬于HiFi功放,因為它不具有模擬放大的線性。
數(shù)字功放線路圖
數(shù)字功放的原理是:模擬信號進入數(shù)字功放后,首先,要經過PWM電路調制處理,然后形成占空比和輸入模擬信號相關的的脈沖信號。這個數(shù)字脈沖信號經過開關電路放大,最后再由低通濾波器濾除音頻以外的部分,還原出已放大的模擬信號,驅動揚聲器工作。
而再完美的數(shù)字電路,也做不到模擬信號放大的純線性,按照“高燒友”來說,聽個響。
優(yōu)點:體積小、效率高、價格便宜。
缺點:音質生硬、聽感差是大大的劣勢。
但是,雖說在HiFi屆數(shù)字功放不占有優(yōu)勢,但是在專業(yè)功放領域,數(shù)字功放則是必然選擇。
基本上,這就是目前流行的幾款功率放大器的分類了。
好累?。】偹銓懲炅?,本文屬于HiFi類科普文章,比較淺浮,權當拋磚引玉。