功放變壓器

在體育館場、影劇場、歌舞廳、會議廳、公共場所擴聲,以及錄音監聽等處所使用的功放,一般説在其技術參數上往往會有一些獨特的要求,這類功放通常稱之為專用功放或是專業功放。

而用於家庭的Hi-Fi音樂欣賞,AV系統放音,以及卡拉OK娛樂的功放,通常我們稱為民用功放或是家用功放。

專用功放與民用功放盡管在一些特性參數上有所差別,但也很難説有一條涇渭分明的界線,比如用於音樂錄音監聽的功放很可能就是一台可用於家庭Hi-Fi甚至是Hi-end功放。

晶體管功放與電子管功放

用於Hi-Fi欣賞的功放可以分作晶體管功放和電子管功放兩大類,以前還有用集成電路或是模塊電路的Hi-Fi功放,已經不多見了。

晶體管功放和電子管功放並不存在着優劣的差異,只不過應用的器件不同(一是晶體管,一是電子管),由於兩類器件不同,其物理基理與電路特點也不相同。

電子管的電流是電子在真空中受電場力的吸引,運動形成的。而晶體管的電流是半導體元素的外層電子在電場力的作用下轉移位置形成的。這種物理基理的不同,造成在實際應用中電路特點也不同。相對來説,電子管功放的工作電壓較高,但工作電流比較小,而晶體管功放的工作電壓較低,工作電流都比較大。

電子管功放與晶體管功放的音色確是有一定的差異,兩者對瞬態信號的響應也不相同。這種不同都又分別適應了不同類別的音樂和不同的音樂欣賞者,所以Hi-Fi功放中形成了晶體管功放和電子管功放並存的情況。不過,若是以品牌、型號、數量而言,晶體管功放所佔的份額仍是絕對大於電子管功放。

甲類功放與乙類功放

晶體管功放輸出級晶體管的工作狀態,可以分做甲類與乙類。所謂甲類,簡單地説就是使輸出級晶體管在正弦交流信號的正負半周時均工作在線性區,而乙類則是僅使輸出級的晶體管在正弦交流信號的正半周(或是負半周)工作在線性區。由於輸出級晶體管的工作狀態不同,使得輸出級的電源利用效率(即輸出功放與耗電功率之比)也不同。在實用的輸出電路中,乙類的效率要比甲類的效率高2—3倍。比如馬蘭士PM80晶體管功放,在確定的供電電源條件下,工作在乙類時輸出功率有100W,而在甲類時只有20W。

甲類功放不存在交越失真,而且不論實際輸出功率大小,輸出級晶體的內阻均為恆定。而乙類功放總會有一定的交越失真(儘管這種失真可能極小),另外,在大輸出時輸出級晶體管的內阻較小,但在小輸出時輸出級晶體管的內阻卻比較大。這些不同,造成聽感上也有不同,甲類功放的聲音相對乙類功放而言比較柔和,另外對音箱的低頻控制力也比乙類功放強,尤其是在小音量時低音的質感要好一些。甲類功放的這些特點,使得甲類功放在實際應用中不需要很大的輸出功率餘量,一台20W—30W的甲 類功放已經能夠把大多數的音箱推動得很不錯了。

前面提到了甲類功放的電源效率低,這一原因造成甲類功放工作時要散發大量的熱量。為了使晶體管的工作温度不超過一定限度,需要較大體積和麪積的散熱器,這使得甲類功放的體積、重量都比較大。比如KRELL的KSD-50S甲類功放,輸出為50W+50W,重量卻有近30Kg,馬蘭士PM-80在工作狀態下輸出為20W+20W,重量也有13Kg。

純後級功放與單聲道功放 我們常見的功放都是把放大小信號的前置放大器(前級)與功率放大器(後級)做在一個機殼中,這種功放常被稱為“合併功放”。合併功放使用方便,又有比較好的性能價格比。但這種合併功放有它一些固有的缺點,其中最不好克服的就是前級與後級之間的相互干擾問題了。為了解決這一問題,於是便把前級與後級分別做在兩個機殼中,這樣就有了純後級功放。大多的純後級功放都是雙聲道的結構形式,但這種結構形式使得兩個聲道相互干擾問題又不太好解決,為了解決兩個聲道相互間的干擾便又出現了把兩個聲道分開的單聲道純後級功放。

把功率放大器這樣一塊塊地分割開,最主要的意義是要提高功放的素質,而不是追求這種形式。如果僅僅在形式上實現了相互分開,儘管可以解決相互干擾問題,但其它參數並未明顯改善,那麼這種分開對功放提高整體素質來説還是有限的。

對於大多數的純後級功放和單聲道功放來説,都需要配接一台前級。因純後級功放與單聲道功放是為了提高功放素質出現的,所以對前級的素質要求也應與其相適應。

功率放大器有晶體管與電子管之分,前級同樣也有晶體管和電子管之分。對於音響愛好者與音樂愛好者而言,在選用前級與後級上有多種的組合形式,而不同的組合形式又有不同的音效特點,這使得使用者又多了一些選擇的空間。

與純後級功放配接的前級對整個音響系統的優劣影響比較大。首先它必須具有一定的素質,否則,純後級或是單聲道的優點便發揮不出來,甚至有可能把一台劣質前級的“毛病”突出出來,整體音效反而更差了。再有,不同的前級後級配合其音色特點不同,使用者可以根據個人的偏愛選擇不同的組合形式。

比如,很多音響與音樂愛好者就喜歡用“膽前、石後”(即電子管前級,晶體管後級)的組合方式,覺得這樣組合既發揮了晶體管後級功率輸出大,瞬態響應好的特點,又領略了電子管前級音色甜美、醇厚的“韻味”。不過這種搭配也並不是“金科玉律”,因為具體的前級與後級都有各自的特點,而對音色的偏愛又因人而異,使用者可以依據具體的情況找出自己所喜愛的組合方式。

Hi-Fi功放

應有多大的輸出功率Hi-Fi功放應有的輸出功率受很多因素影響,首先這一輸出功率與所配接的音箱關係較大,其次還與功放的自身素質有關,再有就是與所使用的環境,也就是房間的空間體積有關。

音箱有一項參數叫作靈敏度,它的單位是dB/m·W,所代表的意義是當音箱得到1W的電功率時距離音箱1m處產生的聲壓(dB)。如果某款音箱的靈敏度是90dB,那麼在1m處得到90dB的聲壓需有1W的功率來推動。要得到100dB的聲壓, 那就需要10W的功率來推動了。但如果音箱的靈敏度是80dB(如ATC的SCM-10)要想達到100dB的聲壓則需要100W的功率來推動了。大多數音箱的靈敏度約為85dB—90dB,對這些音箱來説,有10W—30W的不失真功率已經能夠有足夠的聲壓了。

功放自身的素質,與功放應有的輸出功率關係較大。功放的參數中有一項稱為阻尼係數,這是表示對音箱控制能力的一項參數,但這一參數有一個適度範圍,而且又和具體的音箱有直接關係。一般説來,如果一台功放的素質很好,在30　W輸出時仍能保持其性能參數在一定的水準。那麼就沒有必要去要求功放有更大的功率輸出。可是如果功放的素質不很理想,當輸出功率增加時會引起其性能參數的劣化,那麼就應當使功放的輸出功率有一定的餘量,以保證在實用的輸出功率下仍有一定的良好參數。通常情況下,當功放為甲類輸出或是電子管功放,則不需要有過多的輸出功率餘量,20W—30W的輸出功率已經夠用了。但如果是乙類功放或是素質較差的功放,這時應使功放的輸出功率有較大的餘量。另外,如果配接的音箱是大型倒相式,也應使功放有較大的輸出功率餘量。在從功放自身的素質考慮功放應有的輸出功率時,將功率餘量選得大些確實能改善功放與音箱的適配情況。

但這裏我們還是要明確一下,選擇輸出功率較大的功放主要的意義,不是因為我們需要那樣大的聲壓,而是要改善功放對音箱的適配狀態。如果一台輸出功率適度的功放已經能夠把音箱控制的得心應手,那麼就沒有必要對這台功放提出更高的輸出功率要求。 使用環境,也就是房間的空間體積與功放應輸出的功率也有一定的關係,以上我們所談及的輸出功率大小,是以房間的空間體積在40以下而言,如果房間的空間體積較大,那麼功放的輸出功率則應加大一些。

電子管功放輸出級的特點 電子管功放的功率輸出級有三種電路類型,一類是有輸出變壓器的推輓輸出電路。這類輸出電路類型在電子管功放中佔了絕大多數。在推輓電路中的輸出變壓器中直流成分很少,二次諧波失真也很小,這類電路的輸出功率可以做得比較大,所以適用範圍也比較大。一般説對膽機音色有興趣的音響愛好者來説,這類輸出級的膽機很合適。不過這類功放的,輸出變壓器的設計與工藝至關重要,如果輸出變壓器的設計與工藝上有不足之處,往往這類功放的頻率響應,瞬態響應就不太理想。另外由於輸出變壓器的制約,所以配接音箱的適應範圍較小。

另一類功率輸出級的電路類型是單端甲類電路。這類電路也有變壓器,但這類電路的輸出變壓器中有很大的直流成分,對輸出變壓器的要求比推輓輸出電路中輸出變壓的要求要高。另外對供電電源的要求也比較高。這類輸出電路的特點是二次諧波成分比較多,儘管這是一種諧波失真,但對音樂信號來説,二次諧波是高度的諧合音,所以聽起來很入耳。這一特點使得這種輸出電路的功放在聲音的音色上很有特點,尤其是當功放級採用三極管時,人聲聽起來很舒服,室內樂中的絃樂聽起來也很細膩,或者説,這類功放的聲音很有味道。但是這類功放的輸出功率不容易做得大,所以如果配用的音箱靈敏度較低,在放送大型管絃樂曲時就比較勉強了。這類電子管功放都很受一些音響玩家的歡迎,往往在備有一台大功率晶體管功放之外,又備有一台此類功放,想來是在音色上互有所補,不過,這也説明此類功放的音色特點確有動人之處。

還有一類電子管功放的輸出級電路是OTL電路,所謂OTL電路就是無輸出變壓器電路。現代的晶體管功放輸出級幾乎全是OTL電路或是OTL電路的改進型。電子管和晶體管的特性參數與工作狀態不同,晶體管功放很容易適合配阻抗為4— 8的音箱,而電子管功放要想不需要輸出變壓器去適配4—8的音箱就要費些周折了。電子管OTL功放由於去掉了輸出變壓器,所以在技術參數上比前面提到的那兩類電路有很大的提高,這類輸出電路的功放聲音極有特色,和前面兩類輸出電路相比,它有宏偉的氣勢和寬闊的聲場,和晶體管功放相比它的音色又温暖、細膩。這類功放由於沒有輸出變壓器,所以能夠適應較寬範圍的音箱阻抗。但是這類輸出級的功放電源效率低,設計、工藝、調試都比較複雜,這類輸出電路的功放僅見於一些高檔機種中,很難見到低價位的普及型機種。