深扒關(guān)于功放你不知道的事
2015-10-21 • 來(lái)源: 編者: 熱度:是枝重治在《前置放大器電路設(shè)計(jì)的發(fā)展史》中說(shuō)“前置放大器不是只靠電路設(shè)計(jì)就能搞好的”,當(dāng)時(shí)很不理解,現(xiàn)在終于懂了。我們喜歡把技術(shù)和產(chǎn)品混為一談,其實(shí)好的技術(shù)不一定能成為好的產(chǎn)品,好的產(chǎn)品不一定采用最好的技術(shù)。喬布斯賣的不是技術(shù),是體驗(yàn),是理念,iPhone、iPad都只是一個(gè)載體罷了。阿強(qiáng)家庭影院網(wǎng)提供最新的影音信息!
扯遠(yuǎn)了,還是回到功放上來(lái)吧。從晶體管誕生之日起,就一路磕磕拌拌,爭(zhēng)論不斷。晶體管功放盡管指標(biāo)非常好,但音質(zhì)卻不如電子管功放,這是為什么呢。其實(shí),由于晶體管不是理想的線性器件,就會(huì)產(chǎn)生各種各樣的失真(最常談到的就是諧波失真和瞬態(tài)互調(diào)失真)。由此,產(chǎn)生了各種各樣的電路型式,甲類、超甲類、ALA、電流傾注、前饋式、AA類、超線性等等數(shù)不勝數(shù),但絕大多數(shù)最后都化作了浮云。隨著半導(dǎo)體工藝的不斷提高,如今已不再糾結(jié)于具體的電路型式了。在產(chǎn)品同質(zhì)化越來(lái)越明顯的今天,我們作為普通消費(fèi)者,我們只需要關(guān)心最終的音質(zhì)還原效果。家庭影院導(dǎo)購(gòu)平臺(tái)微信hdkong
一、分立元件功放好,還是集成電路功放好
現(xiàn)在被廠商忽悠得認(rèn)為分立元件功放才是高音質(zhì)的代名詞。錯(cuò)了,設(shè)計(jì)和調(diào)試不好的分立功放,還不如集成電路功放。分立元件功放輸出功率可以做得很大,設(shè)計(jì)靈活,但要求管子嚴(yán)格配對(duì),精心調(diào)試,成本高,對(duì)溫漂的補(bǔ)償比較困難,所以分立元件功放是不敢不用揚(yáng)聲器保護(hù)電路的。集成電路功放電路簡(jiǎn)單、緊湊,產(chǎn)品一致性好,工作穩(wěn)定可靠,但受到熱阻和半導(dǎo)體工藝的限制,最大功率和轉(zhuǎn)換速率都不很高。兩種功放都有非常優(yōu)秀的產(chǎn)品。集成電路功放在有源音箱和中小功率功放中應(yīng)用較多。近年來(lái),優(yōu)秀的功放驅(qū)動(dòng) IC 多了起來(lái),如國(guó)半的LME系列,又多了一種選擇。
NAIM的分體元件功放內(nèi)部拆解
商品機(jī)中,分立元件功放見(jiàn)得較多。如果是 DIY 功放,我要選擇電路的話,優(yōu)先考慮 IC 驅(qū)動(dòng)功放,既有IC功放穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),也能通過(guò)輸出管的合理選擇,達(dá)到較高的性能。分立元件電路是堅(jiān)決不會(huì)考慮的,因?yàn)榭煽啃杂肋h(yuǎn)是擺在第一位的。
二、是否需要大功率功放
現(xiàn)如今,功放功率越做越大,就是AV功放也動(dòng)輒100W以上,是否必要?不管是 Hi-Fi還是影院,播放時(shí)都要求聲音達(dá)到一定的聲壓級(jí),如75dB或80dB,而聲壓級(jí)不僅取決于功率,還取決于音箱的靈敏度。以靈敏度90dB的音箱為例,離箱4m,要達(dá)到90dB聲壓級(jí),需4W的功率,按音樂(lè)信號(hào)規(guī)律平均功率為峰值功率1/8計(jì)算,要求功放最大輸出功率32W,再留些余量,100W肯定夠了。當(dāng)然,如果離箱8m的話,最大功率要200W。
最大功率我們要看1%失真時(shí)的功率,10%失真的功率是沒(méi)有意義的。
三、什么是推力,是否功率越大推力越強(qiáng)
功放的推力,不是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)指標(biāo),而是人的主觀感受,但卻能很好地說(shuō)明功放的實(shí)際工作能力。究竟什么是推力,恐怕都說(shuō)不清。我認(rèn)為,推力就是功放的低阻抗推動(dòng)能力。
在所有的器材中,后級(jí)功放的工作條件是最惡劣的,工作在大功率、大電流,更要命的是作為負(fù)載的音箱,是一個(gè)復(fù)合負(fù)載,要等效成由R、L、C組成的復(fù)合電路,其阻抗特性和相位特性都很差。所以功放實(shí)際工作時(shí)指標(biāo)劣化很嚴(yán)重。很久很久以前,有一篇電聲專家李寶善翻譯的《民用聲頻功率放大器功率輸出能力》一文,給我留下了深刻的印象。Sekiya和Otala用電阻、電感和電容組成復(fù)合阻抗模擬音箱,對(duì)幾種高品質(zhì)的功率放大器進(jìn)行實(shí)際輸出能力測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在負(fù)載有相角的情況下,為不致于產(chǎn)生大的失真(1%),有一臺(tái)100W的功放,實(shí)際輸出只有5W。為什么輸出變小了,因?yàn)樗淖畲筝敵鲭娏鞑蛔阋则?qū)動(dòng)過(guò)低的阻抗。
實(shí)際音箱的阻抗,遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。下面我們看看具體的音箱的阻抗曲線。
JBL Studio L880:標(biāo)稱阻抗8Ω,實(shí)際最小阻抗才3.828Ω,只有標(biāo)稱阻抗的一半不到。
Dynaudio Evidence Master:標(biāo)稱阻抗4Ω。丹拿為什么難推,知道其中的一個(gè)原因了吧。
Sonus Faber Amati Homage:標(biāo)稱阻抗4Ω
可見(jiàn),最低阻抗往往只有標(biāo)稱阻抗的一半,更有變態(tài)的設(shè)計(jì),由于分頻器中采用了復(fù)雜的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),某些頻率阻抗可低到1Ω。
我們考察了音箱的阻抗特性,我們?cè)賮?lái)看一些Hi-End功放的輸出能力。Krell KSA-50S,輸出功率50W/8Ω,100W/4Ω,200W/2Ω,400W/1Ω,最大輸出電流60A,注意功率/阻抗的整數(shù)倍關(guān)系。從推力來(lái)說(shuō),神機(jī)也。50W的功放,具有60A的最大輸出電流,沒(méi)有什么音箱是它推不轉(zhuǎn)的。而一般的功放輸出功放100W/8Ω的話,4Ω只能輸出大約150W,就是說(shuō)明電源供應(yīng)不足,因?yàn)槔碚撋陷敵龉β蕬?yīng)達(dá)到200W。
可見(jiàn),推力大跟功率大沒(méi)有必然關(guān)系,500W的功放也不一定能推動(dòng)1Ω的負(fù)載,機(jī)器早就短路保護(hù)了。當(dāng)然,實(shí)際選功放時(shí),不必象Krell這樣變態(tài),如果能穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)2Ω的負(fù)載,我們就可以認(rèn)為該功放的推力不俗。阿強(qiáng)家庭影院網(wǎng)歡迎您光臨!
回到ICEpower 125ASX2,我為什么看好它,我們來(lái)分析一下。先看電源部分,由于市售的電源無(wú)法滿足功放的要求,所以工程師干脆集成了開(kāi)關(guān)電源,由于整體設(shè)計(jì),可使電磁干擾的影響降到最小。它使用ST的SG3525AP作為半橋開(kāi)關(guān)電源的控制器,這是一款老芯片,工程師選它肯定有他的理由。半橋選用2只ST的B20NM50FD大功率MOSFET,耐壓500V,電流20A,很強(qiáng)勁。電源變壓器次級(jí)整流輸出使用了高速同步整流,MOSFET使用的是12CN10N,耐壓100V,電流67A,導(dǎo)通電阻12.4mΩ。濾波電容是金字高速電解,680uF/50V。這就是為什么功放能輸出30A電流的強(qiáng)力保證。考慮周到的是,電源部分有防浪涌功能(8kV),防止感應(yīng)雷擊壞電源和功放。再說(shuō)功放部分,由于有散熱器擋著,看不到輸出管,但我們可以根據(jù)官方參數(shù)推算一下。10%失真時(shí)最大輸出功率150W/4Ω,推算出供電電壓約為36V,根據(jù)最大輸出40A,算出最小允許負(fù)載阻抗1.2Ω,所以說(shuō)手冊(cè)中說(shuō)能驅(qū)動(dòng)2Ω負(fù)載是完全可信的。不過(guò)為了保證功放長(zhǎng)時(shí)間可靠工作,手冊(cè)中規(guī)定,對(duì)稱負(fù)載時(shí)允許最小負(fù)載3Ω,不對(duì)稱負(fù)載時(shí),允許一個(gè)聲道2Ω,另一個(gè)聲道最小6Ω。
四、為什么都認(rèn)為AV功放不如純功放
這個(gè)問(wèn)題其實(shí)不是技術(shù)原因,而是成本和體積的原因。AV功放如果按純功放的理念來(lái)打造,恐怕貴得絕大多數(shù)人都享用不起了。要在有限的成本中制造5個(gè)或七個(gè)聲道分立元件大功率功放,必然要簡(jiǎn)化功放設(shè)計(jì),要解決整機(jī)的散熱問(wèn)題和減小體積,必然是要減小功放的靜態(tài)電流,使之更接近B類,同時(shí)變壓器的功率也要縮小,通過(guò)使用大容量電解電容來(lái)保證瞬態(tài)功率。最要命的是最大輸出電流的限制,AV功放不能使用低阻抗的音箱,電源功率不允許,大功率管性能不允許,散熱也不允許。因此AV功放,即使是旗艦,音質(zhì)也無(wú)法與檔次相近的Hi-Fi功放相提并論,要追求極致的音質(zhì),只能使用分體后級(jí)。先鋒在中、高檔AV功放上使用ICEpower模組,就是另一種更具性價(jià)比的解決方法,看來(lái)先鋒會(huì)堅(jiān)持走下去。
阿強(qiáng)家庭影院導(dǎo)購(gòu)/產(chǎn)品/方案/評(píng)測(cè)/案例
多年家庭影院設(shè)計(jì)與裝修施工經(jīng)驗(yàn)、百多家真實(shí)案例展示
立即撥打132 4190 2523(同微信號(hào))或者關(guān)注公眾號(hào):hdkong