1、家用音响知识大全 音响技术名称详解1、杜比定向逻辑环绕声系统(DOLBY PROLOGIC SURROUMD) 。它是目前 AV 功放具有的一种环绕声制式。其解码器能将输入的两声道信号解成左、在、右和环绕声四个声道。四个声道配合播放时,能产生较好的影院效果,特别对移动目标如飞机、火车等效果特别明显。2、THX 系统。它是对杜比定向逻辑环绕声的改进,主要将一个声道的环绕声分离成相互独立的二个声道以及增加了一个超低音声道。因此 THX 系统总共有左、中、右环绕及超低音共 6 个声道。其重放效果更具包围感和空音感。3、杜比 AC-3 系统,是一种新型的数字环绕声系统。 AC 是 AUDIOPRECE
2、PTUAL CODINGSYSTEM 的缩写,意为音频感觉编码系统。具有六个独立的声道,即左、中、右、左环绕、右环绕及超低音(称 5.1 声道).它覆盖了整个音频希,分离度和动态范围均很大,重放音响效果极好,是目前最好的环绕声系统.4、DSP 技术(DIGITAL SOUND FIELDPROCESSING).即数字声场处理技术.它是由日本雅马哈公司开发一种声场效果处理方式.同杜比环绕声系统结合后,能使家庭听音环境获得类似大电影院、剧院、音乐厅、教堂等的现场效果。目前的 AV 功放大多数具备杜比定向逻辑环绕声和 DSP 效果。正规厂生产的国产 AV 功放,经美国杜比公司认定,在产品上有双 “D
3、”标记的产品都具备上面所说的功能和特性。功放与音箱的匹配说明在设计、安装一套音响系统时,不免遇到功放与音箱的配接问题。在音色方面,会注意其搭配上是否冷暖相宜、软硬适中,最终使整套器材还原音色呈中性,这仅是从艺术方面考虑。从技术方面考虑功放与音箱配接的要素有:一、功率匹配,二、功率储备量匹配,三、阻抗匹配,四、阻尼系数的匹配。如果我们在配接时认识到上述四点,可使所用器材的性能得到充分的、最大的发挥。1、功率匹配 为了达到高保真聆听的要求,额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉:音量小时、声音无力、单薄、动态出不来,无光泽、低频显著缺少、丰满度差,声音好像缩在里面出不来。音量合适时,
4、声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。但音量过大时,声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系,规定听音区的声压级最好为 8085dB(A 计权) ,我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。2、功率储备量匹配 音箱:为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真。这里有一个经验值可参考:所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。功放:电子管功放和晶体管功放相比,所需的功率储备是不同的。这是因为:电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号巅峰,电子管功放并不明显产生削波现象,只是使颠
5、峰的尖端变圆。这就是我们常说的柔性剪峰。而晶体管功放在过荷点后,非线性畸变迅速增加,对信号产生严重削波,它不是使颠峰变圆而是把它整齐割削平。有人用电阻、电感、电容组成的复合性阻抗模拟扬声器,对几种高品质的晶体管功放进行实际输出能力的测试。结果表明,在负载有相移的情况下,其中有一台标称 100W 的功放,在失真度 1%时实际输出功率仅有 5W!由此对于晶体管功放的储备量的选取:高保真功放:10 倍民用高档功放:67 倍民用中档功放:34 倍而电子管功放则可以大大小于上述比值。对于系统的平均声压级与最大声压级应留有多少余量。应视放送节目的内容、工作环境而定。这个冗余量最低 10dB,对于现代的流行
6、音乐、蹦迪等音乐,则需要留有 2025dB 冗余量,这样就可使得音响系统安全,稳定地工作。3、阻抗匹配 它是指功放的额定输出阻抗,应与音箱的额定阻抗相一致。此时,功放处于最佳设计负载线状态,因此可以给出最大不失真功率,如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗,功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗,音响系统能工作,但功放有过载的危险,要求功放有完善的过流保护措施来解决,对电子管功放来讲阻抗匹配要求更严格。4、阻尼系数的匹配 阻尼系数 KD 定义为:KD=功放额定输出阻抗(等于音箱额定阻抗)/ 功放输出内阻。由于功放输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件,
7、KD 值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD 值越大,电阻尼越重,当然功放的 KD 值并不是越大越好,KD 值过大会使音箱电阻尼过重,以至使脉冲前沿建立时间增长,降低瞬态响应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的 KD 值。作为家用高保真功放阻尼系数有一个经验值可供参考,最低要求:晶体管功放 KD 值大于或等于 40,电子管功放 KD 值大于或等于6。保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件,应注意音箱的等效力学品质因素(Qm)与放大器阻尼系数(KD)的配合,这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。应使音箱的馈线等效电阻足够小,小到与音箱的额定阻抗相比可以忽略不计。其实音箱馈线的功率
8、损失应小于 0.5dB(约 12%)即可达到这种配合。如何鉴别扬声器的音质虽然任何扬声器都有其强项和弱点,尤其在有限的预算下,低价的扬声器并不容易得到尽善尽美的效果,但无论任何价位和层次的扬声器而言,都有一定的参考标准或指涉方向。1.测试低频的质量劣质扬声器所产生之低频可以是轰耳若聋,但完全是那种臃肿松厚,缺乏层次感和结实感。好的低频应是洁净明快,层次分明,不会拖泥带水,冤魂不散似的,即使各种低频乐器如大小鼓声、低音吉它和钢琴的低音,都能轻易分辨出来。所以不要轻易被低频的量感所蒙骗,劣质低频不如干净的声音来的自然舒服。2.测试中频的人声人声是最常听到的声音,优劣并不难察觉,留意人声是否有不寻常
9、的鼻音或被抿着嘴发声的感觉。一些扬声器的“箱声“同样会大大干扰中频,令此频段的声音模糊不清。中频音染相对于其他频率音染而言更为严重,因为大部分可听到的声音频率,或是音乐的频率都集中在中频范围,这点几乎对所有种类的乐曲而言,都会成为重播的障碍。3.测试高频的柔韧感劣质的高频是尖声插耳,听得人头痛欲裂的,极端情况下把小提琴或女高音的美声变为刹车的尖锐噪音。同样,高音中的不同器乐多产生的不同质感,好的高音是能分辨出来的。再优劣一级的高频甚至能令人从中分辨出两把不同年份不同木质的所奏出的不同音韵。最易掌握的要决是,好的高音是不回令人听而生畏,毛孔竖立,也不会令人越听越累的,而且该是绵韧而富弹性,幼滑而
10、具层次,高至最高处仍可容易听见却不会产生变音的(当然不是以走音歌手的录音做参考)4.测试高音量及音场结像一些扬声器在低音量时表现稳定,但在音量提升到某个指数便会失真,或“拍边“ ,出现各种非录音中的音乐信号, (当然以不过 12 点的音量为安全的测试标准) 。具体而言,若管弦乐是喜爱乐种之一,则必须通过此关。合乎标准的扬声器在一定程度上做到声音离箱,营造出清晰的音场和结像,显示出不同乐器的分点位置和质感,有充足的扩散以至生长、阔、高但度音频空间。弱音和尾音应该清楚听见,而在大音量和“大爆棚“的情况下没有变形失真,人声和乐器声不会纠缠不分。优质的重播能显现丰润的音乐感和空气感,和音符的弹跳力,像
11、拨开云雾见青天一样,展现出整幅细而有序的音像。而更直接的是在长久聆听下不会令人耳朵疲音响知识完全手册 1、音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置,还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器(即功放 )的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体,可直接与一般的音源(如随身听、CD 机、影碟机、录像机等 )搭配,构成一套完整的音响组合。有了有源音箱,就无需另购功率放大器,不再为合理选配功放、音箱而发愁,操作简便,其极高的性能价格比,为工薪阶层所普遍接受。 按照发声原理及内部结构不同,音箱可分为倒相式、密闭式、平板式、号角式、迷宫式等几种类型,其中最主要的形式是密闭式和
12、倒相式。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器,效率比较低;而倒相式音箱与它的不同之处就是在前面或后面板上装有圆形的倒相孔。它是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的,优点是灵敏度高、能承受的功率较大和动态范围广。因为扬声器后背的声波还要从导相孔放出,所以其效率也高于密闭箱。而且同一只扬声器装在合适的倒相箱中会比装在同体积的密闭箱中所得到的低频声压要高出 3dB,也就是有益于低频部分的表现,所以这也是倒相箱得以广泛流行的重要原因。 2、功率 音箱音质的好坏和功率没有直接的关系。功率决定的是音箱所能发出的最大声强,感觉上就是音箱发出的声音能有多大的震撼力。根据国际标准,功率有两种标注方法:额定功率(RM
13、S:正弦波均方根)与瞬间峰值功率(PMPO 功率)。前者是指在额定范围内驱动一个 8 扬声器规定了波形持续模拟信号,在有一定间隔并重复一定次数后,扬声器不发生任何损坏的最大电功率;后者是指扬声器短时间所能承受的最大功率。美国联邦贸易委员会于 1974 年规定了功率的定标标准:以两个声道驱动一个 8 扬声器负载,在2020000Hz 范围内谐波失真小于 1时测得的有效瓦数,即为放大器的输出功率,其标示功率就是额定输出功率。通常商家为了迎合消费者心理,标出的是瞬间(峰值)功率,一般是额定功率的 8 倍左右。 试想同是采用 PHILIPS 的 TDA1521 功放芯片(最大的额定功率 30W,THD
14、=10%时),而某些产品上标称 360W,甚至 480WP.M.P.O.,这可能吗?有意义吗?所以在选购多媒体音箱时要以额定功率为准。音箱的功率由功率放大器芯片的功率和电源变压器的功率两者主要决定,考虑到其他一些因素,可以算出如果变压器的额定功率是 100W 的话,它实际能顺利带动的功放芯片的功率要在 45W 以下,所以通过算音箱变压器与功放的功率关系也可以验证音箱的实际额定功率是否能达到标称值。音箱的功率不是越大越好,适用就是最好的,对于普通家庭用户的 20 平米左右的房间来说,真正意义上的 60W 功率(指音箱的有效输出功率 30W2)是足够的了,但功放的储备功率越大越好,最好为实际输出功
15、率的 2 倍以上。比如音箱输出为 30W,则功放的能力最好大于 60W,对于 HiFi 系统,驱动音箱的功放功率都很大。3、频率范围与频率响应 前者是指音响系统能够重放的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围;后者是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时,音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象,这种声压和相位与频率的相关联的变化关系(变化量)称为频率响应,单位分贝(Db)。音响系统的频率特性常用分贝刻度的纵坐标表示功率和用对数刻度的横坐标表示频率的频率响应曲线来描述。当声音功率比正常功率低 3dB 时,这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点。
16、高频截止点与低频截止点之间的频率,即为该设备的频率响应;声压与相位滞后随频率变化的曲线分别叫作“幅频特性”和“相频特性”,合称“频率特性”。这是考察音箱性能优劣的一个重要指标,它与音箱的性能和价位有着直接的关系,其分贝值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。如:一音箱频响为60Hz18kHz / 3dB。这两个概念有时并不区分,就叫作频响。 从理论上讲,2020000Hz 的频率响应足够了。低于 20Hz 的声音,虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察,也就是能感觉到所谓的低音力度,因此为了完美地播放各种乐器和语言信号,放大器要实现高保真目标,才能将音调的各次谐波均重放出来。所以应将放
17、大器的频带扩展,下限延伸到 20Hz 以下,上限应提高到20000Hz 以上。对于信号源(收音头、录音座和激光唱机等)频率响应的表示方法有所不同。例如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为 4015000Hz 时十2dB,国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标:4012500Hz 时十25 十45dB(普通带),实际能达到的指标都明显高于此数值。CD 机的频率响应上限为 20000Hz,低频端可做到很低,只有几个赫兹,这是 CD 机放音质量好的原因之一。 但是,构成声音的谐波成分是非常复杂的,并非频率范围越宽声音就好听,不过这对于中低档的多媒体音箱来讲还是基本正确的。在标注频率响应
18、中我们通常都会看到有“系统频响”和“放大器频响”这两个名词,要知道“系统频响”总是要比“放大器频响”的范围小,所以只标注“放大器频响”则没有任何意义,这只是用来蒙骗一些不知情的消费者的。现在的音箱厂家对系统频响普遍标注的范围过大,高频部分差的还不是很多,但在低音端标注的极为不真实,国外的名牌 HiFi(高保真)音箱也不过标注 4、50Hz 左右,而国内两三百的木质普通音箱居然也敢标注这个数据,真是让人笑掉大牙了!所以敬告大家低频段声音一定要耳听为真,不要轻易相信宣传单上的数值。多媒体音箱中的音乐是以播放 MP3 或 CD 的音乐、歌曲、游戏的音效、背景音乐以及影片中的人声与环境音效为主的,这些
19、声音是以中高音为多,所以在挑选多媒体音箱时应该更看中它在中高频段声音的表现能力,而不是低频段。若真的追求影院效果,那么一只够劲的低音炮绝对能够满足你的需求。 4、响度 声音的强弱称为强度,它由气压迅速变化的振幅(声压)大小决定。但人耳对强度的主观感觉与客观的实际强度并不一致,人们把对于强弱的主观感觉称为响度,其计量单位也为分贝(Db),它是根据 1000Hz 的声音在不同强度下的声压比值,取其常用对数值的 l10 而定的。取对数值的原因是由于强度与响度的增加不是成正比关系,而是真数与对数的关系!例如声音强度大到 10 倍时,听起来才响了一级(10dB),强度大到 100 倍时听起来才响了两级(
20、20dB)。对于 1000Hz 的声音信号,人耳能感觉到的最低声压为210E5Pa,把这一声压级定为 0dB,当声压超过 130dB 时人耳将无法忍受,故人耳听觉的动态范围为0130dB。人对强度相等、频率不同声音感觉是不同的;声压级越高,人的听觉频率特性越平直;声压级越低,人的听觉频率范围越小;频率 f1620Hz 以及 f1820KHz 的声音,不论声级多高,人耳都是听不到的。故人耳的听觉频率为 20Hz20KHz,这个频带叫音频或声频;不论声压高低,人耳对 3KHz5KHz 频率的声音最为敏感。 大多数人对信号声级突变 3dB 以下时是感觉不出来的,因此对音响系统常以 3dB 作为允许的
21、频率响应曲线变化范围。 5、失真度 有谐波失真、互调失真和瞬态失真之分。谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真;互调失真影响到的主要是声音的音调方面;瞬态失真是因为扬声器具有一定的惯性质量存在,盆体的震动无法跟上瞬间变化的电信号的震动而导致的原信号与回放音色之间存在的差异。它在音箱与扬声器系统中则是更为重要的,直接影响到音质音色的还原程度的,所以这项指标与音箱的品质密切相关。这项常以百分数表示,数值越小表示失真度越小。普通多媒体音箱的失真度以小于 0.5%为宜,而通常低音炮的失真度普遍较大,小于 5%就可以接受了。 6、音箱的灵敏度(单位 Db) 音箱的灵敏度每差 3
22、dB,输出的声压就相差一倍,一般以 87 Db 为中灵敏度,84 Db 以下为低灵敏度,90 Db 以上为高灵敏度。灵敏度的提高是以增加失真度为代价的,所以作为高保真音箱来讲,要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求。但不能反过来说,灵敏度高的音箱音质一定不好而低灵敏度的音箱一定就好。灵敏度低的音箱功放难以推动(要求功放的贮备功率较大)。所以灵敏度虽然是音箱的一个指标,但是它与音箱的音质音色无关。 7、阻抗 它是指扬声器输入信号的电压与电流的比值。音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻抗两类,高于 16的是高阻抗,低于 8 的是低阻抗,音箱的标准阻抗是 8。在功放与输出功率相同的
23、情况下,低阻抗的音箱可以获得较大的输出功率,但是阻抗太低了又会造成欠阻尼和低音劣化等现象。所以这项指标虽然与音箱的性能无关,但最好还是不要购买低阻抗的音箱,推荐值是标准的 8。耳机的阻抗一般是高阻抗的32 很常见。功放的阻抗一般可标为等值阻抗,比如 4 下 130W 的输出,大概相当于等值的 80W 的输出。有一个容易与之混淆的名词叫做“阻尼系数”,这是指扬声器阻抗除以放大器源的内阻,范围大约是 251000。扬声器纸盆在电信号已经消失后还要振荡多次才能完全停止摆动,而线圈发出的电压产生电流和磁场可以阻止这种寄生运动,这就是阻尼。电流的幅度也就是阻尼的效果取决于此电流流经放大器输出级的内阻,这
24、一电阻要远低于扬声器的额定阻抗,典型值为 0.1,但由于扬声器音圈的串联电阻和分频网络的串联电阻的存在,阻尼系数难以做到 50。 8、信噪比 是指音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。也用 Db 表示。例如,某磁带录音座的信噪比为 50dB,即输出信号功率比噪音功率大 50dB。信噪比数值越高,噪音越小。国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于 63dB,后级放大器大于等于 86dB,合并式放大器大于等于 63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于 90dB;收音头:调频立体声之 50dB,实际上以达到 70dB 以上为佳;磁带录音座之 56dB(普通带),但经杜
25、比降噪后信噪比有很大提高。如经杜比 B 降噪后的信噪比可达65dB,经杜比 C 降噪后其信噪比可达 72dB(以上均指普通带);CD 机的信噪比可达 90dB 以上,高档的更可达 l10dB 以上。信噪比低时,小信号输入时噪音严重,整个音域的声音明显感觉是混浊不清,所以信噪比低于 80dB 的音箱不建议购买!而低音炮 70 Db 的低音炮同样原因不建议购买。 9、扬声器材质 低档塑料音箱因其箱体单薄、无法克服谐振,无音质可言(笨笨熊注:也不尽然,设计好的塑料音箱要远远好于劣质的木质音箱);木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染,音质普遍好于塑料音箱。通常多媒体音箱都是双单元二分频设计,一个较小的扬
26、声器负责中高音的输出,而另一个较大的扬声器负责中低音的输出。挑选音箱应考虑这两个喇叭的材质:多媒体有源音箱的高音单元现以软球顶为主(此外还有用于模拟音源的钛膜球顶等),它与数字音源相配合能减少高频信号的生硬感,给人以温柔、光滑、细腻的感觉。多媒体音箱现以质量较好的丝膜和成本较低的 PV 膜等软球顶的居多。低音单元它决定了音箱的声音的特点,选择起来相对重要一些,最常见的有以下几种:纸盆,又有敷胶纸盆、纸基羊毛盆、紧压制盆等几种,纸盆音色自然、廉价、较好的刚性、材质较轻灵敏度高,缺点是防潮性差、制造时一致性难以控制,但顶级 HiFi 系统中用纸盆制造的比比皆是,因为声音输出非常平均,还原性好;防弹
27、布,有较宽的频响与较低的失真,是酷爱强劲低音者之首选,缺点是成本高、制作工艺复杂、灵敏度不高轻音乐效果不甚佳;羊毛编织盆,质地较软,它对柔和音乐与轻音乐的表现十分优异,但是低音效果不佳,缺乏力度与震撼力;PP(聚丙烯)盆,它广泛流行于高档音箱中,一致性好失真低,各方面表现都可圈可点。此外还有像纤维类振膜和复合材料振膜等由于价格高昂极少应用于普及型音箱中,就不谈了。扬声器尺寸自然是越大越好,大口径的低音扬声器能在低频部分有更好的表现,这是在选购之中可以挑选的。用高性能的扬声器制造的音箱意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。普通多媒体音箱低音扬声器的喇叭多为 35 英寸之间。用高性能的扬声器制造的音
28、箱也意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。 10、音箱的结构与特点 音箱从结构形式上分,可以分为书架式和落地式,前者体积小巧、层次清晰、定位准确,但功率有限,低频段的延伸与量感不足,适于欣赏以高保真音乐为主的音乐爱好者,也是我们多媒体发烧友的首选;后者体积较大、承受功率也较大,低频的量感与弹性较强,善于表现滂沱的气势与强大的震撼力,但做得不好层次感与定位方面会略有欠缺。对于不同音乐的爱好者来讲,这也是在选购以前应该了解的重要内容。由于 PC 用家很少有具备放置大型落地箱的条件,所以小巧的桌面书架式音箱应该是多媒体有源音箱的首选。总的来说:只要功放模块设计合理,箱体越大,喇叭越大,声音越中听。11
29、、可扩展性 这是指音箱是否支持多声道同时输入,是否有接无源环绕音箱的输出接口,是否有 USB 输入功能等。低音炮能外接环绕音箱的个数也是衡量扩展性能的标准之一。普通多媒体音箱的接口主要有模拟接口和 USB 接口两种,其它如光纤接口还有创新专用的数字接口等不是非常多见,因此不多作介绍。 12、音效技术 硬件 3D 音效技术现在较为常见的有 SRS、APX、 Spatializer 3D、 Q-SOUND、 Virtaul Dolby 和 Ymersion 等几种,它们虽各自实现的方法不同,但都能使人感觉到明显的三维声场效果,其中又以前三种更为常见。它们所应用的都是扩展立体声(Extended S
30、tereo)理论,这是通过电路对声音信号进行附加处理,使听者感到声像方位扩展到了两音箱的外侧,以此进行声像扩展,使人有空间感和立体感,产生更为宽阔的立体声效果。此外还有两种音效增强技术:有源机电伺服技术(本质上利用了赫姆霍兹共振原理)、BBE 高清晰高原音重放系统技术和“相位传真”技术,对改善音质也有一定效果。对于多媒体音箱来说,SRS 和 BBE 两种技术比较容易实现效果很好,能有效提高音箱的表现能力。13、音调 指具有一特定且通常是稳定音高的信号,通俗的讲是声音听来调子高低的程度。它主要取决于频率,还与声音强度有关。频率高的声音人耳的反应是音调高而频率低的声音人耳的反应是音调低。音调随频率
31、(Hz)的变化基本上呈对数关系。不同的乐器演奏同样频率的音符,音色虽然不同,但它们的音调是相同的,也就是演奏声音的基频是相同的。 14、音色 对声音音质的感觉,也是一种声音区别于另一种声音的特征品质。不同的乐器在发同一音调时,它们的色可以迎然不同。这是由于它们的基频频率虽相同,但谐波成分相差甚大。故音色不但取决于基频,而且与基频成整倍数的谐波密切有关,这就使每种乐器和每个人有不同的音色。15、动态范围 声音中最强与最弱的比值,用 Db 表示。例如一个乐队的动态范围为 90dB,这意味着最弱部分的功率比最响部分的低 90dB。动态范围是功率之比,与声音的绝对水平无关。如前所述,人耳的动态范围从
32、0 到130dB。自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的。一般语言信号大约只有 2045dB,有些交响乐的动态范围可达 30130dB 或更高。但由于一些因素的限制,音响系统的动态范围很少能达到乐队的动态范围。录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音,而系统的最大信号容量(失真水平)限制了最强的音。一般把声音信号的动态范围定为 100dB,故音响设备的动态范围能做到 100dB,就很好了。 16、总谐波失真(THD) 指音频信号源通过功率放大器时,由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的,我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的
33、百分比来表示。例如,一个放大器在输出 10V 的 1000Hz 时又加上 Lv 的 2000Hz,这时就有 10的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来,1000Hz 频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关,因此美国联邦贸易委员会于 1974 年规定,总谐波失真必须在 2020000Hz 的全音频范围内测出,而且放大器的最大功率必须在负载为 8 欧扬声器、总谐波失真小于 1条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为:前级放大器为 0.5,合并放大器小于等于 0.7,但实际上都可做到 0.1以下:FM 立体声调谐器
34、小于等于 1.5,实际上可做到 0.5以下;激光唱机更可做到 0.01以下。 由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波,不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波,其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。(l)互调失真(IMD):将互调失真仪输出的 125Hz 与 lkHz 的简谐信号合成波,按4:1 的幅值输入到被测量的放大器中,从额定负载上测出互调失真系数。 (2)瞬态失真(TIM):将方波信号输入到放大器后,其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够,则方波信号即会产生变形,而产生瞬态失真。主要反
35、映在快速的音乐突变信号中,如打击乐器、钢琴、木琴等,如瞬态失真大,则清脆的乐音将变得含混不清。 (3)瞬态互调失真:将 3.15kHz 的方波信号与 15kHz 的正弦波信号按峰值振幅比 4:1 混合,经放大器后,新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回环负反馈,瞬态互调失真一般较大,具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感;反之,则声音圆滑、细腻、自然。17、立体声分离度 指双声道之间互相不干扰信号的能力、程度,也即隔离程度,通常用一条通道内的信号电平与泄漏到另一通道中去的电平之差表示。如果立体声分离度差,则立体感将被削弱。国际电工委员会规定的立体声分离度的最低指
36、标, lKHz 时大于等于 40dB,实际以达到大干 60dB 为好;欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的立体声分离度为25dB,实际上能做到 40dB 以上。立体声通道平衡指的是左、右通道增益的差别,一般以左、右通道输出电平之间最大差值来表示。如果不平衡过大,立体声声像位置将产生偏离,该指标应小于 1dB。 18、阻尼系数 是指放大器的额定负载(扬声器)阻抗与功率放大器实际阻抗的比值。阻尼系数大表示功率放大器的输出电阻小,阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。具有高阻尼系数的放大器,对于扬声器更象一个短路,在信号终止时能减小其振动。功率放大器的输出阻抗会直接影响扬声器系统的低频
37、 Q 值,从而影响系统的低频特性。扬声器系统的 Q 值不宜过高,一般在 05l 范围内较好,功率放大器的输出阻抗是使低频 Q 值上升的因素,所以一般希望功率放大器的输出阻抗小、阻尼系数大为好。阻尼系数一般在几十到几百之间,优质专业功率放大器的阻尼系数可高达 200 以上。l9、等响度控制 其作用是低音量时提升高频和低频声。由于人耳对高频声、特别是低频声的听觉灵敏度差,要求在低音量时对高频和低频进行听觉补偿,即要求对低频有较大提升,对高频也有一定量的提升。换句话说,当音量减小时,信号中低频部分的减小较高频部分为少。等响度控制即满足此要求,等响度控制一般为 8dB 或10dB。 20、三维音场处理
38、和环绕声 普通两只音箱为什么会使我们听到并不存在的好像是背后发出的声音呢?大家知道,立体电影就是眼睛产生的错觉而三维音场的产生离不开耳朵的错觉。种种硬件 3D 音效技术如 SRS、虚拟杜比和软件 3D 技术如EAX、A3D 等就是充分研究了人耳接受声响的原理后为降低成本而推出的新技术。本质上讲通过多音箱完成三维音场的效果比两只音箱虚拟出的声场好很多。所以环绕声应该以多音箱配置为主,它们的定位感和空间感强,下面我们来看看有哪几种真正的环绕声: A 杜比定向逻辑(Dolby Pro-Logic)环绕声系统 4-2-4 编码技术将左、中、 右和后侧四方面的音频信息经过编码记录在左右两个声道中; 放音
39、时再通过解码器从左右声道中分解还原出原来这 4 个声道, 这 4 个声道通常称为:前置左声道、前置中间声道、前置右声道和后置环绕声道。 科学实验表明, 要获得身临其境的真实音响效果,必须在聆听者周围产生一个四面包围的声场环境,整个放声系统使用的声道数越多,聆听者的声场定位感就越强烈,身临其境的感受就越真实。根据目前一般家庭的视听环境,放声系统使用 5 个声道已能满足声场定位需要,因此,杜比定向逻辑环绕声系统大多使用 5 声道。从表面上看,5 声道杜比定向逻辑环绕声功率放大器确实有 5 个功率输出端:前置左声道、中置声道、前置右声道、 环绕左声道(又称后置左声道)和环绕右声道(又称后置右声道),
40、但杜比定向逻辑环绕声系统中解码器输出的环绕声信号其实是单声道的,5 声道功率放大器中的左右两个环绕声道在功放内部是相互串联的 功放与音箱配接四要素 功放与音箱配接讲究冷暖相宜、软硬适中,以实现整套器材还原音色呈中性,这仅是从艺术方面考虑。然而从技术方面考虑的要素有: 一、功率匹配 二、功率储备量匹配 三、阻抗匹配 四、阻尼系数的匹配 如果我们在配接时认识到上述四点,可使所用器材的性能得到最大、最充分的发挥。 功率匹配 为了达到高保真聆听的要求,额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉:音量小时、声音无力、单薄、动态出不来,无光泽、低频显著缺少、丰满度差,声音好像缩在里面出不来。音量
41、合适时,声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。但音量过大时,声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系,规定听音区的声压级最好为8085dB(A 计权),我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。 功率储备量匹配 音箱:为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真。这里有一个经验值可参考:所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。 功放:电子管功放和晶体管功放相比,所需的功率储备是不同的。这是因为:电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号巅峰,电子管功放并不明显产生削波现象,只是
42、使颠峰的尖端变圆。这就是我们常说的柔性剪峰。而晶体管功放在过荷点后,非线性畸变迅速增加,对信号产生严重削波,它不是使颠峰变圆而是把它整齐割削平。有人用电阻、电感、电容组成的复合性阻抗模拟扬声器,对几种高品质的晶体管功放进行实际输出能力的测试。结果表明,在负载有相移的情况下,其中有一台标称 100W 的功放,在失真度 1%时实际输出功率仅有 5W!由此对于晶体管功放的储备量的选取: 高保真功放:10 倍 民用高档功放:67 倍 民用中档功放:34 倍 而电子管功放则可以大大小于上述比值。 对于系统的平均声压级与最大声压级应留有多少余量,应视放送节目的内容、工作环境而定。这个冗余量最低 10dB,
43、对于现代的流行音乐、蹦迪等音乐,则需要留有 2025dB 冗余量,这样就可使得音响系统安全,稳定地工作。 阻抗匹配 它是指功放的额定输出阻抗,应与音箱的额定阻抗相一致。此时,功放处于最佳设计负载线状态,因此可以给出最大不失真功率,如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗,功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗,音响系统能工作,但功放有过载的危险,要求功放有完善的过流保护措施来解决,对电子管功放来讲阻抗匹配要求更严格。 阻尼系数的匹配 阻尼系数 KD 定义为:KD=功放额定输出阻抗(等于音箱额定阻抗)/功放输出内阻。 由于功放输出内阻实际上已成为音箱的电
44、阻尼器件,KD 值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD 值越大,电阻尼越重,当然功放的 KD 值并不是越大越好,KD 值过大会使音箱电阻尼过重,以至使脉冲前沿建立时间增长,降低瞬态响应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的 KD 值。作为家用高保真功放阻尼系数有一个经验值可供参考,最低要求:晶体管功放 KD 值大于或等于 40,电子管功放 KD 值大于或等于 6。 保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件,应注意音箱的等效力学品质因素(Qm)与放大器阻尼系数(KD)的配合,这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。应使音箱的馈线等效电阻足够小,小到与音箱的额定阻抗相比可以忽略不计。其实
45、音箱馈线的功率损失应小于 0.5dB(约 12%)即可达到这种配合。音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域,几十年来,人们为之付出了不懈的努力,无论从线路技术还是元器件方面,乃至于思想认识上都取得了长足的进步。回顾一下功率放大器的发展历程,对我们广大音响爱好者来说也许是一件饶有趣味的事情。 索引: 一、早期的晶体管功放 二、晶体管功放的发展和互调失真 三、功放输入级差动与共射-共基 四、放大器的电源与甲类放大器 五、其他类型的放大器 一、早期的晶体管功放 半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管,人们就开始用它制造功率放大器。早期的放大器几乎全用锗管来制作,但由于锗管
46、工艺上的一些原因,使得放大器中所用的晶体管,尤其是功放管性能指标不易做得很高,例如,共发射极截止频率 fh 的典型值为 4kHz,大电流管的耐压值一般在30V 一 40V 左右。这样,放大器的频率响应也就很狭窄,其 3dB 截止频率通常在 10kHz 左右,大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约,制作较大功率的 OTL 或OCL 放大器不易寻到三个指标都满足要求的管于,所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难,谐波失真得不到充分的抑制,因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还是胆机规声”,这种看法的确事出有因。 二、
47、晶体管功放的发展和互调失真 随着半导体工艺的逐渐成熟,大电流、高耐压的晶体管品种日益增加,越来越多的功率放大器采用了无输出变压器的 OCL 电路或 OTL 电路(图一)。 最初的大功率 PNP 管是锗管,而 NPN 管是硅管,两者的特性差别非常显著,电路的 对称性很差,人们更多采用的是图二所示的准互补电路,通过小功率硅管 Q1 与一只大功率的 NPN 硅管 Q2 复合,得到一只极性与 PNP 管类似的大功率管,降低了电路因对称性差而招至的失真。 到了六十年代末,大功率的 PNP 硅管商品化的时候,互补对称电路才得到广泛的应用。元器件的进步使晶体管功率放大器的技术指标产生了质的飞跃,在主观音质评
48、价方面,也改变了过去人们对晶体管功放的看法,无论是在厅堂扩音、电台节目制作还是家庭重放,晶体管功放都被大量地采用,首次在数量上以压倒性的优势超过了电子管功放。在商品化的晶体管扩音机中,相继出现了一些摧琛夺目的名机,如 JBL 的 SA600, Marantz 互补对称电路 MOdel15 等等。 尽管电子管的拥护者仍大量存在,人们毕竟能够比较公正地看待晶体管放大器了,认为晶体管机频响宽阔,层次细腻,与电子管机比较起来有一种独特的舱力,而不是简单的谁取代谁的问题。 瞬态互调失真的提出是认识上的一次飞跃七十年代,功率放大器的发展史中出现了一件最引人注目的事情,这就是瞬态互调失真 (Transien
49、t lntermodulation)及其测量方法的提出。1963 年,芬兰 Helvar 工厂的一名工程师在制作一台晶体管扩音机时,由于接线失误,使电路的负反馈量减少了,后来却意外地发现负反馈量减少后的音质非常好,客观技术指标较差,而更正错误以后的线路尽管技术指标提高了,音质反而比误接时明显下降。 这一现象引起了当时同一工厂的 Mr.Otala 的重视,之后,他对此进行了悉心研究,于 1970 年首先发表丁关于晶体管功率放大器瞬态互调失真(TIM)的论文。至 1971 年,Otala 博士及其研究小组就 TIM 失真理论发表的论文已经超过 20 篇,引起了电声界准互补电路人士的广泛反响。 瞬态互调失真的大意是这样的: 在直接耦合的晶体管放大电路中,为了得到很小的谐波失真度和宽阔平坦的频率响应,通常对整体电路施加深达 40dB 一 60dB 的负反馈,倘若在加负反馈前放大器的开环失真为 10,那么加上 40dB 的负反馈后,失真即可降低至 01,这是电子管功效难以做到的。 晶体管功放由于要施加 40dB。60dB 的负反馈,所以对一台增益要求为 26dB 的放大器,它的开环增益就要达到 66、86dB。 如此高的增益之下引入深度负反馈,电路势必会产生