功放

功放

功率放大器簡稱功放,一般特指音響系統中一種最基本的設備,俗稱“擴音機”,它的任務是把來自信號源(專業音響系統中則是來自調音台)的微弱電信號進行放大以驅動揚聲器發出聲音。還可以指其他進行功率放大的設備。

基本介紹

  • 中文名:功放
  • 外文名:Power Amplifier
  • 俗稱擴音器
  • 全稱功率放大器
  • 作用:把來自音源的弱信號放大
  • 學科:電機工程
作用,功放分類,移頻功放,按導電方式,按元件數量,按功放管類型,按功能,按用途,按照使用元器件,按使用人群,性能指標,輸出功率,音樂功率,峰值功率,額定輸出功率,頻率回響,失真度,信噪比,輸出阻抗,AV功放,HIFI功放,故障維修,整機不工作,無聲音輸出,音輕,噪聲大,失真,嘯叫,減少噪聲,保養,重要參數,選購要點,功放配置,功放配接,注意事項,

作用

專業功放實物圖專業功放實物圖
功放的作用就是把來自音源或前級放大器的弱信號放大,推動音箱放聲。一套良好的音響系統功放的作用功不可沒。
功放,是各類音響器材中最大的一個家族,其作用主要是將音源器材輸入的較微弱信號進行放大後,產生足夠大的電流去推動揚聲器進行聲音的重放。由於考慮功率、阻抗、失真、動態以及不同的使用範圍和控制調節功能,不同的功放在內部的信號處理、線路設計和生產工藝上也各不相同。

功放分類

移頻功放

移頻功放除了普通功放的放大信號驅動揚聲器擴聲的功能外,還能有效的抑制現場嘯叫,保證語音的傳輸質量,即使在環境較差的場合,也能極大限度地抑制回嘯,保護音響設備不會因嘯叫而燒壞。
移頻功放廣泛套用於高檔多媒體電教室、培訓室,小型會議室或其他簡單擴聲場合,話筒可直接接入移頻功放,還能有效抑制話筒對音箱產生的嘯叫,並且支持背景音樂接入進行擴聲。

按導電方式

按功放中功放管的導電方式不同,可以分為甲類功放(又稱A類)、乙類功放(又稱B類)、甲乙類功放(又稱AB類)和丁類功放(又稱D類)。
功放功放
甲類功放是指在信號的整個周期內(正弦波的正負兩個半周),放大器的任何功率輸出元件都不會出現電流截止(即停止輸出)的一類放大器。甲類放大器工作時會產生高熱,效率很低,但固有的優點是不存在交越失真。單端放大器都是甲類工作方式,推挽放大器可以是甲類,也可以是乙類或甲乙類。
乙類功放是指正弦信號的正負兩個半周分別由推輓輸出級的兩“臂”輪流放大輸出的一類放大器,每一“臂”的導電時間為信號的半個周期。乙類放大器的優點是效率高,缺點是會產生交越失真。
甲乙類功放界於甲類和乙類之間,推挽放大的每一個“臂”導通時間大於信號的半個周期而小於一個周期。甲乙類放大有效解決了乙類放大器的交越失真問題,效率又比甲類放大器高,因此獲得了極為廣泛的套用。
丁類功放也稱數字式放大器,利用極高頻率的轉換開關電路來放大音頻信號,具有效率高,體積小的優點。許多功率高達1000W的丁類放大器,體積只不過像VHS錄像帶那么大。這類放大器不適宜於用作寬頻帶的放大器,但在有源超低音音箱中有較多的套用。

按元件數量

按功放輸出級放大元件的數量,可以分為單端放大器和推挽放大器。
單端放大器的輸出級由一隻放大元件(或多隻元件但並聯成一組)完成對信號正負兩個半周的放大。單端放大機器只能採取甲類工作狀態。
功放功放
推挽放大器的輸出級有兩個“臂”(兩組放大元件),一個“臂”的電流增加時,另一個“臂”的電流則減小,二者的狀態輪流轉換。對負載而言,好像是一個“臂”在推,一個“臂”在拉,共同完成電流輸出任務。儘管甲類放大器可以採用推挽式放大,但更常見的是用推挽放大構成乙類或甲乙類放大器。

按功放管類型

按功放中功放管的類型不同,可以分為膽機石機
膽機是使用電子管的功放。
石機是使用電晶體的功放。

按功能

按功能不同,可以前置放大器(又稱前級)、功率放大器(又稱後級)與合併式放大器
功率放大器簡稱功放,用於增強信號功率以驅動音箱發聲的一種電子裝置。不帶信號源選擇、音量控制等附屬功能的功率放大器稱為後級。
功放功放
前置放大器是功放之前的預放大和控制部分,用於增強信號的電壓幅度,提供輸入信號選擇,音調調整和音量控制等功能。前置放大器也稱為前級。
將前置放大和功率放大兩部分安裝在同一個機箱內的放大器稱為合併式放大器,我們家中常見的功放機一般都是合併式的。

按用途

按用途不同,可以分為AV功放Hi-Fi功放。
AV功放是專門為家庭影院用途而設計的放大器,一般都具備4個以上的聲道數以及環繞聲解碼功能,且帶有一個顯示屏。該類功放以真實營造影片環境聲效讓觀眾體驗影院效果為主要目的。
隨著大螢幕電視,多種圖象載體的普及,人們對“坐在家裡看電影”的需求日益高漲,於是集各種影音功能於一體的多功能功放應運而生。“AV”是英文AudioVideo即音頻,視頻的打頭字母縮寫。“AV功放”經歷了杜比環繞,杜比定向邏輯,AC-3,DTS的進程,AV功放的與普通功放的區別,在於AV功放有AV選擇杜比定向邏輯解碼器,AC-3,DTS解碼器,和五聲道功率放大器。以及畫龍點睛的數字聲場(DSP)電路,為各種節目播放提供不同的聲場效果。但是由於AV功放在電路的信號流通環節上,經過了太多而且複雜的處理電路,使聲音的純淨度”受到了過多的“染色”,所以用AV功放兼容HI-FI重放時效果不理想。這也是很多HI-FI發燒友對AV功放不屑一顧的原因。
Hi-Fi功放是為高保真地重現音樂的本來面目而設計的放大器,一般為兩聲道設計,且沒有顯示屏
“HI-FI功放”就是我們發燒友的功放了,它的輸出功率一般大都在2X150瓦以下。設計上以“音色優美,高保真”為宗旨。各種高新技術集中體現在這種功放上。價格也從千餘元到幾十萬元不等。“HI-FI功放”又分“分體式”(把前級放大器獨立出來),和“合併式”(把前級和後機做成一體)。一般的講,在同檔次的機型中“分體式”在信噪比,聲道分割度等指標上高於“合併機”(不是絕對的)。且易於通過信號線較音。合併式機則有使用方便,相對造價低的優點,平價合併機輸出功率一般大都設計在2X100W以下,也有不少廠家生產2X100W以上的高檔合併機。
功放功放

按照使用元器件

按照使用元器件的不同,功放又有“膽機”(電子管功放),“石機”(電晶體功放),“IC功放”(積體電路功放)。由於新技術,新概念在膽機中的使用,使得電子管這個古老的真空器件又大放異彩,它的優美的聲音,令許多燒友拜倒。資深的發燒友幾乎都有一台。“IC功放”由於他的音色比不上上兩種功放所以在HI-FI功放中很少看到他的影子。

按使用人群

功放大體上可分為三大類“專業功放”“民用功放”“特殊功放”。
“專業功放”一般用於會議,演出,廳,堂,場,館的擴音。設計上以輸出功率大,保護電路完善,良好的散熱為主。大多數“專業功放”的音色用於HI-FI重放時,聲音乾硬不耐聽。
功放功放
“民用功放”詳細分類又有“HI-FI功放”“AV功放”“KALAOK功放”以及把各種常用功能集於一體的所謂“綜合功放”。
“KALAOK功放”與一般功放的區別在於“KALAOK功放”有混響器從BBD模擬混響發展到DIGETAL(數字混響),變調器,話筒放大器。一些廠家為了市場的需求,把包括AV功放,KALAOK功放在內的各種功能組合成一體即所謂“綜合功放”,這是一種大雜燴功放,什麼都有,什麼也做不好,是一種低檔功放,不追求音質,只追求功能豐富。
“特殊功放”顧名思義就是使用在特殊場合的功放,例如警報器,車用低壓功放等等,在此不作介紹。

性能指標

功放的主要性能指標有輸出功率,頻率回響,失真度,信噪比,輸出阻抗,阻尼係數等。

輸出功率

輸出功率:單位為W,由於各廠家的測量方法不一樣,所以出現了一些名目不同的叫法。例如額定輸出功率,最大輸出功率,音樂輸出功率,峰值音樂輸出功率

音樂功率

音樂功率:是指輸出失真度不超過規定值的條件下,功放對音樂信號的瞬間最大輸出功率。

峰值功率

峰值功率:是指在不失真條件下,將功放音量調至最大時,功放所能輸出的最大音樂功率。

額定輸出功率

額定輸出功率:當諧波失真度為10%時的平均輸出功率。也稱做最大有用功率。通常來說,峰值功率大於音樂功率,音樂功率大於額定功率,一般的講峰值功率是額定功率的5--8倍。
功放功放

頻率回響

頻率回響:表示功放的頻率範圍,和頻率範圍內的不均勻度。頻響曲線的平直與否一般用分貝(db)表示。家用HI-FI功放的頻響一般為20Hz--20KHZ正負1db.這個範圍越寬越好。一些極品功放的頻響已經做到0--100KHZ。

失真度

失真度:理想的功放應該是把輸入的訊號放大後,毫無改變的忠實還原出來。但是由於各種原因經功放放大後的信號與輸入信號相比較,往往產生了不同程度的畸變,這個畸變就是失真。用百分比表示,其數值越小越好。HI-FI功放的總失真在0.03%--0.05%之間。功放的失真有諧波失真,互調失真,交叉失真,削波失真,瞬態失真,瞬態互調失真等。

信噪比

信噪比:是指信號電平與功放輸出的各種噪聲電平之比,用db表示,這個數值越大越好。一般家用HI-FI功放的信噪比在60db以上。

輸出阻抗

輸出阻抗:對揚聲器所呈現的等效內阻,稱做輸出阻抗。
一台功放的性能指標完好不一定證明有好的音色,這是初燒友必須認識到的。這也是眾多發燒友苦苦探索追求的。

AV功放

AV功放的技術特性
AV功放中有很多專業術語與技術套用,以下是主流的一些技術。
AV 功放AV 功放
1.多聲道獨立放大器——高檔的AV功放內部均所採用同樣的獨立放大器,每一個聲道的音質不會相互干擾,確保聲音品質的一致性。
2.Audyssey MultEQXT——讓每一組喇叭在聆聽空間內獲得最佳的頻率回響。將樂器和音效精確地鎖定,形成無縫環抱的環繞聲場。
3.Denon Link HD 數碼時基控制——免受時基失真的影響,享受更細緻及更富包圍感的藍光音效。
4.HDMI1.4a——相比之前的HDMI版本支持最新的4K、3D與ARC等技術。
5.全新4K超高清解析度——繼1080P之後的下一代超高清解析度,截至2012年只有少數AVR產品支持,如:DENON AVR-3313等。
6.在AVR中,4K顯示分為多種技術,包括:直通、升頻和GUI顯示等。真正意義上4K超高清顯示的AVR應帶有直通功能,升頻功能其實是把普通視頻信號提升至4K規格,而GUI則可以在顯示設備上疊加設定選單。
7.AirPlay功能,無線流媒體技術,更方便地通過智慧型設備或電腦播放流媒體音樂。

HIFI功放

HIFI功放的技術特性
 HIFI功放與AV功放略有不同,HIFI功放常具有以下特徵:
功放
1.2.0聲道立體聲,大部分HIFI功放只有兩聲道輸出,與AV功放的環繞聲效果不同,HIFI功放更注重高保真音質,更低的聲音失真,真實還原音樂。
2.高級的HIFI功放採用前後級分離式,以確保更高品質的音質再現。
3.HIFI功放內的超級動態放大器模組(HDAM)有助於產生更具動態、準確和精細的聲音。
4.一台高質量的HIFI級功放必須採用穩定的機構,與厚質的金屬面板,從而減少音頻電路間的相互干擾,對音質的提升有很大幫助。
5.採用電流反饋型高速離散式電路,有利於實現超高域的高聲道分離度。
6.帶有F.C.B.S.系統功能的高檔功放可以連線兩台前級,從控制放大器里將左右聲道完全分離的進行信號傳輸和放大。

故障維修

HI-FI音響與AV放大器的常見故障有整機不工作、無聲音輸出、音輕、噪聲大、失真嘯叫等。
下面介紹各種故障的檢修思路與檢修技巧。

整機不工作

整機不工作的故障表現為通電後放大器無任何顯示,各功能鍵均失效,也無任何聲音,像未通電時一樣。
功放功放
檢修時首先應檢查電源電路。可用萬用表測量電源插頭兩端的直流電阻值(電源開關應接通),正常時應有數百歐姆的電阻值。若測得阻值偏小許多,且電源變壓器嚴重發熱,說明電源變壓器的初級迴路有局部短路處;若測得阻值為無窮大,應檢查保險絲是否熔斷、變壓器初級繞組是否開路、電源線與插頭之間有無斷線。有的機器增加了溫度保護裝置,在電源變壓器的初級迴路中接人了電流保險絲(通常安裝在電源變壓器內部,將變壓器外部的絕緣紙去掉即可見到),它損壞後也會使電源變壓器初級迴路開路。
若電源插頭兩端阻值正常,可通電測量電源電路各輸出電壓是否正常。對於採用系統控制微處理器或邏輯控制電路的放大器,應著重檢查該控制電路的供電電壓(通常為+5V)是否正常。
如無+5V電壓,應測量三端穩壓積體電路7805的輸入端電壓是否正常,若輸入端電壓不正常,應檢查整流、濾波電路。若7805輸入端電壓正常,而輸出端無十5V電壓或電壓偏低,可斷開負載看+5V電壓能否恢復正常。若+5V電壓正常,則故障在負載電路;若+5V電壓仍不正常,則故障在7805本身。
若系統控制電路的+5V供電電壓正常,應再檢查微處理器的時鐘及復位信號是否正常、鍵控與顯示驅動電路有無損壞。

無聲音輸出

無聲故障表現為操作各功能鍵時,有相應的狀態顯示,但無信號輸出。
檢修有保護電路的放大器時,應看開機後保護繼電器能否吸合。若繼電器無動作,應測量功放電路中點輸出電壓是否偏移、過流檢測電壓是否正常。若中點輸出電壓偏移或過流檢測電壓異常,說明功率放大電路有故障,應檢查正、負電源是否正常。若正、負電壓不對稱,可將正、負電源的負載電路斷開,以判斷是電源電路本身不正常還是功放電路有故障所致。若正、負電源正常,應檢查功放電路中各放大管有無損壞。
功放功放
若功放電路中點輸出電壓和過流檢測電壓均正常,而保護繼電器不吸合,則故障在保護電路,應檢查繼電器驅動積體電路或驅動管有無損壞、各檢測電路是否正常。若繼電器觸點能吸合,但無聲音輸出,應先檢查揚聲器是否正常、繼電器觸點是否接觸良好、靜噪電路是否動作。
若上述部分均正常,再用信號干擾法檢查故障是在功放後級還是前級電路。用萬用表的R×1擋,將紅表筆接地,黑表筆快速點觸後級放大電路的輸入端,若揚聲器中有較強的“喀喀”聲,說明故障在前級放大電路;若揚聲器無反應,則故障在後級放大電路。
對於未採用外設保護電路的積體電路功放電路(通常在積體電路內部有熱保護),可先測量其供電電壓正常與否。若供電電壓正常,再用信號干擾法檢查:在功放積體電路的信號輸入端加入直流斷續信號,若揚聲器有較強的“喀喀”聲,說明功放積體電路正常,故障在前級放大電路;若無“喀喀”聲,而且檢查有關外圍元件也正常,則故障在功放積體電路本身。
電子管功放無聲音輸出,也應先檢查其電源,觀看燈絲是否亮,管殼溫度是否正常。若燈絲不亮,管殼很涼,應檢查功放管燈絲及屏極電壓正常與否。若電壓不正常,再進—步檢查電源電路,必要時應斷開電源負載電路,以確定是電源電路故障還是負載有短路。若各電壓正常,可在音量電位器的中心頭加入直流斷續干擾信號,若有較強反應,說明後級放大電路正常,故障在前級放大電路;反之,故障在後級放大電路。可分別在推動管的柵極和輸入放大管的柵極加入干擾信號,在哪—級加干擾信號無反應,說明該級後面的電路工作不正常。對可疑元件(如電子管)可用代換法檢修。
具有杜比環繞聲解碼功能的AV放大器,若在杜比環繞聲狀態肘各聲道均無聲而直通狀態下主聲道聲音正常,在電源電路正常的情況下,通常是杜比環繞聲解碼電路或系統控制電路工作不正常。若在環繞聲和直通模式下各聲道均無聲,應檢查系統控制電路、信號選擇電路和總音量控制電路。

音輕

所謂音輕故障,是指音頻信號在放大傳輸過程中,因某個放大級放大量變化或在某個環節被衰減,使放大器的增益下降或輸出功率變小。
功放功放
檢修時,首先應檢查信號源和音箱是否正常,可用替換的辦法來檢查。然後檢查各類轉換開關和控制電位器,看音量能否變大。
若以上各部分均正常,應判斷出故障是在前級還是在後級電路。對於某一個聲道音輕,可將其前級電路輸出的信號交換輸入到另一聲道的後級電路,若音箱的聲音大小不變,則故障在後級電路;反之,故障在前級電路。
後級放大電路造成的音輕,主要有輸出功率不足和增益不夠兩種原因。可用適當加大輸入信號(例如將收錄機輸出給揚聲器的信號直接加至後級功放電路的輸入端,改變收錄機的音量,觀察功放輸出的變化)的方法來判斷是哪種原因引起的。若加大輸入信號後,輸出的聲音足夠大,說明功放輸出功率足夠,只是增益降低,應著重檢查繼電器觸點有無接觸電阻增大、輸入耦合電容容量減小、隔離電阻阻值增大、負反饋電容容量變小或開路、負反饋電阻阻值增大或開路等現象。若加大輸入信號後,輸出的聲音出現失真,音量並無顯著增大,說明後級放大器的輸出功率不足,應先檢查放大器的正、負供電電壓是否偏低(若只是一個聲道音輕,可不必檢查電源供電)、功率管或積體電路的性能是否變差、發射極電阻阻值有無變大等。
前級電路中轉換開關、電位器所造成的音輕,採用直觀檢查較易發現,可對其進行清洗或更換。如懷疑某信號耦合電容失效,可用同值電容並聯試之;放大管或運放積體電路性能不良,也可用代換法檢查。另外,負反饋元件有問題,也會造成電路增益下降。

噪聲大

放大器的噪聲有交流聲、爆裂聲、感應噪聲和白噪聲等。
檢修時,應先判斷噪聲來自於前級還是來自於後級電路。可把前、後級的信號連線插頭取下,若噪聲明顯變小,說明故障在前級電路;反之,故障在後級電路。
功放功放
交流聲是指聽感低沉、單調而穩定的100Hz交流哼聲,主要是電源部分濾波不良所致,應著重檢查電源整流、濾波和穩壓元件有無損壞。前、後級放大電路電源端的退耦電容虛焊或失效,也會產生一種類似交流聲的低頻振盪噪聲。
感應噪聲是成分較複雜且刺耳的交流聲,主要是前級電路中的轉換開關、電位器接地不良或信號連線禁止不良所致。
爆裂聲是指間斷的“劈啪”、“咔咔”聲,在前級電路中,應檢查信號輸入插頭與插座、轉換開關、電位器等是否接觸不良,耦合電容有無虛焊、漏電等。後級放大電路應檢查繼電器觸點是否氧化、輸入耦合電容有無漏電或接觸不良。另外,後級電路中的差分輸入管或恆流管軟擊穿,也會產生類似電火花的“咔咔”噪聲。
白噪聲是指無規則的連續“沙沙”聲,通常是由前、後級放大電路中的輸入級電晶體、場效應管或運放積體電路的性能不良產生的本底噪聲,檢修時,可用同規格的元件代換試之。

失真

失真故障是某放大級工作點偏移或功放推輓輸出級工作不對稱所致。檢修時,可根據放大器輸出功率與失真的變化情況,來判斷具體的故障部位。
電路圖電路圖
電子管放大器若失真的同時輸出功率變小(音輕),應檢查是否推挽功放中某一放大管衰老、工作點不對或輸出變壓器局部短路造成其工作不平衡;若失真的同時輸出功率變大,多是負反饋電路中的電阻變值、電容失效或陰極自生偏壓的旁路電容短路所致。
電晶體放大器若失真隨著音量的增大而明顯增大,應檢查推動級某隻電晶體的工作點是否偏移(通常發生在無保護電路的功放中)或反饋電路中的電容失真;若無論音量大小均有失真,則故障在前級放大電路,應檢查各放大管的工作點有無偏移。
積體電路放大器的工作電壓異常或功放積體電路內部損壞,也會造成失真(指無保護電路的機器)。

嘯叫

嘯叫故障是電路中存在自激所致,又分為低頻嘯叫和高頻嘯叫。
低頻嘯叫是指頻率較低的“噗噗”或“嘟嘟”聲,通常是由於電源濾波或退耦不良所致(在嘯叫的同時往往還伴有交流聲),應檢查電源濾波電容、穩壓器和退耦電容是否開路或失效,使電源內阻增大。功放積體電路性能不良,也會出現低頻嘯叫故障,此時積體電路的工作溫度會很高。
高頻嘯叫的頻率較高,通常是放大電路中高頻消振電容失效或前級運放積體電路性能變差所致。可在後級放大電路的消振電容或退耦電容兩端並接小電容來檢查。另外,負反饋元件損壞、變值或脫焊時,也會引起高頻正反饋而出現高頻嘯叫。

減少噪聲

有些廉價的功放一開機就“嗡嗡”亂叫,不僅影響音質,而且讓人心煩。現介紹幾種處理方法:
電源及接地點處理
很多功放濾波電容偏小,有時只有l000μF左右,並在具兩端並一隻0.22μF的CBB電容,這樣不但可以降低功放在靜態時的交流聲,而且可以提高功放在大動態時的瞬態力度與高頻解析力。有些功放即使經上述處理後仍有交流嗡嗡聲,可能是接地點不當,一般接地點應選擇在濾波電容附近,並採用“一點接地法”才好。
輸出級
如果輸出級的靜態電位偏離零點,會產生極大的嗡嗡聲,這時可能是調零電阻或輸出對管有問題,可仔細調整功放機輸出點電位,應在100mv以下,如調不到零點,應仔細檢查功放部分元件如對管等是否有損壞。
前置放大部分
首先把前置放大部的輸入端對地短路,看看噪聲是否消失,如果噪音消失,可認定噪音來源於輸入信號線,可將其換為三芯禁止線,注意禁止層只能一端接地。另外,耦合電容應選用漏電小的電容,如鉭電容、MKP電容等,音量電位器外殼應接地。

保養

1.用戶應將功放放置在乾燥、通風的地方,避免在潮濕、高溫、油煙化學製劑有腐蝕性的環境中工作。
2. 用戶應將功放放置在安全、平穩、不易掉落的台面或機櫃中使用,以免碰損或跌落在地上,將機器損壞或引起更大的人為災害,如火災、觸電等。
3.用戶應將功放避開電磁干擾嚴重的環境,如日光燈鎮流器老化等放射的電磁干擾將會引起機器CPU程式錯亂,導致機器不能正常工作。
4.PCB布線時注意,電源腳與水溏不能太遠,太遠可加1000--470U放在它腳邊。

重要參數

功放的幾個重要參數
 1.輸入靈敏度,是指功放所需最小輸入信號電平,它是要求將音源信號放大到足夠推動後級功放所需要的必要條件。
2.諧波失真度,這是功放一項極重要的指標,諧波失真是非線性失真的一種,它是放大器在工作時的非線性特徵所引起的,失真結果是產生了新的諧波分量,使聲音失去原有的音色,嚴重時聲音發破、刺耳。諧波失真還有奇次和偶次之分,奇次諧波會使人煩躁、反感,容易被人感知。有些功放聽起來讓人感到煩躁,感覺疲勞,就是失真較大所引起的。對功放影響最大的就是失真度,一般高保真要求諧波失真在0.05%以下,越低越好。除了諧波失真外,還有互調失真,交叉失真,削波失真,瞬態失真,相位失真等,它們是影響功放質量的罪魁禍首。考核功效的優劣,首先要看它的失真度,像義大利Sinfoni(詩芬尼)功放的總的諧波失真就在0.01%以下。
3.輸出功率,功率問題最令汽車音響從業人員認識不清,在這裡需要一一講解:
A、額定輸出功率,稱為(RMS),指放大器輸出的音頻信號在總諧波失真範圍內,所能輸出的最大功率。它一般是交流信號峰值的0.707倍。
B、平均功率,平均功率一般是指各個頻率點的平均消耗功率,它與額定輸出功率有點類似,但是它一般要參考時間。
C、峰值輸出功率,功放所能輸出的最大音樂功率稱為峰值輸出功率,它不考慮失真,通常為(RMS)功率的1.414倍左右。
D、峰值-峰值功率,它是指正電壓峰值到負電壓的峰值的功率,它是峰值輸出功率的四倍。它的出現是廠家出於商業目的,並無實際意義。
4.信噪比,數值越大越好,一般用(S/N)表示,用信號功率Ps與噪聲功率Pn的比值的分貝數表示,S/N=10lgPs/Pn=20lgVs/Vn(db),式中Vs、Vn分別為信號電壓與噪聲電壓
信噪比與輸入信號電平的增加,信噪比也逐漸加大,但當輸入信號電平達到某一數值後,信噪比基本保持不變。按高保真要求,信噪比應達90dB以上為好,進口高檔的功放機往往可達110-120dB,其性能可想而知了。有的信噪比後面有A計權字樣,A計權是指將噪聲信號通過加權網路後測得的結果,由於人們對於高、低頻段的噪聲相對來說不太靈敏,所以出現了這樣的計權方式。計權噪聲更加直觀地代表人們實際感受到的噪聲信號狀況。總之,信噪比越大,表明混在信號里的噪聲越小,放音質量越好,便重放音樂清晰,乾淨而有層次。
5.頻率回響,早期俗稱功率頻寬,指諧波失真不超過規定值時,功放的1/2額定功率頻頻寬度,即有高低端下跌-3dB的兩個頻率點之間所包括的頻帶,稱之為功率頻寬。
6.阻尼係數,主要是對低頻而言,是直接影響低音音質的極重要的技術參數。眾所周知,喇叭的口徑越大,低音相對就越好,但音盆越大其運動慣性也隨之加大,此慣性使它很難與音頻信號同步運動,往往表現出的聲音混濁不清,尤其在100-400Hz低頻,容易造成聲染色,使人聽起來模糊不清,很不自然。有些改裝車的低音喇叭,低頻信號強時顫振不止,低音拖尾嚴重,這就是音盆慣性所引起的。
在功放設計時,工程師對功放採取一些技術措施,如選擇多管並聯,低內阻(毫歐級)大功率管,提高工作電壓,選擇優質線材等,極力提高阻尼係數,使它能夠針對喇叭慣性運動,產生“電阻尼”作用,使音盆的運動與音頻信號同步運動,儘可能使音盆在驅動信號結束後很快恢復到零位(即中心位置),這種阻止效果就是阻尼係數(Damp Factor),D=Rs/Ri,Rs=喇叭阻抗,Ri=功放輸出內阻,D越大,音盆與信號同步效果就越好,低音就越純越乾淨,重放效果就越好。
7.轉換速率(Slew rate),功放的轉換速率極大地影響著高音重放質量與性能。轉換速率越快,高音音質就越佳,越能準確地捕捉到稍縱即逝的高頻信息。高檔功放可做到十幾至幾十V/us,低中檔功放都一般不標出,這種轉換速率的數值高低,與設計,用料有密切關係,但也不宜太高,太高會產生人耳聽不見的20KHz以上超音信號,不但對改善音質無作用,反而容易燒壞高音喇叭

選購要點

一是看接口是否齊全。
一部AV功放應當具備的最基本輸入輸出接口,應當包括以下這些:同軸、光纖、RCA多聲道輸入接口,用於輸入數碼或模擬音頻信號;喇叭輸出接口,用於向音響輸出信號。
二是看環繞聲格式是否齊備。
流行的環繞聲格式主要有DD和DTS,以上兩種均為5.1聲道。現在這兩種格式已發展到DD EX和DTS ES,均為6.1聲道。
三是看所有聲道功率是否單獨可調。
有的廉價功放是將雙聲道分成五個聲道,聲道要大就一塊大,要小就一塊小,而真正合格的AV功放每個聲道都可以單獨調節。
四是看功放的重量。
一般來說,應儘量選擇較重的機種,理由是較重的器材首先電源供應部分較強,功放大部分的重量都來自於電源與機箱,器材較重,就表示他使用的變壓器數值較大,或使用了容量較大的電容,這些對於放大器而言是提升品質的做法。其次是機箱較重,機箱的材料與重量對聲音有著一定程度的影響,某些材質做成的機箱,對於機箱內電路和外界散步的無線電波隔絕有著一定的幫助。機箱的重量較高或結構較穩定,還可以避免器材受到無謂的振動而影響聲音。三是較重的功放,用料通常較為豐富紮實。
功率是音響系統中最重要的參數,表示音響系統帶負載的能力。這也是我們在購買時首先應注意的地方。但如果各個廠家都用各自不同的測定基準來標識產品性能,缺少足夠的認識往往很難作出客觀比較。功放亦是如此,在查看功放功率的標識時應注意以下三點:
其一,電池電壓。
汽車電池的電壓是經常變化的,對於兩種常用標識:14.4V/100W、12V/100W的功放是完全不同的兩種功率說明。由於汽車在行駛過程中的電壓基本上在12V左右,因此在12V電壓狀態下所測得的功率值更為接近真實情況。而且以持續電壓12V為基準標識功率的功放在達到12V以上時可以達到獲得更大的功率。
其二,諧波失真率THD。
在比較功放的持續輸出功率時,需在相同(或是較為接近)THD值下進行。不同的THD值下測試出的音質差別是十分明顯的,有的時候其標識的最大功率很高,但很有可能它的失真和噪音也同樣很高。因此在檢查最大功率的同時也應留意其所標識的THD值。
其三,頻率範圍。
功放的持續功率輸出應在其實際使用的頻率範圍內進行檢測。對於功放的功率,應要求標識完整的檢測範圍,僅標識某個頻率時功率值沒有任何意義。在確定了同一基準後,我們就可以來比較功放功率了。通常,在選購音響系統時一般來說遵循大功率輸出原則。功放的輸出功率越大,表明它們驅動揚聲器的能力也越強。功放的功率應大於喇叭的指示功率,如果選用的功率偏小,在長期使用大功率輸出時,容易燒壞,還會導致音質差、失真等故障的出現。
優質功放應具備的因素
當然,只憑大功率的文字介紹是不能夠較好地了解功放好壞。優質的功放還必須能迅速反應出音樂信號的峰值,同時能夠對應強有力的重低音,並且在低失真/低噪音狀態下能夠提供平穩的輸出。要滿足以上這些要求,就必須具備如下幾點:首先,是性能優良的電源。這是左右功放音質的關鍵。其電源部與放大部應分離設計,可降低噪音。採用大型降壓變壓器提高供給穩定的電流,以及大型電容器,能更加迅速地做出反應,供給放大所需的電流。 其次,內置的參數等化器。車用音響與家用音響有很大的不同,揚聲器的安裝位置十分有限,聲音的調節十分重要。此外,由於頭枕和車窗的遮音效果以及低音揚聲器的安裝角度所導致的聲波混亂,都會影響汽車音響系統的聲音效果。這時起作用的就是參數等化器,它能夠對上述原因造成的聲波的波峰、波谷進行補償,調節出平滑的聲場。再者,就是內置的分頻器。無論功放自身的功能多么優秀,實際安裝在車上時,也會因各種各樣的音響問題、揚聲器的配置問題而無法達到最佳效果。為了克服這些,除了參數等化器還要使用分頻器。內置式分頻器有兩大好處:其一,系統具有擴充性,可以自由對功放和揚聲器進行組合。其二,使調節簡單易行。這樣就能使得整套系統的音質有所提高。使用外置分頻系統由於布線較為複雜,容易混入噪音,安裝時需要較大空間且使系統價格上升,因此在選擇車用功放時我們不作推薦。

功放配置

揚聲器系統要高質量的重放出各種音樂節目,那么根據音樂信號的屬性,其峰值因子約為10-15dB從保證音質這個角度來說功放應在此動態範圍內不發生任何限幅情況,即功放的最大輸出功率應是揚聲器額定功率的5—8倍,這樣的功率配置音質雖然很好,但它的投資會很大,因此一般都會把這個功率配比定在1—2倍揚聲器單元的額定功率。1—2倍這個範圍也許太空泛了,我們可以給大家一個較具體的經驗。
1.在一些要求低而投資有限工程功放的功率起碼相當於音箱的額定功率,但要非常注意保持聲音不失真,過小的功率配置看起來不會損壞揚聲器單元,其實不然,過小的功率極易發生過載削波,產生大量諧波,燒毀高音單元。
2.一般工程建議功放的功率是1.5倍,而低音部份最好超過1.5倍,這樣才能獲得足夠的力量感。
3.要求極高的聲地,例如錄音室監聽,音樂廳等,最理想是音箱功率的兩倍匹,(這與國際電工委員會IEC制定的配接標準推薦值中的一種方案一致)。

功放配接

在設計、安裝一套音響系統時,不免遇到功放與音箱的配接問題。在音色方面,會注意其搭配上是否冷暖相宜、軟硬適中,最終使整套器材還原音色呈中性,這僅是從藝術方面考慮。從技術方面考慮功放與音箱配接的要素有:一、功率匹配,二、功率儲備量匹配,三、阻抗匹配,四、阻尼係數的匹配。如果我們在配接時認識到上述四點,可使所用器材的性能得到充分的、最大的發揮。
功率匹配
為了達到高保真聆聽的要求,額定功率應根據最佳聆聽聲壓來確定。我們都有這樣的感覺:音量小時、聲音無力、單薄、動態出不來,無光澤、低頻顯著缺少、豐滿度差,聲音好像縮在裡面出不來。音量合適時,聲音自然、清晰、圓潤、柔和豐滿、有力、動態出得來。但音量過大時,聲音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感覺。因此重放聲壓級與聲音質量有較大關係,規定聽音區的聲壓級最好為80~85dB(A計權),我們可以從聽音區到音箱的距離與音箱的特性靈敏度來計算音箱的額定功率與功放的額定功率。
功率儲備量匹配
音箱:為了使其能承受節目信號中的猝發強脈衝的衝擊而不至於損壞或失真。這裡有一個經驗值可參考:所選取的音箱標稱額定功率應是經理論計算所得功率的三倍。
功放:電子管功放和電晶體功放相比,所需的功率儲備是不同的。這是因為:電子管功放的過荷曲線較平緩。對過荷的音樂信號巔峰,電子管功放並不明顯產生削波現象,只是使顛峰的尖端變圓。這就是我們常說的柔性剪峰。而電晶體功放在過荷點後,非線性畸變迅速增加,對信號產生嚴重削波,它不是使顛峰變圓而是把它整齊割削平。有人用電阻、電感、電容組成的複合性阻抗模擬揚聲器,對幾種高品質的電晶體功放進行實際輸出能力的測試。結果表明,在負載有相移的情況下,其中有一台標稱100W的功放,在失真度1%時實際輸出功率僅有5W!由此對於電晶體功放的儲備量的選取:
高保真功放:10倍
民用高檔功放:6~7倍
民用中檔功放:3~4倍
而電子管功放則可以大大小於上述比值。
對於系統的平均聲壓級與最大聲壓級應留有多少餘量。應視放送節目的內容、工作環境而定。這個冗餘量最低10dB,對於現代的流行音樂、蹦迪等音樂,則需要留有20~25dB冗餘量,這樣就可使得音響系統安全,穩定地工作。
阻抗匹配
它是指功放的額定負載阻抗,應與音箱的額定阻抗相一致。此時,功放處於最佳設計負載線狀態,因此可以給出最大不失真功率,如果音箱的額定阻抗大於功放的額定輸出阻抗,功放的實際輸出功率將會小於額定輸出功率。如果音箱的額定阻抗小於功放的額定輸出阻抗,音響系統能工作,但功放有過載的危險,要求功放有完善的過流保護措施來解決,對電子管功放來講阻抗匹配要求更嚴格。
阻尼係數的匹配
阻尼係數KD定義為:KD=功放額定負載阻抗(等於音箱額定阻抗)/功放輸出內阻。
由於功放輸出內阻實際上已成為音箱的電阻尼器件,KD值便決定了音箱所受的電阻尼量。KD值越大,電阻尼越重,當然功放的KD值並不是越大越好,KD值過大會使音箱電阻尼過重,以至使脈衝前沿建立時間增長,降低瞬態回響指標。因此在選取功放時不應片面追求大的KD值。作為家用高保真功放阻尼係數有一個經驗值可供參考,最低要求:電晶體功放KD值大於或等於40,電子管功放KD值大於或等於6。
保證放音的穩態特性與瞬態特性良好的基本條件,應注意音箱的等效力學品質因素(Qm)與放大器阻尼係數(KD)的配合,這種配合需將音箱的饋線作音響系統整體的一部分來考慮。應使音箱的饋線等效電阻足夠小,小到與音箱的額定阻抗相比可以忽略不計。其實音箱饋線的功率損失應小於0.5dB(約12%)即可達到這種配合。

注意事項

功放使用注意事項
1.要確保在安全電壓內使用,最好用220V交流穩壓電源或直流高壓穩壓模組供電。
2.V+、V-誤差不要大於1V,並且正負電源、地要焊接牢固,焊接完畢確認無誤才能通電。
3.功放IC通電正常後的初始階段,其穩定性相對分立元件功放是較差的,因此,至少要“煲機”或小音量放送10分鐘以上,方能穩定且高效率地發揮其優異性能。
4.在製作功放中要嚴格一點接地,地線用多股粗銅線效果較好甚至還可用雙橋整流配合浮地技術,最大限度提高其信噪比。
5.如當地電網污染嚴重,低壓電網接有電焊機、矽整流器等電氣設備時,可使用電源濾波器,若還不能消除,則用電源隔離變壓器,但功率要有餘量。
6.要嚴格注意音響設備的開關次序,對於用Hi-Fi功放IC製作的功放,要牢記最後開機,最先關機。
7.新購來的功放IC上機前,最好採用插座,不要焊接,並固定好散熱器,通電後如發熱嚴重,並輸出直流,拆下可退回郵購單位。
8.為了避免功放IC輸出直流損壞音箱,一定要安裝一個喇叭保護器。
9.必須將系統設備良好接大地。因低壓配電線路三相負荷不對稱,會使中線帶電,而接大地後,電位為零,這樣對提高信噪比非常有利。方法是:用∮10mm長1.5m的圓鋼,用2.5mm2多股銅線焊接好(不能鉚接或纏上),插入戶外潮濕地中。

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