一張圖搞清功放分類

　　功放的性能指標(biāo)

　　輸出功率(output power)：

　　表明該功率放大器 在一定負(fù)載下輸出功率的大小，一般在功放說明書上標(biāo)明在8歐姆負(fù)載，4歐姆負(fù)載或2歐姆負(fù)載狀態(tài)下的輸出功率，同時(shí)也會(huì)表明功放在橋接狀態(tài)下，8歐姆負(fù)載時(shí)或4歐姆負(fù)載時(shí)的輸出功率。這個(gè)輸出功率表示功放的額定輸出功率，而不是最大或者峰值輸出功率。

　　負(fù)載阻抗(load impedance)：

　　表明功放的負(fù)載能力，負(fù)載的阻抗越小，表明功放能通過的電流能力就越強(qiáng)，一般來說，大部分的功放最低負(fù)載阻抗為4歐姆，品質(zhì)好的功放最低負(fù)載一般為2歐姆。雙通道時(shí)能夠負(fù)載4歐姆的功放，在橋接狀態(tài)下可以負(fù)載最低為8歐姆，雙通道時(shí)能夠負(fù)載2歐姆的功放，橋接狀態(tài)下可以負(fù)載4歐姆。橋接狀態(tài)下只能負(fù)載8歐姆的功放，不可以負(fù)載更低的阻抗，否則會(huì)造成功放因?yàn)殡娏鬟^大而燒毀。

　　立體聲(兩路)模式(stereo mode or dual mode)：

　　一般的功放內(nèi)部具有兩個(gè)獨(dú)立的放大電路，可以分別接受兩路不同的信號(hào)分別進(jìn)行放大并輸出，這種工作狀態(tài)稱為立體聲(兩路)模式。

　　橋接模式(bridge mode)：

　　橋接模式是利用功放內(nèi)部的兩個(gè)放大電路相互推挽，從而產(chǎn)生更大輸出電壓的方式，功放設(shè)定為橋接模式后，成為一臺(tái)單聲道放大器，只可以接受一路輸入信號(hào)進(jìn)行放大，輸出端為兩路功放輸出的正端之間。

　　并聯(lián)輸入模式(parallel mode)：

　　此方式將功放的兩路輸入信號(hào)通道進(jìn)行并聯(lián)，只輸入一路信號(hào)來同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)放大電路，兩個(gè)輸出端輸出信號(hào)相同。

　　頻響范圍(frequency range)：

　　表明功放可以進(jìn)行放大的工作頻段，一般為20-20000赫茲，一般在此數(shù)據(jù)后面有一個(gè)后綴，比如-1/+1dB,這代表這個(gè)頻率范圍的誤差或浮動(dòng)范圍，這個(gè)數(shù)值約小，表明頻率范圍內(nèi)的頻響曲線更平直。如果功放的頻響范圍以-3分貝為測(cè)試條件，這個(gè)功放出來的聲音可能就沒有那么平直了。

　　總諧波失真(THD)：

　　表明功放工作時(shí)，由于電路不可避免的振蕩或其他諧振產(chǎn)生的二次，三次諧波與實(shí)際輸入信號(hào)疊加，在輸出端輸出的信號(hào)就不單純是與輸入信號(hào)完全相同的成分，而是包括了諧波成分的信號(hào)，這些多余出來的諧波成分與實(shí)際輸入信號(hào)的對(duì)比，用百分比來表示就稱為總諧波失真。一般來說，總諧波失真在1000赫茲附近最小，所以大部分功放表明總諧波失真是用1000赫茲信號(hào)做測(cè)試，但有些更嚴(yán)格的廠家也提供20-20000赫茲范圍內(nèi)的總諧波失真數(shù)據(jù)。總諧波失真在1%以下，一般耳朵分辨不出來，超過10%就可以明顯聽出失真的成分。這個(gè)總諧波失真的數(shù)值越小，音色就更加純凈。一般產(chǎn)品的總諧波失真都小于1%@1kHz，但這個(gè)數(shù)值越小，表明產(chǎn)品的品質(zhì)越高。

　　互調(diào)失真(IMD)：

　　互調(diào)失真是由于功放內(nèi)部的晶體管工作特性引起的，使正弦波的波形發(fā)生畸變而產(chǎn)生的?；フ{(diào)失真的存在，直接影響到聲音的音質(zhì)，電子管放大器沒有互調(diào)失真，所以一般來說晶體管放大器聽起來感覺沒有電子管功放那么柔和，舒服。一般互調(diào)失真的數(shù)值如果大于0.1%，這個(gè)功放的聲音就感覺生硬，發(fā)澀，不抒展。

　　共模抑制比(CMRR)：

　　共模抑制是用來衡量共模信號(hào)被放大器抑制程度的一個(gè)綜合指標(biāo)，詳細(xì)的定義不贅述了，這個(gè)參數(shù)一般用負(fù)值表示，比如-60dB，這個(gè)指標(biāo)也是嚴(yán)重影響放大器的音質(zhì)的指標(biāo)，此指標(biāo)數(shù)字越低，功放的音質(zhì)就越好。

　　阻尼系數(shù)(damping factor)：

　　這是功放內(nèi)阻和負(fù)載阻抗的比值，阻尼系數(shù)=音箱的阻抗÷(功放的內(nèi)阻+音箱線的阻抗)，高阻尼系數(shù)的功放對(duì)音箱單元的控制能力加強(qiáng)，可以讓單元的反應(yīng)更加接近功放輸出信號(hào)的要求，但過高的阻尼系數(shù)將導(dǎo)致音箱的低頻延展性變差，聲音干硬。比較低的阻尼系數(shù)可以獲得柔和的低音，但過低的阻尼系數(shù)將造成低音變得拖沓，不干凈。一般的功放阻尼系數(shù)在200-1000歐姆之間。音箱線質(zhì)量不好，線電阻大同樣會(huì)影響功放的阻尼系數(shù)，造成功放對(duì)音箱的控制力減弱，聲音變散。

　　輸入靈敏度(input sensitivity)：

　　這是個(gè)電壓概念，表明當(dāng)功放達(dá)到滿功率輸出時(shí)，在輸入端的信號(hào)電壓的大小，一般的功放的輸入靈敏度電壓為0.775v(0dB)到1.5v(+6dB)之間，靈敏度電壓越高，輸入靈敏度越低。有些高品質(zhì)功放，輸入靈敏度低是由于采用更深的負(fù)反饋電路，所以具有更低的失真，更寬的頻響和更好的音質(zhì)。

　　信噪比(S/N or SNR or Hum and Noise)：

　　指功放信號(hào)電壓和本底噪聲電壓的比值，這個(gè)數(shù)值越大，表明功放的噪聲更低。一般專業(yè)產(chǎn)品的信噪比都在100分貝左右，用正值標(biāo)注時(shí)，越高越好(有些功放采用負(fù)值標(biāo)注，數(shù)值越小越好)。衰減功放的輸入電平增益(關(guān)小功放音量旋鈕)會(huì)降低功放的信噪比。

　　通道串?dāng)_(crosstalk)：

　　意味著功放內(nèi)部?jī)蓚€(gè)放大通道之間通過電路耦合產(chǎn)生的串音，此指標(biāo)不好，一個(gè)聲道的信號(hào)就會(huì)串到另外一個(gè)聲道去，從而在另外一個(gè)通道產(chǎn)生不干凈的聲音，通道串?dāng)_的數(shù)值一般為-60分貝左右。這個(gè)數(shù)值用負(fù)值標(biāo)注時(shí)，數(shù)值越低，表示兩個(gè)放大通道之間的分離度越高，聲音越干凈。

　　轉(zhuǎn)換速率(Slew Rate)：

　　衡量放大器的響應(yīng)速度一般是用電壓轉(zhuǎn)換速率其定義是在1微秒時(shí)間里電壓升高幅度，如果以方波測(cè)量的話則是電壓由波谷升至波峰所需時(shí)間，單位是V/u s，數(shù)值愈大表示瞬態(tài)響應(yīng)度越好，感覺聲音的速度快，能量集中。專業(yè)功放的轉(zhuǎn)換速率一般都可以做到40V/u s以上。轉(zhuǎn)換速率低于20V/u s的功放出來的聲音會(huì)感覺拖沓和發(fā)散。

　　高通濾波器(high pass filter or HPF)：

　　音響系統(tǒng)中，有時(shí)會(huì)有一些極低頻的次聲波(infrasonic)信號(hào)夾雜在全音頻信號(hào)當(dāng)中，這些次聲波信號(hào)人耳聽不見，但是這種信號(hào)進(jìn)入音箱，就會(huì)導(dǎo)致低音喇叭產(chǎn)生自激，并導(dǎo)致喇叭損壞，所有，有些功放內(nèi)部裝有次聲波消除濾波器，有些是在后面板設(shè)置開關(guān)，可以在需要的時(shí)候切除無必要的30赫茲或40赫茲以下的頻率，保護(hù)喇叭的安全。

　　限幅器(limiter)：

　　這是功放的保護(hù)措施之一，在功放輸入電壓超過輸入靈敏度電壓時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行限幅，從而避免功放因?yàn)檫^高的輸入電壓產(chǎn)生削波失真。有些功放的限幅器是自動(dòng)啟動(dòng)的，有些功放在后面板安裝了限幅器啟動(dòng)開關(guān)來控制限幅器的啟動(dòng)狀態(tài)。

　　接地開關(guān)(ground left)：

　　功放的機(jī)箱一般與電源變壓器屏蔽相連，功放機(jī)箱也具有接地端，但這個(gè)"地"與信號(hào)的"地"不同。當(dāng)電源的接地端存在干擾時(shí)，打開接地開關(guān)讓功放機(jī)箱的接地與之相接可以降低交流聲干擾，如果電源地線沒有干擾就不要接通。

　　參數(shù)具體分析

　　放大器的的規(guī)格是衡量其性能的一個(gè)重要指標(biāo)，當(dāng)然另一個(gè)重要指標(biāo)是以耳朵收貨。由于大部份廠商對(duì)其產(chǎn)品一般都只是給出少數(shù)參數(shù)應(yīng)付了事，故此筆者借此機(jī)作番介紹。

　　頻率響應(yīng)

　　在眾多技術(shù)指標(biāo)中，頻率響應(yīng)是最為人們所熟悉的一種規(guī)格。一部分放大器而言，理論上只需要做到20至2萬周頻率響應(yīng)平直就已足夠，但是真正的樂音中含有的泛音(諧波)是有可能超越這個(gè)范圍的，加上為了改善瞬態(tài)反應(yīng)的表現(xiàn)，所以對(duì)放大器要求有更高的頻應(yīng)范圍，例如從10Hz~100kHz等。

　　習(xí)慣上對(duì)頻率響應(yīng)范圍的規(guī)定是：當(dāng)輸出電平在某個(gè)低頻點(diǎn)下降了3分貝，則該點(diǎn)為下限步率，同樣在某個(gè)高頻點(diǎn)處下降了3分貝，則定為上限頻率。這個(gè)數(shù)分貝點(diǎn)有另外一個(gè)名稱，叫做半功率點(diǎn)(HalfPowerPoint)。因?yàn)楫?dāng)功率下降了一半時(shí)，電平恰好下降了解情況分貝。有一點(diǎn)必須指出的是半功率點(diǎn)對(duì)某些電子設(shè)備及自動(dòng)控制系統(tǒng)雖有一定的意義，但對(duì)音響器材就未必合適，因?yàn)槿硕鷮?duì)聲音的解析度可達(dá)到0.1分貝。所以有一些高級(jí)器材標(biāo)稱20至20K達(dá)到正負(fù)0.1分貝，這實(shí)際上經(jīng)起標(biāo)稱10至50K+3DB規(guī)格有可能更高。順帶一提的是，頻應(yīng)曲線圖實(shí)際上是有兩幅的，在控制工程中"波特圖"(BodePlot)。其中的幅頻曲線圖就是我們常見的頻率響應(yīng)圖，另一幅叫做相頻曲線圖，是用來表示不同頻率在經(jīng)過了放大器后所產(chǎn)生的相位失真(相位畸變)程度的。相位失真是指訊號(hào)由放大器輸入端至輸出端所產(chǎn)生的時(shí)間差(相位差)。這個(gè)時(shí)間差自然是越小越好，否則會(huì)影響負(fù)回輸線路的工作。除此之外相位失真也和瞬態(tài)響應(yīng)有關(guān)，尢其是和近年來日益受到重視的瞬態(tài)到調(diào)失真有著密的關(guān)系。對(duì)于HiFi放大器而言，相位失真起碼要在20~20KHz+-5%范圍之內(nèi)。

　　諧波失真

　　任何一個(gè)自然物理系統(tǒng)在受到外界的擾動(dòng)后大都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)呈衰減的周期性振動(dòng)。舉例來說，一根半米長(zhǎng)兩端因定的弦線在中間受到彈撥的話，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)1米波長(zhǎng)的振動(dòng)波，稱為基波(Fundemental)，弦線除了沿中心點(diǎn)作大幅度擺動(dòng)外，線的本身也人作出許多肉眼很難察覺的細(xì)小振動(dòng)，其頻率一般都是比基波高，而且不止一個(gè)頻率。其大小種類由弦線的物理特性決定。在物理學(xué)上這些振動(dòng)波被稱為諧波(Harmonics)。為了方便區(qū)別，由樂器所產(chǎn)生的諧和波常被為泛音(Overtone)。諧波除了由訊號(hào)源產(chǎn)生外，在振動(dòng)波傳播的時(shí)候如果遇上障礙物而產(chǎn)生反射，繞射和折射時(shí)同樣是會(huì)產(chǎn)生諧波的。

　　無論是基波或諧波本身都是"純正"的正弦波(注：正弦波是周期性函數(shù)，由正半周和負(fù)半周組成，但決不能將其負(fù)半周稱為負(fù)弦波!)但它們合成在一起時(shí)卻會(huì)產(chǎn)生出許多廳形怪狀的波形。大家所熟悉的方波就是由一個(gè)正弦波基波加上大量的廳次(單數(shù))諧波所組成，這也解釋了為什么方波常常被用作測(cè)試訊號(hào)的原因。

　　放大器的線路充滿著各種各樣電子零件，接線和焊點(diǎn)，這些東西可多或少都會(huì)降低放大器的線性表現(xiàn)，當(dāng)音樂訊號(hào)通過放大器時(shí)，非線性特性會(huì)使音樂訊號(hào)產(chǎn)生一定程度的扭曲變形，根據(jù)前述理論這相當(dāng)于在訊號(hào)中加入了一些諧波，所以這種訊號(hào)變形的失真被為諧波失真。這就不難明白為什么諧波失真常用百分比來表示。百分比小即表示放大器所產(chǎn)生的諧波少，也就是說訊號(hào)波形被扭曲的程度低。由不同的物理系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波其成份也不相同。但都有一個(gè)共通點(diǎn)，那就是諧波的頻率越高，其幅度越小。所以對(duì)音頻放大器而言，使聲音出現(xiàn)明顯可聞失真的是頻率最接近基波的二至三個(gè)諧波失真分量。

　　廠商在標(biāo)定產(chǎn)品的諧波失真時(shí)，通常只給出一項(xiàng)數(shù)據(jù)，例如0.1%等?？墒怯煞糯笃魉a(chǎn)生的諧波卻并不是一項(xiàng)常數(shù)，而是一項(xiàng)與信號(hào)頻率和輸出功率有關(guān)的函數(shù)。

　　諧波失真并非完全一無是處，膽機(jī)的聲音之所以柔美動(dòng)聽，原因之一是膽機(jī)主要產(chǎn)生偶次諧波失真。即頻率是基波頻率2'4'6'8'…倍的諧波。因?yàn)橹C波電平和頻率成反比，所以2次諧波幅度大，影響也大，其余的由于幅度小，所以影響也大，其余的由于幅度小，所以影響輕微，雖然二次諧波技術(shù)上講是失真，但由于其頻率是基波的一倍，剛好是一個(gè)倍頻程，也就是說右以和基波組成音樂上的純八度。我們知道純八度是最和諧，動(dòng)聽的和聲。所以膽機(jī)聲音甜美，音樂感豐富也就不難理解。在40年代時(shí)，有許多較"小型"的收音機(jī)故意加入相當(dāng)程度的二次諧波失真。目的是制造"重低音"去取悅消費(fèi)者。聲音右能會(huì)很過癮，但是和高保真的要求卻是完全背道而馳。

　　訊號(hào)噪聲比

　　簡(jiǎn)稱訊噪比或信噪比，是指有用訊號(hào)功率與無用的噪聲功率之比。通常貝計(jì)量，因?yàn)楣β适请娏骱碗妷旱暮瘮?shù)，所以訊噪比也可以用電壓值來計(jì)算，即訊號(hào)電平與噪聲電平之比值，只是計(jì)算公式稍有不同。以功北率計(jì)算訊噪比：S/N=10log以電壓計(jì)算訊噪比：S/N=10log由于訊噪比和功率或者是電壓成對(duì)數(shù)關(guān)系，要提高訊噪比的話便要大幅度地提高輸出值和噪聲值之比，舉例來說，當(dāng)訊噪比為100dB時(shí)，輸出電壓是噪聲電壓的一萬倍，以電子線路來說，這并不是一件容易的事。

　　一臺(tái)放大器如有高的訊噪比意味著背景寧?kù)o，由于噪聲電平低，很多被噪聲掩蓋著的弱音細(xì)節(jié)會(huì)顯現(xiàn)出來，使浮音增加，空氣感加強(qiáng)，動(dòng)態(tài)范圍增大。衡量放大器的訊噪比是好或者是壞沒有嚴(yán)格的判別數(shù)據(jù)，一般來說以大約85dB以上為佳，低于此值則有可能在某些大音量聆聽情況下，在音樂間隙中聽到明顯的噪音。除了訊噪比外，衡量放大器噪音大小也可以用噪聲電平這個(gè)概念，這實(shí)際上也是一個(gè)用電壓來計(jì)算的訊噪比數(shù)值，只不過分母是一個(gè)固定的數(shù)：0.775V，而分子則是噪聲電壓，所以噪聲電平和訊噪比的分別是：前者一個(gè)絕對(duì)值，后者則一個(gè)相對(duì)數(shù)。

　　在許多產(chǎn)品說明書中的規(guī)格表數(shù)據(jù)后面，常常會(huì)有一個(gè)A字，意思是A-weight,即A計(jì)權(quán)，計(jì)權(quán)的意思是指將某個(gè)數(shù)值按一定規(guī)則權(quán)衡輕重地修改過，由于人耳對(duì)中頻特別敏感，所以如果一臺(tái)放大器的中頻段訊噪比足夠大的話，那么即使訊噪聲比在低頻和高頻段稍低，人耳也不易察覺?？梢娙绻捎昧擞?jì)權(quán)方式測(cè)量訊噪比的話，其數(shù)值一定會(huì)比不采用計(jì)權(quán)方式為高。以A計(jì)權(quán)來說，其數(shù)值會(huì)較不計(jì)權(quán)高約會(huì)分貝。

　　互調(diào)失真

　　指由于訊號(hào)互相調(diào)制所引起的失真，調(diào)制一詞本來是指一種在通訊技術(shù)中，用以提高訊號(hào)傳送效率的技術(shù)。由于含有聲音、圖像，文字等的原始訊號(hào)"加進(jìn)"高頻訊號(hào)里面，然后同志將這個(gè)合成訊號(hào)發(fā)送出去。這種將高低頻相"加"的過程和方式稱為調(diào)制技術(shù)，所合成的訊號(hào)稱為調(diào)制訊號(hào)。調(diào)制訊號(hào)除保留高頻訊號(hào)的主要特征外，還包含有低頻訊號(hào)的所有信息。產(chǎn)生互調(diào)失真的過程實(shí)質(zhì)上也是一種調(diào)制過程，由于一個(gè)電子線路或一臺(tái)放大器不可能做到完全理想的線性度，當(dāng)不同頻率的訊號(hào)同時(shí)進(jìn)入放大器被放大時(shí)，在非線性作用下，每個(gè)不同頻率的訊號(hào)就會(huì)自動(dòng)相加和相減，產(chǎn)生出兩個(gè)在原訊號(hào)中沒有的額外訊號(hào)，原訊號(hào)如有三個(gè)不同頻率，額外訊號(hào)便會(huì)有6個(gè)，當(dāng)原訊號(hào)為N個(gè)時(shí)，輸出訊號(hào)便會(huì)有N(N-1)個(gè)。

　　可以想像的是，當(dāng)輸入訊號(hào)是復(fù)雜的多頻率訊號(hào)，例如管弦樂時(shí)，由互調(diào)失真所產(chǎn)生的額外訊號(hào)數(shù)量是多么的驚人!

　　由于互調(diào)失真訊號(hào)全部都是音樂頻率的和興差訊號(hào)，和自然聲音完全同，所以人耳對(duì)此是相敏感的，不幸的是，在許多放大器中，互調(diào)失真往往大于諧波失真，部份原因是因?yàn)橹C波失真一般比較容易對(duì)付。 雖然互調(diào)失真和諧波失真同樣是由放大器的非線性引起，兩者在數(shù)學(xué)觀點(diǎn)上看同樣是在正浞導(dǎo)號(hào)中加入一些額外的頻率成份，但它們實(shí)際上是不盡相同的，簡(jiǎn)單的說，諧波失真是對(duì)原訊號(hào)波形的扭曲，即使是單一頻率訊號(hào)通過放大線路也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象，而互調(diào)失真卻是不同頻率之間的互相干擾和影響，測(cè)量互調(diào)失真遠(yuǎn)比測(cè)量諧波失真復(fù)雜，而且至今尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

　　瞬態(tài)互調(diào)失真

　　也稱TIM失真。由于瞬態(tài)互調(diào)失真與負(fù)回輸密切相關(guān)，所以在討論瞬態(tài)互調(diào)失真時(shí)就需要先從負(fù)回輸說起。負(fù)回輸(NegativeFeedback)是一種廣泛應(yīng)用于各類工程技術(shù)領(lǐng)域，簡(jiǎn)音而實(shí)用的控制技術(shù)，負(fù)回輸本來是屬于控制技術(shù)中的閉環(huán)控制(CloseLoopControl)系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，但因?yàn)閼?yīng)用廣泛，所以常常被用作閉環(huán)控制的代名詞。負(fù)回輸實(shí)際上是一種普遍存在于人們?nèi)粘Ｉ钪械淖匀灰?guī)律，舉例來說，當(dāng)我們駕駛汽車的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)汽車偏離得駛路線，我們就會(huì)向相反方向扭動(dòng)方向盤，使汽車駛回正確路線。在這里我們的眼睛就是充當(dāng)負(fù)回輸通道的作用，負(fù)責(zé)把輸出值(汽車得駛方向)回饋給挖掘器(大腦)，然后控制器將輸出值和設(shè)定值(正確方向)互相比較(相減)，然后根據(jù)比較后的誤差，發(fā)出修正訊號(hào)(扭方向盤)去糾正由此可見，負(fù)回輸?shù)淖饔檬菍⑤敵鲋档瓜?變?yōu)樨?fù)數(shù))，隨后將之回饋至輸入端，和設(shè)定值相減，得出誤差訊號(hào)，然后控制器就會(huì)根據(jù)誤差大小作出修正。

　　在電子放大線路中，由于零件的對(duì)稱，溫度的變化，噪音的干擾以及其他種種原因，使讀號(hào)的被放大的同時(shí)，無可避免地被加入各種各樣的失真，而負(fù)回輸則能有效地降低這些失真。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說，如放大器在放大一個(gè)正弦波訊號(hào)時(shí)，加入了一個(gè)失真的方波訊號(hào)，這個(gè)正弦加方波的訊號(hào)會(huì)被負(fù)回輸線路反相，然后加饋至輸入端，和原來的正弦波相減，使原來的訊號(hào)幅度變小之除還含有一個(gè)相反的方波，這個(gè)新的訊號(hào)在經(jīng)過放大器時(shí)同樣會(huì)被再次加入一個(gè)失真的方波訊號(hào)，由于訊號(hào)里面已有一個(gè)相反的方波，這樣正反方波便會(huì)互相抵消，使輸出訊號(hào)只含有正弦波，這就明顯地降低了失真。不過負(fù)回輸?shù)娜秉c(diǎn)也是很明顯的，因?yàn)樨?fù)回輸令輸入訊號(hào)和回饋的輸出訊號(hào)相減，降低了訊號(hào)電平，如果要使輸出訊號(hào)相沽，降低了訊號(hào)電平，如果要使輸出訊號(hào)被放大到足夠的強(qiáng)度，放大器的放大率(增益)便要加大，所幸的是這并非難事，尤其是晶體管機(jī)。如果我們將負(fù)回輸量加大，使輸出訊號(hào)降低到和輸入訊號(hào)電平相同的程度，即完全沒有放大，這種放大器線路有一個(gè)特殊的名稱，叫緩沖放大器(BufferAmplifier)。雖然訊號(hào)沒有被放大，但因?yàn)榉糯笃饕话愣际禽斎胱杩垢?，輸出阻抗低。所以緩沖放大器常被用作阻抗匹配之用。

　　既然負(fù)回輸能有效地降低失真，但為什么又會(huì)引起瞬態(tài)互調(diào)失真呢?原來問題出在時(shí)間上，其中又以晶體管機(jī)最為嚴(yán)重。和真空管相比，晶體管有堅(jiān)因耐用，體積小，重量輕放大率高等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是工作特性不穩(wěn)定，易受溫度等因素影響而產(chǎn)生失真甚至失控。解決辦法之一是采用高達(dá)50至60dB左右的深度負(fù)回輸。反正晶體管的放大率很高，犧牲一些無所謂，由于采用了大深度的負(fù)回輸，大幅度減少了失真，所以晶體管機(jī)很容易獲得高超的技術(shù)規(guī)格。不過麻煩也就因此而起，為了減少由深度負(fù)回佃所引起的高頻寄生振蕩，晶體管放大器一般要在前置推動(dòng)級(jí)晶體管的基極和集電極之間加入一個(gè)小電容，使高頻段的相位稍為滯后，稱為滯后價(jià)或稱分補(bǔ)價(jià)，可是無論電容如何細(xì)小，總需要一定時(shí)間來充電，當(dāng)輸入訊號(hào)含有速度很高的瞬態(tài)脈沖時(shí)，小電容來不及充電，也就是說在這一剎那線路是處于沒有負(fù)回輸狀態(tài)。由于輸入訊號(hào)沒有和負(fù)回輸訊號(hào)相減，造成訊號(hào)過強(qiáng)，這些過強(qiáng)訊號(hào)會(huì)訟放大線路瞬時(shí)過載(Overload)。因?yàn)榫w管機(jī)負(fù)回輸量大，訊號(hào)過強(qiáng)程度更高，常常達(dá)到數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，結(jié)果使輸出訊號(hào)削波(Clipping)。這就是瞬態(tài)互調(diào)失真，因?yàn)樵诰w管線路最多出現(xiàn)，所以也被稱為"原子粒"聲。

　　順帶一提的是，這種負(fù)回輸時(shí)間延遲問題在工業(yè)控制系統(tǒng)中也常常遇到，稱為純延遲(DeadTime)問題，其起因絕大部份是因?yàn)楦袘?yīng)器(Sensor)安裝位置太遠(yuǎn)。例如在一個(gè)恒溫?zé)崴髦?，瘟度探測(cè)被安裝在遠(yuǎn)離發(fā)熱順的位置，結(jié)果是當(dāng)探測(cè)器感應(yīng)到水溫足夠時(shí)，在發(fā)熱器附近的水溫早就已經(jīng)過熱了。這樣的控制結(jié)果必然是水溫在過熱和過冷之間大幅擺動(dòng)，稱為控制超調(diào)(Overshoot)或系統(tǒng)振蕩。純延遲至今仍然是困擾自動(dòng)控制技術(shù)的一大難題，有關(guān)解決方法的論文由五十年代至今少說也有上千篇，但始終找不到一個(gè)簡(jiǎn)單而行之有效的辦法。

　　雖然負(fù)回輸出現(xiàn)時(shí)間延遲不好對(duì)付，但要解決也不是沒有辦法，我們可以干脆讓它出現(xiàn)，或即使其出現(xiàn)也不至于造成太大的破壞，方法有多種，例如只用小量大環(huán)路負(fù)回輸，這樣即命名出現(xiàn)負(fù)回輸時(shí)間延遲，輸入訊號(hào)也不至于過強(qiáng)。所減少的負(fù)回輸量則由只跨越1個(gè)放大級(jí)的局部負(fù)回輸代替，局部負(fù)回輸路徑短，時(shí)間快，不易誘發(fā)瞬態(tài)互調(diào)失真。真空管工作穩(wěn)定，不一定要用大深度負(fù)回輸抑制失真，況且其失真多數(shù)是人耳愛聽的偶次諧波失真所以膽機(jī)沒有一般所謂的"原子粒"聲。至于其他用于線路設(shè)計(jì)上防范瞬態(tài)互調(diào)失真的方法，因涉及較多枯燥的理論，這里就不一一介紹了。

　　除了在線路設(shè)計(jì)上防范瞬態(tài)互調(diào)失真外，大家還可以采取另一項(xiàng)措施去減少瞬態(tài)互調(diào)失真，那就是盡量利用各種屏蔽和濾波措施去減少各種高頻干擾訊號(hào)進(jìn)入放大器，雖然這些訊號(hào)有許多是屬于人耳聽不見的射頻干擾，但因?yàn)槠漕l率很高，極易誘發(fā)瞬態(tài)互調(diào)失真，令輸入級(jí)過載，使音樂訊號(hào)得不到正常的放大。

　　轉(zhuǎn)換速率

　　瞬態(tài)互調(diào)失真除了由放大器大環(huán)路負(fù)回輸?shù)臅r(shí)間延遲引發(fā)外，放大器速度不夠快也是一個(gè)重要的原因，如果放大器的速度夠快的話即使在同樣負(fù)回輸條件下，瞬態(tài)互調(diào)失真度也可以降低。放大器的速度是一個(gè)通俗的形容，正確的說法應(yīng)該是指放大器的瞬態(tài)響應(yīng)能力(TransientResponse)。在控制理論中，瞬態(tài)響應(yīng)和頻率響應(yīng)是衡量系統(tǒng)性能的兩大方法。它們的優(yōu)點(diǎn)是不需經(jīng)詳細(xì)了解整個(gè)系統(tǒng)的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)系統(tǒng)對(duì)特定輸入訊號(hào)的響應(yīng)曲線就可估算出系統(tǒng)對(duì)特定輸入訊號(hào)的響應(yīng)曲線便可估算出系統(tǒng)的特性，從而作出補(bǔ)償或改善。但相反來說，如果我們知道某個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，也可以不經(jīng)測(cè)試就估算出該系統(tǒng)的響應(yīng)模式。

　　對(duì)于精確度要求不高的系統(tǒng)，我們可以選擇性地采取瞬態(tài)響應(yīng)法或頻率響應(yīng)法去評(píng)估系統(tǒng)性能，而對(duì)于要求高的系統(tǒng)，兩者都必須加以考慮。作瞬態(tài)應(yīng)測(cè)試時(shí)常用的訊號(hào)是單位階躍函數(shù)(StepSignal)和單位脈沖函數(shù)(Impulse)。為方便起見，放大器測(cè)試多用前者的特殊形式：方波。一個(gè)較為理想的方波含有一個(gè)速度極高的電壓上升沿和降沿，用來測(cè)試放大器的瞬態(tài)響是非常合適的。

　　衡量放大器的響應(yīng)速度一般是用電壓轉(zhuǎn)換速率(SlewRate)。其定義是在1微秒時(shí)間里電壓升高幅度，如果以方波測(cè)量的話則是電壓由波谷升至波峰所需時(shí)間，單位是V/us，數(shù)值愈大表示瞬態(tài)響應(yīng)度越好，高性能放大器的轉(zhuǎn)換速率一般都可以做到25V/us以上。提高瞬態(tài)響應(yīng)度最簡(jiǎn)單接的辦法是選用高頻特性好的零件。也可以用適當(dāng)?shù)沫h(huán)路負(fù)回輸來改善，這似乎是一個(gè)自相矛盾的做法，但事實(shí)不然，瞬態(tài)互調(diào)失真只是當(dāng)訊號(hào)速度超過放大器的瞬態(tài)響應(yīng)能力范圍之外才會(huì)發(fā)生。

　　除了瞬態(tài)互調(diào)失真外，過快的訊號(hào)也會(huì)產(chǎn)生另一種失真現(xiàn)象，叫做鈴振(Ringing)，兩者的本質(zhì)相同。當(dāng)輸入訊號(hào)速度快而幅度小時(shí)，首先出現(xiàn)的是鈴振現(xiàn)象，只有當(dāng)這個(gè)訊號(hào)的速度快至某個(gè)程度時(shí)才會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)互調(diào)失真，然而當(dāng)訊號(hào)速度快兼幅度大時(shí)，鈴振沒有發(fā)生便已進(jìn)入瞬態(tài)互調(diào)失真狀態(tài)。最容易引發(fā)鈴振現(xiàn)象的訊號(hào)就是各種各樣的速度快但幅度小的高頻干擾噪音，這就是為什么音響設(shè)備要有完善的抗干擾措施的原因之一。

　　界面互調(diào)失真

　　界面互調(diào)失真算是一個(gè)較新和較少人提及的放大器規(guī)格。和下面將要提及的阻尼系數(shù)一樣，除了和放大器線路有關(guān)外，和揚(yáng)聲器也有很大關(guān)系。所以在介紹這兩項(xiàng)規(guī)格前，先簡(jiǎn)單地說一說揚(yáng)聲器有關(guān)這方面的特性。

　　目前的音響揚(yáng)器絕大部分都是采用電動(dòng)式原理的動(dòng)圈式喇叭，其結(jié)構(gòu)包括一個(gè)用作產(chǎn)生磁場(chǎng)的永久磁鐵及一人音圈。從構(gòu)造上來說動(dòng)圈式揚(yáng)聲器屬于一種特殊形式的直流馬達(dá)，因?yàn)橐羧χ恍枰獊砘剡\(yùn)動(dòng)而不是旋轉(zhuǎn)，所以不需使用直流馬達(dá)上常見的炭刷和換向器(俗稱"銅頭")。

　　無論是交流馬達(dá)或是直流馬達(dá)，都是具有可逆性的，即在某種條件下可當(dāng)作發(fā)電機(jī)來使用。直流馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上和直流發(fā)電機(jī)沒有差別，尤其是永久磁錢式直流馬達(dá)，只要能夠使它的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就可在其接線端上產(chǎn)生出一定的電壓。對(duì)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器來說，只要我們用手按壓振膜，就一定會(huì)在接線端上產(chǎn)生電壓，大小則視乎按壓的速度和幅度而定。

　　由于損耗和非線性化的影響，揚(yáng)聲器不可能對(duì)由放大器輸出的全部電能加以利用而會(huì)有剩余電能產(chǎn)生，另外由于振膜的機(jī)械慣性原因，在音圈中也會(huì)產(chǎn)生多余電能。由前者所產(chǎn)生的問題穩(wěn)為界面互調(diào)失真，而后者則會(huì)使揚(yáng)聲器的低頻控制力變差。

　　界面互調(diào)失真和揚(yáng)聲器內(nèi)阻及負(fù)回輸線路有關(guān)。當(dāng)放大器輸出的電能無法全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能量時(shí)，多余的電能就必定會(huì)在揚(yáng)聲器線圈中產(chǎn)生出額外的反電勢(shì)(Backemf)，這個(gè)反電勢(shì)會(huì)由喇叭線回饋至放大器的輸出端，然后依放大器內(nèi)阻的大小形成一個(gè)電壓，這個(gè)電壓會(huì)被負(fù)回輸線路反饋至輸入端，和輸入訊號(hào)打成一片。使中低頻聲音混濁，分析力和層次感大減。

　　要降低界面互調(diào)失真，關(guān)鍵之處是要降低負(fù)回輸量和放大器內(nèi)阻(即提高阻尼系數(shù))。有許多Hi-End晶體管放大器正是采用這種原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的。除此以外，雙線接駁也是另類改善途徑，因?yàn)榉珠_的高低音線路使低頻端的反電勢(shì)不會(huì)對(duì)高頻訊號(hào)產(chǎn)生影響，從而改善音質(zhì)。

　　阻尼系數(shù)

　　阻系數(shù)是表示對(duì)某一個(gè)過程中進(jìn)行變化的物理量加以抑制的程度。以揚(yáng)聲器來說，要抑制的是揚(yáng)聲器振膜在沒有電訊號(hào)輸入的情況下所作的慣性振動(dòng)，簡(jiǎn)單地說這是一個(gè)制動(dòng)動(dòng)作。揚(yáng)聲器的振膜是不能用機(jī)械阻尼方式來制動(dòng)的，所能使用的只是電磁方式的阻尼。而這種方式要求系統(tǒng)必須盡量處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)。

　　前面的討論曾提及揚(yáng)聲器會(huì)很容易進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)，當(dāng)輸入電讀號(hào)消失后的一瞬間，揚(yáng)聲器振膜在慣性作用不還在振動(dòng)。這種振動(dòng)會(huì)在音圈中產(chǎn)生出一個(gè)感應(yīng)電壓，這時(shí)如果放大器輸出阻譏低的話，就相當(dāng)于在揚(yáng)聲器端子上并接一個(gè)很小的電阻，音圈上的感應(yīng)電壓就會(huì)驅(qū)使一個(gè)較大數(shù)值的電流流經(jīng)放大器的內(nèi)阻郵局就是說揚(yáng)聲器此刻變成電源，而放大器的功率輸出級(jí)線路卻變成負(fù)載。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，這個(gè)電流是音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)中振動(dòng)所產(chǎn)生的，所以這個(gè)音圈電流就必定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和振動(dòng)方向相反的力去抵消振動(dòng)。放大器的內(nèi)阻越小，電流就越大，抵消慣性振動(dòng)的作用也就越強(qiáng)。由于這個(gè)電流的能量是會(huì)在電阻上變成熱量消耗掉，所以這種制動(dòng)方式在電機(jī)控制技術(shù)中稱為"能耗制動(dòng)"(DynamicBracking)。揚(yáng)聲器在重播低頻時(shí)的振幅最大，所造成的慣性振動(dòng)也最嚴(yán)重，不加以抑制的話會(huì)使低頻控制力變差，缺乏力度、彈性和層次感，但過份抑制則會(huì)使聲音變干。

　　膽機(jī)因?yàn)橛休敵龌疖嚨木€圈電阻存在，阻尼系數(shù)大極有限，相反地，晶體管機(jī)采用多管并聯(lián)系等方法可輕易將阻尼系數(shù)提升至一百幾十，甚至達(dá)到數(shù)百。不過可異一個(gè)阻巴系數(shù)的要求，這也就造成了不同的揚(yáng)聲器和放大器之間會(huì)有各種不同音色的配搭。

　　對(duì)采用了大一半路負(fù)回輸?shù)姆糯笃鱽碚f，阻尼系數(shù)并不是唯一會(huì)對(duì)揚(yáng)聲器進(jìn)行剎車的工具，因?yàn)閾P(yáng)聲器的慣性振動(dòng)電流流經(jīng)放大器的輸出內(nèi)阻時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生某個(gè)數(shù)值的電壓，負(fù)回輸線路即時(shí)將之反饋至輸入端，令放大線路以為出現(xiàn)了一個(gè)不該出現(xiàn)的失真電壓，馬上產(chǎn)生一個(gè)反相的訊號(hào)加以抵制。這可是一種最強(qiáng)力的馬達(dá)電制動(dòng)方式，稱為"反接制動(dòng)"(Plugging)。不過也是一種最少使用的方式，因?yàn)榱钜慌_(tái)馬達(dá)突然反轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生巨大的機(jī)械沖擊力而損壞機(jī)器，但揚(yáng)聲器本來就是設(shè)計(jì)成不斷前后運(yùn)動(dòng)的裝置，所以這種方法理論上完全沒有問題，然而實(shí)際上卻常常出問題，麻煩又是來自負(fù)回輸。

　　揚(yáng)聲器不是麥克風(fēng)，由振膜振動(dòng)產(chǎn)生的電壓，不會(huì)像麥克風(fēng)尋樣準(zhǔn)確，所以放大器生的抵消電壓也不可能做到完全和振動(dòng)大小相等，方向相反。結(jié)果是使抑制過程出現(xiàn)不穩(wěn)定，低頻不是圓滑而迅速地減少，這個(gè)過程其實(shí)和界面互調(diào)失真的過程非常相似。某些原子粒放大器的低頻控制力還不如膽機(jī)，原因也就在于此。

　　衡量放大器性能還有一些其他的規(guī)格，這篇文章所提及的只是些大家關(guān)注，加上經(jīng)常出現(xiàn)爭(zhēng)議的規(guī)格，希望一些非工程人士的發(fā)燒友能有更清晰的概念。