音響人必搞懂問題:放大器的輸出入阻抗
來源:銳豐智能 編輯:小月亮 2019-05-27 17:22:49 加入收藏
一般我們常耳聞的說法是:擴(kuò)大機(jī)的輸入阻抗是愈高愈好,而輸出阻抗是愈低愈好。為什么呢?
因為輸入阻抗高了,從訊號源來的訊號功率強(qiáng)度就可以不必那么大。
這么說也許還有讀者不甚了解,讓我們再回想一下歐姆定律;假設(shè)訊源輸出不甚了解,讓我們再回想一下歐姆定律;假設(shè)訊源輸出一個固定電壓,傳送往下一級,如果這一級的輸入阻抗高,是不是由訊源所提供的訊號電流就可以降低?
如果輸入阻抗非常非常的高,則幾乎不會消耗訊號電流(當(dāng)然還是會有)就可以驅(qū)動這一級電 路工作,換句話說就是幾乎只要有訊號電壓,電路就可以正常工作;但是對于低輸入阻抗的電路呢?就正好相反了,它必須要求訊號能源能提供較為大量的訊號電流,因為在同一個電壓下,低輸入阻抗會流進(jìn)較大的訊號電流,如果訊源提供的電流強(qiáng)度不足以滿足下一級電路的需求,它就不能完美地驅(qū)動下一級電路。而訊源的 電壓和電流的乘積就是訊源的功率了。
何謂低輸出阻抗呢?它有什么好處呢?
通常低輸出阻抗被提到地方大半是指前級擴(kuò)大機(jī)的輸出阻抗,后級通常是稱作輸出內(nèi)阻的。前級的低輸出阻抗有幾個好處:
一.通常會強(qiáng)調(diào)低輸出 阻抗即表示了它有較大的電流輸出能力,容易搭配一些低輸入阻抗的器材(后級);
二.低輸出阻抗可以驅(qū)動長的訊號線及電容量較大的負(fù)載,以音響用前級為例;前級的輸出阻抗在與訊號線結(jié)合后,輸出阻抗加上訊號線本身固有的電阻與電容會形成一個RC濾波的網(wǎng)路,當(dāng)輸出阻抗愈高時,則經(jīng)過訊號線后的訊號,其高頻端 的滾降點(diǎn)就會越低,反之則愈高。
你應(yīng)該不會希望高頻滾降點(diǎn)移進(jìn)耳朵聽得到的音頻范圍吧?
所以遇上電容量大的訊號線,你還是選一部輸出阻抗低一點(diǎn)的前級較為保險。這也是為什么每一種訊號線會有不同聲音部份原因。
有了以上大略的說明,你應(yīng)該可以明白;所謂擴(kuò)大機(jī)輸入阻抗愈高愈好,輸出阻抗愈低愈好,其主要理由即在此一在與其它器材互相搭配時,其匹配性比較高。
那么照此說來,我們就把每一部擴(kuò)大機(jī)不論是前級或是后級的輸入阻抗都設(shè)計得很高,輸出阻抗都設(shè)計得很低,不是就完美無缺了嗎?
讓我們再從輸入阻抗看起,由于高輸入阻抗所需的訊號電流較少,可知連接其上的訊號線中流動的電流必較小,因此對于訊號線品質(zhì)的要求就可以不必那么高,因為少了一個電流的干擾因素在內(nèi),這也是高輸入阻抗帶來的另一個優(yōu)點(diǎn)。但是高輸入阻抗的優(yōu)點(diǎn)既然這么多,為什么市面上找得到的高輸入阻抗前級或后級竟寥寥可數(shù)呢?
低阻抗輸入有什么優(yōu)點(diǎn)?
首先感染雜訊的問題會降得很低,可以大幅提高信號雜音比,使得音樂的純度提高,音質(zhì)就比較好。另外低的,輸入阻抗有較好的相位特性,這 一點(diǎn)是比較少有人提出來討論的,一般常見被提出來的是頻寬特性,總諧波失真特性等,而相信失真則很少被提及(至少在所有公開的性能規(guī)格中),MBL的看法 是高輸入阻抗與訊號線的電容量所引起的相位失真較大,而這對聲音的影響將很深。因此MBL 9010采用低的輸入阻抗,以較低的相位失真來求得在音質(zhì)上的完美,當(dāng)然在這個時候,你必須采用一部擁有更低阻抗輸出的前級來搭配了。
前面提及了也有知名廠家采用低阻抗的輸入,這是肇因于現(xiàn)今大多數(shù)市售前級的輸出阻抗均已相當(dāng)?shù)牡停虼嗽诤蠹壍妮斎胱杩共糠菥涂梢宰们榻档?。假如你前級?nbsp;輸出阻抗高于后級的輸入阻抗,這是不能匹配的,切記!切記!
至于說前級的輸入阻抗呢?
以目前大部份市售品前級的設(shè)計而言,輸入阻抗就由音量控制器給決定了。絕大多數(shù)的設(shè)計都是輸入的訊號經(jīng)過訊源選擇后就經(jīng)由音量控制的可變電阻作分壓,再進(jìn)入主放大線 路,所以這個音量控制的可變電阻值就成了輸入阻抗了。
另外一些前級的設(shè)計是輸入訊號先進(jìn)入一個緩沖級,輸入阻抗就由這個緩沖級的輸入阻抗來決定,由于緩沖 級電路的輸入阻抗極高,因此,輸入阻抗值極高的前級,其接受訊號的前端部份,可能就有輸入緩沖級的設(shè)計。但是,輸入緩沖級的阻抗也可以不必一定得設(shè)計得很 高,例如MBL 6010前級的輸入部份就設(shè)有輸入緩沖級,而其設(shè)定的輸入阻抗值則是47K。
一如前面所述,前級的輸出阻抗如果能夠低的話,則后級的輸入阻抗就可以不必設(shè)計得那么高,那么同理,如們我們所使用的訊源的輸出阻抗也夠低的話,那 么前級的輸入阻抗有必要那么高嗎?今天有很多音響迷的系統(tǒng)之中,只有數(shù)位訊源一種而已,而如今的數(shù)位音源由于 本身內(nèi)部已經(jīng)具有類比放大的電路,而且有愈來愈多廠家將類比訊號的輸出阻抗做得極低。
最有名的例子就是Theta,其在類比訊號輸出的地方加了一個高回轉(zhuǎn) 率、高輸出電流、低輸阻抗的輸出緩沖級BUF-03,這顆IC的輸出阻抗低至只有2,由此看來,其搭配的前級的輸入阻抗有必要很高嗎?
一般音響器材常見被提到阻抗的地方有喇叭的阻抗,前后級擴(kuò)大機(jī)的輸入阻抗,前級的輸出阻抗,(后級通常不稱輸出阻抗,而稱輸出內(nèi)阻),信號道線的傳 輸阻礙抗(或稱特性阻抗)......等等。由于阻抗的單位仍是歐姆,也同樣適用歐姆定律,因此一言以蔽之,在相同電壓下,阻抗愈高將流過愈少的電流,阻 抗愈低會流過愈多的電流。
最常見到的喇叭阻抗的標(biāo)示值是八歐姆,這代表了這對喇叭在工廠測試規(guī)格時,當(dāng)輸入1KHz的正弦波信號,它呈現(xiàn)的阻抗值是八歐姆;或者是在喇叭的工作 頻率響應(yīng)范圍內(nèi),一個平均的阻抗值。它可不是一個固定值,而是隨著頻率的不同而不同。當(dāng)后級輸出一個固定電壓給喇叭時,依照歐姆定律,四歐姆的喇叭會比八 歐姆的喇叭多流過一倍的電流,理論上一部八歐姆輸出一百瓦的晶體后級,在接上四歐姆喇叭時會自動變?yōu)槎偻摺?/p>
當(dāng)喇叭的阻抗值一路下降時,后級輸出一個固定電壓,它流過的電流就會愈來愈大,到最后就有點(diǎn)像是把喇叭線直接短路,所以阻抗值有時會低至一歐姆的限 制,超出此范圍,機(jī)器就要燒掉了。這也就是一般人常說的:后級的功率不用大,但輸出電流要大的似是若非的道理。
功率放大器與揚(yáng)聲器之間的配接主要要注意阻抗匹配和功率匹配兩個方面。阻抗匹配有輸入輸出變壓器的功率放大器,配接的揚(yáng)聲器阻抗應(yīng)與其額定輸出阻抗相一 致。而采用OCL或OTL電路的擴(kuò)音機(jī),就不必那么嚴(yán)格,揚(yáng)聲器的阻抗可以在一定范圍內(nèi)變動。如果配接4歐姆揚(yáng)聲器,輸出功率增大一倍,只要功 放級性能好,失真不會增大很多。如果功率管溫升不過高,擴(kuò)音機(jī)仍能安全工作。
功率匹配正確的配接方法是,功率放大器的輸出功率應(yīng)比揚(yáng)聲器的標(biāo)稱功率大1~3倍。如果揚(yáng)聲器的標(biāo)稱功率選得過大而擴(kuò)音機(jī)的推動功率不足,此時揚(yáng)聲器 雖然能響,但往往是擴(kuò)音機(jī)音量開得很大,已引起嚴(yán)重的削頂失真,而聲音仍然顯得不足。
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