【正文】 器的信號放大到足夠能推動相應揚聲器系統(tǒng)所需的功率。就其功能來說遠比前置放大器簡單，就其消耗的電源功率來說遠比前置放大器大，因為功率放大的本質就是將交流電能“轉化”為音頻信號，當然其中不可避免地會有能量損失，其中尤以甲類放大和電子管放大器為甚。后級功放部分，是進行單純功率的部分，它的作用就是盡可能地原原本本地放大來自于前級的信號，我們對后級的要求是，放大倍數(shù)盡可能地高，而放大后信號的失真程度應盡可能地小。音箱作為最終的還聲設備，將放大后的電信號轉換為聲信號，傳入我們的耳朵，一般來講一只音箱中含多個揚聲器單元。一對音箱，分左右兩聲道播放兩路不同的信號構成立體聲效果，最終將一個聲場較為完整地展現(xiàn)于我們的面前。其實一個高保真音響，它是否讓發(fā)燒友們滿意還有很多因素，比如：前置放大器的輸入線纜，放置音響的房間墻壁，房間形狀，音箱之間的距離及擺位等等。不僅如此，就單線材，如果是非常發(fā)燒級的，就要幾千人民幣，不要說功放，音箱本身了。而能真正地欣賞高保真音響還需要一定的音樂素養(yǎng)。所以說高保真音響是一個生活水平上升之后的高級精神享受。2 高保真功率放大器由于高保真音響系統(tǒng)范圍太過廣泛，為了達到論文的針對性和專業(yè)性，該論文只集中闡述高保真功率放大器。 功率放大器種類如果按電路所用器材分類可以分為三種：電子管、晶體管和集成電路。俗稱“膽機”。采用電子管作為放大級，主要優(yōu)點是：動態(tài)范圍大，線性好，音色甜美、悅耳溫順。電子管與晶體管的傳輸特性不同，兩者有一定差異，如因信號過大發(fā)生激勵（信號刺激超過承受范圍）時，電子管波形變化較和緩，晶體管的則不大平滑，直接影響音質，又如電子管的放大多激發(fā)“偶次諧波”，這些“偶次諧波”與音質無損，而晶體管放大器多激發(fā)“奇次諧波”，會引起聽感的不適。但電子管功放也存在兩個問題，一是內阻大導致放大器阻尼系數(shù)小，影響瞬態(tài)特性，二是電子管需高壓供電，離不開變壓器，變壓器不僅功耗大，還會導致失真，而且體積大，由于在汽車里面使用環(huán)境較為惡劣（高溫、振動、電源等問題）從而很大程度限制了膽機在汽車音響系統(tǒng)中的使用，因此在市場上流通率并不高。與電子管功放相比，晶體管功放具有更高的可靠性和更長久的耐用性。由于末級采用嚴格對稱的OCL互補推挽電路，進一步減少了因輸出變壓器而引起的種種噪聲干擾、頻響缺陷和諧波失真，從而令晶體管功放有極寬的頻率響應（低頻放大可直到直流信號，高頻可延伸至聽域極限）和極高的保真度（%），阻尼系數(shù)非常高，瞬態(tài)響應也較電子管功放優(yōu)秀得多。聲音清脆開揚，極具穿透力且力度十足。特別音樂的背景噪聲音寧靜達到寂靜無聲的至高境界。一般而言，晶體管音色較電子管硬朗、沖勁十足，最適合于人聲、重金屬打擊樂、現(xiàn)代搖滾樂、迪斯科舞曲以及大動態(tài)的重播。它克服了電子管功放的兩個缺點，一是阻尼系數(shù)可做得很高，有良好的瞬態(tài)特性，在聲音的節(jié)奏感，力度上要比膽機明快、爽朗、有力；二是無需變壓器，不僅節(jié)省成本，縮小體積，而且避免了由變壓器所引起的失真。晶體管放大器是現(xiàn)時市場上汽車音響功率放大器的主流產(chǎn)品，品種繁多，檔次齊全，是車主選用的主要產(chǎn)品。它的最突出優(yōu)點是可靠性高，外圍電路簡單，組裝方便，占用空間比較小，而且保護電路都內置了，一般情況下不會發(fā)生燒毀器件的問題，不足之處是電聲指標（功率、頻響、失真度、信噪比等）和音質皆不如分立元件組成的放大器， 但是現(xiàn)在隨著集成芯片的進一步發(fā)展，差別也是越來越小了。 高保真功率放大器主要技術指標在眾多技術指標中，頻率響應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20000HZ頻率響應頻率就已足夠，但是真正的樂音中含有的泛 ：放大器的通頻帶音（諧波）是有可能超越這個范圍的，雖然這些諧波，人類的耳朵根本就感覺不到，但是人類還是可以通過其他的途徑感知到這些諧波的存在。加上為了改善瞬態(tài)反應的表現(xiàn)，所以對放大器要求有更高的頻率響應范圍，例如從10 Hz～100 KHz等。習慣上對頻率響應范圍的規(guī)定是：當輸出電平在某個低頻點下降了3分貝，則該點為下限頻率，同樣在某個高頻點處下降了3分貝，則定為上限頻率。 按照一般的規(guī)定，高保真功率放大器的頻率響應為20Hz~20kHz（177。3dB）。任何一個自然物理系統(tǒng)在受到外界的擾動后大都會出現(xiàn)一個呈衰減的周期性振動。舉例來說，一根半米長兩端固定的弦線在中間受到彈撥的話，會產(chǎn)生一個1米波長的振動波，稱為基波。弦線除了沿中心點作大幅度擺動外，線的本身也人作出許多肉眼很難察覺的細小振動，其頻率一般都是比基波高，而且不止一個頻率。其大小種類由弦線的物理特性決定。在物理學上這些振動波被稱為諧波（Harmonics）。為了方便區(qū)別，由樂器所產(chǎn)生的諧波常稱為泛音（Overtone）。諧波除了由信號源產(chǎn)生外，在振動波傳播的時候如果遇上障礙物而產(chǎn)生反射，繞射和折射時同樣是會產(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)，由正半周和負半周組成，但決不能將其負半周稱為負弦波）但它們合成在一起時卻會產(chǎn)生出許多奇形怪狀的波形。 放大器的線路充滿著各種各樣電子零件，接線和焊點，這些東西或多或少都會降低放大器的線性表現(xiàn)，當音樂信號通過放大器時，非線性特性會使音樂信號產(chǎn)生一定程度的扭曲變形，根據(jù)前述理論這相當于在信號中加入了一些諧波，所以這種信號變形的失真被為諧波失真。諧波失真并非完全一無是處，膽機的聲音之所以柔美動聽，原因之一是膽機主要產(chǎn)生偶次諧波失真。即頻率是基波頻率8…倍的諧波。在40年代時，有許多較“小型”的收音機故意加入相當程度的二次諧波失真。目的是制造“重低音”去取悅消費者。信噪比（Signal Noise Ratio）是指信號通過音頻設備后增加的各種噪聲（如低頻哼聲、感應交流聲、咝咝聲等）于指定信號電平的dB差值，或信號幅度與噪聲幅度之比，由于值比較大，一般用分貝來表示其值，有時也以重放設備輸出的絕對噪聲電壓或電平值來表示，此時稱為噪聲電平（這實際上也是一個用電壓來計算的信噪比數(shù)值，只不過分母是一個固定的數(shù)：，而分子則是噪聲電壓）。由于信噪比和功率或者是電壓成對數(shù)關系，要提高信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，當信噪比為100dB時，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。下面將列出信噪比的數(shù)值計算公式：設噪聲信號功率(或電壓)為PN(VN)，有用信號的額定輸出功率(或電壓)為Ps(Vs)，則定義信噪比S／N為：S／N＝20lg (Ps/ P)= 20lg (V s/ V) 一臺放大器如有高的信噪比意味著背景寧靜，由于噪聲電平低，很多被噪聲掩蓋著的弱音細節(jié)會顯現(xiàn)出來，使空氣感加強，動態(tài)范圍增大。放大器的信噪比一般來說以大約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。 瞬態(tài)響應是指放大器跟隨瞬態(tài)（猝發(fā)）信號變化能力大小的一種標準?，F(xiàn)代音樂中包括了很多此種信號，比如：打擊樂器彈撥樂器，都能產(chǎn)生猝發(fā)聲脈沖，即瞬態(tài)信號,當瞬態(tài)信號輸入到音頻功率放大器輸入端時,如果放大器的瞬態(tài)響應差,其輸出就跟不上：瞬態(tài)響應不良時的波形瞬態(tài)信號的變化,猝發(fā)信號的包絡將產(chǎn)生畸變，這就是瞬態(tài)失真。我們平時測量瞬態(tài)響應常用方波信號，當方波信號輸入放大器時，如果輸出信號的波形是方波，說明放大器的瞬態(tài)響應良好。若音頻功率放大器的瞬態(tài)響應良好，那么放音時鋼琴的聲音就特別悅耳，特別是跳躍式的短促音符，清晰度會增大。在電子放大線路中，由于零件的對稱，溫度的變化，噪音的干擾以及其他種種原因，使信號的被放大的同時，無可避免地被加入各種各樣的失真，而負反饋則能有效地降低這些失真。舉一個簡單的例子來說，如放大器在放大一個正弦波信號時，加入了一個失真的方波信號，這個正弦加方波的信號會被負反饋線路反相，然后反饋至輸入端，和原來的正弦波相減，使原來的信號幅度變小之外還含有一個相反的方波，這個新的信號在經(jīng)過放大器時同樣會被再次加入一個失真的方波信號，由于信號里面已有一個相反的方波，這樣正反方波便會互相抵消，使輸出信號只含有正弦波，這就明顯地降低了失真。不過負反饋的缺點也是很明顯的，因為負反饋令輸入信號和反饋的輸出信號相減，降低了信號電平，如果要使輸出信號被放大到足夠的強度，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。晶體管放大器有堅固耐用，體積小，重量輕放大率高等優(yōu)點，其缺點是工作特性不穩(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50至60dB左右的深度負反饋。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反饋，大幅度減少了失真，所以晶體管機很容易獲得高超的技術規(guī)格。不過麻煩也就因此而起，為了減少由深度負反饋所引起的高頻寄生振蕩，晶體管放大器一般要在前置推動級晶體管的基極和集電極之間加入一個小電容，使高頻段的相位稍為滯后，稱為滯后階，可是無論電容如何小，總需要一定時間來充電，當輸入信號含有速度很高的瞬態(tài)脈沖時，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反饋狀態(tài)。由于輸入信號沒有和負反饋信號相減，造成信號過強，這些過強信號會使放大線路瞬時過載（Overload）。因為晶體管機負反饋量大，信號過強，程度更高，常常達到數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，結果使輸出信號削波（Clipping）。這就是瞬態(tài)互調失真，“晶體管聲”的重要原因，當大音量,高頻率的節(jié)目出現(xiàn)，最容易誘發(fā)瞬態(tài)互調失真。轉換速率SR主要是描述放大器對音源高頻分量的跟隨（反映）速度快慢的一項指標。SR和放大器的瞬態(tài)響應雷同。一個大SR的擴音機，它的高頻響應一定很出色，而且瞬態(tài)失真TD(transient distortion)和瞬態(tài)交互失真非常的小。轉換速率的單位是uV/s。要是一款Hi－End級功放，其SR值都能達到數(shù)十微伏/秒或者上百微伏/秒。這中放大器的通頻帶一般也都相當寬，跟隨頻率變化的能力也是相當?shù)膹姟? 交越失真是由于是乙類推挽功率放大器功放管起始導通的非線性造成的。，在圖中，圖（a）為輸入的無失真的正弦波信號，圖(b)為放大器輸出的交越失真信號，圖(c)是削波失真信號。交越失真是一種非線性失真，是造成互調失真的原因之一。削波失真是指功放管放大時，放大器輸出信號不隨輸入信號的增大而增大,以致輸出信號波形的尖峰被削平，因此人們形象地稱之為削波失真。削波失真使人感到聲音模糊且抖動，特別是在小功率放大器放音時常出現(xiàn)在這種情況，為了克服該現(xiàn)象的發(fā)生，在設計音頻功率放大器時要考慮有一定的功率儲備。放大器額定輸出功率也稱RMS功率或連續(xù)功率,是指在一定的失真范圍內,在喇叭阻抗一定的條件下,放大器輸出的最大功率，那么對于一臺音頻功率放大器來說，其額定輸出功率并不是惟一值，而是隨失真和負載的不同而變化.以前人們往往將功率放大器的額定輸出功率定得和削波功率一樣高，這樣就嚴重影響了放音質量，后來又規(guī)定額定功率應為削波功率的二分之一，但實踐證明額定功率仍然偏高，有的國家這樣規(guī)定：兩個聲道各驅動一個阻抗為8歐的揚聲器，在2020000HZ范圍諧波失真小于1%時,測得的最大輸出功率的有效值，即為放大器的額定輸出功率。通過音樂節(jié)目的分析可以發(fā)現(xiàn)，音樂節(jié)目電平包絡中總會不時地出現(xiàn)一些短暫的高峰，這對放音的平均實際響度會有影響,但不是很大，不過放大器的削波功率需避開這些高峰,否則將產(chǎn)生削波，音樂節(jié)目會變得干燥，發(fā)硬，并產(chǎn)生所謂的“動態(tài)畸變”。要克服這種失真，音頻功率放大器的削波功率必須大于額定功率的10倍，也就是說音頻功率放大器要有一定的功率儲備，一臺削波功率為80W的晶體管音頻功率放大器，其平均功率能用到4－5W左右，若削波功率為50W，則平均功率只能用到3－4W左右。而且在使用時，如果平均功率大于該數(shù)值，則功放的音質會明顯下降。3 功放電源 功放電源概述功放電源也是屬于高保真功率放大器的一部分，它將市電轉換成音頻設備需要的紋波系數(shù)很小的平滑直流電。所以將這部分獨立出一個篇章來描述，是因為要突顯其重要性。至于有多重要，下文將仔細的闡述。我們都知道，在一臺高質量的功率放大器中，需要電源系統(tǒng)能夠供給功放電路平穩(wěn)純凈的電壓，因為我們都知道功放中的后級放大是相當大的倍數(shù)的，只要有一點點電流的雜波就有可能被放大幾十上百倍。這樣的話，我們就不是在聽音樂而是在“忍受噪音”了。功放電源的重要性由此可見一斑。所以對我們一般所見的功放電源進行探討很有必要，所以現(xiàn)在來探討一下如何才能制造出電壓穩(wěn)定、沒有雜波的電源系統(tǒng)。 一臺笨重的功放，其用料耗資是十分可觀的。用料足當然有其理由，比如大的變壓器和粗的導線可以減少內阻損耗，大電容器可以增加儲存電荷的能力。但怎么說呢，無止境的大會不會帶來我們期望的效果。如果是功率1W 的前級，你給它2000W的電源和給它1000W的電源事實上是沒有多大的差別 ，因此合理有效的用料控制是值得我們研究的。 功放電源組成電源系統(tǒng)通常由變壓器、濾波電容器、濾波電感器、整流二極管、穩(wěn)壓電路等構成。 一臺好的功放必須有一只好的電源變壓器，這已經(jīng)是業(yè)內的共識。但是選用什么樣的變壓器才能使功放的聲音更符合你的口味，對于不少初級DIY愛好者來說，也許并不是很清楚。本文簡述幾種常用電源變壓器，希望能夠對喜歡焊機初入此道的發(fā)燒友有所幫助。 變壓器的出現(xiàn)已經(jīng)有100多年的歷史了，六十年代以前，世界上普遍使用的變壓器鐵芯結構為e形或c形，截面為矩形，采用插片式或中間切割工藝制造，鐵芯的質量和一致性都很差。變壓器的電性能參數(shù)難以得到提高。隨著科學技術的進步，變壓器鐵芯的結構經(jīng)過了幾次大的改進。變壓器鐵芯材料也由熱軋低硅片發(fā)展到熱軋高硅片、冷軋取向硅片、非晶態(tài)合金片等。電磁性能參數(shù)也有了較大的提高。 在功放中最為常見的電源變壓器為EI型、環(huán)型，其次為雙柱型、r型、c型。（1）EI型EI型是最為常用和多見的，成本低廉，抗飽和性能好。缺點為漏磁大、同功率下的體積重量偏大，轉換效率相對較低。 EI型變壓器在音色上的聲音走向為厚重濃郁、溫暖醇和，音場層次、細節(jié)解析力一般。 當采用特殊的分層分段繞制方法后（即所謂的發(fā)燒繞制法），在細節(jié)和解析力上有顯著提高，而且高頻上的延伸感也非常出色，有別于其他類型的電源變