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HiFi音響系統中的幾種高保真功率放大器該如何選擇

作者:珠海優邁智影

在HiFi音響系統中,功率放大器扮演着至關重要的角色。它負責将音頻信号轉換為電信号,并對輸入的音頻信号電壓進行功率放大,放大到足夠的輸出功率以推動揚聲器發出最大而不失真的聲音。高保真功率放大器(HiFi Power Amplifier)旨在確定音頻信号在傳輸過程中不失真,為使用者提供高品質的聽覺體驗。一般分為電子管功率放大器和半導體功率放大器兩個大類,也就是我們熟稱的“膽機”和“石機”。

人們常說的膽管實際上就是電子管,又稱“真空管”,膽機則是電子管功放機。電子管放大器是一種“電壓”放大器,電子管的信号失真特性大于半導體,在電子管放大電路中,信号的偶次諧波失真大,奇次諧波失真小,這在音樂表現上剛好是倍頻程諧音,比較符合人耳的聽覺特性,表現出的聽覺感受是“溫暖、柔和”,這就是人們常說的“聽感好”。且膽機放大級數少、參與工作的元器件少,使得聲音更純淨通透。

HiFi音響系統中的幾種高保真功率放大器該如何選擇

而“石機”就是我們常常說的半導體功率放大器,主要使用半導體作為放大元件。半導體是電流控制放大器件,根據半導體在放大信号時的信号工作狀态和靜态電流大小,半導體功率放大電路主要有三種類型:一是甲類放大器電路,二是乙類放大器電路,三是甲乙類放大器電路。除上述三種放大器電路之外,還有超甲類等許多種放大器電路。音響系統中由于不存在信号的非線性失真,是以一般隻用甲類放大器電路和甲乙類放大器電路。

(1)甲類放大器,甲類放大器就是給放大管加入合适的靜态偏置電流,使三極管在靜态處于放大狀态,這樣用一隻三極管同時放大信号的正、負半周。在功率放大器電路中,功放輸出級中的信号幅度已經很大,如果仍然讓信号的正、負半周同時用一隻三極管來放大,則這種電路稱為甲類放大器。

在功放輸出級放大器電路中,甲類放大器的功放管靜态工作電流設定比較大,要設在放大區的中間,以便給信号正、負半周有相同的線性範圍,這樣當信号幅度太大時(超出放大管的線性區域),信号的正半周進入三極管飽和區而被削波,信号的負半周進入截止區被削波,此時對信号正半周與負半周的削波量是相同的。甲類放大器電路的主要特點如下:

① 在音響系統中,甲類功率放大器的音質最好。由于信号的正、負半周用一隻三極管來放大,信号的非線性失真很小,這是甲類功率放大器的主要優點。

② 信号的正、負半周用同一隻三極管放大,使放大器的輸出功率受到了限制,即一般情況下甲類放大器的輸出功率不可能做得很大。功率三極管的靜态工作電流比較大,在沒有輸入信号時直流電源的消耗就比較大。

HiFi音響系統中的幾種高保真功率放大器該如何選擇

(2)乙類放大器。所謂乙類放大器就是不給三極管加靜态偏置電流,且用兩隻性能對稱的三極管來分别放大信号的正半周和負半用,正、負半周信号在放大器的負載上再将正,負半周信号合成一個完整的周期信号。

由于這種放大器沒有給功放輸出管加入靜态電流,它會産生交越失真,這種失真是非線性失真的一種,對聲音的音質破壞嚴重。是以,乙類放大器電路是不能用于音頻放大器電路中的。

(3)甲乙類放大器。為了克服交越失真,必須使輸入信号避開三極管的截止區,可以給三極管加入很小的靜态偏置電流,以使輸入信号疊加在很小的靜态偏置電流上,這樣可以避開三極管的截止區,使輸出信号不失真。甲乙類放大器電路的主要特點如下。

① 這種放大器同乙類放大器電路一樣,也是用兩隻三極管分别放大輸入信号的正、負半周,但給兩隻三極管加入了很小的靜态偏置電流,以使三極管剛剛進入放大區。

② 由于給三極管所加的靜态直流偏置電流很小,是以在沒有輸入信号時放大器對直流電源的消耗比較小(比起甲類放大器要小得多),這樣具有乙類放大器的省電優點,同時因加入的偏置電流克服了三極管的截止區,對信号不存在失真,又具有甲類放大器無非線性失真的優點。是以,甲乙類放大器具有甲類和乙類放大器的優點,同時克服了這兩種放大器的缺點。正是由于甲乙類放大器無交越失真,又具有輸出功率大和省電的優點,是以被廣泛地應用于音頻功率放大器電路中。但是當這種放大電路中的三極管靜态直流偏置電流太小或沒有時,就成了乙類放大器,将産生交越失真。

HiFi音響系統中的幾種高保真功率放大器該如何選擇

總體來說,膽機聲音溫暖耐聽、甜美柔和、通透自然,樂感和氛圍感好,更适合播放人聲、弦樂、輕音樂等類型的作品。尤其是在播放管弦樂、聲樂、語言類的音樂時,膽機能夠更好地引起人們的共鳴,讓人更容易沉醉在音樂中。此外,膽機在播放一些小動态的音樂,如室内樂,也能表現出很好的效果。石機其音質特點相對較為硬朗,聲音幹淨,動态感大,速度快。在播放大動态音樂時表現更為出色,如交響樂、搖滾樂等。它的低頻控制力、處理大場面時的分析力、層次感和明亮度等要比電子管功放優越,在表現大動态音樂的時候比較合适。能夠更好地展現音樂的細節和層次感。

是以,我們在選擇HiFi音響系統的過程中,應根據要播放的音樂類型和個人的聽音喜好來決定選擇哪一種類型的功率放大器來推動我們的音箱,進而獲得自己滿意的聽感。

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