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HiFi音响系统中的几种高保真功率放大器该如何选择

作者:珠海优迈智影

在HiFi音响系统中,功率放大器扮演着至关重要的角色。它负责将音频信号转换为电信号,并对输入的音频信号电压进行功率放大,放大到足够的输出功率以推动扬声器发出最大而不失真的声音。高保真功率放大器(HiFi Power Amplifier)旨在确保音频信号在传输过程中不失真,为用户提供高质量的听觉体验。一般分为电子管功率放大器和晶体管功率放大器两个大类,也就是我们熟称的“胆机”和“石机”。

人们常说的胆管实际上就是电子管,又称“真空管”,胆机则是电子管功放机。电子管放大器是一种“电压”放大器,电子管的信号失真特性大于晶体管,在电子管放大电路中,信号的偶次谐波失真大,奇次谐波失真小,这在音乐表现上刚好是倍频程谐音,比较符合人耳的听觉特性,表现出的听觉感受是“温暖、柔和”,这就是人们常说的“听感好”。且胆机放大级数少、参与工作的元器件少,使得声音更纯净通透。

HiFi音响系统中的几种高保真功率放大器该如何选择

而“石机”就是我们常常说的晶体管功率放大器,主要使用晶体管作为放大元件。晶体管是电流控制放大器件,根据晶体管在放大信号时的信号工作状态和静态电流大小,晶体管功率放大电路主要有三种类型:一是甲类放大器电路,二是乙类放大器电路,三是甲乙类放大器电路。除上述三种放大器电路之外,还有超甲类等许多种放大器电路。音响系统中由于不存在信号的非线性失真,所以一般只用甲类放大器电路和甲乙类放大器电路。

(1)甲类放大器,甲类放大器就是给放大管加入合适的静态偏置电流,使三极管在静态处于放大状态,这样用一只三极管同时放大信号的正、负半周。在功率放大器电路中,功放输出级中的信号幅度已经很大,如果仍然让信号的正、负半周同时用一只三极管来放大,则这种电路称为甲类放大器。

在功放输出级放大器电路中,甲类放大器的功放管静态工作电流设置比较大,要设在放大区的中间,以便给信号正、负半周有相同的线性范围,这样当信号幅度太大时(超出放大管的线性区域),信号的正半周进入三极管饱和区而被削波,信号的负半周进入截止区被削波,此时对信号正半周与负半周的削波量是相同的。甲类放大器电路的主要特点如下:

① 在音响系统中,甲类功率放大器的音质最好。由于信号的正、负半周用一只三极管来放大,信号的非线性失真很小,这是甲类功率放大器的主要优点。

② 信号的正、负半周用同一只三极管放大,使放大器的输出功率受到了限制,即一般情况下甲类放大器的输出功率不可能做得很大。功率三极管的静态工作电流比较大,在没有输入信号时直流电源的消耗就比较大。

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(2)乙类放大器。所谓乙类放大器就是不给三极管加静态偏置电流,且用两只性能对称的三极管来分别放大信号的正半周和负半用,正、负半周信号在放大器的负载上再将正,负半周信号合成一个完整的周期信号。

由于这种放大器没有给功放输出管加入静态电流,它会产生交越失真,这种失真是非线性失真的一种,对声音的音质破坏严重。所以,乙类放大器电路是不能用于音频放大器电路中的。

(3)甲乙类放大器。为了克服交越失真,必须使输入信号避开三极管的截止区,可以给三极管加入很小的静态偏置电流,以使输入信号叠加在很小的静态偏置电流上,这样可以避开三极管的截止区,使输出信号不失真。甲乙类放大器电路的主要特点如下。

① 这种放大器同乙类放大器电路一样,也是用两只三极管分别放大输入信号的正、负半周,但给两只三极管加入了很小的静态偏置电流,以使三极管刚刚进入放大区。

② 由于给三极管所加的静态直流偏置电流很小,所以在没有输入信号时放大器对直流电源的消耗比较小(比起甲类放大器要小得多),这样具有乙类放大器的省电优点,同时因加入的偏置电流克服了三极管的截止区,对信号不存在失真,又具有甲类放大器无非线性失真的优点。所以,甲乙类放大器具有甲类和乙类放大器的优点,同时克服了这两种放大器的缺点。正是由于甲乙类放大器无交越失真,又具有输出功率大和省电的优点,所以被广泛地应用于音频功率放大器电路中。但是当这种放大电路中的三极管静态直流偏置电流太小或没有时,就成了乙类放大器,将产生交越失真。

HiFi音响系统中的几种高保真功率放大器该如何选择

总体来说,胆机声音温暖耐听、甜美柔和、通透自然,乐感和氛围感好,更适合播放人声、弦乐、轻音乐等类型的作品。尤其是在播放管弦乐、声乐、语言类的音乐时,胆机能够更好地引起人们的共鸣,让人更容易沉醉在音乐中。此外,胆机在播放一些小动态的音乐,如室内乐,也能表现出很好的效果。石机其音质特点相对较为硬朗,声音干净,动态感大,速度快。在播放大动态音乐时表现更为出色,如交响乐、摇滚乐等。它的低频控制力、处理大场面时的分析力、层次感和明亮度等要比电子管功放优越,在表现大动态音乐的时候比较合适。能够更好地展现音乐的细节和层次感。

因此,我们在选择HiFi音响系统的过程中,应根据要播放的音乐类型和个人的听音喜好来决定选择哪一种类型的功率放大器来推动我们的音箱,从而获得自己满意的听感。

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