深扒關于功放你不知道的事
2015-10-21 • 來源: 編者: 熱度:是枝重治在《前置放大器電路設計的發展史》中說“前置放大器不是只靠電路設計就能搞好的”,當時很不理解,現在終于懂了。我們喜歡把技術和產品混為一談,其實好的技術不一定能成為好的產品,好的產品不一定采用最好的技術。喬布斯賣的不是技術,是體驗,是理念,iPhone、iPad都只是一個載體罷了。阿強家庭影院網提供最新的影音信息!
扯遠了,還是回到功放上來吧。從晶體管誕生之日起,就一路磕磕拌拌,爭論不斷。晶體管功放盡管指標非常好,但音質卻不如電子管功放,這是為什么呢。其實,由于晶體管不是理想的線性器件,就會產生各種各樣的失真(最常談到的就是諧波失真和瞬態互調失真)。由此,產生了各種各樣的電路型式,甲類、超甲類、ALA、電流傾注、前饋式、AA類、超線性等等數不勝數,但絕大多數最后都化作了浮云。隨著半導體工藝的不斷提高,如今已不再糾結于具體的電路型式了。在產品同質化越來越明顯的今天,我們作為普通消費者,我們只需要關心最終的音質還原效果。家庭影院導購平臺微信hdkong
一、分立元件功放好,還是集成電路功放好
現在被廠商忽悠得認為分立元件功放才是高音質的代名詞。錯了,設計和調試不好的分立功放,還不如集成電路功放。分立元件功放輸出功率可以做得很大,設計靈活,但要求管子嚴格配對,精心調試,成本高,對溫漂的補償比較困難,所以分立元件功放是不敢不用揚聲器保護電路的。集成電路功放電路簡單、緊湊,產品一致性好,工作穩定可靠,但受到熱阻和半導體工藝的限制,最大功率和轉換速率都不很高。兩種功放都有非常優秀的產品。集成電路功放在有源音箱和中小功率功放中應用較多。近年來,優秀的功放驅動 IC 多了起來,如國半的LME系列,又多了一種選擇。
NAIM的分體元件功放內部拆解
商品機中,分立元件功放見得較多。如果是 DIY 功放,我要選擇電路的話,優先考慮 IC 驅動功放,既有IC功放穩定可靠的特點,也能通過輸出管的合理選擇,達到較高的性能。分立元件電路是堅決不會考慮的,因為可靠性永遠是擺在第一位的。
二、是否需要大功率功放
現如今,功放功率越做越大,就是AV功放也動輒100W以上,是否必要?不管是 Hi-Fi還是影院,播放時都要求聲音達到一定的聲壓級,如75dB或80dB,而聲壓級不僅取決于功率,還取決于音箱的靈敏度。以靈敏度90dB的音箱為例,離箱4m,要達到90dB聲壓級,需4W的功率,按音樂信號規律平均功率為峰值功率1/8計算,要求功放最大輸出功率32W,再留些余量,100W肯定夠了。當然,如果離箱8m的話,最大功率要200W。
最大功率我們要看1%失真時的功率,10%失真的功率是沒有意義的。
三、什么是推力,是否功率越大推力越強
功放的推力,不是一個嚴謹的科學指標,而是人的主觀感受,但卻能很好地說明功放的實際工作能力。究竟什么是推力,恐怕都說不清。我認為,推力就是功放的低阻抗推動能力。
在所有的器材中,后級功放的工作條件是最惡劣的,工作在大功率、大電流,更要命的是作為負載的音箱,是一個復合負載,要等效成由R、L、C組成的復合電路,其阻抗特性和相位特性都很差。所以功放實際工作時指標劣化很嚴重。很久很久以前,有一篇電聲專家李寶善翻譯的《民用聲頻功率放大器功率輸出能力》一文,給我留下了深刻的印象。Sekiya和Otala用電阻、電感和電容組成復合阻抗模擬音箱,對幾種高品質的功率放大器進行實際輸出能力測試,結果發現,在負載有相角的情況下,為不致于產生大的失真(1%),有一臺100W的功放,實際輸出只有5W。為什么輸出變小了,因為它的最大輸出電流不足以驅動過低的阻抗。
實際音箱的阻抗,遠比我們想象的復雜。下面我們看看具體的音箱的阻抗曲線。
JBL Studio L880:標稱阻抗8Ω,實際最小阻抗才3.828Ω,只有標稱阻抗的一半不到。
Dynaudio Evidence Master:標稱阻抗4Ω。丹拿為什么難推,知道其中的一個原因了吧。
Sonus Faber Amati Homage:標稱阻抗4Ω
可見,最低阻抗往往只有標稱阻抗的一半,更有變態的設計,由于分頻器中采用了復雜的補償網絡,某些頻率阻抗可低到1Ω。
我們考察了音箱的阻抗特性,我們再來看一些Hi-End功放的輸出能力。Krell KSA-50S,輸出功率50W/8Ω,100W/4Ω,200W/2Ω,400W/1Ω,最大輸出電流60A,注意功率/阻抗的整數倍關系。從推力來說,神機也。50W的功放,具有60A的最大輸出電流,沒有什么音箱是它推不轉的。而一般的功放輸出功放100W/8Ω的話,4Ω只能輸出大約150W,就是說明電源供應不足,因為理論上輸出功率應達到200W。
可見,推力大跟功率大沒有必然關系,500W的功放也不一定能推動1Ω的負載,機器早就短路保護了。當然,實際選功放時,不必象Krell這樣變態,如果能穩定地驅動2Ω的負載,我們就可以認為該功放的推力不俗。阿強家庭影院網歡迎您光臨!
回到ICEpower 125ASX2,我為什么看好它,我們來分析一下。先看電源部分,由于市售的電源無法滿足功放的要求,所以工程師干脆集成了開關電源,由于整體設計,可使電磁干擾的影響降到最小。它使用ST的SG3525AP作為半橋開關電源的控制器,這是一款老芯片,工程師選它肯定有他的理由。半橋選用2只ST的B20NM50FD大功率MOSFET,耐壓500V,電流20A,很強勁。電源變壓器次級整流輸出使用了高速同步整流,MOSFET使用的是12CN10N,耐壓100V,電流67A,導通電阻12.4mΩ。濾波電容是金字高速電解,680uF/50V。這就是為什么功放能輸出30A電流的強力保證。考慮周到的是,電源部分有防浪涌功能(8kV),防止感應雷擊壞電源和功放。再說功放部分,由于有散熱器擋著,看不到輸出管,但我們可以根據官方參數推算一下。10%失真時最大輸出功率150W/4Ω,推算出供電電壓約為36V,根據最大輸出40A,算出最小允許負載阻抗1.2Ω,所以說手冊中說能驅動2Ω負載是完全可信的。不過為了保證功放長時間可靠工作,手冊中規定,對稱負載時允許最小負載3Ω,不對稱負載時,允許一個聲道2Ω,另一個聲道最小6Ω。
四、為什么都認為AV功放不如純功放
這個問題其實不是技術原因,而是成本和體積的原因。AV功放如果按純功放的理念來打造,恐怕貴得絕大多數人都享用不起了。要在有限的成本中制造5個或七個聲道分立元件大功率功放,必然要簡化功放設計,要解決整機的散熱問題和減小體積,必然是要減小功放的靜態電流,使之更接近B類,同時變壓器的功率也要縮小,通過使用大容量電解電容來保證瞬態功率。最要命的是最大輸出電流的限制,AV功放不能使用低阻抗的音箱,電源功率不允許,大功率管性能不允許,散熱也不允許。因此AV功放,即使是旗艦,音質也無法與檔次相近的Hi-Fi功放相提并論,要追求極致的音質,只能使用分體后級。先鋒在中、高檔AV功放上使用ICEpower模組,就是另一種更具性價比的解決方法,看來先鋒會堅持走下去。