專(zhuān)業(yè)音響師必知的功放參數全面解析

　　一張圖搞清功放分類(lèi)

　　功放的性能指標

　　輸出功率(output power)：

　　表明該功率放大器 在一定負載下輸出功率的大小，一般在功放說(shuō)明書(shū)上標明在8歐姆負載，4歐姆負載或2歐姆負載狀態(tài)下的輸出功率，同時(shí)也會(huì )表明功放在橋接狀態(tài)下，8歐姆負載時(shí)或4歐姆負載時(shí)的輸出功率。這個(gè)輸出功率表示功放的額定輸出功率，而不是最大或者峰值輸出功率。

　　負載阻抗(load impedance)：

　　表明功放的負載能力，負載的阻抗越小，表明功放能通過(guò)的電流能力就越強，一般來(lái)說(shuō)，大部分的功放最低負載阻抗為4歐姆，品質(zhì)好的功放最低負載一般為2歐姆。雙通道時(shí)能夠負載4歐姆的功放，在橋接狀態(tài)下可以負載最低為8歐姆，雙通道時(shí)能夠負載2歐姆的功放，橋接狀態(tài)下可以負載4歐姆。橋接狀態(tài)下只能負載8歐姆的功放，不可以負載更低的阻抗，否則會(huì )造成功放因為電流過(guò)大而燒毀。

　　立體聲(兩路)模式(stereo mode or dual mode)：

　　一般的功放內部具有兩個(gè)獨立的放大電路，可以分別接受兩路不同的信號分別進(jìn)行放大并輸出，這種工作狀態(tài)稱(chēng)為立體聲(兩路)模式。

　　橋接模式(bridge mode)：

　　橋接模式是利用功放內部的兩個(gè)放大電路相互推挽，從而產(chǎn)生更大輸出電壓的方式，功放設定為橋接模式后，成為一臺單聲道放大器，只可以接受一路輸入信號進(jìn)行放大，輸出端為兩路功放輸出的正端之間。

　　并聯(lián)輸入模式(parallel mode)：

　　此方式將功放的兩路輸入信號通道進(jìn)行并聯(lián)，只輸入一路信號來(lái)同時(shí)驅動(dòng)兩個(gè)放大電路，兩個(gè)輸出端輸出信號相同。

　　頻響范圍(frequency range)：

　　表明功放可以進(jìn)行放大的工作頻段，一般為20-20000赫茲，一般在此數據后面有一個(gè)后綴，比如-1/+1dB,這代表這個(gè)頻率范圍的誤差或浮動(dòng)范圍，這個(gè)數值約小，表明頻率范圍內的頻響曲線(xiàn)更平直。如果功放的頻響范圍以-3分貝為測試條件，這個(gè)功放出來(lái)的聲音可能就沒(méi)有那么平直了。

　　總諧波失真(THD)：

　　表明功放工作時(shí)，由于電路不可避免的振蕩或其他諧振產(chǎn)生的二次，三次諧波與實(shí)際輸入信號疊加，在輸出端輸出的信號就不單純是與輸入信號完全相同的成分，而是包括了諧波成分的信號，這些多余出來(lái)的諧波成分與實(shí)際輸入信號的對比，用百分比來(lái)表示就稱(chēng)為總諧波失真。一般來(lái)說(shuō)，總諧波失真在1000赫茲附近最小，所以大部分功放表明總諧波失真是用1000赫茲信號做測試，但有些更嚴格的廠(chǎng)家也提供20-20000赫茲范圍內的總諧波失真數據?？傊C波失真在1%以下，一般耳朵分辨不出來(lái)，超過(guò)10%就可以明顯聽(tīng)出失真的成分。這個(gè)總諧波失真的數值越小，音色就更加純凈。一般產(chǎn)品的總諧波失真都小于1%@1kHz，但這個(gè)數值越小，表明產(chǎn)品的品質(zhì)越高。

　　互調失真(IMD)：

　　互調失真是由于功放內部的晶體管工作特性引起的，使正弦波的波形發(fā)生畸變而產(chǎn)生的?；フ{失真的存在，直接影響到聲音的音質(zhì)，電子管放大器沒(méi)有互調失真，所以一般來(lái)說(shuō)晶體管放大器聽(tīng)起來(lái)感覺(jué)沒(méi)有電子管功放那么柔和，舒服。一般互調失真的數值如果大于0.1%，這個(gè)功放的聲音就感覺(jué)生硬，發(fā)澀，不抒展。

　　共模抑制比(CMRR)：

　　共模抑制是用來(lái)衡量共模信號被放大器抑制程度的一個(gè)綜合指標，詳細的定義不贅述了，這個(gè)參數一般用負值表示，比如-60dB，這個(gè)指標也是嚴重影響放大器的音質(zhì)的指標，此指標數字越低，功放的音質(zhì)就越好。

　　阻尼系數(damping factor)：

　　這是功放內阻和負載阻抗的比值，阻尼系數=音箱的阻抗÷(功放的內阻+音箱線(xiàn)的阻抗)，高阻尼系數的功放對音箱單元的控制能力加強，可以讓單元的反應更加接近功放輸出信號的要求，但過(guò)高的阻尼系數將導致音箱的低頻延展性變差，聲音干硬。比較低的阻尼系數可以獲得柔和的低音，但過(guò)低的阻尼系數將造成低音變得拖沓，不干凈。一般的功放阻尼系數在200-1000歐姆之間。音箱線(xiàn)質(zhì)量不好，線(xiàn)電阻大同樣會(huì )影響功放的阻尼系數，造成功放對音箱的控制力減弱，聲音變散。

　　輸入靈敏度(input sensitivity)：

　　這是個(gè)電壓概念，表明當功放達到滿(mǎn)功率輸出時(shí)，在輸入端的信號電壓的大小，一般的功放的輸入靈敏度電壓為0.775v(0dB)到1.5v(+6dB)之間，靈敏度電壓越高，輸入靈敏度越低。有些高品質(zhì)功放，輸入靈敏度低是由于采用更深的負反饋電路，所以具有更低的失真，更寬的頻響和更好的音質(zhì)。

　　信噪比(S/N or SNR or Hum and Noise)：

　　指功放信號電壓和本底噪聲電壓的比值，這個(gè)數值越大，表明功放的噪聲更低。一般專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品的信噪比都在100分貝左右，用正值標注時(shí)，越高越好(有些功放采用負值標注，數值越小越好)。衰減功放的輸入電平增益(關(guān)小功放音量旋鈕)會(huì )降低功放的信噪比。

　　通道串擾(crosstalk)：

　　意味著(zhù)功放內部?jì)蓚€(gè)放大通道之間通過(guò)電路耦合產(chǎn)生的串音，此指標不好，一個(gè)聲道的信號就會(huì )串到另外一個(gè)聲道去，從而在另外一個(gè)通道產(chǎn)生不干凈的聲音，通道串擾的數值一般為-60分貝左右。這個(gè)數值用負值標注時(shí)，數值越低，表示兩個(gè)放大通道之間的分離度越高，聲音越干凈。

　　轉換速率(Slew Rate)：

　　衡量放大器的響應速度一般是用電壓轉換速率其定義是在1微秒時(shí)間里電壓升高幅度，如果以方波測量的話(huà)則是電壓由波谷升至波峰所需時(shí)間，單位是V/u s，數值愈大表示瞬態(tài)響應度越好，感覺(jué)聲音的速度快，能量集中。專(zhuān)業(yè)功放的轉換速率一般都可以做到40V/u s以上。轉換速率低于20V/u s的功放出來(lái)的聲音會(huì )感覺(jué)拖沓和發(fā)散。

　　高通濾波器(high pass filter or HPF)：

　　音響系統中，有時(shí)會(huì )有一些極低頻的次聲波(infrasonic)信號夾雜在全音頻信號當中，這些次聲波信號人耳聽(tīng)不見(jiàn)，但是這種信號進(jìn)入音箱，就會(huì )導致低音喇叭產(chǎn)生自激，并導致喇叭損壞，所有，有些功放內部裝有次聲波消除濾波器，有些是在后面板設置開(kāi)關(guān)，可以在需要的時(shí)候切除無(wú)必要的30赫茲或40赫茲以下的頻率，保護喇叭的安全。

　　限幅器(limiter)：

　　這是功放的保護措施之一，在功放輸入電壓超過(guò)輸入靈敏度電壓時(shí)，對輸入信號進(jìn)行限幅，從而避免功放因為過(guò)高的輸入電壓產(chǎn)生削波失真。有些功放的限幅器是自動(dòng)啟動(dòng)的，有些功放在后面板安裝了限幅器啟動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)控制限幅器的啟動(dòng)狀態(tài)。

　　接地開(kāi)關(guān)(ground left)：

　　功放的機箱一般與電源變壓器屏蔽相連，功放機箱也具有接地端，但這個(gè)"地"與信號的"地"不同。當電源的接地端存在干擾時(shí)，打開(kāi)接地開(kāi)關(guān)讓功放機箱的接地與之相接可以降低交流聲干擾，如果電源地線(xiàn)沒(méi)有干擾就不要接通。

　　參數具體分析

　　放大器的的規格是衡量其性能的一個(gè)重要指標，當然另一個(gè)重要指標是以耳朵收貨。由于大部份廠(chǎng)商對其產(chǎn)品一般都只是給出少數參數應付了事，故此筆者借此機作番介紹。

　　頻率響應

　　在眾多技術(shù)指標中，頻率響應是最為人們所熟悉的一種規格。一部分放大器而言，理論上只需要做到20至2萬(wàn)周頻率響應平直就已足夠，但是真正的樂(lè )音中含有的泛音(諧波)是有可能超越這個(gè)范圍的，加上為了改善瞬態(tài)反應的表現，所以對放大器要求有更高的頻應范圍，例如從10Hz~100kHz等。

　　習慣上對頻率響應范圍的規定是：當輸出電平在某個(gè)低頻點(diǎn)下降了3分貝，則該點(diǎn)為下限步率，同樣在某個(gè)高頻點(diǎn)處下降了3分貝，則定為上限頻率。這個(gè)數分貝點(diǎn)有另外一個(gè)名稱(chēng)，叫做半功率點(diǎn)(HalfPowerPoint)。因為當功率下降了一半時(shí)，電平恰好下降了解情況分貝。有一點(diǎn)必須指出的是半功率點(diǎn)對某些電子設備及自動(dòng)控制系統雖有一定的意義，但對音響器材就未必合適，因為人耳對聲音的解析度可達到0.1分貝。所以有一些高級器材標稱(chēng)20至20K達到正負0.1分貝，這實(shí)際上經(jīng)起標稱(chēng)10至50K+3DB規格有可能更高。順帶一提的是，頻應曲線(xiàn)圖實(shí)際上是有兩幅的，在控制工程中"波特圖"(BodePlot)。其中的幅頻曲線(xiàn)圖就是我們常見(jiàn)的頻率響應圖，另一幅叫做相頻曲線(xiàn)圖，是用來(lái)表示不同頻率在經(jīng)過(guò)了放大器后所產(chǎn)生的相位失真(相位畸變)程度的。相位失真是指訊號由放大器輸入端至輸出端所產(chǎn)生的時(shí)間差(相位差)。這個(gè)時(shí)間差自然是越小越好，否則會(huì )影響負回輸線(xiàn)路的工作。除此之外相位失真也和瞬態(tài)響應有關(guān)，尢其是和近年來(lái)日益受到重視的瞬態(tài)到調失真有著(zhù)密的關(guān)系。對于HiFi放大器而言，相位失真起碼要在20~20KHz+-5%范圍之內。

　　諧波失真

　　任何一個(gè)自然物理系統在受到外界的擾動(dòng)后大都會(huì )出現一個(gè)呈衰減的周期性振動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，一根半米長(cháng)兩端因定的弦線(xiàn)在中間受到彈撥的話(huà)，會(huì )產(chǎn)生一個(gè)1米波長(cháng)的振動(dòng)波，稱(chēng)為基波(Fundemental)，弦線(xiàn)除了沿中心點(diǎn)作大幅度擺動(dòng)外，線(xiàn)的本身也人作出許多肉眼很難察覺(jué)的細小振動(dòng)，其頻率一般都是比基波高，而且不止一個(gè)頻率。其大小種類(lèi)由弦線(xiàn)的物理特性決定。在物理學(xué)上這些振動(dòng)波被稱(chēng)為諧波(Harmonics)。為了方便區別，由樂(lè )器所產(chǎn)生的諧和波常被為泛音(Overtone)。諧波除了由訊號源產(chǎn)生外，在振動(dòng)波傳播的時(shí)候如果遇上障礙物而產(chǎn)生反射，繞射和折射時(shí)同樣是會(huì )產(chǎn)生諧波的。

　　無(wú)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，由正半周和負半周組成，但決不能將其負半周稱(chēng)為負弦波!)但它們合成在一起時(shí)卻會(huì )產(chǎn)生出許多廳形怪狀的波形。大家所熟悉的方波就是由一個(gè)正弦波基波加上大量的廳次(單數)諧波所組成，這也解釋了為什么方波常常被用作測試訊號的原因。

　　放大器的線(xiàn)路充滿(mǎn)著(zhù)各種各樣電子零件，接線(xiàn)和焊點(diǎn)，這些東西可多或少都會(huì )降低放大器的線(xiàn)性表現，當音樂(lè )訊號通過(guò)放大器時(shí)，非線(xiàn)性特性會(huì )使音樂(lè )訊號產(chǎn)生一定程度的扭曲變形，根據前述理論這相當于在訊號中加入了一些諧波，所以這種訊號變形的失真被為諧波失真。這就不難明白為什么諧波失真常用百分比來(lái)表示。百分比小即表示放大器所產(chǎn)生的諧波少，也就是說(shuō)訊號波形被扭曲的程度低。由不同的物理系統所產(chǎn)生的諧波其成份也不相同。但都有一個(gè)共通點(diǎn)，那就是諧波的頻率越高，其幅度越小。所以對音頻放大器而言，使聲音出現明顯可聞失真的是頻率最接近基波的二至三個(gè)諧波失真分量。

　　廠(chǎng)商在標定產(chǎn)品的諧波失真時(shí)，通常只給出一項數據，例如0.1%等?？墒怯煞糯笃魉a(chǎn)生的諧波卻并不是一項常數，而是一項與信號頻率和輸出功率有關(guān)的函數。

　　諧波失真并非完全一無(wú)是處，膽機的聲音之所以柔美動(dòng)聽(tīng)，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2'4'6'8'…倍的諧波。因為諧波電平和頻率成反比，所以2次諧波幅度大，影響也大，其余的由于幅度小，所以影響也大，其余的由于幅度小，所以影響輕微，雖然二次諧波技術(shù)上講是失真，但由于其頻率是基波的一倍，剛好是一個(gè)倍頻程，也就是說(shuō)右以和基波組成音樂(lè )上的純八度。我們知道純八度是最和諧，動(dòng)聽(tīng)的和聲。所以膽機聲音甜美，音樂(lè )感豐富也就不難理解。在40年代時(shí)，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。聲音右能會(huì )很過(guò)癮，但是和高保真的要求卻是完全背道而馳。

　　訊號噪聲比

　　簡(jiǎn)稱(chēng)訊噪比或信噪比，是指有用訊號功率與無(wú)用的噪聲功率之比。通常貝計量，因為功率是電流和電壓的函數，所以訊噪比也可以用電壓值來(lái)計算，即訊號電平與噪聲電平之比值，只是計算公式稍有不同。以功北率計算訊噪比：S/N=10log以電壓計算訊噪比：S/N=10log由于訊噪比和功率或者是電壓成對數關(guān)系，要提高訊噪比的話(huà)便要大幅度地提高輸出值和噪聲值之比，舉例來(lái)說(shuō)，當訊噪比為100dB時(shí)，輸出電壓是噪聲電壓的一萬(wàn)倍，以電子線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，這并不是一件容易的事。

　　一臺放大器如有高的訊噪比意味著(zhù)背景寧靜，由于噪聲電平低，很多被噪聲掩蓋著(zhù)的弱音細節會(huì )顯現出來(lái)，使浮音增加，空氣感加強，動(dòng)態(tài)范圍增大。衡量放大器的訊噪比是好或者是壞沒(méi)有嚴格的判別數據，一般來(lái)說(shuō)以大約85dB以上為佳，低于此值則有可能在某些大音量聆聽(tīng)情況下，在音樂(lè )間隙中聽(tīng)到明顯的噪音。除了訊噪比外，衡量放大器噪音大小也可以用噪聲電平這個(gè)概念，這實(shí)際上也是一個(gè)用電壓來(lái)計算的訊噪比數值，只不過(guò)分母是一個(gè)固定的數：0.775V，而分子則是噪聲電壓，所以噪聲電平和訊噪比的分別是：前者一個(gè)絕對值，后者則一個(gè)相對數。

　　在許多產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的規格表數據后面，常常會(huì )有一個(gè)A字，意思是A-weight,即A計權，計權的意思是指將某個(gè)數值按一定規則權衡輕重地修改過(guò)，由于人耳對中頻特別敏感，所以如果一臺放大器的中頻段訊噪比足夠大的話(huà)，那么即使訊噪聲比在低頻和高頻段稍低，人耳也不易察覺(jué)?？梢?jiàn)如果采用了計權方式測量訊噪比的話(huà)，其數值一定會(huì )比不采用計權方式為高。以A計權來(lái)說(shuō)，其數值會(huì )較不計權高約會(huì )分貝。

　　互調失真

　　指由于訊號互相調制所引起的失真，調制一詞本來(lái)是指一種在通訊技術(shù)中，用以提高訊號傳送效率的技術(shù)。由于含有聲音、圖像，文字等的原始訊號"加進(jìn)"高頻訊號里面，然后同志將這個(gè)合成訊號發(fā)送出去。這種將高低頻相"加"的過(guò)程和方式稱(chēng)為調制技術(shù)，所合成的訊號稱(chēng)為調制訊號。調制訊號除保留高頻訊號的主要特征外，還包含有低頻訊號的所有信息。產(chǎn)生互調失真的過(guò)程實(shí)質(zhì)上也是一種調制過(guò)程，由于一個(gè)電子線(xiàn)路或一臺放大器不可能做到完全理想的線(xiàn)性度，當不同頻率的訊號同時(shí)進(jìn)入放大器被放大時(shí)，在非線(xiàn)性作用下，每個(gè)不同頻率的訊號就會(huì )自動(dòng)相加和相減，產(chǎn)生出兩個(gè)在原訊號中沒(méi)有的額外訊號，原訊號如有三個(gè)不同頻率，額外訊號便會(huì )有6個(gè)，當原訊號為N個(gè)時(shí)，輸出訊號便會(huì )有N(N-1)個(gè)。

　　可以想像的是，當輸入訊號是復雜的多頻率訊號，例如管弦樂(lè )時(shí)，由互調失真所產(chǎn)生的額外訊號數量是多么的驚人!

　　由于互調失真訊號全部都是音樂(lè )頻率的和興差訊號，和自然聲音完全同，所以人耳對此是相敏感的，不幸的是，在許多放大器中，互調失真往往大于諧波失真，部份原因是因為諧波失真一般比較容易對付。 雖然互調失真和諧波失真同樣是由放大器的非線(xiàn)性引起，兩者在數學(xué)觀(guān)點(diǎn)上看同樣是在正浞導號中加入一些額外的頻率成份，但它們實(shí)際上是不盡相同的，簡(jiǎn)單的說(shuō)，諧波失真是對原訊號波形的扭曲，即使是單一頻率訊號通過(guò)放大線(xiàn)路也會(huì )產(chǎn)生這種現象，而互調失真卻是不同頻率之間的互相干擾和影響，測量互調失真遠比測量諧波失真復雜，而且至今尚未有統一的標準。

　　瞬態(tài)互調失真

　　也稱(chēng)TIM失真。由于瞬態(tài)互調失真與負回輸密切相關(guān)，所以在討論瞬態(tài)互調失真時(shí)就需要先從負回輸說(shuō)起。負回輸(NegativeFeedback)是一種廣泛應用于各類(lèi)工程技術(shù)領(lǐng)域，簡(jiǎn)音而實(shí)用的控制技術(shù)，負回輸本來(lái)是屬于控制技術(shù)中的閉環(huán)控制(CloseLoopControl)系統的一個(gè)環(huán)節，但因為應用廣泛，所以常常被用作閉環(huán)控制的代名詞。負回輸實(shí)際上是一種普遍存在于人們日常生活中的自然規律，舉例來(lái)說(shuō)，當我們駕駛汽車(chē)的時(shí)候，如果發(fā)現汽車(chē)偏離得駛路線(xiàn)，我們就會(huì )向相反方向扭動(dòng)方向盤(pán)，使汽車(chē)駛回正確路線(xiàn)。在這里我們的眼睛就是充當負回輸通道的作用，負責把輸出值(汽車(chē)得駛方向)回饋給挖掘器(大腦)，然后控制器將輸出值和設定值(正確方向)互相比較(相減)，然后根據比較后的誤差，發(fā)出修正訊號(扭方向盤(pán))去糾正由此可見(jiàn)，負回輸的作用是將輸出值倒相(變?yōu)樨摂?，隨后將之回饋至輸入端，和設定值相減，得出誤差訊號，然后控制器就會(huì )根據誤差大小作出修正。

　　在電子放大線(xiàn)路中，由于零件的對稱(chēng)，溫度的變化，噪音的干擾以及其他種種原因，使讀號的被放大的同時(shí)，無(wú)可避免地被加入各種各樣的失真，而負回輸則能有效地降低這些失真。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)，如放大器在放大一個(gè)正弦波訊號時(shí)，加入了一個(gè)失真的方波訊號，這個(gè)正弦加方波的訊號會(huì )被負回輸線(xiàn)路反相，然后加饋至輸入端，和原來(lái)的正弦波相減，使原來(lái)的訊號幅度變小之除還含有一個(gè)相反的方波，這個(gè)新的訊號在經(jīng)過(guò)放大器時(shí)同樣會(huì )被再次加入一個(gè)失真的方波訊號，由于訊號里面已有一個(gè)相反的方波，這樣正反方波便會(huì )互相抵消，使輸出訊號只含有正弦波，這就明顯地降低了失真。不過(guò)負回輸的缺點(diǎn)也是很明顯的，因為負回輸令輸入訊號和回饋的輸出訊號相減，降低了訊號電平，如果要使輸出訊號相沽，降低了訊號電平，如果要使輸出訊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。如果我們將負回輸量加大，使輸出訊號降低到和輸入訊號電平相同的程度，即完全沒(méi)有放大，這種放大器線(xiàn)路有一個(gè)特殊的名稱(chēng)，叫緩沖放大器(BufferAmplifier)。雖然訊號沒(méi)有被放大，但因為放大器一般都是輸入阻抗高，輸出阻抗低。所以緩沖放大器常被用作阻抗匹配之用。

　　既然負回輸能有效地降低失真，但為什么又會(huì )引起瞬態(tài)互調失真呢?原來(lái)問(wèn)題出在時(shí)間上，其中又以晶體管機最為嚴重。和真空管相比，晶體管有堅因耐用，體積小，重量輕放大率高等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是工作特性不穩定，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左右的深度負回輸。反正晶體管的放大率很高，犧牲一些無(wú)所謂，由于采用了大深度的負回輸，大幅度減少了失真，所以晶體管機很容易獲得高超的技術(shù)規格。不過(guò)麻煩也就因此而起，為了減少由深度負回佃所引起的高頻寄生振蕩，晶體管放大器一般要在前置推動(dòng)級晶體管的基極和集電極之間加入一個(gè)小電容，使高頻段的相位稍為滯后，稱(chēng)為滯后價(jià)或稱(chēng)分補價(jià)，可是無(wú)論電容如何細小，總需要一定時(shí)間來(lái)充電，當輸入訊號含有速度很高的瞬態(tài)脈沖時(shí)，小電容來(lái)不及充電，也就是說(shuō)在這一剎那線(xiàn)路是處于沒(méi)有負回輸狀態(tài)。由于輸入訊號沒(méi)有和負回輸訊號相減，造成訊號過(guò)強，這些過(guò)強訊號會(huì )訟放大線(xiàn)路瞬時(shí)過(guò)載(Overload)。因為晶體管機負回輸量大，訊號過(guò)強程度更高，常常達到數十倍甚至數百倍，結果使輸出訊號削波(Clipping)。這就是瞬態(tài)互調失真，因為在晶體管線(xiàn)路最多出現，所以也被稱(chēng)為"原子粒"聲。

　　順帶一提的是，這種負回輸時(shí)間延遲問(wèn)題在工業(yè)控制系統中也常常遇到，稱(chēng)為純延遲(DeadTime)問(wèn)題，其起因絕大部份是因為感應器(Sensor)安裝位置太遠。例如在一個(gè)恒溫熱水器中，瘟度探測被安裝在遠離發(fā)熱順的位置，結果是當探測器感應到水溫足夠時(shí)，在發(fā)熱器附近的水溫早就已經(jīng)過(guò)熱了。這樣的控制結果必然是水溫在過(guò)熱和過(guò)冷之間大幅擺動(dòng)，稱(chēng)為控制超調(Overshoot)或系統振蕩。純延遲至今仍然是困擾自動(dòng)控制技術(shù)的一大難題，有關(guān)解決方法的論文由五十年代至今少說(shuō)也有上千篇，但始終找不到一個(gè)簡(jiǎn)單而行之有效的辦法。

　　雖然負回輸出現時(shí)間延遲不好對付，但要解決也不是沒(méi)有辦法，我們可以干脆讓它出現，或即使其出現也不至于造成太大的破壞，方法有多種，例如只用小量大環(huán)路負回輸，這樣即命名出現負回輸時(shí)間延遲，輸入訊號也不至于過(guò)強。所減少的負回輸量則由只跨越1個(gè)放大級的局部負回輸代替，局部負回輸路徑短，時(shí)間快，不易誘發(fā)瞬態(tài)互調失真。真空管工作穩定，不一定要用大深度負回輸抑制失真，況且其失真多數是人耳愛(ài)聽(tīng)的偶次諧波失真所以膽機沒(méi)有一般所謂的"原子粒"聲。至于其他用于線(xiàn)路設計上防范瞬態(tài)互調失真的方法，因涉及較多枯燥的理論，這里就不一一介紹了。

　　除了在線(xiàn)路設計上防范瞬態(tài)互調失真外，大家還可以采取另一項措施去減少瞬態(tài)互調失真，那就是盡量利用各種屏蔽和濾波措施去減少各種高頻干擾訊號進(jìn)入放大器，雖然這些訊號有許多是屬于人耳聽(tīng)不見(jiàn)的射頻干擾，但因為其頻率很高，極易誘發(fā)瞬態(tài)互調失真，令輸入級過(guò)載，使音樂(lè )訊號得不到正常的放大。

　　轉換速率

　　瞬態(tài)互調失真除了由放大器大環(huán)路負回輸的時(shí)間延遲引發(fā)外，放大器速度不夠快也是一個(gè)重要的原因，如果放大器的速度夠快的話(huà)即使在同樣負回輸條件下，瞬態(tài)互調失真度也可以降低。放大器的速度是一個(gè)通俗的形容，正確的說(shuō)法應該是指放大器的瞬態(tài)響應能力(TransientResponse)。在控制理論中，瞬態(tài)響應和頻率響應是衡量系統性能的兩大方法。它們的優(yōu)點(diǎn)是不需經(jīng)詳細了解整個(gè)系統的詳細數學(xué)模型，只需要根據系統對特定輸入訊號的響應曲線(xiàn)就可估算出系統對特定輸入訊號的響應曲線(xiàn)便可估算出系統的特性，從而作出補償或改善。但相反來(lái)說(shuō)，如果我們知道某個(gè)系統的數學(xué)模型，也可以不經(jīng)測試就估算出該系統的響應模式。

　　對于精確度要求不高的系統，我們可以選擇性地采取瞬態(tài)響應法或頻率響應法去評估系統性能，而對于要求高的系統，兩者都必須加以考慮。作瞬態(tài)應測試時(shí)常用的訊號是單位階躍函數(StepSignal)和單位脈沖函數(Impulse)。為方便起見(jiàn)，放大器測試多用前者的特殊形式：方波。一個(gè)較為理想的方波含有一個(gè)速度極高的電壓上升沿和降沿，用來(lái)測試放大器的瞬態(tài)響是非常合適的。

　　衡量放大器的響應速度一般是用電壓轉換速率(SlewRate)。其定義是在1微秒時(shí)間里電壓升高幅度，如果以方波測量的話(huà)則是電壓由波谷升至波峰所需時(shí)間，單位是V/us，數值愈大表示瞬態(tài)響應度越好，高性能放大器的轉換速率一般都可以做到25V/us以上。提高瞬態(tài)響應度最簡(jiǎn)單接的辦法是選用高頻特性好的零件。也可以用適當的環(huán)路負回輸來(lái)改善，這似乎是一個(gè)自相矛盾的做法，但事實(shí)不然，瞬態(tài)互調失真只是當訊號速度超過(guò)放大器的瞬態(tài)響應能力范圍之外才會(huì )發(fā)生。

　　除了瞬態(tài)互調失真外，過(guò)快的訊號也會(huì )產(chǎn)生另一種失真現象，叫做鈴振(Ringing)，兩者的本質(zhì)相同。當輸入訊號速度快而幅度小時(shí)，首先出現的是鈴振現象，只有當這個(gè)訊號的速度快至某個(gè)程度時(shí)才會(huì )出現瞬態(tài)互調失真，然而當訊號速度快兼幅度大時(shí)，鈴振沒(méi)有發(fā)生便已進(jìn)入瞬態(tài)互調失真狀態(tài)。最容易引發(fā)鈴振現象的訊號就是各種各樣的速度快但幅度小的高頻干擾噪音，這就是為什么音響設備要有完善的抗干擾措施的原因之一。

　　界面互調失真

　　界面互調失真算是一個(gè)較新和較少人提及的放大器規格。和下面將要提及的阻尼系數一樣，除了和放大器線(xiàn)路有關(guān)外，和揚聲器也有很大關(guān)系。所以在介紹這兩項規格前，先簡(jiǎn)單地說(shuō)一說(shuō)揚聲器有關(guān)這方面的特性。

　　目前的音響揚器絕大部分都是采用電動(dòng)式原理的動(dòng)圈式喇叭，其結構包括一個(gè)用作產(chǎn)生磁場(chǎng)的永久磁鐵及一人音圈。從構造上來(lái)說(shuō)動(dòng)圈式揚聲器屬于一種特殊形式的直流馬達，因為音圈只需要來(lái)回運動(dòng)而不是旋轉，所以不需使用直流馬達上常見(jiàn)的炭刷和換向器(俗稱(chēng)"銅頭")。

　　無(wú)論是交流馬達或是直流馬達，都是具有可逆性的，即在某種條件下可當作發(fā)電機來(lái)使用。直流馬達在結構上和直流發(fā)電機沒(méi)有差別，尤其是永久磁錢(qián)式直流馬達，只要能夠使它的轉軸轉動(dòng)，就可在其接線(xiàn)端上產(chǎn)生出一定的電壓。對動(dòng)圈式揚聲器來(lái)說(shuō)，只要我們用手按壓振膜，就一定會(huì )在接線(xiàn)端上產(chǎn)生電壓，大小則視乎按壓的速度和幅度而定。

　　由于損耗和非線(xiàn)性化的影響，揚聲器不可能對由放大器輸出的全部電能加以利用而會(huì )有剩余電能產(chǎn)生，另外由于振膜的機械慣性原因，在音圈中也會(huì )產(chǎn)生多余電能。由前者所產(chǎn)生的問(wèn)題穩為界面互調失真，而后者則會(huì )使揚聲器的低頻控制力變差。

　　界面互調失真和揚聲器內阻及負回輸線(xiàn)路有關(guān)。當放大器輸出的電能無(wú)法全部轉變?yōu)闄C械能量時(shí)，多余的電能就必定會(huì )在揚聲器線(xiàn)圈中產(chǎn)生出額外的反電勢(Backemf)，這個(gè)反電勢會(huì )由喇叭線(xiàn)回饋至放大器的輸出端，然后依放大器內阻的大小形成一個(gè)電壓，這個(gè)電壓會(huì )被負回輸線(xiàn)路反饋至輸入端，和輸入訊號打成一片。使中低頻聲音混濁，分析力和層次感大減。

　　要降低界面互調失真，關(guān)鍵之處是要降低負回輸量和放大器內阻(即提高阻尼系數)。有許多Hi-End晶體管放大器正是采用這種原則進(jìn)行設計的。除此以外，雙線(xiàn)接駁也是另類(lèi)改善途徑，因為分開(kāi)的高低音線(xiàn)路使低頻端的反電勢不會(huì )對高頻訊號產(chǎn)生影響，從而改善音質(zhì)。

　　阻尼系數

　　阻系數是表示對某一個(gè)過(guò)程中進(jìn)行變化的物理量加以抑制的程度。以揚聲器來(lái)說(shuō)，要抑制的是揚聲器振膜在沒(méi)有電訊號輸入的情況下所作的慣性振動(dòng)，簡(jiǎn)單地說(shuō)這是一個(gè)制動(dòng)動(dòng)作。揚聲器的振膜是不能用機械阻尼方式來(lái)制動(dòng)的，所能使用的只是電磁方式的阻尼。而這種方式要求系統必須盡量處于發(fā)電機狀態(tài)。

　　前面的討論曾提及揚聲器會(huì )很容易進(jìn)入發(fā)電機狀態(tài)，當輸入電讀號消失后的一瞬間，揚聲器振膜在慣性作用不還在振動(dòng)。這種振動(dòng)會(huì )在音圈中產(chǎn)生出一個(gè)感應電壓，這時(shí)如果放大器輸出阻譏低的話(huà)，就相當于在揚聲器端子上并接一個(gè)很小的電阻，音圈上的感應電壓就會(huì )驅使一個(gè)較大數值的電流流經(jīng)放大器的內阻郵局就是說(shuō)揚聲器此刻變成電源，而放大器的功率輸出級線(xiàn)路卻變成負載。根據電磁感應定律，這個(gè)電流是音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)中振動(dòng)所產(chǎn)生的，所以這個(gè)音圈電流就必定會(huì )產(chǎn)生一個(gè)和振動(dòng)方向相反的力去抵消振動(dòng)。放大器的內阻越小，電流就越大，抵消慣性振動(dòng)的作用也就越強。由于這個(gè)電流的能量是會(huì )在電阻上變成熱量消耗掉，所以這種制動(dòng)方式在電機控制技術(shù)中稱(chēng)為"能耗制動(dòng)"(DynamicBracking)。揚聲器在重播低頻時(shí)的振幅最大，所造成的慣性振動(dòng)也最嚴重，不加以抑制的話(huà)會(huì )使低頻控制力變差，缺乏力度、彈性和層次感，但過(guò)份抑制則會(huì )使聲音變干。

　　膽機因為有輸出火車(chē)的線(xiàn)圈電阻存在，阻尼系數大極有限，相反地，晶體管機采用多管并聯(lián)系等方法可輕易將阻尼系數提升至一百幾十，甚至達到數百。不過(guò)可異一個(gè)阻巴系數的要求，這也就造成了不同的揚聲器和放大器之間會(huì )有各種不同音色的配搭。

　　對采用了大一半路負回輸的放大器來(lái)說(shuō)，阻尼系數并不是唯一會(huì )對揚聲器進(jìn)行剎車(chē)的工具，因為揚聲器的慣性振動(dòng)電流流經(jīng)放大器的輸出內阻時(shí)，將會(huì )產(chǎn)生某個(gè)數值的電壓，負回輸線(xiàn)路即時(shí)將之反饋至輸入端，令放大線(xiàn)路以為出現了一個(gè)不該出現的失真電壓，馬上產(chǎn)生一個(gè)反相的訊號加以抵制。這可是一種最強力的馬達電制動(dòng)方式，稱(chēng)為"反接制動(dòng)"(Plugging)。不過(guò)也是一種最少使用的方式，因為令一臺馬達突然反轉會(huì )產(chǎn)生巨大的機械沖擊力而損壞機器，但揚聲器本來(lái)就是設計成不斷前后運動(dòng)的裝置，所以這種方法理論上完全沒(méi)有問(wèn)題，然而實(shí)際上卻常常出問(wèn)題，麻煩又是來(lái)自負回輸。

　　揚聲器不是麥克風(fēng)，由振膜振動(dòng)產(chǎn)生的電壓，不會(huì )像麥克風(fēng)尋樣準確，所以放大器生的抵消電壓也不可能做到完全和振動(dòng)大小相等，方向相反。結果是使抑制過(guò)程出現不穩定，低頻不是圓滑而迅速地減少，這個(gè)過(guò)程其實(shí)和界面互調失真的過(guò)程非常相似。某些原子粒放大器的低頻控制力還不如膽機，原因也就在于此。

　　衡量放大器性能還有一些其他的規格，這篇文章所提及的只是些大家關(guān)注，加上經(jīng)常出現爭議的規格，希望一些非工程人士的發(fā)燒友能有更清晰的概念。