怎样让放大器具有好声音？

齿轮

无线电爱好者在装制收音机的时候，电声工程师在设计放大设备的时候，首先要考虑的对象就是怎样让他们的机器制成后具有最“好”的声音。所谓好的声音，严格地说和另外一个技术用语——保真度的意义是不完全相同的，下面来谈一些关于这些方面的问题。

什么是保真度
当我们在俱乐部的门前听到有戏曲声传出的时候，搞过收音机的人可以很容易的分辨出里面是在彩排呢还是在放唱片，即使两者的声音都是非常“好”的；有些音乐家在演奏的时候不喜欢使用扩大器，原因是用了扩大器后会使原来的音质走样，这都说明了一个问题，就是经过放大的声音多少不同于原来的模样了，用术语说就是保真度不够。保真度这个名词的涵义是比较抽象的，对于音频放大器本身来说，它代表这个放大器是否忠实地工作——除了输出波的振幅放大之外，其他一切应当是输入波形的拷贝；对于音响效果来说，高保真度在理论上应该是使听到声音的人好像置身在剧院或音乐厅中听到真实的演奏一样，但在实际场合中，由于回声、音响强度和方向、来源等问题，真正的高保真度很难得到。最新技术——立体音的应用基本上解决了这个问题，可是由于设备复杂，在家庭中和一般的场合下还无法采用。

高保真度的条件
要获得高保真度需要解决好几个方面的问题，主要的问题可以归为两类：一类是属于电子学或电声学的，对象是放大系统和微音器、扬声器等元件；另一类是属于人类生理心理——感觉与习惯上的问题，例如对于音响、音色、回声和声源的方向的感觉等。第一类问题比较容易解决，就放大系统来说，高保真度要求满足下列条件：1）频率响应范围30—20,000周，输出变化小于0.5分贝，2）输出谐波失真（畸变）在额定输出功率时应小于O.7％，3）低音频与高音频（例如40周与7000周）所产生的放大系统的内部“互调”应小于2％，4）有足够的输出功率，杂音电平在最大功率输出时应小于信号60分贝以下，交流哼声应不可觉察。这些要求说来很高，但实用上可以打些折扣对效果的影响不大。

音频系统的畸变
畸变也就是失真，是和保真度相对的名词，它可以分为下列各类：1）非线性畸变，也就是振幅失真——输出的波形与输入波形不成比例，它包括谐波和互调畸变，2）频率畸变——在工作范围内各个频率的放大不均匀，3）相角畸变——放大器有时间延迟，因而使不同频率的波在放大前后相关的位置改变，4）瞬态畸变——放大系统对于输入信号为陡削波形（例如方形波）不能适应而产生的畸变，5）音量畸变——由于放大系统的动态范围不够，致输出的音量与原来音量强度上不成比例而致的失真，这五类畸变互相是关连着的，例如频率和相角畸变决定着瞬态畸变，因为放大系统不能对陡削波很好地放大的原因主要由于陡削脉冲包含着各个相位不同的高次谐波，这些谐波的频率很高，放大器如果有频率和相角畸变，当然不能对陡削波很好工作。放大系统的瞬态畸变在很大的程度上决定该系统的质量，是一个非常重要的质量参数。非线性畸变中的互调畸变也是很重要的，它的产生是由于不同强度的高低音频通过非线性的放大时能够互相调制，产生一个新的差频，人耳对于互调所生的差频非常敏感，例如用劣质放大器听交响乐时，往往能听到一种很难听“碎声”，就是这种差频。因之它比谐波畸变更为讨厌。

“活”的音和“死”的音
优良的放大系统所放送的声音，具有清脆有力、轮廓分明的音调，它给人高音清新明朗，低音回肠荡气，中音丰满圆润的感觉。这样的声音如果再配上立体装置就成为“活”的音了。反之，有些放大器本身先天不足，有严重的互调畸变和瞬态畸变，如果再追求高低音的宽度那就愈弄愈糟，原因是人耳对音频系统失真能容忍的程度和工作频带的宽度有一定的关系。在一般情况下，运用的频带愈狭，对畸变度的要求也愈低，这样的放大系统所放出的声音在清晰程度上说是可以满意的，但是由于高低音域被削去的结果，音质生硬，成为“死”的声音。

高保真度音频系统的设计
高保真度音频系统需要满足的条件很多，大致可归纳为下面的几类：
1．属于音频放大器的——a，合理选用电路元件的参数，b，所有电路中的音频变压器应该具有最平直的响应曲线，范围最少应为30—15000周，C，电源整流器输出的交流波纹应在0.1％以下，d，使用尽可能大的负回授，回授环路应包括整个放大器的所有各级。
2．属于音响效果的——音量的扩张和压缩，立体感的放音。3．属于扬声器的——扬声器在全部工作频域内应有足够平坦的响应曲线，它的机械共振频率必须远离工作频率。在要求很高的情况下，可以将30—15O00周的全音程用交叉分网络分为30—6000周与6000—15000周两个频带，接用两个不同特性的扬声器。低音扬声器要有足够大的隔音板或其他装置，防止扬声器前后声波互相干涉；高音扬声器的喇叭口前应有适当的扩散装置，避免高音波的发射角太小。上面三类条件所包含的内容，在理论和工艺上是非常繁复的，本文只能扼要地从实用的观点上简单介绍一下。首先谈一谈负回授。负回授是近代音频放大系统中的主要网路之一，它对放大系统的高品质起着保证的作用。负回授的原理是这样的：当一个放大器的输出电压或电流的一部分被回授到输入部分，如前级放大管的栅极电路时，如果回授电压和输入电压同相，放大器的增益就要变大，大到一定程度时放大器要发生振荡；当回授电压与输入电压反相时，输入电压受到扼制，放大器的增益变小，变小的程度视回授的电压大小而定。看来这个办法好像是不好的，其实仔细想一下就可以明白，总增益降低了，其他的有害因素像放大系统中的畸变、杂音和不稳定度也必然比例地降低，对于增益来说，我们可以用增加放大器级数的方法来补偿。这样就有可能利用负回授使放大系统的质量大大的提高。负回授的方法看起来很简易，可是在实施时却需要对整个回授网路和放大系统作周密的设计和安排，原因是由于放大器各级间的相位移变，回授电压不一定能像理想那样完全与输入相反。这种情形使得高增益的多级放大器的负回授电路在高值回授系数时很难设计。利用负回授的15瓦高品质放大器的典型线路，由它的频率响应曲线图可见，从10—100,000周它的输出是非常平直的。

前面谈过，高保真度的音频系统除了放大器外，还要求优良的电声系统——扬声器和某些音响效果方面的设备。对于扬声器的质量，那是决定于工厂，我们只能根据需要选用。但扬声器的放音效果，很大程度上还决定于装置环境，在低音频时，由于音波的波长很长，如果在扬声器的前后没有物体隔开，那么纸盆前与纸盆后的音波振动，由于反相关系将会互相抵消，使低音频发不出来。一种比较好的具有音频倒相装置的扬声器箱可以将扬声器后面的音波反相与前面的音波相加，对发送低音频时效果很好。

在无线电广播和唱片录制时，由于这些系统的动态范围限制，不能够容纳真实场合中那样广阔的声音响度变化范围，例如交响乐的强度变化可达到70分贝（相当于功率比一千万倍），因此往往将声音预先加以压缩，这样的声音再由收音机或扩大机放出时，真实度当然不高，补救办法是在放送系统中接一个扩张电路，把经过压缩的强音部分响度还原，这样音乐的真实感就可以大大改善。
最后谈一点关于立体声的问题，一般音频放大系统由于声音是从一个单元发出的，因此听的人无法感觉它的方向，也就得不到与真实声音同样的印像。如果我们能使不同来源的声音，经三路以上的放大系统和扬声器分别放出，就可以得到立体的感觉。这样的方法技术和设备上都很复杂，只适用于电影院和大型音乐厅。普通唱片扩大机和收音机可以采用一种“模拟的立体声”方法，根据实验，当两个扬声器发出的声音到达人耳的时差在五亳秒以上时，如果两个声音的响度成适当比例的话，就能够给我们生动立体的感觉，方法是将放大器的输出分接到两个扬声器，它们与听者的距离差应在1.5公尺以上，能远些更好，调整它们的输入功率以得到一定的响度比，就可以获得与单一扬声器迥然不同的立体效果。

爱雪

谢谢分享。好经验