原创 关于音响中的功率放大器知识汇总2

现在的消费者愈来愈聪明，已经会问输出电流是多少？这很难准确的回答，有些进口机在说明书上印的数字是海阔天空。输出电流可经由实测知道，绝对不是将功率晶体的集极电流当成输出电流，这是欺骗。例如英国Audiolab 8000A综合扩大机，宣称输出电流17A，它是将2SA1494/C3858功率晶体的Pc当做输出电流，这是误导(欺骗？)消费者，最多只能宣称8.5A。

若不是大电流扩大机，接低阻抗喇叭会烧吗？可能性很低，在测试时，接低阻抗纯电阻可能会烧，但接喇叭却不太会，因喇叭是抗性负载。

B类扩大机就非常少见

在电子学上，效率甚高的B类放大是不适合音频扩大机使用，其输出级在无讯号时工作于截流点，因完全没有偏流，故绝对不发热，也绝对不振荡，但交越失真就不能避免。按理，音频扩大机是不会采B类设计，但曾经出现过，而且人人说好听。

此产品是英国制造，Naim的Nait综合机，设计者为了消除因交越失真引发的刺耳高频，只得将正常高频大量衰减---1KHz就开始衰减，牺牲高频细节换取永不发烫。此综合机也内置散热片，但纯为增加重量用。

很多满脑子只有A类的人，听到这台英国机器也都赞美好声，但却不知它是以B类工作。其实此机也有巧思，在其它部份用心甚多，将高频大量衰减，因此经常能以B类力搏A类。

单端、推挽及差动

通常我们谈论扩大机的电路结构，都是看输出端及输入端，特别是输出端。晶体扩大机输出结构，目前几乎都是SEPP-单端推挽，这是全对称式结构。而真空管后级，则是推挽及单端两大类。你可能会觉得奇怪，真空管的推挽和单端是两样东西，为何晶体管能够将单端和推挽搞在一起，成为一种电路结构？这就是晶体管和真空管先天性不同，晶体管有互补对称组件，真空管却没有。

真空管后级，特别是国产品，能看到的几乎都是单端single-end的天下。单端的输出功率低、频宽窄，但搭配高品质输出变压器，细节很丰富。单端的输出变压器要有空气隙，故环形不适用。推挽的功率较高，两端延伸较佳，但细节稍差。

Push-Pull推挽管机后级的输出变压器不需空气隙，但有人想到：若是推挽管机采用具空气隙的输出变压器不是两全其美？美国似乎也有这种产品上市。单端好，还是推挽好？只要设计得当都有好声，不良的设计都只会带来衰声。国外管机名厂，有的单端及推挽都做，有的只做推挽，甚至连超级管300B都不用，例如Audio Research。

晶体机原本都是单端推挽全对称式，但最近却有人吹绉一池春水，此人即是顶顶大名的尼耳颂?帕斯-Nelson Pass先生。Pass自组公司后，推出的前、后级都是单端输出放大，而且采用全MOS FET，线路结构也很简单，让很多管迷暗自欢喜，因为不但是单端，也是simple is the best。

单端频宽窄，不是随口说，而是可经由数学公式验证。至于线路的简单或复杂，也绝非简单就是美，或少只香炉少只鬼一句话带过，因绝大多数Hi-End机，其线路设计仍走复杂路子。Pass的高级机种不采单端，又走回差动放大结构就是明证。其实Pass单端MOS后级扩大机在美国上市已超过12年，但卖不出去。有位聪明人接手销售，他专挑管机打，十打九赢，所以很快就声名大噪。Pass后级与真空管后级相比，自然是赢面居多，但与Brumaster相比，就输一大截。Nelson Pass也很聪明，立刻放弃单端，走回全对称老路子。

输入结构，晶体机以单差动及双差动为主流，少部份采用推挽。自从John Curl首次在JC-2前级上采用FET单差动，往后FET单差动或FET双差动就被大家习用。

推挽输入很少人用，它是电流回授不是电压回授，频宽较宽，组件要严格挑选配对，否则问题百出。在台湾，只有笔者在用。推挽输入，并非正确名称，应该是「非差动式全对称输入」。电流回授频宽优于电压回授，没有共模失真，但设计困难度较高，故一般人不敢轻易尝试，笔者惯用全对称FET推挽输入。可能是笔者用此名词已有一段时间，故很多人也跟着用，将「推挽输入」也挂在嘴上。由于笔者常会公布线路，故最近似乎有国产厂商推出「FET推挽输入」前级上市销售。

一般常用的晶体管是bi-polar双极晶体管，它有NPN及PNP互补对称组件，场效应晶体管FET及金属氧化膜场效应晶体管MOS FET则有N-ch及P-ch互补对称组件，这是真空管完全不具有的特性。双差动是全对称互补放大，单差动就不是。有些设计者只用单差动而不用双差动，考虑主因是NPN及PNP的特性并非完全相同，Pass的单端扩大机，全采用N-ch的MOS FET，除配对容易外，也顾及P-ch的特性比较差。

精确的挑选配对非常重要，不论晶体管或真空管皆是如此。很多进口机的功率晶体配对非常随便，误差甚高。因精确配对很困难，为了降低成本，只好提高误差率。

音量衰减器的阻值及品质

前级扩大机具有音量调整功能，所采用的音量衰减器又位居讯号路径上，故对音质表现有直接的影响；大致上音量衰减器可分成传统旋转式、马达驱动式、电阻级进式及数字控制式几种。

旋转式音量以日本ALPS最多见，其材质是碳膜（或金属皮膜？），品质稳定价格也低廉，日本东京光音TKD及英国P&G则都是导电塑料式conductive plastic。导电塑料音量价格较高，英国P&G价钱更贵，一只音量衰减器有时可以买一台CD唱盘。欧美进口机常用一种白色小型音量衰减器，其材质是陶瓷，但也有导电塑料式，外观完全相同，得依型号辨认，美国Dale及法国Sfernice都有这种产品。马达驱动则是配合遥控，与材质无关，据笔者所知，好象只有ALPS生产马达带动式音量。

级进式音量是用波段加装电阻制成，音质优劣，除取决于电阻外，波段的段数更是重要。个人认为23段的级进式音量是个安慰剂，十多年前日本Sansui早就证明一定要71段以上才有实际效能，没71段至少也要49段。多年前，英国Hi-Fi News&RR杂志上有人做实验，以电阻分段式与P&G相比，结论是要128段才可以！我原本有这本杂志，由新庄搬到中和时搞丢了。

数字控制式音量已逐渐出现在高价位欧美机种上，它具有两个意义，一是数字控制精度大幅提高，二是即使纯听音乐不玩AV，遥控操作势必不能避免。

音量衰减器有阻值及曲线之分，用于音量大小调整，不论传统式、级进式或数字控制式，都应该是对数型，通常是A type。有些国产品故意用直线型B type做音量衰减，转一点角度音量就很大，让消费者误认扩大机推力十足，其实是音量在搞鬼。对数型A type在某些国家是S type，这并无统一标准。但音量衰减器如同相机的镜头，不要最大也不要最小，若转至中间附近位置，比较容易得到较好音质。

晶体机前级的音量衰减器，阻值都不会很高，大概在10K左右，其值与后级负载阻抗有关。日本YAMAHA曾发表过白皮书，声称音量衰减器阻值以8.2K为最佳，但此阻值势必要订制。真空管前级之音量衰减器，阻值比较高，有时高到100K以上。能不能用低一点阻值的音量？国内管机制造商虽多，据笔者了解，他们只是依照前人做法，根本不敢尝试低阻值音量衰减器，其实用10K绝无问题。

音量衰减器是可变电阻，阻值误差比固定电阻高出许多，大约是20％。立体声前级通常只采用一只两层式音量衰减器，此时就要考虑连动误差的精确度。阻值误差和连动误差是两回事，不可混为一谈，故以三用电表测音量阻值是毫无意义。连动误差以dB表示，一般品大约在3dB左右，高级品是1dB，若特别要求订制，可以降低到0.5dB。

连动误差高，在实际使用上会不会一声道声音大、一声道声音小？音量衰减器，**到底及右旋到底，这两段区域的连动误差最高，愈往中间位置转就愈平顺。向**，音量最小，但衰减率最高；向右旋，音量最大，衰减率最低。这两段状况很极端，应避免停留。所以「九点钟位置声音就很大」不是什么了不起的事，十一点钟位置才比较好声。

关于音量衰减器的阻值，虽然10K没问题，但考虑衰减量，我的看法已与以前不同，20K似乎比较理想。因为5K~10K的衰减量大约是70dB，20K~50K是80dB；衰减量应该不低于80dB。

平衡式输入的目的

Jeff Rowland曾发表过一篇文章，说明平衡式的好处，可消除共模失真，提高共模拒斥比CMRR。其实降低CMRR的方式有很多种，例如施加稳压，或采用高阻抗恒流源，根本之道是不要采用差动放大以彻底消除共模放大。前述非差动式的推挽输入就不会产生共模放大，Jeff Rowland似乎也逐渐了解，在最top前级扩大机上，反而改用变压器做平衡式接续。

目前最流形的RCA端子，最被人垢病的是拔插时产生脉冲，以及高频响应不够，不适合数字及视频输出。但这几年RCA插头插座也进步许多，高级品都是铁弗龙teflon绝缘，电容量都比以往低，所以CD及DVD的同轴数字输出不一定非得采用BNC插座。但BNC及三端Cannon/XLR平衡式端子都可以锁或扣紧，比RCA接触确实。BNC插入时是负端先接，拔出时是正端先离，故不会产生脉冲。

平衡式接驳，除正相讯号及地端外，还要多出负相讯号。正相讯号是Hot，负相讯号是Cold，地讯号是GND。纯平衡式前级，其放大电路应有四组，每声道两组，此时音量衰减器为四联式。由于纯平衡式前级制作不易，故一般具平衡式端子的前级，常采用简单的反相电路，将正相讯号反转为负相讯号。不用反相电路，用变压器也可以，因此时是一比一传输，不需电压增益。但质优变压器不便宜，例如Jensen，比反相电路还贵许多。后级的平衡式输入有时音质不佳，主要的原因是未做阻抗修正，因为正确的阻抗补偿也非易事。但长距离传送，确实仍以平衡式讯号线接驳较佳。

恼人的哼声与嘶声

许多英国制扩大机，或是大多数真空管机，在无讯号输入时就会透过喇叭发出哼声或嘶声。这种多出来的声音理应避免，它绝对会对正常乐音造成不良影响，消费者应养成基本判断能力。方法是：先将CD唱盘电源切掉，将前级音量旋钮**到底，然后贴近喇叭听高音及低音单体有无异声发出，人耳距离喇叭25公分时应该听不到任何哼声及嘶声。可是喇叭效率有高有低，高效率喇叭自然丝声比较明显；也与环境噪音有关，用仪器实测比较准。

第二步，将前级音量慢慢右旋至最大，若哼声及丝声仍听不到，是优良品；若哼声及嘶声随着音量转动变大，就特别小心。有人一生伴随哼声听音乐，但听到的并非正确的music，自己却浑然不知，还到处吹嘘。

不仅哼声及嘶声，有些扩大机在切换讯源时还会因脉冲发出碰--的声音，这绝对是设计不良所导致。有些机器以继电器做切换，根据莫非定律，表示原设计可能有问题。或是输出端有直流，对喇叭或前级的音量衰减器都会造成伤害。美国PS Audio及英国Musical Fidelity在输出直流特性方面，表现很差─常有持续的直流输出。

大功率后级在开机时，常会因主滤波电容器瞬间充电让屋内电灯「暗」一下，有时也会带来电流冲击，而且开机、关机次数多，也容易烧毁电源开关，因此都有保护措施。少数前级扩大机未设电源开关，电源线接上就永远处于工作状态。此时千万不要以延长线来关机，那是很危险的。

低输入阻抗的优缺点

真空管及FET、MOS FET都是高阻抗组件，但与电路的输入阻抗无关。Pass单端采用MOS FET，但输入阻抗仅10KΩ，而Cello则高至1MΩ，1MΩ＝1000KΩ。将输入阻抗压低，阿猫阿狗都会做，但将输入阻抗拉高，然后又不会出问题，就很困难。从纯技术观点来说，降低输入阻抗是保护自己，也就是说，若该机提高输入阻抗，放大器工作可能会不稳定；故以技术能力言，Cello优于Pass。

后级的输入阻抗低，前级会比较难推，但影响还不是很大，而且低输入阻抗后级也不多见。高输入阻抗，最明显的缺点是杂音大，若能做到完全没有noise，那就是本事高。

电源分离及电池供电

进口高价前级扩大机，差不多都是两件式，多出来的就是电源供应机箱。由稳压电路到放大电路的联机，绝对是愈短愈好。因此电源箱应只有整流及滤波，其电压送入放大器机箱后再做精密稳压。有某国内厂商销售真空管前级，电源独立供电，但哼声依然无法去除，就是稳压与放大器相距太远。电池供电也是一样，电池特性更难掌握，更应再经稳压。

稳压电路有简单也有复杂，某些电路并不要求精密稳压。一般说来，前级都有稳压，后级大多没有稳压，如果有，也不含输出级在内。因为整台后级都施加稳压，那稳压比放大器还复杂。

其实电源不一定要独立装箱，将放大器和变压器装在一起，只要处理得好，一点哼声都不会有；若处理不当，电源分离也依然毛病百出。此道理很简单，就如同有些综合扩大机，其音质比前、后级分离还要好声。

采用电池做主电源，音质表现通常会比较好，但市面上能买到的铅蓄电池，体型都很庞大，而且也需要充电电路。真空管机的高压比灯丝电压重要，但高压几乎不可能采用电池供电。另一种选择是计算机不断电系统，但要选购On-Line在线式，它的输出是正弦波而不是类正弦波。

被动组件的选用

若是国产品或套件，类似电阻、电容这些被动组件，很少人会用台制品，因消费者会排斥。其实国外很多生产发烧电容、镀金端子、发烧线材的公司，常只是拥有品牌及办公室，工厂就在台湾、印尼或马来西亚。德国Restek就采用台制电阻，但音质并不差。

电阻的选用，重要的不是误差低，而是杂音低、电感量低，某些时候特别要求是无感电阻。因电阻引发杂音的机率并不高，扩大机发出嘶声，常是因变压器、接地不良、高输入阻抗，及电流设定不当所引起。在扩大机中，电容也很常见，有平滑滤波、反交连、旁路及交连几种作用。生产电容器的厂商也很多，品质及价格也不同。我知道国内有某位张姓评论员厌恶日制电容，但试听采用日制电容的进口机，却每次都是满纸赞美，完全在欺骗自己、消遣读者。

有一阵子在台北光华商场地下二楼可买到Avalon、Infinity、McIntosh喇叭分频器中使用的名牌电容，它们都是台制品。你会忧虑它的品质吗？无此必要，因为台商是根据国外列出的规格制作，品质绝无问题。现今信息发达，时日一久，消费者终究都会知道真像。

改机及自己装

有人专门做改机生意，但决定改机前请做好心里准备：就算是只更换电源线，也会丧失代理商提供的售后服务。改机有不同的层次，低手只能换换电容、电阻或焊锡，常是改变而非改善。高手是先了解电路及电压、电流的设定，然后才动手修改。由于厂制机是大量生产，为降低成本难免有所妥协，故改机也有其道理。但改机应寻求高明，否则花了钱只能换取不一样的声音，那不如不改，还能保有售后服务。

高手不多，低手却不少。电路搞不懂，就只会改保险丝、电容器。我曾经改过英国Cyrus 2综合扩大机，它的MC唱头放大器有哼声也有嘶声。若是交给低手改，一定是把电容器加大，这是唯一途径。我不是低手，检查过后发现是电流设定过大，将1.5mA弄成15mA；也就是说有一只恒流源电阻装错了！例如应该是12K，原厂插上1.2K，故电流值提高10倍。将正确电阻装上后，哼声及嘶声都不见了。所以高手改机，一定是从电路下手，而不是从组件更换下手。

自己动手装也是方法之一，国内各式音响套件品质也不差，也有完善的组装说明，非科班出身的入门者也能一次就成功。但现在的自己装，已不是为了省钱，有时比买进口机还贵，它可以提供高音质及满足你的成就感，例如本公司供应的套件，比日本原装进口还贵。当然在品牌形象上，购买进口机还是远比自己动手装有面子。

一个小小的测验

入门篇及进阶篇看完后，希望你能将高阻抗负载与低阻抗负载分清楚，后级是前级的负载─属于高阻抗负载，喇叭是后级的负载─属于低阻抗负载。文末来个小小的测验，很简单，用想的就行，不必动用纸笔。

假设你有前级、后级、喇叭，但聆听室很深，深到20公尺。而为了连接此三件器材，假设阁下只有两种选择：一是18公尺长讯号线配2公尺长喇叭线，二是2公尺长讯号线配18公尺长喇叭线；请问你选哪一种接线方式？

正确答案是第一种，讯号线可以长，但喇叭线要短，因喇叭是低阻抗负载，连接线愈短愈好。我使用的「具方向性」前级至后级讯号线，公司的长度是5公尺，家里更长到7公尺；放心，no problem！ ─本文完