什么是高传真度放大

🏠 首页 《无线电》杂志 1963年 🔗 第8期 🔗 第3页 分类:“现代家庭电子制作”电视讲座辅导材料 🔗 沈铭宏 🔗

作为扩音用的音频放大器,根据它的性能及用途可以分为两类:一类是在公共场合供播送语言用的放大器,它只要输出功率够大,不过分失真就能满足要求;另一类是为了音乐厅、歌剧院或其它特殊场合供音乐欣赏用的,它对音质有很高的要求,因此叫做高传真度放大器(也有叫高保真度或高逼真度放大器的)。现将这种高传真度放大器的具体性能要求介绍如下。

(一)输出功率:

由于有许多节目(例如交响乐),它的最强音与弱音在音量上相差悬殊,因此高传真度放大器必须有较大的输出功率储备,否则难以真实地表现出原有节目的音量动态范围。对于一般的房间,这种放大器的最大输出功率应该有5~10瓦,对于较大的房间则应该有15~20瓦,对于音乐厅或歌剧院有时甚至需要有100~200瓦的输出功率。

(二)失真度:

高传真度放大器的失真度通常以谐波失真系数、内部调制失真系数(以下简称内调失真)、拍频信号失真系数等三项指标来衡量,其中以后两项失真对节目质量的影响较大,这是因为后两种失真所产生的畸变信号与输入信号在频率上不成整数倍的关系,因而听起来特别刺耳。对于谐波失真系数在400赫或1000赫时要求不大于0.5%,这个系数是指输出信号中由于畸变而产生的谐波信号电压的均方根值与基波信号电压之比。对于内调失真系数的要求是不大于2%。当放大器同时输入几秒不同频率的信号时,低频信号会对高频信号产生调制作用,从而产生新的频率,形成调制失真。在检验这项指标时可用40赫及10000赫的信号,按4:1的电压比同时输入放大器,使之产生调制,输出的边频信号与总输出信号的电压比即内调失真系数。对于拍频信号失真系数的要求是不大于0.8%。当几种频率的信号同时输入到放大器中,就会产生差拍作用而形成差频信号,而产生拍频信号失真。当差拍频率接近中音频率时,对人的耳朵最敏感,因此检验这项指标时,是以强度相同的14000赫及15000赫信号同时输入到放大器中,输出的差频信号(1000赫)与总的输出信号的电压比即拍频信号失真系数。

(三)交流哼声及噪声:

要求低于额定输出52~62分贝。在检验时是使放大器满载,然后将输入端短路,测出噪声电压,它与额定输出电压的比值以分贝表示就是这项指标。

(四)频率响应:

图1
图1 🔍原图 (524×656)

高传真度放大器要求有非常宽的频率响应特性,理想的要求是能超出人耳可听范围的三倍(20千赫×3=60千赫)以上。下面将着重谈谈这一特殊要求。通常我们测量一个放大器的性能时都是以正弦波信号来测量的。一个正弦波的变化可用图1来表示,由零点a出发,强度逐渐增加,至顶点b,然后,逐渐减弱至零点c,改变方向后又重复上述过程完成一周。由零点至顶点或由顶点至零点所经历的时间为整个周斯的1/4。以一个1000赫的正弦信号为例,它的周期是1毫秒,而由a至b历时0.25毫秒,相对地说这是一个比较缓慢的变化过程。可是目前有些乐器,例如一些打击乐器或弦乐器,它们的音量变化很突然,有着“突发”或“间断”的性质,由零点或弱音陡然上升至最强音,有时这种过程只能经若干微秒计,它大大短于信号周期的1/4,因此在同样的一周里已不能把它看作是正弦波,而是近于矩形波,如图2所示。所以考核高传真度放大器时,常常是以矩形波信号来测量的。由数学上可以证明,一个矩形波可以分解为一组正弦波,它们是由一个正弦波及大量的奇次谐波构成的,其中最主要的是三次谐波。根据上面所说,如果一个放大器通倾带太窄,不能很好地放大信号的三次谐频,那么它也就不能逼真地表现乐器的矩形变化过程。所以说,高传真度放大器的频率响应要求比较宽,即从10赫至60000赫左右。

(五)相移:

在上述频率范围内放大器所引起的相移应该很小。相移虽然对音质没有很大影响,但优质放大器一般都是采用负反馈的,如果在可听频带中有很大相移,就给负反馈造成不良影响,这样放大器就不会得到良好的频率特性。

上述五项是目前考核高传真度放大器的主要指标。为了达到这些指标,有些工厂专门设计制造了许多种性能良好的功率放大用的三极管、五极管及高度对称的双五极管,作前置放大用的低噪声五极管等。此外也提出了一些比较特殊的放大器电路,例如威廉逊放大器、超线性放大器、单端推挽放大器等等。但是一般说来,只要我们采用的输出变压器,铁心比较大,硅钢片质量比较好,绕组的初级电感足够大、漏感比较小、分布电容小,再采用深度的负反馈,就是用普通的电子管及放大电路也能取得比较良好的效果。(沈铭宏)