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【GAEpro音響】 功放是怎麽擴大音響訊號的?

2019-08-31

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音響係統的「訊源(yuán)」不論是模擬(nǐ)或是(shì)數字形式,都是替無法自己產出音樂的音響係統接收或(huò)播放音樂內容的區塊,有(yǒu)了訊源播(bō)放或接收音樂訊號(hào)我們(men)才(cái)能從音響係統聽到音(yīn)樂。不過訊源(yuán)電路(lù)或器材是無法提供足夠的功率(lǜ)來驅(qū)動揚聲器甚或是耳機的,所以音響係統還(hái)需要「功放」才能驅動揚(yáng)聲裝置發出聲音。


顧名思義「功放」就是(shì)把訊源的訊號擴大來驅(qū)動揚聲裝置,不過實(shí)際(jì)上(shàng)功(gōng)放執行的工作並不是將訊號擴大,說得更明白一點就是「訊號(hào)本(běn)身其實是無法擴大的」。我們可以透過被動形式的衰減組件如電阻等來「損耗」原本訊(xùn)號(hào)的強度(dù),但事實(shí)上卻沒有任何組件甚或電路能夠去「放大」訊號;音箱廠家那一定有朋友心中狐(hú)疑不然功放是怎麽放大訊號的呢?


說來(lái)擴大電路真正的工作方式並不是直接放大訊號,而是依照原來(lái)的訊號「拷貝」出更高電壓(yā)或更大電流的訊號,端看電路的設(shè)定來決定訊號輸出的情況(kuàng)。一般來(lái)說要驅動揚聲器負載的條件,訊源訊號的電壓(yā)與電流都必須增強,功放的電路設計上就會(huì)在訊號拷(kǎo)貝時將電壓與電流兩方麵予以提升,電子學上稱之為「增益」。

不(bú)過為了避免讓電路與組件(jiàn)在太嚴苛的條件下工作以獲得更好的工作性能,諸如低失真、低噪聲等結果,通常會將電壓增(zēng)益與電流增益電路分開製作。此外諸如訊源的選擇、音量控製(zhì)與高低音音質控製等功放(fàng)的常見操作功能(néng),都會規劃在(zài)電壓增益(yì)電(diàn)路的區塊;因為音樂訊號(hào)在此低電流的階段進行處理,會比(bǐ)在大電流的情況之下(xià)要(yào)來得效果更好成本也更低。


廣(guǎng)州(zhōu)廠(chǎng)家因此電(diàn)壓增益與控製電路的部份會規劃在電(diàn)路架構的前段,過去稱之為「前級」電路,前級電路(lù)最重要的(de)事情是負責了音響係(xì)統的音量控製,而音量(liàng)控製這看來簡單的事(shì)情,其實是音響電(diàn)路中最(zuì)有學問的部份,我們未來會再另文討論(lùn)。雖然前級電(diàn)路能將訊源的訊號拷(kǎo)貝成為有足夠電壓的訊號,但微弱的電(diàn)流還是不足以推動(dòng)低阻抗重負載的揚聲器,所(suǒ)以還需要「電(diàn)流增益」。

負責電流(liú)增益的電路同樣是要拷貝由前麵前級輸出的訊號,但卻是拷貝成「大電流」的訊(xùn)號(hào),也就是一般所謂(wèi)的後級或是「功率功放」;大部分的(de)情況功(gōng)率擴大電路(lù)也提供(gòng)了小(xiǎo)幅(fú)度的電壓增益,以提升(shēng)動態(tài)上(shàng)的表現(xiàn)。一般(bān)說來(lái)功率擴大電路能(néng)輸出愈大的電流愈佳,也愈(yù)能推動重負載的揚聲器(阻抗愈低負(fù)載愈重),尤其是揚聲器的阻抗(kàng)是會隨頻率而改變的。


所以功率(lǜ)擴大電路(lù)是需要電壓與電流充沛的電源(yuán)供應,因此(cǐ)大型的變壓器與大量的濾波電容(róng)是很重要的,但也會提高製作成本,那也是為何一般會以重量來衡量功放性能的原因之一;輸出功率龐大的功放通常體型也相對(duì)巨(jù)大,工作時也會散(sàn)發出一定的熱量。不過現今交換式電源與D類功(gōng)放的技術日(rì)趨成熟,某些大功率的功放已經可以(yǐ)做到又輕又涼的情況了。


另外就是高級的功放款式,是有將前(qián)級電路與功率擴大電(diàn)路獨立成單件的前級功放與後級/功率功放的(de)產(chǎn)品,讓音響(xiǎng)玩家可以更自由的彼此搭配,取(qǔ)得所需的功能、聲音(yīn)表現以及揚聲器搭配(pèi)的(de)適應性。不過由於消費(fèi)趨勢的改變,現在也有性能不亞於前後級分離式的高級的綜合功放應市(shì),而不見(jiàn)得要(yào)費心(xīn)搭(dā)配(pèi)前後級功放的組合。

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