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10月 11, 2021

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今天就搞懂擴大機原理--揚聲器最強大的後盾(三)

前級擴大機 平衡左右音量 

 

上次介紹了管機VS晶體機,已經忘記的朋友可以回去複習一下:今天就搞懂擴大機原理--揚聲器最強大的後盾(二);了解「管機」與「晶體機」的差別之後,讓我們繼續進行下一層的分類說明。

 

前級

前級(Pre-Amp,或稱前置處理器),就像是整套音響設備的控制中心,是負責處理從CD唱盤、DVD播放機、LP唱盤等訊源所接收到的聲音訊號,然後送至後級擴大機進行「功率放大」。因為不同的訊號各有不同的電壓大小,必須先做處理,然後再輸出給後級擴大機。再者,前級擴大機本身輸出訊號的電流是很微弱的,並不足以推動揚聲器,聲音會非常小聲。前級的基本結構分為四個部分: 

1、音量控制(Volumecontrol):目的在改變聲音訊號振幅的大小,進而調整音量的大小。 

 

小小知識家:功率

看到功率的「率」,就知道功率八成跟時間脫不了關係。功率代表的意義是能量消耗或轉換的速率,單位是瓦特(W),1W代表每秒鐘消耗或轉換的能量為1焦耳(J)。1J的能量是多少呢?一粒米所含的熱量大約是200J,可知1J的能量其實蠻小的。若一擴大機的輸出功率為100W,則代表該擴大機每秒鐘可提供100J的能量,約相當於0.5粒米所含的熱量。 

 

2、平衡控制(Balancecontrol):目的是用來校正立體左右聲道音量的偏差,當左右聲道的輸出音量大小不一致時,就可以藉此調整。 

3、平坦放大訊號(Flatamplifier):功用是將音頻訊號加以放大,通常放大的倍數為10倍(20dB),所以又稱為十倍放大器。 

4、音調控制(Tonecontrol):目的在改變聲音訊號的頻率特性,依照功用有高頻控制(Treblecontrol)、中頻控制(Midcontrol)、低頻控制(Basscontrol),甚至還包含有高/低頻濾波器(High/Lowfilter)、響度控制(Loudnesscontrol)、以及音響效果放大器(Soundeffectamplifier,簡稱SEA)。 

 

後級

後級(Power-Amp,或稱功率放大器),主要功能是將前級處理後的音頻訊號做功率放大(同時放大電壓與電流,以電流放大為主),使後級的輸出訊號有足夠的功率去推動揚聲器,進而發出聲音。一般而言,完整系統的擴大機必須擁有前級、後級,但若是不想要東拼西湊又想節省空間,則可以選擇-綜合擴大機(Integratedamp.),將前級與後級結合在一起使用,雖然方便許多,但多少會受限於機器的體型、功率與元件上的限制,可以調整的空間變小;相較於前、後級擴大機各自獨立使用,則是換機時較方便,可根據自己的需求進行更換,並享受其中搭配的樂趣。 

在音響界,管機經常被評為推出來的聲音較甜美、溫暖且高音自然;晶體機則被認為表現出的聲音清澈結實、通透、且具有高解析力。「管機」與「晶體機」兩者之間聽感的不同,主要來自於元件本身所造成諧波失真的差異。若將兩者的諧波失真相比較,會發現管機遠遠大於晶體機,且兩者皆會同時產生奇次與偶次諧波失真,只不過比例有所不同,因為管機產生大量的偶次諧波失真,所以聲音聽起來會格外有厚度、音色溫潤。不過隨著科技日新月異,各家廠牌大多能自行控制失真、甚至活用失真的特性,並創造出自家廠牌獨一無二的聲音美學。以上關於「管機」與「晶體機」的分析,僅是大多數使用者的感受,而兩者各有擁護族群,畢竟聽覺的感受還是個人喜好,無論是喜好管機的甜美聲線,或愛上晶體機的諸多細節表現,都應該建議避免極端的出現。糖蜜般甜美的管機因為低解析,會帶有疏離的味道;而細節分明的晶體機,過度解析後會帶來疲倦感,若讓揚聲器系統上每樣組件都盡量地透明、中性,才能擁有更棒的音樂饗宴。 

 

小小知識家:諧波失真、偶次諧波、奇次諧波

諧波失真(HarmonicDistortion)是一種有害的訊號干擾。擴大機在放大訊號的過程中,由於放大元件不夠理想,會產生原有頻率的各種倍數頻率。放大1kHz的頻率訊號時會產生2kHz的偶次諧波、3kHz的奇次諧波以及許多更高次的諧波,理論上此數值越小,代表失真度越低。輸出的訊號除了包含已被放大的輸入成份之外,還增加了一些原訊號的2倍、3倍、4倍...甚至更高倍的頻率,導致輸出波形走樣,這種因為諧波引起的失真稱為諧波失真。 

 

造成諧波失真的差異。若將兩者的諧波失真相比較,會發現管機遠遠大於晶體機,且兩者皆會同時產生奇次與偶次諧波失真,只不過比例有所不同,因為管機產生大量的偶次諧波失真,所以聲音聽起來會格外有厚度、音色溫潤。不過隨著科技日新月異,各家廠牌大多能自行控制失真、甚至活用失真的特性,並創造出自家廠牌獨一無二的聲音美學。以上關於「管機」與「晶體機」的分析,僅是大多數使用者的感受,而兩者各有擁護族群,畢竟聽覺的感受還是個人喜好,無論是喜好管機的甜美聲線,或愛上晶體機的諸多細節表現,都應該建議避免極端的出現。糖蜜般甜美的管機因為低解析,會帶有疏離的味道;而細節分明的晶體機,過度解析後會帶來疲倦感,若讓揚聲器系統上每樣組件都盡量地透明、中性,才能擁有更棒的音樂饗宴。 

 

下一次,就要來介紹擴大機 A、B、AB、D 分類原理解析,敬請期待唷。 

 

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音響入門誌 Soundbody
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作者

德川音箱為減少消費者盲目摸索的過程,提供音響入門者的科普知識與音響設備資訊整合,所規畫的一系列音響入門雜誌。每期都結合了專業嚴謹的音響科學小知識與富含童趣感的音響玩具。一套共三集,分別是揚聲器、藍牙擴大機、DAC耳機擴大機,內容循序漸進,淺顯易讀,幫助您更輕鬆地進入音響世界。


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