晶体管音频功放音质不好的原因及改进方法DOC.docx

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晶体管音频功放音质不好的原因及改进方法

晶体管功放都有非常优秀的特性测试指标，但实际音质音色都很不满意，即主观测试和客观音质有很大差异，其原因如下：

一、晶体管功放的开环特性不能令人满意，为了获得好的频响特性，都施加了深度达40db-50db的大环路负反馈，虽然得到非常高的闭环特性，但客观音质评价并不好，声音不柔和、不动听，这正是负反馈过度的通病。

二、晶体管功放的输出内阻Ri本来就非常低、在深度反馈下Ri又大幅度减小，电路阻尼系数Fd往往增大到100以上，Fd要比电子管功放大1-2个数量级（电子管功放Fd一般约在10以下）。

这样高的Fd对扬声器的机电阻尼过重、扬声器振动系数处于过阻尼状态，振膜的运动则很迟钝，动态会变得很小、音质就显得生硬不圆润、缺层次、丰富的谐波被封杀、被过滤，微妙的谐波信息分量大量丢失，振膜细节刻画能力差，声音干瘪、缺乏色彩、不丰满、久听使人生厌，人声表现远不及电子管功放。

三、电路稳定性差、易自激也是深度负反馈功放的一个通病，一般都是在电路中接入减小高频增益的相移补偿电容来破坏形成自激的条件。

此举虽有效地抑制了自激振荡，却常常引起瞬态互调失真增大、高频响应变劣，声音则变得毛糙、尖锐、不悦耳、不耐听。

四、大功率晶体管功放大都是甲乙类功放，有很明显的交越失真，故保真度也差，往往又多管并联来增大功率，这样管子的结电客Cs会变大，高频响应不可能很好，同时也会使输出阻尼过重。

五、甲乙类功放的Ic变化特别大，但供电都是一些低压，负载输出特性差的简单电容式滤波电源。

由于大电容滤波充放电速度迟缓，持续大信号时的滤波响应或电源能量输出往往跟不上Ic的动态变化，电源电压经常在峰谷之间作大幅度涨落，当电源容量不足或Ri较大时，峰值信号声音出现阻塞或喘息和拖尾现象，瞬态、动态响应也很不理想。

  除上述众所周知的五条原因外，我认为开关失真是晶体管功放音质不好、声音不润、莫名其妙烧高音喇叭的根本原因。

我们知道所有放大器件都是非线性器件，都会产生非线性失真，两个不同频率的信号通过非线性器件时就会产生新的频率成分。

当晶体管脱离放大区就会产生开关失真，因开关失真产生的频率不是单一频率，所以因开关失真产生的多种信号经过非线性器件放大后不仅产生非线性失真，各频率之间还要产生互调失真，再生成新的频率成分，而它们恰恰是晶体管功放听感不好和莫名其妙烧高音喇叭的根本原因。

  在全对称直流OCL放大器中，常采用下列方法获得好的音质和音色

1、前置输入级使用场效应管，可降低传导噪声和本底噪声，提高信噪比。

对现在普遍使用的DVD、CD、VCD、等数字信号源，可消除一些数码声，再加上没有奇次谐波而只有偶次谐波，音色较圆润。

前置输入级使用交叉耦合全互补高速宽频电路，使用特征频率FT高的晶体管，这样可加快转换速度，从而减少开关失真。

2、电压放大级采用共发共基极联电路。

这种失配法对前后级有隔离作用，而且高频特性好，电路不易自激，工作稳定。

使用特征频率FT高的晶体管减少转换时间，从而减少开关失真。

3、电流推动级通常由一至二级组成，为了降低输出阻抗、增加阻尼系数，常采用二级电流推动。

为了避免电流推动级产生开关失真，较好的作法是、采用MOS管并增大本级的静态电流，这样本级不会产生开关失真，由于任何情况下电流推动级始终处于放大区，所以电流输出级也始终处于放大区，因此输出级同样不会产生开关失真和交越失真。

4、电流输出级为了避免开关失真和交越失真，通常改善方法是工作在甲类或动态甲类。

5、环路反馈采用电流反馈，可有效减小互调失真。

  以上五个改进方法虽然可改善OCL全对称功放的性能，但并没有从根源上彻底解决，即开关失真没有彻底消除，只是部份减少了一些开关失真。

  晶体管功放能否彻底消除开关失真？

没有开关失真的功放有何特点？

本人通过多年研究已彻底解决了晶体管功放的开关失真，生产的多部样机一致性好，性能稳定。

  本机输入级采用J型场效应管或BJT管，前者噪声低，后者动态范围要大一些，静态工作电流1.2ma。

电压放大级采用共发共基电路，使用BJT管，静态电流2ma。

电流推动级由二级组成,使用BJT管。

第一级静态电流2ma,第二级静态电流4ma。

输出级采用倒达林吨电路,静态电流20ma。

倒达林吨输出电路可以减小阻尼系数，并具有一定的放大系数。

采用直流伺服电路稳定中点电位,环路反馈采用电流反馈减小互调失真。

本机特点

1、各级电流很小，符合绿色节能要求。

各级放大电路在任何情况下均不会脱离放大区，彻底消除了开关失真。

各级可使用特征频率FT低的管子，可减少整机成本。

2、除了输入低通外，信号通道没有任何外加电容。

3、功放自身增益可轻易做到40db且不自激，不需另加前置放大。

4、由于没有开关失真,所以输出端与扬声器并联的RC电路可不用。

5、音箱高音分频器中的降压电阻可不用,决不会烧高音喇叭。

6、对电源要求不高，60W的输出功率，滤波电容在6000uF-10000uF时，瞬态和动态响应均很好。

7、本机输出信号的纯净度非常好，自然真实，听感亲切，决没有干、硬、尖、噪、不耐听的非线性失真音质特点。

如有不同观点可在QQ网与691277976探讨。

或发邮件chu167@欢迎批评指正。

      附

      样机指标

一、技术指标

额定输出功率：

60W+60W（8Ω）

频率响应：

1Hz～500KHz

总谐波失真：

0.1％（1KHz）

输入灵敏度：

600MV

信噪比：

100dB

体积：

410×255×70mm

重量：

WEIGHT：

6kg

消耗功率：

150W

二、主要特征

1，独创的无开关失真电路，保证所有放大级正负输入时都不产生开关失真，彻底根除开关失真和交越失真

2，独创的消噪电路，保证极低噪音，大幅提高清淅度

3，独创的高速串并联稳压电源

4，整机静态功耗小于5瓦，符合绿色电器要求

5，电流反馈、放大级之间高阻隔离、信号通道和反馈电路无任何电容，信号相移小，输出信号定位准确

6，中点直流伺服与信号通道完全隔离，杜绝调制

7，输出端不使用防振和RC电路，使高音信号输出大幅提升

8，超薄机身

9、40dB高增益，大动态

10、开机延时、扬声器自动保护

11、功率输出管过热保护

EQ黄金定律：

EQ（均衡器）黄金定律

易记的EQ黄金定律（翻译）

1.如果声音浑浊，请衰减250hz附近的频段。

2.如果声音听起来有喇叭音，请衰减500hz附近的频段

3.当你试图让声音听起来更好，请考虑用衰减

4.当你试图让声音听起来与众不同，请考虑用提升

5.不要无中生有。

（意思就是说不可能增益不存在的波形。

如果你的录音设备限制或者是人声条件使然，根本就没有采集到、或者没有发出这个频段的声音，就不要浪费时间去调节这个频段的EQ想实现所谓的“效果”。

）

这里有一张表，它反映了一些倍频程点在听觉上造成的联想。

31hz隆隆声，闷雷在远处隆隆作响。

感觉胸口发闷。

所以对这个频段的波形直接剔除。

65hz有深度，所谓“潜的很深”。

男生适当增益，女生则看声音条件，很有磁性的声音就增益的比男生小些，很嗲很作的那种半高音就适当衰减。

125hz隆隆声，低沉的，心砰砰直跳。

温暖。

所以对这个频段的波形适当增益。

250hz饱满或浑浊。

增益但是不可以高于3DB，

200－800为人声的主频段，过分调节会失真。

500hz汽车喇叭声。

衰减，同样不要多于－3DB。

1khzwhack（打击声？

！

这样翻译不妥吧！

）。

适当衰减。

2khz咬碎东西的声音，踩的嘎啦啦作响。

人声不必说了，衰减。

当然做拖鞋跑在空旷的走廊这种特效，这里是要增益很多的。

4khz镶边，锋锐感。

如果NJ吐字不清可以适当增益1DB以下，因为这个频率同样也是齿音频段，处理要小心。

吐字清晰则应该衰减2DB。

8khz高频哨声或齿音，轮廓清晰，“ouch!

”女声可以考虑增益2DB，使得即使发嗲也能听清说的是什么。

男声则一定要衰减，这个频率是男生齿音的高发地带。

16khz空气感。

大幅度提升4DB，添加混响效果后会有回声的感觉。

只使用NJ说话比较少的节目，给人余音绕梁之感。

大段独白则建议衰减2DB，做出平易近人的效果，否则回声太多听了头昏。

还有两个扭就是清晰度和低频Bass依据个人口味添加吧！

改善晶体管功放音质实践

2004.03.0110:

00

　　通用OCL晶体管功放音质普遍不佳，就此论点颇多，如“奇偶谐波论”，“高低电压电流论”，“过载失真论”等等。

为此专家们也想出了不少方法改进，什么“共射共基”，“ALA”，“无负反馈”等等，这些方法虽然对音质有一定的改善，但是又带来了各种新问题，有的方法只改善了非线性失真，而线路变得复杂，耗电量增加。

音质依旧让人感到不耐听，久听使人烦躁。

　　通用晶体管功放在Ft,耐压，ICM等各项技术指标极高的情况下，为何不及“胆机”？

而另一种晶体管功放，“全场效应晶体管功放”在线路与双极性晶体管功放一样的情况下，音质却要好得多？

场效应管并非十全十美，它的栅源耐压较低，栅电容较大。

“金嗓子”功放并联十几对管子很让人对其速率产生担心，但音质却并没有多少劣化。

通过对场效应与双极性功放的对比分析，得出如下结论：

　　在线路相同的情况下，场效应功放比双极性功放开环增益要小，反馈系数F较低。

而且只利用了电压增益，输出电流由末级功率管提供。

双极性功放虽然发射极加了电阻R3，R4，R5作局部电流反馈，但开环电压增益仍旧较大，而且重要的一点，我们忽略了它的电流增益，而局部电流反馈对电流增益没有影响，电流通过两级放大，增益极大，只能通过最后的闭环反馈降低增益，这是与场效应功放极其不同之处。

音质劣化是否由此引起？

为此对双极性功放作了改进实验。

增加电阻R6，R7利用电压反馈来降低电流增益，实际听音音质大为改善，耐听程度增加，进一步将双极性功放的开环电压增益与电流增益降低到闭环增益的10倍左右，总体感觉与场效应功放一样，取得了满意的结果。

动态反馈功放——音质魅力挡不了！

莫爱雄

     相信广大发烧友都知道功放均有负反馈，其目的是为了：

①克服非线性的扬声器阻抗对反馈回路的影响（瞬态失真）；②提高放大电路的稳定性；③减少非线性失真；④抑制干扰、抑制晶体管由载流子热运动所产生的噪声；⑤展宽频带：

放大电路的上限频率提高了，下阻频率降低了。

      现市面上的功放无论甲类、甲乙类均是采用电压型负反馈的多，电流负反馈的较少，电压型负反馈的功放它输出电压的大小仅与放大倍数有关，而与扬声器的阻抗无关，这就使得放大器克服非线性失真与瞬态失真两者不能兼顾。

而采用电流负反馈就可解决这个缺点了：

用线性元件电阻把流过扬声器音圈的电流取样反馈给功放输入端，使放大器以固定电流方式驱动负载，扬声器受电流控制振荡而发声就能很好地解决功放内非线性失真与瞬态失真不能兼顾的问题了。

         近年音响技术飞速发展，国内的一些知名音响厂家研究出了另一种反馈技术――动态反馈技术（MFB）。

这是一种同时具有电流反馈和电压反馈的反馈技术：

当ZO（喇叭负载）变小时采用电压反馈，当ZO连续变化时就同时使用电流反馈和电压反馈。

采用动态反馈技术与电压电流相比，它是一种具有超级性能的控制方式，令功放的音质更具魅力，如信噪比高，放音音色温暖有弹力，中音清澈透明，低频动态强劲，爆棚有力，人声及小提琴声定位准确，解析力高，声音耐听而不烦噪。

图1是采用LM3886TF带动态反馈的功率放大电路，是由电流负反馈加电压负反馈组成的，它将扬声器系统也包含在反馈网络之内，对扬声器的控制起到积极作用，有力地抵消扬声器振动所带来的失真，使音乐的弹跳力明显增强，使死板的处于单一平面音场的声音变得活泼生气了，空间感增强了，声场