[原创]换个角度看功放

white

换个角度看功放
论坛里大家对功放的讨论一直都没有停止过，讨论的角度有各种各样，从电路结
构到元件选择，信号传递到接地方法。。。。但是我觉得如果换个角度来看，撇
开各种具体的形式，只从功放具备那些条件了，才能够有好的表现，可能反而更
容易找到好的电路，作出好的功放。个人认为，以下几点，才是决定功放好坏的
关键：

1，功放的开环增益，大部分论坛兄弟在玩的功放，不加补偿，一般频率响应在1
00-300KHZ左右，这个参数是在闭环的情况下测出来的，，那么大家关心过开环
的情况吗？？以大家玩的最多的LM3886来说，按照国半提供的资料，开环增益是
80-115DB，平均是97DB，增益带宽是2-8MHZ，平均是5MHZ，那么，LM3886的开环
增益是多少呢？？？仅仅75HZ而已，也就是说，对LM3886功放而言，75HZ以上的
信号幅度保证，非靠负反馈来帮助才能做到，，，据说，LM3886还是块比较出色
的IC呢，，呵呵
2，转换速率，功放的转换速率和频率响应没有什么必然的关系，转换速率比频
率响应更加重要，为什么？因为音频信号是复合型的信号，高频信号是叠加在低
频信号上面的，当低频信号的幅度很大的时候，上升沿会变的很陡峭，如果功放
的转换速率不够，将会使得低频上升沿上叠加的高频信号受到损失。。。频率响
应窄点，损失的是谐波成分，转换速率低了，连基频都会遭到破坏，转换速率多
少大才够呢，根据资料，不小于30V/US，在50W输出的时候，由于转换速率造成的失
真，将不可闻。还是以LM3886为例子，单片的LM3886输出是65W，资料给的数据
是8-19V/US，平均14V/US，实际试听，在大动态的时候，转换速率不足造成的失
真明显可闻，而接成BTL的方式后，转换速率上升了1倍，转换速率造成的失真在
听音过程中变得很不明显了，对了，这个转换速率造成的失真，有个专门的名字
，叫瞬态频响失真。
3，容性负载能力，对功放，输出接的的是个号称4欧姆/8欧姆的负载，这个东西
一会儿会变成2欧姆，一会儿又会变成20欧姆，这个倒问题不太大，功放对电阻/
电感型的阻抗倒还基本搞的定，问题是容性负载呢？？谁让功放要伺候的是个复
合阻抗呢？那些连接的线啊喇叭啊什么的，合起来的分布电容的数值可不是个小
数目。如果不相信容性负载对功放稳定性的破坏，大家可以去试验一下，在功放
的输出上并联1个0。01UF的电容，开大音量，呵呵，爆了功率管，烧了喇叭可别
找我。。。电压型，大环路，深反馈的功放，在输入1KHZ方波信号，输出10VP-P
。接标准电阻负载的情况下，并联个0.01UF的电容，输出的方波上升沿顶端只出现1
个振铃，并且幅度不超过整个方波幅度的1/20，，不知道有几台能够做到？？象
我做的LM3886，在上面的条件下，方波顶端有5个振铃，第1个振铃的幅度是整个
方波幅度的1/5。

4，谐波失真，哎，这个真是个问题，失真到底是小好还是大好呢？个人觉得，
只要不是太离谱，比方说，1W/20-20KHZ的总谐波失真不大于1%，最好在0。3%里
面就可以了，我更加关心的是失真的成分和比例，2次，3次，4次，5次谐波所占
的比例是多少，频谱分布情况如何，这个具体可以去看看单端，推挽，或则A类
，B类的谐波失真的成分和频谱的分布有什么不同，以及不同的结构的谐波失真
的成分和频谱的分布对声音有什么影响。适量的谐波失真，反而可以改善听感，
呵呵，我要LM3886到底了，大家知道，LM3886做的好了，可以获得比较甜美的声
音，很多人认为甜美的声音是偶次谐波所赋予的，问题是LM3886的电路构架是出
不了多少偶次谐波的，实际上，适量的3次谐波，才是声音甜美的功臣。

上面是我对功放的一些看法，个人觉得这个才是最主要的问题，这个是功放最基
本的素质，有了这些，才有变成1台好功放的潜质，在这个基础上，用好的材料
，考虑信号的传输，各级系统的配合，才有实际的意义。

ReadOnly

强！让我学到很多东西，谢谢！
请问“瞬态频响失真”听起来会是怎样的？

狂舞金蛇

补充一下关于转换速率的东西。从它的度量单位直观的就可以看出它的特性，它就是度量功放输出端电压变化速度的厂量。一般测量都是用方波信号加在输入端，因为理想的方波信号有如下特点：
1)等效于多个频率的正弦波信号组合成（只是等效，并不是说真的就是），也就是说出得了方波，什么频率成分的正弦波成分都能放大出来了。这个特性可以用来测试频响。
2)方波的前后沿是垂直的，所以上升和下降时间都为零（理想方波啊，不是实际的），把它馈入功放，测量功放输出端方波图形从低位上升至高位需要的时间（以uS计），结合功放输出的电压幅度，就可以得到一个衡量功放输出端电压摆动速度的量－－转换速率了。
音频信号中，低频信号一个周期占用的时间比较长，但是低频信号的变化幅度却远比高频信号的要大。所以转换速率对于所有的音频信号都会有影响。一个幅度为100Vp-p/50hz的信号，其实跟一个幅度为1Vp-p/5khz的信号对功放转换速率的要求是一样的。
转换速率不够的功放，在一个瞬间的高电平信号到来的时候，会因跟不上输入信号的变化导致输出信号的波形跟输入信号波形相比，被平缓的压缩了。所以瞬态不好的功放，听起来低音变得模糊，爆发感不强；高音清晰度变差，象蒙了一层纱。中音呢？当然也有影响，但因为中音要幅度没幅度，要瞬变没瞬变，所以影响不是十分大，瞬态响应主要影响的是大动态的低频和近乎脉冲的高频。
to white兄，关于最后一点说奇次谐波甜美，值得商榷。偶次谐波之所以悦耳，是因为把基波跟偶次波进行频率/音程的转换对应后，偶次谐波能一一对应上真实乐器发出的分布各音程的谐波，而奇波则不然，它是杂乱的，某个奇波对应的音高位置上并不存在真实乐器发出的该音高的谐波，所以它是“走调”的声音，会破坏听感。3886也许确能出甜美的声音，3886的架构也确实应该以奇次谐波为主，但我们不能就此作出断定。因为影响功放的因素太多，正如胆机音色甜美，我们不能就说转换速率低比高好，失真度高比失真度低好一样道理。不知道white兄以为然否？

小鬼头

辛苦了，写了这么多。
不过里面有些意见我不敢苟同：
1、“功放的转换速率和频率响应没有什么必然的关系”，你的意思是什么呢？如果我没记错的话，在一定范围内，两者有一个公式可以转换。
2、“这个转换速率造成的失真，有个专门的名字，叫瞬态频响失真”。瞬态互调失真我记得是反馈信号延迟到达，造成输入级非正常工作而造成的，其大小与转换速率是有一定关系的，但似乎不应该称为“转换速率造成的失真”
3、”如果不相信容性负载对功放稳定性的破坏，大家可以去试验一下，在功放
的输出上并联1个0。01UF的电容，开大音量，呵呵，爆了功率管，烧了喇叭可别
找我”。稳性不好的功放带容性负载，是可能自激的。但没你这里说的这么厉害吧？

狂舞金蛇

1)你记错了吧，是不是记到增益带宽乘积公式去了？看看3886和7294，2030和1875的参数指标，就知道有没有必然的联系了。
2)小鬼头，互调失真归互调失真，瞬态响应失真（简称瞬态失真）归瞬态响应失真，是两码事；不过“瞬态频响失真”我倒没也没听说过。
3)功放自激不会烧？你去作块tda1541看看？线路设计不好，轻则发热重则烧IC；要说分立件的，也有。去买块30块钱的850功放板，弄到它自激去，看看烧不烧3DD15或是3055什么的。

小鬼头

下面引用由狂舞金蛇在 2004/06/28 09:14pm 发表的内容：
1)你记错了吧，是不是记到增益带宽乘积公式去了？看看3886和7294，2030和1875的参数指标，就知道有没有必然的联系了。
2)小鬼头，互调失真归互调失真，瞬态响应失真（简称瞬态失真）归瞬态响应失真，是两码事；　...

1、你有机会找本示波器说明书看看，我刚看过TEK的就列有公式。我记得以前一本低频电路原理书也有这个，还记得有一种测量方法，通过观察方波的响应，大致估算功放的带宽。呵呵
2、楼主不是明摆着说瞬态互调失真吗？
3、是有这机会，但不绝对。因为楼主是版主，所以我苛刻点，提出来，别见怪——有些DIY友就用0。01U的电容来测试功放的，我没见到烧呀？

white

晕倒，，怎么打了个瞬态频响失真啊，，，SORRY，，是瞬态响应失真，，谢谢小鬼头兄指出，，，
转换速率可以间接的估算瞬态响应失真（差点又打成频响，，呵呵），
瞬态互调失真，是2个或多个不同的频率，经过放大器后，由于放大器的非线性，产生类似收音机混频的现象，就是有和频和差频的新频率出现而造成的失真，，大致是这个意思，，准确的说法要去翻书的说，，

white

to white兄，关于最后一点说奇次谐波甜美，值得商榷。偶次谐波之所以悦耳，是因为把基波跟偶次波进行频率/音程的转换对应后，偶次谐波能一一对应上真实乐器发出的分布各音程的谐波，而奇波则不然，它是杂乱的，某个奇波对应的音高位置上并不存在真实乐器发出的该音高的谐波，所以它是“走调”的声音，会破坏听感。3886也许确能出甜美的声音，3886的架构也确实应该以奇次谐波为主，但我们不能就此作出断定。因为影响功放的因素太多，正如胆机音色甜美，我们不能就说转换速率低比高好，失真度高比失真度低好一样道理。不知道white兄以为然否？
狂兄，好久都没有看见你了，，呵呵，欢迎多回来指导！！
这个是这样的，，关于上面的说法，我在什么地方看过有关的资料的（记性不好，忘记了），然后呢，在做ZEN4 的时候，由于当时是用计算机分析来一步一步的试验的，，当时有这么个情况，当末级的电流在1A的时候，（ZEN4在大信号的时候会进入推挽的状态），7次谐波的分析，发现3次谐波的分量是2次谐波的分量只差了一半，这个时候的声音表现非常的甜美，甚至感觉上太过了，在末级的电流在2A的时候，2次谐波的分量大幅上升，而3次谐波的成分只占2次谐波的1/10，，这个时候的声音就不怎么甜美了，感觉偏中性，但是音乐感染力非常的好，对音乐的节奏的控制一流，这样映证下来，得到上面的结论，至于为什么会这样，具体原因不清楚，手上没有好的音频频谱分析仪，没办法研究，，，，还有个结论，就是5次谐波一定要控制，越低越好，，，
这个谐波失真的说法，现在的版本实在太多了，如果按PASS的说法，，他怎么也看不出偶次谐波对声音有什么影响，，，

小鬼头

下面引用由white在 2004/06/29 01:04am 发表的内容：
瞬态互调失真，是2个或多个不同的频率，经过放大器后，由于放大器的非线性，产生类似收音机混频的现象，就是有和频和差频的新频率出现而造成的失真，，大致是这个意思，，准确的说法要去翻书的说，，  ...

WHITE版主所说的这种失真应该是互调失真（IM），不是瞬态互调失真（TIM）。


另外，昨天晚上顺手翻到一本电子电路原理书，就找到带宽与转换速率（SR）的关系式——这书是N年前看的，看来我的记性并不是太差，嘿嘿！:
带宽=转换速率/（2*3。14*Vop)
这里的带宽是大信号的带宽，准确的标示是功率带宽fM（其实部分运放、功放IC有这个参数给出，个人认为比那些运放经常给出的小信号带宽更有实际意义）， Vop好象是指输出的电压，3。14是圆周率（Pi).
BTW：TEK示波器说明书给出的是上升时间与带宽关系的估算式。

white

下面引用由小鬼头在 2004/06/29 09:08am 发表的内容：
WHITE版主所说的这种失真应该是互调失真（IM），不是瞬态互调失真（TIM）。
另外，昨天晚上顺手翻到一本电子电路原理书，就找到带宽与转换速率（SR）的关系式——这书是N年前看的，看来我的记性并不是太差，嘿嘿 ...

今天看了一下书，小鬼头兄的说法是正确的，，
互调失真，是2个或多个不同的频率，经过放大器后，由于放大器的非线性，产生类似收音机混频的现象，就是有和频和差频的新频率出现而造成的失真.
瞬态互调失真，是TIM。另外一种失真，这个和开环带宽有直接的关系。
我在里说的瞬态响应失真，，精确点的说法，应该是瞬态失真，或则瞬态响应
http://dailynews.online.tj.cn/servlet/PreView2?UserName=hifi&id=530