理想的功放應(yīng)該是把輸入信號(hào)放大而毫無(wú)改變。實(shí)際上功放放大后的信號(hào)與輸入信號(hào)相比較,產(chǎn)生了不同程度的畸變,這個(gè)畸變就是失真。用百分比表示,其值越小越好。功放的失真有諧波失真、互調(diào)失真、交叉失真、削波失真、瞬態(tài)失真、瞬態(tài)互調(diào)失真等。
1)、諧波失真
諧波失真是由功放中的非線(xiàn)性元器件引起的一種失真。這種失真使音頻信號(hào)產(chǎn)生許多新的諧波成分,疊加在原信號(hào)上,形成了波形失真的信號(hào)。將各諧波引起的失真疊加起來(lái),就是總諧波失真度,其值常用輸出信號(hào)中的所有諧波均方根值與基波電壓有效值之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。
降低諧波失真的辦法主要有:
(1)、施加適量的電壓負(fù)反饋或電流負(fù)反饋;
(2)、選用fT高、NF小、線(xiàn)性好的放大元器件;
(3)、盡可能地提高各單元電路中對(duì)管的一致性;
(4)、采用甲類(lèi)放大方式,選用優(yōu)秀的電路程式;
(5)、提高電源的功率儲(chǔ)備,改善電源的濾波性能。
(2)、互調(diào)失真
兩種或多種不同頻率的信號(hào)通過(guò)放大器后或揚(yáng)聲器發(fā)聲時(shí)互相調(diào)制而產(chǎn)生了和頻與差頻以及各次諧波組合產(chǎn)生了和頻與差頻信號(hào),這些新增加的頻率成分構(gòu)成的非線(xiàn)性失真稱(chēng)為互調(diào)失真。
通常,將兩個(gè)振幅按一定比例(多取4:1)的高低頻信號(hào),混合進(jìn)入電路,新產(chǎn)生的非線(xiàn)性信號(hào)的均方根值與原較高頻率信號(hào)的振幅之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)量度互調(diào)失真,即互調(diào)失真的大小,可用互調(diào)產(chǎn)物電平與額定信號(hào)電平的百分比 來(lái)表示。此值越大,互調(diào)失真越大。
減小互調(diào)失真的方法,常見(jiàn)的有:
(1)、采用電子分頻方式,限制放大電路或揚(yáng)聲器的工作帶寬;
(2)、在音頻功放的輸入端增設(shè)高通濾波器,消除次低頻信號(hào);
(3)、選用線(xiàn)性好的管子或電路結(jié)構(gòu)。
3)、瞬態(tài)失真
瞬態(tài)失真是現(xiàn)代聲學(xué)的一個(gè)重要指標(biāo),它反映了功放電路對(duì)瞬態(tài)躍變信號(hào)的保持跟蹤能力,故又稱(chēng)為瞬態(tài)反映。發(fā)生瞬態(tài)失真的高保真系統(tǒng),輸出的音樂(lè)信號(hào)缺少層次感和透明度。被公認(rèn)為是影響石機(jī)音質(zhì),導(dǎo)致“晶體管聲”和“金屬聲”的罪魁禍?zhǔn)祝藗儗?duì)此極為重視。
改善常采用的方法有:
(1)、將放大器的開(kāi)環(huán)增益和負(fù)反饋量分別控制在50dB和20dB左右;
(2)、選用高fT的管子,前級(jí)采用fT大于100MHz的管子,末級(jí)功率管的fT 應(yīng)大于20MHz,盡量拓寬電路的開(kāi)環(huán)頻響,并加大各級(jí)自身的電流負(fù)反饋,取消大環(huán)路負(fù)反饋。目前有部分功放(如鐘聲JA-100)的末級(jí)擴(kuò)流電路不介入環(huán)路負(fù)反饋,其目的之一便在于此;
(3)、采用全互補(bǔ)對(duì)稱(chēng) 電路,提高功率輸出級(jí)的工作電流,并在輸出級(jí)前增設(shè)緩沖放大級(jí),改善電路的瞬態(tài)響應(yīng);
(4)、取消相位滯 后電容,改滯后補(bǔ)償為超前補(bǔ)償,即不用滯后補(bǔ)償電容,而在大環(huán)路反饋電阻上并聯(lián)一只適當(dāng)容量的小電容;
(5)、適當(dāng)加大輸入級(jí)的靜態(tài)電流,增大其動(dòng)態(tài)范圍,并在其輸入電路中設(shè)置低通濾波器,消除80kHz以上的高頻雜波信號(hào),防止高頻干擾信號(hào)導(dǎo)致輸入級(jí)瞬間過(guò)載。
4)、交流接口失真
交流接口失真是由揚(yáng)聲器的反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)線(xiàn)路反饋到電路而引起的。
改善這種失真的方法有:
(1)、減少電路級(jí)數(shù),適當(dāng)加大電路的靜態(tài)工作電流;
(2)、選擇適合的揚(yáng)聲器,使阻尼系數(shù)更趨合理;
(3)、采用大容量?jī)?yōu)質(zhì)電源變壓器,并適當(dāng)提高濾波電容的容量,在濾波電容上并聯(lián)小容量CBB電容。
5)、交叉失真
交叉失真又稱(chēng)為交越失真,它是對(duì)推挽功放而言的,主要由乙類(lèi)推挽功放中的功率管起始導(dǎo)通非線(xiàn)性而引起的,特別是在小電流的情況下,其輸出電流在交界處產(chǎn)生非線(xiàn)性失真,且信號(hào)幅度越小,失真越嚴(yán)重。
6、削波失真
削波失真是功放管動(dòng)態(tài)范圍不夠,由飽和導(dǎo)通引起大信號(hào)被限幅削波而造成的,削波失真產(chǎn)生了大量超聲波,使聲音變得模糊而抖動(dòng),聽(tīng)久了使人頭痛。
減小交叉失真常用的方法,是適當(dāng)提高推挽輸出管的直流工作點(diǎn);而改善削波失真的措施,一般是適當(dāng)加大電路的線(xiàn)性工作范圍。
5、輸入靈敏度
這是個(gè)電壓概念,表明當(dāng)功放達(dá)到滿(mǎn)功率輸出時(shí),在輸入端的信號(hào)電壓的大小,一般的功放的輸入靈敏度電壓為0.775v(0dB)到1.5v(+6dB)之間,靈敏度電壓越高,輸入靈敏度越低。有些高品質(zhì)功放,輸入靈敏度低是由于采用更深的負(fù)反饋電路,所以具有更低的失真,更寬的頻響和更好的音質(zhì)。
當(dāng)輸入功率一定時(shí),靈敏度越高,聲音越大。