失真是输入信号与输出信号在幅度比例关系、相位关系及波形形状产生变化的现象。音频功放的失真分为电失真和声失真两大类。电失真是由电路引起的,声失真是由还音器件扬声器引起的。电失真的类型有:谐波失真、互调失真、瞬态失真。声失真主要是交流接口失真。按性质分,有非线性失真和线性失真。
线性失真是指信号频率分量间幅度和相位关系的变化,仅出现波形的幅度及相位失真,这种失真的特点是不产生新的频率分量。
非线性失真是指信号波形发生了畸变,并产生了新的频率分量的失真。音频功放所产生的失真要点如下:
一、谐波失真
这种失真是由电路中的非线性元件引起的,信号通过这些元件后,产生了新的频率分量(谐波),这些新的频率分量对原信号形成干扰,这种失真的特点是输入信号的波形与输出信号波形形状不一致,即波形发生了畸变。降低谐波失真的办法主要有:1、施加适量的负反馈。2、选用特征频率高、噪声系数小和线性好的放大器件。3、提高电源的功率储备,改善电源的滤波性能。
二、互调失真
两种或多种不同频率的信号通过放大器或扬声器后产生差拍与构成新的频率分量,这种失真通常都是由电路中的有源器件(如晶体管、电子管)产生的。失真的大小与输出功率有关,由于新产生的这些频率分量与原信号没有相似性,因此较少的互调失真也很容易被人耳觉察到。
减少互调失真的方法:1、采用电子分频方式,限制放大电路或扬声器的工作带宽,从而减少差拍的产生。2、选用线性好的管子或电路结构。
三、瞬态失真
瞬态失真是现代声学的一个重要指标,它反映了功放电路对瞬态跃变信号的保持跟踪能力,故又称瞬态反应。这种失真使音乐缺少层次或透明度,有两种表现形式:
A、瞬态互调失真。
在输入脉冲性瞬态信号时,因电路中的电容使输出端不能立即得到应有的输出电压,而使负反馈电路不能得到及时的响应,放大器在这一瞬间处于开环状态,使输出瞬间过载而产生削波,这一削波失真称为瞬态互调失真,这种失真在石机上表现较为严重。
瞬态互调失真是功放的一个动态指标,主要由功放内部的深度负反馈引起的。是影响石机音质、导致“晶体管声”和“金属声”的罪魁祸首。降低这种失真的方法主要有:
1、选择好的器件和调整工作点,尽量提高放大器的开环增益和开环频响。2、加强各放大级自身的负反馈,取消大环路负反馈。
B、转换速率过低引起的失真。
以上所述,高电平的输入脉冲使放大器产生削波而造成瞬态互调失真。那么低电平的输入脉冲是否会引起失真呢?这就看放大器的响应时间了,由于放大器的响应时间太长使放大器输出信号的变化跟不上输入信号的迅速变化而引起的瞬态失真,称为转换速率过低失真。它反映了放大器对信号的反应速度,这项失真小的放大器,其重放的音质解析力、层次感及定位感都很好。
四、交流接口失真
交流接口失真是由扬声器的反电动势(扬声器发音振动时,切割磁力线所产生的电势)反馈到电路而引起的。
改善方法有:
1、减少电路的输出阻抗。
2、选择合适的扬声器,使阻尼系数更趋合理。
3、减少电源内阻。
文章来源:电子工程世界,题图来自网络
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延伸阅读:
音响或广播系统烧喇叭的原因及解决方法
音响或广播系统中的喇叭常有烧掉或破声的情形,一般人直觉人会认为是开太大声了喇叭会受不了,因而把喇叭弄坏,其实不然,有许多种情况都可能,分别举例如下面的情况及理由,相信可以有助于您维护喇叭长寿数十岁。
我们经常使用麦克风演讲或唱歌的会因为麦克风靠喇叭太近或对着喇叭,开大音量产生高频正回授的啸声,这一下您的喇叭高音单体可能就不灵了。这是因为中高音一经分音器之后大部的信号都从高音发出,这种高能量的信号全数通过圈极细的高音单体就把喇叭烧了,所以常您用麦克风时,千万记得音量由至大慢慢加,别一口气开大,免得喇叭只发出像牛声般的低频。
1、开太大声固然会振坏喇叭,另一种情况就是扩大机功率不足硬开大声,所输出的都是不正常的切割信号,这种情况也会把喇叭损坏。建议喜好大音量的使用者要选购大功率的扩大机,30W的小功率后级极可能烧掉低阻抗大喇叭的。
2、扩大机如果有直流输出,那一定会烧掉低音喇叭,甚至极少数的高音喇叭也会烧掉。原因乃低音(或其他音路)喇叭分音路径上没有电容器隔离直流,直流一输出就像把直流电通入喇叭中,连分音器线圈一起烧得焦黑。因此选购扩大机时千万注意,要先用电表测量前级和后级的输出端是否有直流输出,如果前级有直流输出也有可能经由后级再放大输出把直流传入喇叭。
3、如果您是自己装的它手一定知道高频振荡这回事,假如您现在也在自己装,那更要请注意高频振荡,最好用示波器检查一下前级和后级是否有振荡或直流输出,万一您没有发现有此状况,那也许烧掉您高级的喇叭够让您买好几部20MHz的示波器了。
有输出变压器的真空管后级(或广播用的)不会有直流输出的(如果有就吓人了),但是真空管机又流行起来了,要特别注意真空管机比较容易有高频振荡或干扰,上述的情况是喇叭最常发生的原因,提供你作为日常保养的参考。
器材重搭配,阴阳要调和
我一直强调,器材的搭配的重要性远胜于单独器材本身的好坏。便宜的器材如果得到适当的搭配,其表现一定会胜过搭配不良的高价器材而器材搭配的原则就是找到平衡点,就像翘翘板般,找到中间的那个平衡点。基于此因,如果个性阳刚的器材我们就找阴柔的来配,让它的个性听起来很顺。如果觉得音色太亮的器材我们就找温暖的来配;速度太慢的我们就为它配上速度快者。总之,阴阳调和、刚柔并济,找到平衡的声音是大原则。
电源弄乾净,清静透明有层次,身处都市公寓丛林里,我们家里充满各种电子干扰污染。不管是从电源线传来的(马达转动、日光灯闪烁),空气中传来的(射频干扰,电磁干扰)都让我们无法逃避。为了减少这些干扰,我们尽量做到冰箱、冷气、除湿机、洗衣机等有马达的电气回路不要与音响的回路在一起。如果能拉条专用电源当然更好。室内如果能够不用日光灯就尽量不用,调光器也会产生杂讯。此外,市面上有卖一些抗电磁与射频干扰的小道具,也有各种电源滤波器、处理器等可以选用。
如何判别自己的电源弄乾净了呢?很简单,电源越乾净,声音听起来就越清楚、安静、透明,而且层次感会越好。不过有一点要特别注意,以前很多人越处理声音越瘦,到最后只剩下清楚而乾乾的中音、瘦瘦的中音与不够丰润的低音,这是不对的。正确的声音应该是高音水水甜甜的,中音饱满丰满,低音量足又有弹性。
接头勤拂拭,线头要锁紧,所谓接头就是讯号输入输出的接头。这些接头在使用久了之后难免受空气的侵蚀,而在表面产生一层氧化物。接头公插与母插上都有一层氧化物时,您花大钱买的讯号线还有用吗?要用什么东西来清洁接头呢?市面上有许多种小到具可以清除,您到音响店问一问就有了。
假若接头氧化得很厉害,您还可以到汽车材料行去买类似洁铝99的东西,这些具有摩擦性的清洁剂很厉害,会把接头表面磨掉薄薄一层,保证清洁溜溜。不过要特别注意的是,千万不要拿这种清洁剂来擦面板或镀金旋钮,那会让它们变得没有镀金的光泽.
当您清洁过接头的表面之后,可以去买一种含有轻微油质的拭纸。用这种拭纸擦过接头表面,会让它们保有约一个月不氧化的功效。
再来,线头要锁紧是什么意思?线头是指喇叭线头,如果喇叭线头不锁紧的话,它所产生的阻抗变化可能会对低频产生不良影响。依我的经验,喇叭线最好不要用端子,就将裸线直接锁紧在接端上,这样会得到最好的接触面。
假若一定要用端子,尽量选用薄而软的纯铜Y型插,这种端子可以锁得紧。越厚越硬的端子接触效果越差。如果能将输出输入端子清乾净,喇叭线锁紧的话,就好像人体的血路经脉都没阻碍,声音一定会更好听。
沙发买真皮,好坐好声又耐用,不论您是买单人座椅或双人、三人甚至整套沙发,我建议您买真皮沙发。为什么?或许每个人对于好坐与否有不同的看法。但是,皮沙发与布沙发、木椅一比,的确会让声音比较好听,尤其是低频。
为什么?我没有用科学的方法去测验过,不过我认为皮沙发是很好的声音阻尼体,它可适度的吸收(体积、重量与软硬程度)与反射(真皮表面)声波,让声音更好听。此外,皮沙发如果正确保养,用个五年十年没问题。再者,目前义大利进口皮沙发也不算太贵,何况还有很多台湾仿制品。
薄板钉不得,伤财又伤声,一般家庭,为了美化天花板,或者是作假墙假梁柱,多少都或请木工钉夹板,甚至整个墙面为了美观,也是先钉夹板再贴壁纸。可惜的是,夹板对于中频与中低频有相当强的吸收作用。因此,夹板钉多的话,中频与中低频会变瘦。大家都知道,中频一瘦的话,就好像人的肝不好,那是很严重的问题。以音响效果而言,夹板肯定伤财又伤身。
假若您的天花板一定要美化,那么,我建议您做小块的弧型板去美化。或者,做一片片独立的长条声弧。甚至,在天花板上安装二次余数扩散器皆可。这些措施对于声音都是正面的。请注意,假若您的空间很大,可以选择性的在聆听区的天花板上做以上措施即可。如果在五坪以内,做几片弧型就已经布满天花板了。
或许有人会怀疑,弧型板不也是用薄板做成的吗?没错它是以薄板弯成,但是它的强度很高。而且,它的内部没有密闭的空腔,所以吸音的特性远远小于扩散家具正常摆,扩散吸收自然来一般人在布置一个音响室时,首先想到的就是要整齐简单乾净。室内没有一般杂七杂八的家具柜子等。殊不知,这样一来,由于室内吸收声音的东西少,会使得回声过多,残响过长,低频多处驻波产生。像这样一个空间,美观是美观,但是声音一定空洞吵杂,不耐久听。
我的建议是一个音响空间里最好还是要和一般居家环境一般,有桌椅、橱柜等。这些家具自然就会对声音有吸收、反射、扩散的作用。运气好的话不费吹灰之力声音就很好听。运气不好,我们再来做一些专门让声音好声的装置与调整。