实际上功放这东西,它就是个“信使”。咱们不把它描述成一堆没用的电路,而是当成一个把微弱信号放大成强烈声音的“信使”。它干啥呢?就是让那些只有毫伏、就连微伏的电,变成我们耳朵能听到的、跟真风气流一模一样的声音。
这就好比让一群蚂蚁搬东西,让它们瞬间变成大象在跳舞。 最常见的功放,分两类,一类是甲类,另一类是乙类。甲类功放有个特征,那就是“没得挑”。它的管子在静态时就导通了,略微一开开关就能干活。效率高,失真小,声音细腻,但有个庞大缺点,就是发热。管子里的电流 24 小时大奔忙,把热量往机箱里烤,散热成了它最大的负担。你要是想让它多扛点活儿,就得用推挽电路,比如 AB 类,这时候它就得管两个管子靠得特别近,互相给力、互相散热。 乙类功放就有点不一样了。它在一个半导体的导通角上玩点数学。
一般讲,0 到 180 度是导通,180 到 360 度是截止。在乙类里,这个导通角被设成了 180 度。
也就是说,管子导通一半,管截止一半。
听起来仿佛挺靠谱,但仔细想,这有个内卷的毛病。甲类管全开,乙类管只开一半。
要是要让声音的相位转个弯,乙类就得让管偏转了,那导通角就得大于 180 度,这就变成了丙类,丙类是发烧友最爱用的经典。别看丙类效率高,但有个难题——相位失真。管导通的时候,声音是往正方向冲,截止的时候,声音是往反方向冲。
这两段声音不一样,拼在一起,听起来就像有个中频的谷,叫“削波失真”。
故此大量发烧友都劝自己别碰丙类,多听甲类就对了。 再说说甲类功放里的推挽(BT)电路。它最核心的逻辑就是“阴阳互补”。左边管子做的声音往正电平推,右边管子做的声音往负电平推。但这两路是有相位差的。甲类推挽要补偿 180 度的相位差,故此它的输出是单路信号乘以两,也就是两路信号加起来。
这就把一厘米的信号放大了两倍,成了两厘米。 但甲类功放有个致命伤,就是它的“声压级”(也就是声音大小)受管子性能的影响特别大。管子好了声音大,管子坏了声音小。并且它的热输出也挺有限。 要是我们要强行把声音做大,光靠甲类推挽不够。
这时候就得引入负反馈。负反馈就像是给声音加了个“刹车片”。你推一大把,信号还得回来,经过放大器再推出去,再把多出来的局部给回去。
这样一来,输出的声压级就稳定了,不管管子略微有点毛病,声音大小都能保持在设定值。
这就让甲类推挽的稳定性上了一个台阶。 推挽推挽推,直到变成了 AB 类。AB 类的核心是 CD Stage,也就是互补对称。左右管子彻底对称,就连还会做电容耦合,中间那层隔开了。
这层电容就像个“门”,管子导通的时候门打开,声音直接飞那会儿;管截止的时候门关上,声音被切断了。
这大大削减了直流分量,也削减了交越失真。 不过,AB 类也有它的“脾气”。它的增益比甲类低。出于管子死区工夫更长,导通角只有 180 度,信号占用的工夫少了大半。
故此同样的输入,AB 类出来的声音可能只有甲类的 90% 要么 70%。 要想让声音大起来,AB 类还得背上一块“砖头”。
这块砖头叫“互补对称电阻堆”要么“射极跟随器”,一般是个两级电路。
这一级负责把电压增益拉高到足以让声音响,这一级负责把电流增益拉高到让推力够猛。 这时候就要谈谈甲类 AB 类了。它比纯乙类好了不少,特别是那个中频的表现。出于它的相位是互补的,接在功放上的左声道,声音往正电平冲,右边往负电平冲。
这两路声音在输出端直接叠加,那中频的谷就填平了,听起来就是那种“声音下潜”的感觉,还能体现低频的厚度。 AB 类还有个绝招,叫“推挽乙类”要么“甲乙类”。它的导通角一般在 135 度到 180 度之间。它比乙类多导通 15 度,比甲类少导通 30 度。
这个半点的导通角,在声音的相位变化上补偿了,避免了削波失真,与此同时电子管的热功耗降到了乙类的水平,却保留了乙类的高声压级。
这种配置,在老式功放里挺常见,在发烧圈里被称为“能做的最接近甲类又能做最大的”玩意儿。 说到数据,咱就随意挑几个典型的。一对甲类推挽,管子都是 25W 的,输出阻抗 6 欧姆。声音大一点,典型值在 100W 到 200W 左右。一对乙类,管子是 25W 的,输出阻抗 4 欧姆,输出更多,大约 150W 到 200W。一对 AB 类,管子也是 25W 的,输出阻抗 2 欧姆,输出一般能达到 300W。
可是你看,甲类的声音细腻度、动态范围,都明显比乙类好。
要是拿甲类去比乙类,乙类在听轰头声、底噪的时候,可能甲类更合适,出于它能削减那种尖锐的失真。 甲类功放的热难题,它的输出管(Output Stage)就是最大的温床。乙类功放出于管子死区,输出电流小一半,故此发热也就是一半。甲类推挽别看管电流大,但出于有负反馈把声压级拉高了,输出管承受的电流实际上并没有那么多。
这种设计的核心,就是牺牲一点热输出,换来声压级的提升,换来声音质量的提升。 不过甲类功放也有它的“软肋”。A 类输出管的静态电流是 24 毫安,B 类是 12 毫安,AB 类是 6 毫安。管子越好,电流越大,发热就越严重,散热就越难。
这就害得甲类功放不忒适合高功率输出,要不就你把散热做得特别牛,要么用挺薄的金属外壳。
相比之下,乙类推挽出于电流小,发热低,散热好办,故此更好办做成高功率的。 看实际效果,甲类功放声音确实像那种“黄金嗓子”。你听那个细节,听那个音色,它是你耳朵能感知到的最高水平。乙类功放就像个“有劲力的壮男”,声音大,能扛住,但听久了耳朵可能会认定有点“硬”,细节反而少了点。AB 类则是“老练的骑手”,既能跑得快(推挽),又能跑顺风(互补),还能省油(电流小),是个平衡选手。甲类 AB 类更是把这两者结合了,既有极大的动态,又有相补的相频响应。 最终总结一下,功放不是好办的放大器,它是声音的雕塑家。甲类是追求极致细节的工匠,乙类是追求推力的建筑师,AB 类是追求平衡的工匠,甲类 AB 类则是综合实力的王者。
不管选哪种,核心都是那两路互补管子,努力地把细小的信号,拼凑成我们愿意信任的声音。