玩了多年的音响，兼玩了几年的相机，一些感悟。主观感受和客观指标之间的差距。

lyticast · 发表于 2014-12-25 14:15:07

   已经很久没上音响类的论坛了，前几天在给朋友讲解我设计功放的思路时，偶尔搜到本坛一位大侠的帖子，非常有见地。帖子链接如下：http://www.crystalradio.cn/thread-23854-1-1.html
   另外个帖子：http://www.crystalradio.cn/thread-621251-1-1.html，其实也是事实，并不是烧坏了脑子。
   另外个事实不容否认，请不要带着有色眼镜看待老烧，事实就是标称指标完全一样的两套器材，声音会天差地别。
我们排除玄学，从纯技术层面，也非常容易解析这一区别的根源。
晶体管功放的标称指标事实上已经远远超出人耳所能辨别的范围，然而有趣的是，耳朵对宽频带低失真闻而不见，所关注和苛求的反而是动态表现。这和视觉感受何其相似，眼睛其实也是对反差敏感，对大片纯色并不敏感。视听对失真度的宽容度绝对超出你的想象。
   因此，客观指标上的THD只要低于1%，混合复杂信号的音乐完全可以掩蔽掉这个失真度，不能为人耳感知。把失真度做到0，结果也不会有可闻的变化。
   对动态的敏感这里举个例子，你坐在高速均速巡航的车上，是感觉不到车的运动的。而起步和刹车动作就可以让你清晰的感受到车的运动状态。因此，目前器材测试的指标都属于稳态指标，不会有任何区别，动态指标来说，既难测量也没有厂家愿意测量，一旦结果出来很多名机怕是不好蒙混过关了。这好比标称最高时速200KMH的宝马和动车，它给你的最高速度体验你无法感觉，但加速度就完全两回事啦。音响器材里一个很典型的例子就是普通球顶高音和铝带高音静电高音之类的，都标称30KHz上限，实际听感来说，铝带和静电的细节远多于球顶高音。换句话说，铝带高音的动特性好。地摊货耳机也能测量到20Hz~20KHz的频响，但地摊货的细节解析力能和同样标称20Hz~20KHz的高档耳机比么？同样也是动特性的差异。
   晶体管功放实际上就是稳态指标好，动态指标低劣的典型。同样标称指标的晶体管功放和电子管功放相比，先不说音色差异，就细节还原来说，电子管比普通晶体管功放不知道好多少。用监听耳机做参考，很容易可以感受到电子管的还原更接近真实。
   造成这个现象的元凶有两个，末级晶体管和大环路深度负反馈。
   我先规范下名词和代号。双极晶体管缩写BJT，大功率BJT按照电力电子行业规范称之为GTR（巨型晶体管或者电力晶体管）。另外一种晶体管是场效应管FET，作为功放末级，常见的有平面金属氧化物半导体场效应管LDMOSFET和垂直金属氧化物半导体场效应管VMOSFET。比如1943/5200就属于GTR，2SK134/2SJ49属于LDMOSFET，IRFP240/9240就是VMOSFET了。
   这些器件的特点有着很大的差异。先写到这里，晚点再继续。

gongyuancun · 发表于 2015-1-17 21:58:40

lyticast 发表于 2014-12-25 17:10
09年设计，10年完工的土炮，使用至今。

单元都是国产，低音是从丝语定制的超长冲程12寸舞台喇叭。中音是 ...

定制的12寸喇叭是双音圈吧，一个音圈驱动，一个音圈电压反馈

a3kper · 发表于 2014-12-25 14:26:40

写的好，不过那位转贴来证明高端货和低端货没有差别的要难受了

lyticast · 发表于 2014-12-25 14:31:00

a3kper 发表于 2014-12-25 14:26
写的好，不过那位转贴来证明高端货和低端货没有差别的要难受了

我不喜欢进口天价器材的玄吹，但也不能否认客观事实。本着中正平和的心态去研究分析吧。

李修理 · 发表于 2014-12-25 14:32:18

继续啊楼主

lyticast · 发表于 2014-12-25 15:19:49

   继续。上回说到各器件的差异，下面我们来详细分析下具体的表现。
   首先给定条件，大环路深度负反馈，线路结构先不管。晶体管机的高指标来源于深度负反馈，负反馈有它积极的一面，当然也有消极的一面了。消极的一面就是非常容易超调（过冲）。负反馈毕竟不是实时处理，而是事后处理。因此，输入猝发信号时，由于输入级电压级的电压建立时间很短，使得末级功率管瞬间进入饱和态。根据末级功率管型号的不同，会有如下几种表现：
   1.声音发蒙，丢失许多细节。代表作就是KRELL的KSA50这一个流派的所谓重料大甲。耳残老烧谓之为：温暖细腻。当然了，戴着有色眼镜的老烧评价同样声音表现的国货就谓之“糊成一团，恶声”。
   2.刺耳的金属声，并且损失部分细节。国内DIY的晶体管功放这一类情况最多，进口机则“很聪明”的采用高切手法来蒙混过关。不放出来你就无法感受。视切除手段和力度的不同，形成各种流派。被吹捧成神的是FM。
   3.不蒙也不过，但脚软。代表作就是高文的作品，算公认的低音控制力差的典型吧。老烧会捧高文的臭脚，我绝不会去捧。毕竟还是残缺的声音。

   耳朵对音乐的感受，更多的是感受其中的细节。放个纯音比如1KHz正弦波，任何器材任何喇叭放出来都不会有很大的差异。乐器同一个基音之所以一听便知是什么乐器，就是乐器的泛音频谱不一样，人声的辨别也是靠泛音的。因此器材必须要能够准确重播基因和泛音，不但要放得出来，而且比例还必须准确。
   下面介绍器件的特点，首先是元凶GTR。BJT用于小信号电路是没什么问题的，所谓缺点就是输入阻抗低了点。但GTR不一样，GTR是工作在大信号状态，大小信号状态有着极大的不同。对于深度负反馈会进入瞬间饱和区来说，更有必要分析下大信号开关态的特点。首先GTR有一个参数叫做ts，储存时间。目前GTR在手段用尽的情况下可以做到2us左右。为了缩短ts，GTR在制造过程中采用的工艺就决定了它的β是做不大的。超大电流的GTR即使4级达林顿也只能做到80左右。β越大，少子寿命就越长，ts就越长。在未退出饱和区时，该GTR是无反应的，这就是为什么GTR末级抹平了音乐中的细节。β动辄上百未经特别设计的GTR，其ts已经长到足够大幅度抹平高音细节的程度。此外，GTR大小电流的β是不一样的，小电流时更高，意味着更容易进入饱和区。而且GTR的导通速度比关断速度快得多，自行想象会带来多大的问题。在电力电子线路例如开关电源里应用GTR，驱动电路是要配备强力反向抽取少子的电路的，如此手段用尽在开关电源里最好的GTR才能够做到ts=2us，功放的推动线路？那差远了。（自行百度下GTR的驱动电路）
   因此，不同的厂家开发的音频用GTR，大信号指标差异是很大的。三肯管评价是冷艳，实际上它的细节还原较好，夹带了一些过冲的金属声，形成了三肯管特有的声音。道理很简单，请自行百度下三肯管（例如2SC3858）的PDF，可见它具有很短的ts。三肯是做电力半导体出身的，它的管必然也是按照GTR规范去设计制作的。而东芝不干这行，东芝管例如2SC5200，连ts这个参数都没有，如何不“温暖细腻”啊？高频管和高速开关管的概念还是不一样的。
   看官可以自行实验下，取消大环路负反馈，末级改为简单的射随输出，那么不管哪种GTR，声音都不会有大差异。当然阻尼系数也会惨不忍睹。不过可以找低音很少的人声和民乐来实际测试下。

行似水 · 发表于 2014-12-25 15:44:48

折腾的多年的音响，兼把弄几年的相机，觉得数字功放出来后，音响方方面面都淡了，品牌下一些新旗舰越来越少。自从出了微单还有一大堆美图软件，单反和DC的分界也模糊了，手机还出了自拍神器~~~

lyticast · 发表于 2014-12-25 16:00:39

行似水发表于 2014-12-25 15:44
折腾的多年的音响，兼把弄几年的相机，觉得数字功放出来后，音响方方面面都淡了，品牌下一些新旗舰越来越少 ...

我现在把玩的还是自己DIY的那套，好几年了。对厂机毫无兴趣，基本都是骗钱的。相机来说，抛弃了MSK，现在把玩Foveon X3相机，感觉又回到了胶片时代。后续的会介绍下音响和相机的共通之处。

a3kper · 发表于 2014-12-25 16:14:33

楼主确实是高端玩家呀，

lyticast · 发表于 2014-12-25 16:57:27

   然后是研究下FET。FET的频率特性和开关特性都相当优秀，FET没有类似GTR的ts，因此不会造成细节抹平的问题。但是由于速度太快，过冲出金属声的倾向是很大的。LDMOSFET和VMOSFET其实并无太大的差别，开启电压，跨导和电流电压容量有差异。LDMOSFET的开启电压低，跨导小，内阻高。VMOSFET内阻低，跨导高，开启电压分为逻辑电平（1.5V开启，4V饱和）和普通规格（开启2~6V，10V饱和）。至于跨导的线性，都不好。不过这可以通过负反馈来修正。
   FET容易做出细节比较好的功放出来。不过在选材和电路参数调整上，各家不尽相同。高文应该是意识到过高的开环增益和过深的大环路负反馈带来的坏处，这一点在FET输出的功放里表现非常的明显。因此高文采用了低开环增益浅反馈并且使用LDMOSFET的方法获取了高文特有的声音。不过呢，模仿电子管的高音很成功，问题在于连电子管功放的低音一并模仿了。电子管功放由于输出变压器的局限，低音特性注定了不会很好，所以说高文并不彻底。
   大环路负反馈对声音的影响并不是说只是功放上比较明显，连功率很小的运放都有有相似的表现。例如国半的LM4562这个超低失真运放，其实是靠着高达140dB的开环增益和极深的负反馈获得了超低失真，然而其听感并不好，蒙且刺，国半真失败。
   我在5年前重新设计制造属于自己的音响系统，深入研究过后发觉常规的路是肯定走不通了。当时其实还没有深入研究这个玩意儿，只是在制作调试过程中偶尔发现了这个现象，于是研究并深化了一下。最终是采用国半的集成推动器LM4702加上逻辑电平VMOSFET输出的做法，电路极其简单，表现却很不俗。我系统选用的高音是Fountek生产的铝带高音CD3.0，具有极高的解析力，功放的任何问题在其面前都无所遁形。用K702监听耳机作为参考，逐步调整到K702的听感。方法很简单，调整LM4702的补偿电容，这个电容在PDF里推荐30pF的银云母电容。我反复拆换这颗电容，最终定为150pF，认为这时候的听感最接近K702耳机。做成后拿到朋友工厂用AP一测，数据尚可。不过对于现代晶体管功放来说，和垃圾无异。。。。曲线如图
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满功率带宽连40KHz都木有啊。。。。这和厂机高级货动辄100KHz真的没法比
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失真度也是，为了看起来不是太难看选择了A计权，10KHz以上就不测了。这个其实是自己安慰自己，实际上20KHz的失真高达0.1%。都不如集成功放。
反馈深度的大概计算，因为功率带宽都不满40KHz了，所以这台功放在20KHz的反馈深度实际上就只有10dB以内。很浅的反馈造成了高失真。当然在20Hz端，还是深度负反馈。加大了补偿电容实际上就是大大降低了电压级的增益，电压级的负载是输入电容很大的VMOSFET也是造成增益降低的一个重要因素。结果就是这片LM4702的开环增益大幅度降低，由此反馈深度变得很浅，换言之，20KHz受负反馈的影响已经很小了。主观听感就是清晰而温和。外形如图：
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lyticast · 发表于 2014-12-25 17:10:51

本帖最后由 lyticast 于 2014-12-25 17:13 编辑

09年设计，10年完工的土炮，使用至今。
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单元都是国产，低音是从丝语定制的超长冲程12寸舞台喇叭。中音是Fountek的FR89EX3寸全频带，高音是Fountek的铝带高音CD3.0。第一分频点340Hz，4阶有源电子分频。第二分频点5000Hz，4阶LC分频，采用LMS实测过频响。由于采用主动伺服电路来驱动低音单元，低频段延伸还是很满意的。
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超低频段由于房间增益，会上扬一些。低频段的峰谷是房间共振引起。中频段的峰谷是三脚架云台反射引起的。
我个人很重视低音的清晰度，为此不惜工本请朋友制造了一体化铝合金铸造箱体，照片上可见除了32mm的面板和其余25mm的厚度外，还添加了中间的隔断加固层以及内壁的网格加强筋。使得音量满幅时，箱体也丝毫没有共振。加上主动伺服那超高的瞬态，最终获得了深沉和极度清晰的低音。

gxchlee · 发表于 2014-12-25 17:12:52

学习了！

lyticast · 发表于 2014-12-25 17:37:00

   下面来谈谈相机和音响器材之间的共同之处，以及太阳部分烧友的脑残耳疾眼疾观。
      按说嘛，耳朵好骗，论坛交流你说我的器材世界第一都行，别人也听不到不是？眼睛应该不好骗吧？但是如今脑补烧友实在是太多太多了。敢于盲听的老烧没几个吧？照片这容易交流，大家发到网上交流PK随意了，还有众多围观群众。然而大出意外的是，脑补音响烧友众多，脑补的色友也数不胜数。。。。。我就不懂了，你是看器材还是看照片？感觉三观尽毁。
      我这个岁数嘛，多半都是胶片时代过来的。如今胶片式微，数码一统江湖。都不能免俗啊，玩数码相机。这几年玩下来，发觉相机和音响有惊人的共同之处。
      我们把胶片类比为电子管，那么数码相机就是晶体管了。原本以为不会有GTR，FET的区别，最后还真发现有这样的奇葩相机，那就是适马相机，采用Foveon X3传感器的。独此一家，其他所有相机都是MSK传感器。哪怕你数十万的哈苏飞思后背，统统都是MSK传感器。于是就有了新的类比，MSK传感器类比为GTR，Foveon X3类比为FET。确实有先天优势。
      关于偏色，无论胶片数码都偏色。但是同场景各拍一张不难发现，胶片的色彩和层次远胜MSK，而Foveon X3还是相当接近胶片的。关于MSK和Foveon X3，请自行百度，以及去色影无忌适马板块自行查看。
      但是就可以放在台面上的东西，还是有大把脑补的否认X3的优势，结果X3的受众还是小众中的小众。包括镜头也是。适马新出的50F1.4ART是非常优秀的标头，在和佳能50L对比时，不说明器材都认为适马拍得好，说明器材了就变成佳能拍得好了。。。。想起一位摄影坛友说过的一句话：技术比不过了就开始比艺术，艺术那是机器能干的事情吗？那是脑袋干的事情，实在太过精辟。想想音响圈其实还更离谱。
      想通了就淡然了，我玩我的你玩你的，大家都自得其乐吧。不过有一点是肯定的，清醒认识到厂家骗局的，那肯定不会损失很多钱在烧器材上了。

lyticast · 发表于 2014-12-25 17:42:48

关于线材，垫块神马玩意儿的看法。
无疑是骗人的。如果换线如换机，那只能说：您手中的器材实在是太差劲了。。。我自己打造的土炮几乎已经达到分辨率的极致，上万的线材和几块钱一条的线材，毫无分别。好像100万像素就能以视网膜分辨率显示的照片，你弄个一亿像素，结果还是那样。。。。原来就不到100万像素，换了某个附件达到了，就开始鼓吹附件的作用，怎么不脑补下是不是自己的器材太烂了？
至于垫块，磁铁什么的，地球出产的似乎没改善音质的功能。日后从火星进口一些回来，大概是有效了

lyticast · 发表于 2014-12-26 09:04:26

以后有时间的话我会弄几个所谓的发烧级GTR测量下开关参数的，预计深度饱和后开始退出饱和区的时间不低于20us，完全退出估计要达到50us左右。意味着10KHz以上的正弦波都会受影响。

swlz · 发表于 2014-12-26 09:13:01

内容说的有道理，支持

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