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发表于 2018-12-16 13:03:53
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转载一篇资深“无线电”作者的文章
胆机推挽输出不如单端靓声吗?
成都 郑国川
国外的胆机、名机中,绝大部分采用推挽功率放大器,成为音响功率放大器的主流。而国内高保真胆机,则基本采用单端功率放大器,这是一个有趣的、耐人寻味的现象。推挽功放和单端功放是放大器中的两种基本电路。发烧友在制作中一般倾向于单端功率放大器,因为单端放大器电路简单,容易成功.音效也不错。
协调、平衡是高保真功放的基础。推挽功放犹如拉锯和挑水:工人拉大锯,一人站在原木的上方.另一人站在原木的下方.上下合力,你推时我拉,你拉时我推,将原木锯开。上下两人力气平衡.动作协调.大锯才拉得顺畅;一个和尚挑水吃,两个和尚抬水吃。无论和尚高矮胖瘦、体质强弱,挑水时肩膀受力点不平衡就挑不起来。而抬水就不一样了.两个和尚的高矮胖瘦、体质强弱、桶的位置(受力点),有可能前面的人负担重一些.也有可能后面的人负担重一些,保持平衡和协调,远比挑水的难度大得多。这可能是推挽功放不容易制作成功的原因所在。
果真推挽功率放大器不如单端功率放大器靓声吗?难道我们要抛弃效率高、输出功率大、节约能源等诸多优点的推挽功率放大器吗?
目前国内音响刊物屡有推挽不如单端靓声的说法,开始本人对此不以为然。说的人多了,本人选了几款国产胆机试听,确实发现大多数单端A 类机声音清纯、亮丽,细节层次也还分明。而用同型管组成的A 类推挽输出-机型,随着功率增大,除低音驱动有明显提高以外,音效表现则难以恭维,纯净度差,高音部小提琴声似乎夹杂着类似沙粒的颤动,伴奏的低音鼓也缺乏圆润感。但是,对此机型日本马兰士9 则无此现象。为此本人进一步对此型国产机进行波形测试分析发现,该机虽为A 类推挽,但两臂电压增益极不平衡,而且推挽两路频率特性差异极大!为此本人发表自己的一些观点,供国内音响生产者参考。
电子管发明以后,立即在音频放大领域获得广泛应用。一段时间应用后,首先感到不足的是电子管μ太小,增益过低。其次是输出功率太小。不久发明高μ管,μ=20~30 的三极管缓解了低增益的难题。随后推挽放大电路的开发也临时缓解了输出功率过小的难点。此后推挽放大电路被广泛应用,大到无线电发射机,小到家用电唱机、收扩音机,无不见其踪影。所谓推挽放大,顾名思义,不过是将声频功率放大器功率放大部分,由单管放大改为两管方式提高效率。常见的推挽输出电路中,两管组成两路放大,分别输入相位相反的信号,放大后成为两路相位相反但幅度增大的输出信号,然后通过输出变压器中绕向相反的两组初级线圈,将两组反相位信号变成同相位的交变磁场,在变压器共有的次级绕组中感应出两组信号叠加的输出信号,其值约为两组信号输出之和,以此实现增大小功率管输出功率的目的。即使采用A 类方式,推挽输出功率也为单端的一倍。如果采用B 类放大,电子管效率还可进一步提高,输出功率可大幅度增加。两管分别放大将输出合成一路的方式还有利于输出信号(波形)的改善,对放大过程中信号产生的失真进行补偿,例如推挽放大器所具有的抵消偶次谐波失真功能。
时至百年之后,推挽放大器已成为声频放大的主流,电路技术的完善已使推挽放大成为声频放大器的基本电路。以胆功放而言,输出功率超过30W 者几乎全为推挽电路。近年来的单端推挽,使推挽电路由串联电压叠加法改进为两路并联电流输出法,使推挽电路输出阻抗降低为原值四分之一,对放大器性能补偿作用更明显,且有望实现胆功放的更低阻抗输出。所以推挽放大是提高效率,增大输出功率,改善音响效果的有效措施。最常见的功放管2A3,单端A 类输出功率只有3.5W,无负反馈时线性失真为5%,同样供电电压下接成A 类两管推挽,则输出功率增大为8W 以上。偶次谐波大部被抵消,剩余均为不超过2.5%奇次谐波失真。同时推挽状态下,两管板流大小相等,在输出变压器内方向相反,因而无直流磁化作用,也不会产生饱和现象。变压器铁心可交叉插入,无须留气隙,增大了相对导磁率,使输出变压器漏磁减少,增大了定绕组匝数时的初级电感量,对低频特性改善有益。
由于推挽电路是用两只管子完成一级放大,故两管之协调至关重要。由此导致推挽电路看似简单,欲到达上述所有优势并非易事,如果不在调试中下功夫,两管在放大过程中各行其事,原本的正弦波形经胡乱拼合,也变成非正弦波了。为了使推挽电路两管有序协调达到平衡,调试也比单端电路麻烦得多。首先推挽管必须参数配对。元件选择,甚至元件、接线、摆位、电路布局、调试,都必须认真对待,否则音响效果不如单端放大是必然的。难怪近年来国内音响界“推挽不如单端靓声”的说法日渐普遍。与此同时,国内胆机产业也呈现出与国际相悖的势头:各生产者热衷于单端机,纷纷把发射管805、813、21 1,甚至状如暖水瓶的FU-33、FU-81 作为主流产品,如电炉一样耗电惊人!这些现象足以说明,国产音响中“推挽不如单端”的悲剧已成事实,绝非消费者不识货,而是“声不如人”的结果。
曾有笔者的一位朋友,是国内某胆机生产商感叹“目前胆机门槛太低,随便找几人就可生产胆机,生意难做”。此话说明国内胆机生产基本为照抄名机电路,发烧元件堆砌,配豪华机箱就值几千上万元。如此水平生产的单端机尚可蒙人耳朵,生产推挽机则难以达到入门的水平。堂堂推挽胆机被人害了,不免使人有些悲哀!难怪国际胆机展上,国外产品大多是ABl 类推挽机,国内参展者除了2A3、300B,就是211、845 单端机。由此-可见“推挽不如单端”的呼声并非空穴来风,而是国内胆机生产现状形成的必然结果。其实,提高推挽放大器的音响效果并非尖端技术,只要严肃对待是可以做得很好的。推挽机的关键是两路放大器的平衡,既然要两管输出同一信号,就需要有严格的对称和平衡,否则两者的输出差使输出波形的失真,或形成额外的噪声。故推挽机的关键是技术上必须认真,否则今天倒霉的是推挽机,下一轮该轮到国产所有胆机了。
回顾日本机马兰士9,马-9 在国内轰动一时,仿制者众,但无一成功,最后的结论是“推挽不如单端”。单端有多大发展余地?据我所知,华南一带胆机业主在哀叹胆机业不好做的同时,已经在另寻出路了。 |
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