晶体管音频功放音质不好的原因及改进方法

晶体管功放都有非常优秀的特性测试指标，但实际音质音色都很不满意，即主观测试和客观音质有很大差异，其原因如下：

一、晶体管功放的开环特性不能令人满意，为了获得好的频响特性，都施加了深度达40db-50db的大环路负反馈，虽然得到非常高的闭环特性，但客观音质评价并不好，声音不柔和、不动听，这正是负反馈过度的通病。

二、晶体管功放的输出内阻Ri本来就非常低、在深度反馈下Ri又大幅度减小，电路阻尼系数Fd往往增大到100以上，Fd要比电子管功放大1-2个数量级（电子管功放Fd一般约在10以下）。这样高的Fd对扬声器的机电阻尼过重、扬声器振动系数处于过阻尼状态，振膜的运动则很迟钝，动态会变得很小、音质就显得生硬不圆润、缺层次、丰富的谐波被封杀、被过滤，微妙的谐波信息分量大量丢失，振膜细节刻画能力差，声音干瘪、缺乏色彩、不丰满、久听使人生厌，人声表现远不及电子管功放。 三、电路稳定性差、易自激也是深度负反馈功放的一个通病，一般都是在电路中接入减小高频增益的相移补偿电容来破坏形成自激的条件。此举虽有效地抑制了自激振荡，却常常引起瞬态互调失真增大、高频响应变劣，声音则变得毛糙、尖锐、不悦耳、不耐听。

四、大功率晶体管功放大都是甲乙类功放，有很明显的交越失真，故保真度也差，往往又多管并联来增大功率，这样管子的结电客Cs会变大，高频响应不可能很好，同时也会使输出阻尼过重。

五、甲乙类功放的Ic变化特别大，但供电都是一些低压，负载输出特性差的简单电容式滤波电源。由于大电容滤波充放电速度迟缓，持续大信号时的滤波响应或电源能量输出往往跟不上Ic的动态变化，电源电压经常在峰谷之间作大幅度涨落，当电源容量不足或Ri较大时，峰值信号声音出现阻塞或喘息和拖尾现象，瞬态、动态响应也很不理想。

除上述众所周知的五条原因外，我认为开关失真是晶体管功放音质不好、声音不润、莫名其妙烧高音喇叭的根本原因。我们知道所有放大器件都是非线性器件，都会产生非线性失真，两个不同频率的信号通过非线性器件时就会产生新的频率成分。当晶体管脱离放大区就会产生开关失真，因开关失真产生的频率不是单一频率，所以因开关失真产生的多种信号经过非线性器件放大后不仅产生非线性失真，各频率之间还要产生互调失真，再生成新的频率成分，而它们恰恰是晶体管功放听感不好和莫名其妙烧高音喇叭的根本原因。

在全对称直流OCL放大器中，常采用下列方法获得好的音质和音色

1、前置输入级使用场效应管，可降低传导噪声和本底噪声，提高信噪比。对现在普遍使用的DVD、CD、VCD、等数字信号源，可消除一些数码声，再加上没有奇次谐波而只有偶次谐波，音色较圆润。前置输入级使用交叉耦合全互补高速宽频电路，使用特征频率FT高的晶体管，这样可加快转换速度，从而减少开关失真。

2、电压放大级采用共发共基极联电路。这种失配法对前后级有隔离作用，而且高频特性好，电路不易自激，工作稳定。使用特征频率FT高的晶体管减少转换时间，从而减少开关失真。

3、电流推动级通常由一至二级组成，为了降低输出阻抗、增加阻尼系数，常采用二级电流推动。为了避免电流推动级产生开关失真，较好的作法是、采用MOS管并增大本级的静态电流，这样本级不会产生开关失真，由于任何情况下电流推动级始终处于放大区，所以电流输出级也始终处于放大区，因此输出级同样不会产生开关失真和交越失真。 4、电流输出级为了避免开关失真和交越失真，通常改善方法是工作在甲类或动态甲类。 5、环路反馈采用电流反馈，可有效减小互调失真。

以上五个改进方法虽然可改善OCL全对称功放的性能，但并没有从根源上彻底解决，即开关失真没有彻底消除，只是部份减少了一些开关失真。

晶体管功放能否彻底消除开关失真？没有开关失真的功放有何特点？本人通过多年研究已彻底解决了晶体管功放的开关失真，生产的多部样机一致性好，性能稳定。

本机输入级采用J型场效应管或BJT管，前者噪声低，后者动态范围要大一些，静态工作电流1.2ma。电压放大级采用共发共基电路，使用BJT管，静态电流2ma。电流推动级由二级组成,使用BJT管。第一级静态电流2ma,第二级静态电流4ma。输出级采用倒达林吨电路,静态电流20ma。倒达林吨输出电路可以减小阻尼系数，并具有一定的放大系数。采用直流伺服电路稳定中点电位,环路反馈采用电流反馈减小互调失真。

本机特点

1、各级电流很小，符合绿色节能要求。各级放大电路在任何情况下均不会脱离放大区，彻底消除了开关失真。各级可使用特征频率FT低的管子，可减少整机成本。

2、除了输入低通外，信号通道没有任何外加电容。

3、功放自身增益可轻易做到40db且不自激，不需另加前置放大。 4、由于没有开关失真,所以输出端与扬声器并联的RC电路可不用。 5、音箱高音分频器中的降压电阻可不用,决不会烧高音喇叭。

6、对电源要求不高，60W的输出功率，滤波电容在6000uF-10000uF时，瞬态和动态响应均很好。

7、本机输出信号的纯净度非常好，自然真实，听感亲切，决没有干、硬、尖、噪、不耐听的非线性失真音质特点。 如有不同观点可在QQ网与691277976探讨。 或发邮件chu167@126.com欢迎批评指正。 附 样机指标 一、技术指标

额定输出功率：60W+60W（8Ω） 频率响应：1Hz～500KHz 总谐波失真：0.1％（1KHz） 输入灵敏度：600MV 信噪比：100dB 体积：410×255×70mm 重量：WEIGHT：6kg 消耗功率：150W 二、主要特征

1，独创的无开关失真电路，保证所有放大级正负输入时都不产生开关失真，彻底根除开关失真和交越失真 2，独创的消噪电路，保证极低噪音，大幅提高清淅度 3，独创的高速串并联稳压电源

4，整机静态功耗小于5瓦，符合绿色电器要求

5，电流反馈、放大级之间高阻隔离、信号通道和反馈电路无任何电容，信号相移小，输出信号定位准确 6，中点直流伺服与信号通道完全隔离，杜绝调制

7，输出端不使用防振和RC电路，使高音信号输出大幅提升 8，超薄机身

9、40dB高增益，大动态 10、开机延时、扬声器自动保护 11、功率输出管过热保护

EQ黄金定律：

EQ（均衡器）黄金定律

易记的EQ黄金定律(翻译)

1.如果声音浑浊，请衰减250hz附近的频段。

2.如果声音听起来有喇叭音，请衰减500hz附近的频段 3.当你试图让声音听起来更好，请考虑用衰减 4.当你试图让声音听起来与众不同，请考虑用提升

5.不要无中生有。（意思就是说不可能增益不存在的波形。如果你的录音设备限制或者是人声条件使然，根本就没有采集到、或者没有发出这个频段的声音，就不要浪费时间去调节这个频段的EQ想实现所谓的“效果”。）

这里有一张表，它反映了一些倍频程点在听觉上造成的联想。

31hz 隆隆声，闷雷在远处隆隆作响。感觉胸口发闷。所以对这个频段的波形直接剔除。

65hz 有深度，所谓“潜的很深”。男生适当增益，女生则看声音条件，很有磁性的声音就增益的比男生小些，很嗲很作的那种半高音就适当衰减。

125hz 隆隆声，低沉的，心砰砰直跳。温暖。所以对这个频段的波形适当增益。

250hz 饱满或浑浊。增益但是不可以高于3DB， 200－800为人声的主频段，过分调节会失真。 500hz 汽车喇叭声。衰减，同样不要多于－3DB。

1khz whack（打击声？！这样翻译不妥吧！）。适当衰减。

2khz 咬碎东西的声音，踩的嘎啦啦作响。人声不必说了，衰减。 当然做拖鞋跑在空旷的走廊这种特效，这里是要增益很多的。

4khz 镶边，锋锐感。如果NJ吐字不清可以适当增益1DB以下，因为这个频率同样也是齿音频段，处理要小心。吐字清晰则应该衰减2DB。

8khz 高频哨声或齿音，轮廓清晰，“ouch!”女声可以考虑增益2DB，使得即使发嗲也能听清说的是什么。男声则一定要衰减，这个频率是男生齿音的高发地带。

16khz 空气感。大幅度提升4DB，添加混响效果后会有回声的感觉。只使用NJ说话比较少的节目，给人余音绕梁之感。大段独白则建议衰减2DB，做出平易近人的效果，否则回声太多听了头昏。 还有两个扭就是清晰度和低频Bass 依据个人口味添加吧！

改善晶体管功放音 质实践

2004.03.01 10:00

通用OCL晶体管功放音质普遍不佳，就此论点颇多，如“奇偶谐波论”，“高低电压电流论”，“过载失真论”等等。为此专家们也想出了不少方法改进，什么“共射共基”，“ALA”，“无负反馈”等等，这些方法虽然对音质有一定的改善，但是又带来了各种新问题，有的方法只改善了非线性失真，而线路变得复杂，耗电量增加。音质依旧让人感到不耐听，久听使人烦躁。

通用晶体管功放在Ft,耐压，ICM等各项技术指标极高的情况下，为何不及“胆机”？而另一种晶体管功放，“全场效应晶体管功放”在线路与双极性晶体管功放一样的情况下，音质却要好得多？场效应管并非十全十美，它的栅源耐压较低，栅电容较大。“金嗓子”功放并联十几对管子很让人对其速率产生担心，但音质却并没有多

少劣化。通过对场效应与双极性功放的对比分析，得出如下结论：

在线路相同的情况下，场效应功放比双极性功放开环增益要小，反馈系数F较低。而且只利用了电压增益，输出电流由末级功率管提供。双极性功放虽然发射极加了电阻R3，R4，R5作局部电流反馈，但开环电压增益仍旧较大，而且重要的一点，我们忽略了它的电流增益，而局部电流反馈对电流增益没有影响，电流通过两级放大，增益极大，只能通过最后的闭环反馈降低增益，这是与场效应功放极其不同之处。音质劣化是否由此引起？为此

对双极性功放作了改进实验。增加电阻R6，R7利用电压反馈来降低电流增益，实际听音音质大为改善，耐听程度增加，进一步将双极性功放的开环电压增益与电流增益降低到闭环增益的10倍左右，总体感觉与场效应功放一样，取得了满意的结果。

动态反馈功放——音质魅力挡不了！

莫爱雄

相信广大发烧友都知道功放均有负反馈，其目的是为了：①克服非线性的扬声器阻抗对反馈回路的影响（瞬态失真）；②提高放大电路的稳定性；③减少非线性失真；④抑制干扰、抑制晶体管由载流子热运动所产生的噪声；⑤展宽频带：放大电路的上限频率提高了，下阻频率降低了。

现市面上的功放无论甲类、甲乙类均是采用电压型负反馈的多，电流负反馈的较少，电压型负反馈的功放它输出电压的大小仅与放大倍数有关，而与扬声器的阻抗无关，这就使得放大器克服非线性失真与瞬态失真两者不能兼顾。而采用电流负反馈就可解决这个缺点了：用线性元件电阻把流过扬声器音圈的电流取样反馈给功放输入端，使放大器以固定电流方式驱动负载，扬声器受电流控制振荡而发声就能很好地解决功放内非线性失真与瞬态失真不能兼顾的问题了。

近年音响技术飞速发展，国内的一些知名音响厂家研究出了另一种反馈技术――动态反馈技术（MFB）。这是一种同时具有电流反馈和电压反馈的反馈技术：当Z O （喇叭负载）变小时采用电压反馈，当Z O 连续变化时就同时使用电流反馈和电压反馈。采用动态反馈技术与电压电流相比，它是一种具有超级性能的控制方式，令功放的音质更具魅力，如信噪比高，放音音色温暖有弹力，中音清澈透明，低频动态强劲，爆棚有力，人声及小提琴声定位准确，解析力高，声音耐听而不烦噪。

图1是采用LM3886TF带动态反馈的功率放大电路，是由电流负反馈加电压负反馈组成的，它将扬声器系统也包含在反馈网络之内，对扬声器的控制起到积极作用，有力地抵消扬声器振动所带来的失真，使音乐的弹跳力明显增强，使死板的处于单一平面音场的声音变得活泼生气了，空间感增强了，声场的宽度与深度有了明显改善。

为了解决数码音源（如CD、VCD、DVD等）的数码音乐的干硬、发毛，图1的电路具备了对数码声有柔化作用，能对数码音源的前冲“发毛”声音柔化，把干硬的声音乐化，起这一功能的是图1电路中的电压负反馈量较常规的作了相应的调整，将电压增益由低调高，使电压负反馈量由深变浅。同时电流负反馈量也作了成比例的调整。起这些作用提RF 1 （1－3K之间选择），RF 2 （1－10K之间选择），图中cf 1 、cf 2 是高频交流增益补偿网络，其作用是消减数码声（对60－80KHz以上的高频泛音加以压缩或减弱）。图中的IC 2 是直流伺服作用。 元件选择建议：好的电路设计加上优质元件的选用其效果就能发挥至高极限！①信号耦合用优质的电容，其性能十分优质；②电阻采用金属膜低噪精密的五色环电阻，其噪音十分低；③无极电容采用金属化无感CBB电容；④线路板采用镀银

的玻纤环氧板（镀银的好处：防止氧化、减小了焊点电阻，有利于提高小信号的分析力）。

组装功放的应用：图1的电路是单声道的不含电源部分，这样做的好处在于提高了左右声道的分离度和信噪比，而且组装功放组合时可将电源远离减少了交流干扰，这样就能做出一台好功放。在这时推荐一个AV、Hi-Fi两相宜的方案：虚拟杜比环绕声处理电路QS7779→甲类前级→LM3886TF功放两块→喇叭保护板，另外加上300W双18V＋双12V的环牛及电源板即可。 ▲ 组装时要注意一点接地法及输入地与输出地要分开到电源地才能相连。

对于想组装功放的发烧友，图1的动态反馈功放电路是一个十分理想的功放，加上虚拟环绕、甲类前级等就是一台高品质的功放了。并且增加了发烧经验，感受自己组装的亲切感！成功感！

关于对动态反馈功放那优美的放音试听的描述就不作多说了，请广大发烧友自己动手去体验吧！那音质魅力真的是十分棒！

提升Ｆ１５功放音质电路图

雅顿牌Ｆ１５六声道ＡＶ功放无论外表及内在素质均属具相当吸引力的产品。试听后总体感觉低频厚实，控制力不错，中

频质感及密度感较强，高频虽不属晶莹剔透，但也没有丝毫毛糙感。应该说全频的平衡度做得不错，作为ＡＶ功放已有出色表

现。直通模式下单纯欣赏不同类型音乐作品，若不苛求，也应该说过得去。但离本人口味尚有一定距离，为此，笔者通过对左

右主声道简单摩机以求在瞬态、人声亲和度、温暖度、音质通透性诸方面有所提高。右图为功率放大电路原理简图（六声道相

同）。

由图可见，此属全对称、全互补、双差分电路。摩机分几步，首先将输入电容Ｃ４０１由１０μＦ普通电解电容换成４．７

μＦ的ＣＢＢ电容；然后在反馈隔直电容Ｃ４０３两端并上０．１μＦ的ＷＩＭＡ电容，此举可明显使声音更趋光滑清晰；第二步，为改善开环指示，在激励级Ｑ４０４、Ｑ４０９加上１０ｋΩ的集电极负载电阻Ｒ１、Ｒ２，同时将反馈电阻Ｒ４２４串

联上一阻值为８．３ｋΩ的电阻，此举可使人声听起来更自然，瞬态更佳，同时又可保增益不下降并略有上升。第三步，由于

六声道全为乙类放大电路，且静态电流正常时仅几毫安，影响听感。为此，将主声道静态电流调到７０毫安。具体操作是，在

偏置电阻Ｒ４２３两端并上一个２０ｋΩ的多圈精密电阻，于最大慢慢调小，同时用数字表的毫伏挡观察电阻Ｒ４３３两端的

电压使之最终保持在３０毫伏。这一步需要小心并反复调校，否则易损坏机器。前级摩机只要将主声道的ＮＥ５５３２换成Ａ

Ｄ８２７即可。

搞好这三点，你的功放音质会提升很多

1。尽量要使直流化。能改变负反馈电容导致的虚空的感觉。

2。尽量稳压供电，无条件最起码电压级向前全部用稳压电路，最好是并联稳压。这样非常耐听，可能不稳压时会形成调制谐波。 3。细调好放大器的放大倍数。很多人多或略这一点，认为按照官方图上标注的参数就是最佳放大倍数。实际你尝试改变一下就 会有惊喜。

1。尽量要使直流化。能改变负反馈电容导致的虚空的感觉。

已经试过多种电路。有反馈电容就是没有直流化表现出的声音厚实，在某些频率段听感是空的，表现在低频和中频段，高频段又太高形成尖刺的听感。这就是谐振的原因。电容具有通高频阻低频的特性。低频段由于电容存在的缘故，负反馈增强，听感变弱。高频段由于通量多，负反馈弱，听感增强。重要的是电容会与系统形成谐振，会在某个频率段弱或强，导致对原音表现的扭曲。所以用不同的电容是有不同的声音出现，就是调音。但还是改变不了这种特性。我反正调不到让我喜欢的音。直流化不要负反馈电容，只是电阻和晶体管，有害谐振会少得多。我在功放电路中是尽量不用电容的。

2。尽量稳压供电，无条件最起码电压级向前全部用稳压电路，最好是并联稳压。这样非常耐听，可能不稳压时会形成调制谐波。 不稳压的电路电源会与负载形成某些频率的谐振。也就是谐振点电压跌落慢，输出强劲。非谐振点跌落快，输出弱。所以你换不同的整流管，滤波电容，用不同形式的电源形成不同的声音。这种声音不是忠实于原声的，那也只是调音而已。用了稳压可以很大程度的减少这种谐振。电压级向前对电压谐振造成的波动的反应是非常灵敏的，直接影响输出电压值，不利于高保真的实现。至于那种稳压形式，我也是经过若干次实验得出的结论。我用了四种稳压电路：1。电阻稳压管这种形式声音表现最差。2。78,79系列。比稳压管好很多。3.317,337。声音很饱满，缺乏点中频，也就是不够亮，但比78系列好。4.TL431和电阻组成的并联稳压。声音平直，特别是中高频。但所用限流电阻取值直接影响低频，在不同的单元电路要求不一样，电压级向前取值很合理，在电压级就会取得很小电源升高就会出现很大的功耗。我现在在电压级（10MA电流）用的是LM317，和LM337。所以我只是说“最好是并联稳压”，有条件你全部用并联。

3。细调好放大器的放大倍数。很多人多或略这一点，认为按照官方图上标注的参数就是最佳放大倍数。实际你尝试改变一下就会有惊喜。

这一点所有的回帖都没关注。实际它跟上面两点同样重要！！

差分晶体管功放的制作

本文介绍的功率放大器在输入级和电压放大级采用两级非对称结构的差分电路，放大线性好、频响宽，对温漂和电源波动影响抑制力强，音质甜美，韵味十足，值得一试。 一、电路原理简要分析

图1为本功率放大器的主放大电路，VT2、VT3构成输入级差分电路，VT1、LED1、R4、R9及C2组成输入级差分电路的恒流源电路。LED1正常发光时其正负端电压差恒定在1.8V～2V之间，噪声小于稳压二极管，常用于功放电路。其正负端的1.9V左右电压差作用于VT1发射结回路.使VT1射-集电流恒定在(1.9V～0.6V)/680Ω≈1.9mA。在VT2、VT3差分输入电路参数完全对称的情况下，流经VT2、VT3射-集的电流为1.9mA的一半即0.95mA。RP2改变VT2、VT3发射极的反馈电阻，使VT2、VT3的静态工作点发生正负对称变化，最终改变输出级中点的直流电位。 R7、R8上的电压降正常情况下为2.2kΩ×0.95mA≈2.1 V，作为电压放大级VT7、VT8差分电路的发射结偏置电压。流经VT7、VT8集-射的电流为(2.1 V～0.6V)/R13≈4.5mA。VT4、VT5构成VT7、VT8差分电压放大级的镜像电流源负载。VT6接成共基状态，作为VT7的负载电阻。

VT9、R12及RP3构成推动级、输出级的偏置电路，同时起到对末级功率管温度反馈控制作用。调节RP3可以改变VT9集-射之间的电压，进而改变推动级和输出级的静态偏置电流。另一方面，VT9与功率级对管VT12、VT13安装在同一块散热片上，起到对VT12、VT13温度的反馈控制作用，防止VT12、VT13温度过高导致输出电流过大而烧坏。温度反馈控制的原理是，当VT12、VT13输出电流增大，升温超标时VT9的集-射电流增加而集-射电压下降，从而减小了推动级和输出级的静态输出电流，将功率对管VT12、VT13的电流和温度控制在安全范围之内。

VT10、VT11构成推动级，其发射极电阻R19、R20上的直流电压降又作为功率输出级VT12、VT13的偏置电压，调节RP3可以改变VT12、VT13的静态输出电流。R26、C9及R27构成本机的交流反馈电路，整机的电压放大倍数为52倍(Av+=1+R26/R2 7=52)。反馈取出点选在推动级的对称中点，最大限度避免了扬声器对小信号输入级的影响，这与通常的将反馈点选在输出级对称中点的做法相比，音质改善比较明显，声场控制力加强，瞬态更优。

图2是功率放大器的电源及保护电路.在此只对保护电路作个简要介绍。保护电路具

有开机延时及功率输出级中点直流过压保护的功能。刚开机时，右声道A点12V的保护电路供电电压经R31、R33向C17充电，此时VT16基极电压低，处于截止状态，并导致D7、VT17截止，继电器K1在开机瞬间不吸合，避开浪涌电流对扬声器的冲击。随着时间的推移，C17充电到一定程度VT16饱和导通，导致VT17也饱和导通，继电器K1吸合，完成开机延时过程。

当左、右声道功率输出级对称中点(图1中A点)出现超标的正或负直流电压时，将导致VT14或VT15导通，C17沿导通管放电使VT16截止，继电器释放，以保护扬声器不被超标直流电压烧坏。C15、C16正负相接变成无极性电容，可正、反充电，同时避免保护电路对短暂超标电压的误动作。

二、元件挑选与制作调试

制作之前元件一定要经过精心挑选。RP2、RP3使用多圈精密电位器，R5、R6和VT2、VT3等成对使用的元件，相互误差应控制到最小，只有这样才能减少调试时出现的问题，增加制作成功的几率。

制作调试可分块进行，先焊接好第一级差分电路(R2～R9、VT1～VT3)，将RP2调节到中间位置，输入端接地并用100kΩ电阻将VT3基极接地，测量R7、R8上的直流压降应为2.1 V左右。焊接第二级差分电路(VT4～VT9)即R15、R16左边的电路，测量R10、R11、R13和R14上的电压各为1.45V，同时，调节RP3，VT9的集射电压可在一定范围内变化，这样前两级电路工作基本正常。

接下来，焊接推动级，撤掉VT3基极100 k对地电阻，接上反馈支路，进行两个重要的调试。调节RP3使VT9集射电压为2.5 V左右，将推动级VT10、VT11输出电流确定在6.35mA左右，R19、R20上的电压降各为0.64V。调节RP2用数字万用表的直流毫伏挡测量推动级对称中点(即R19、R20连接处)电压，将该电压控制在±5mV以内。

接上功率输出级，微调RP3将VT12、VT13静态电流调到80mA，R23、R24上的电压降各为17.6mV。测量功率输出级对称中点(即R23、R24连接处)的直流电压，如果VT12、VT13对称性不好则该点电压静态时可能不为零，同样调节RP2将该点电压控制在±5mV以内。至此，整机制作基本成功.接下来就是加音源试听调试了，有条件的话可以用示波器观测整机的波形及频带宽度。

三、整机性能及技术指标

整机背景宁静，声场开阔，高、低频响应很好，音质甜美，韵感十足。 实测性能指标如下：

通频带：10Hz～230 kHz(-3dB) 转换速率：20V/1us

标准输出功率：45W×2(8Ω)

最大不失真输出功率：72W×2(8Ω)

谈谈音频功放失真及常见改善方法

发布时间：2009-05-12 来源：厂商 打印该页

音频功放失真是指重放音频信号波形畸变的现象，通常分为电失真和声失真两大类。电失真就是信号电流在放大过程中产生了失真，而声失真是信号电流通过扬声器，扬声器未能如实地重现声音。

无论是电失真还是声失真，按失真的性质来分，主要有频率失真和非线性失真两种。其中，引起信号各频率分量间幅度和相位的关系变化，仅出现波形失真，不增加新的频率成分，属于线性失真。而谐波失真（THD）、互调失真（IMD）等可产生新的频率成分，或各频率分量的调制产物，这些多余产物与原信号极不和谐，引起声音畸变，粗糙刺耳，这些失真属于非线性失真。在这里，分别对谐波失真、互调失真、瞬态互调失真（TIM）、交流接口失真（IHM）等加以讨论。 １．谐波失真

谐波失真是由功放中的非线性元器件引起的一种失真。这种失真使音频信号产生许多新的谐波成分，叠加在原信号上，形成了波形失真的信号。将各谐波引起的失真叠加起来，就是总谐波失真度，其值常用输出信号中的所有谐波均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表示。在这里，基波信号就是输入信号，所有谐波信号为由非线性失真引入的各次谐波信号。显然，该百分数越小，谐波失真越小，电路性能越好。目前，Ｈｉ－Ｆｉ功放的谐波失真一般控制在0.05%以下，许多优质功放的谐波失真已小于0.01%，而专业级音频功放的谐波失真度一般控制在0.03%以下。事实上，当总谐波失真度小于0.1%时，人耳就很难分辨了。另需说明的是，对于一台指定的音频功放而言，例如，某音频功放的总谐波失真指标表示为THD<0.009%(1W)。初看起来，似乎总谐波失真很小，但它只是在输出功率为1W时的总谐波失真，这与在有关标准要求的测量条件下所得的总谐波失真值是不同的。所以，在标明音频功放的总谐波失真指标时，一般都会注明测量条件。

众所周知，人的听觉系统是极其复杂的，有时谐波失真小的功放不如谐波失真大的耐听，这种现象的原因是多方面的。其中，与各次谐波成分对音质的影响程度不同有直接关系。尽管石机与胆机的稳态测试数据相同，但人们总觉得胆机的低音醇厚激荡、中音明亮圆润、高音纤细清澈，极为耐听；石机则低频强劲有力，中高频通透明亮，但高频发毛，声音生硬，音色偏冷。经频谱分析发现，石机含有大量的奇次谐波，奇次谐波给人耳造成刺耳难听的感觉；胆机则含有丰富的偶次谐波，而人耳对偶次谐波不敏感。此外，人耳对偶次谐波失真分辨力较低，对高次谐波却非常敏感，这也是上述现象的重要原因之一。 降低谐波失真的办法主要有：

1)施加适量的电压负反馈或电流负反馈；2)选用ｆT高、NF小、线性好的放大元器件；3)尽可能地提高各单元电路中对管的一致性；4)采用甲类放大方式，选用优秀的电路程式；5)提高电源的功率储备，改善电源的滤波性能。 2．互调失真

两种或多种不同频率的信号通过放大器后或扬声器发声时互相调制而产生了和频与差频以及各次谐波组合产生了和频与差频信号，这些新增加的频率成分构成的非线性失真称为互调失真。通常，将两个振幅按一定比例（多取4:1）的高低频信号，混合进入电路，新产生的非线性信号的均方根值与原较高频率信号的振幅之比的百分数来量度互调失真，即互调失真的大小，可用互调产物电平与额定信号电平的百分比来表示。

此值越大，互调失真越大。显然，互调失真度的大小与输出功率有关。由于新产生的这些频率成分与原信号没有相似性，因而较小的互调失真也很容易被人耳觉察到，听起来感到又尖、又刺耳，且伴有“声染色”现象。也就是说，互调失真带来的影响，会使整个重放系统的声场缺乏层次感，清晰度下降。在Hi-Fi功放中，总希望互调失真度越小越好，要做到这一点是非常困难的，因而高保真功放要求该值小于0.1%即可。当然，石机与胆机相比，前者的互调失真要大一些，这也是为什么石机的音色不及胆机甜美的一个原因。 减小互调失真的方法，常见的有：

1)采用电子分频方式，限制放大电路或扬声器的工作带宽；2)在音频功放的输入端增设高通滤波器，消除次低频信号；3)选用线性好的管子或电路结构。 3．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，故又称为瞬态反映。发生瞬态失真的高保真系统，输出的音乐信号缺少层次感和透明度。一般地，发生瞬态失真的原因有： 1)电路内电抗元器件的作用过大，频率范围不够宽；2)扬声器振动系统的动作跟不上瞬变电信号的变化。 瞬态失真的主要表现形式有两种，即瞬态互调失真和转换速率(SR)过低引起的失真。 瞬态互调失真

在输入脉冲性瞬态信号时，因电路中电容（如滞后补偿电容、管子极间电容等）的存在使输出端不能立即得到应有的输出电压（即相位滞后）而使输入级不能及时获得应有的负

反馈，放大器在这一瞬间处于开环状态，使输入级瞬间过载，此时的输入电压比正常时要高出好几十倍，导致输入级瞬间的严重削波，这一削波失真称为瞬态互调失真。它实质上是一种瞬态过载现象。

由于胆机抗过载能力强，放大倍数低，没有深度级间负反馈，仅有一些局部负反馈，因而不易产生瞬态互调失真。而一般石机都采用了大环路深度负反馈网络来满足低失真、宽频带的要求。可见，瞬态互调失真主要发生在石机中。此外，音量大、频率高、动态范围大的节目源最容易产生瞬态互调失真。原因在于：音乐在零信号电平附近的时间变化率最大，会使声音变得不完全清晰，特别是中低档石机，往往出现在高频部分，产生尖硬、刺耳的感觉，即所谓的“晶体管声”和“金属声”。

瞬态互调失真是在20世纪70年代提出来的一项动态指标，主要由音频功放内部的深度负反馈引起的。被公认为是影响石机音质，导致“晶体管声”和“金属声”的罪魁祸首，人们对此极为重视。改善ＴＩＭ可从其形成机理入手，常采用的方法有：

1)将放大器的开环增益和负反馈量分别控制在50dB和20dB左右；2)选用高ｆT的管子，前级采用ｆT大于100MHz的管子，末级功率管的ｆT

应大于20MHz，尽量拓宽电路的开环频响，并加大各级自身的电流负反馈，取消大环路负反馈。目前有部分功放（如钟声JA-100）的末级扩流电路不介入环路负反馈，其目的之一便在于此；3)采用全互补对称电路，提高功率输出级的工作电流，并在输出级前增设缓冲放大级，改善电路的瞬态响应；4)取消相位滞后电容，改滞后补偿为超前补偿，即不用滞后补偿电容，而在大环路反馈电阻上并联一只适当容量的小电容；5)适当加大输入级的静态电流，增大其动态范围，并在其输入电路中设置低通滤波器，消除80kHz以上的高频杂波信号，防止高频干扰信号导致输入级瞬间过载。

转换速率过低引起的失真

转换速率指音频设备对猝发声信号或脉冲信号的跟踪或反应能力，是反映功放电路瞬态应变能力的重要参数。

转换速率过低引起的瞬态失真是由于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。如果给放大器输入一个足够大的脉冲信号时，其电压的最大变化速率应是电压上升值与所需时间之比，单位是每秒上升多少伏，写成数字表达式为SR=V/μｓ。SR对高保真功放来说，它直接影响放大器的瞬态响应和反应速度，SR值高的功放，解析力、层次感及定位感都好，听感佳，重放流行音乐更是如此。SR数值的大小与功放的输出电压和输出高频截止频率等有关，输出功率大的，SR值就大；高频截止频率高的，SR值也大，优质功放的SR值可达100V/μｓ。为了提高功放的SR值，通常采用超高速、低噪声的管子，但SR值过高，易使电路自激，稳定性变差。此外，前级电路的SR值不应高于后级电路，否则易引起瞬态互调失真。顺便多说几句，功放的SR可用示波器来估测，方法是先给音频功放馈送一方波信号，作为输入信号，其输出信号波形前沿上升至额定值所需时间，所得的结果用V/μｓ表示便是转换速率的大小。显然，如果音频功放能够很好地处理方波信号，那就表明它具有很好的转换速率和较宽的频率特性。 4．交流接口失真

交流接口失真是由扬声器的反电动势通过线路反馈到电路而引起的。改善这种失真的方法有：1)减少电路级数，适当加大电路的静态工作电流；2)选择适合的扬声器，使阻尼系数更趋合理；3)采用大容量优质电源变压器，并适当提高滤波电容的容量，在滤波电容上并联小容量ＣＢＢ电容。

此外，由于电路直流工作点选择不当或元器件质量不高，还会出现另一些非线性失真，诸如交叉失真和削波失真，它们均可以引起谐波失真和互调失真。交叉失真又称为交越失真，它是对推挽功放而言的，主要由乙类推挽功放中的功率管起始导通非线性而引起的，特别是在小电流的情况下，其输出电流在交界处产生非线性失真，且信号幅度越小，失真越严重。削波失真是功放管动态范围不够，由饱和导通引起大信号被限幅削波而造成的，削波失真产生了大量超声波，使声音变得模糊而抖动，听久了使人头痛。减小交叉失真常用的方法，是适当提高推挽输出管的直流工作点；而改善削波失真的措施，一般是适当加大电路的线性工作范围。

谈谈音频功放失真及常见改善方法 (yiya) 谈谈音频功放失真及常见改善方法

音频功放失真是指重放音频信号波形畸变的现象，通常分为电失真和声失真两大类。电失真就是信号电流在放大过程中产生了失真，而声失真是信号电流通过扬声器，扬声器未能如实地重现声音。

无论是电失真还是声失真，按失真的性质来分，主要有频率失真和非线性失真两种。其中，引起信号各频率分量间幅度和相位的关系变化，仅出现波形失真，不增加新的频率成分，属于线性失真。而谐波失真（THD）、互调失真（IMD）等可产生新的频率成分，或各频率分量的调制产物，这些多余产物与原信号极不和谐，引起声音畸变，粗糙刺耳，这些失真属于非线性失真。在这里，分别对谐波失真、互调失真、瞬态互调失真（TIM）、交流接口失真（IHM）等加以讨论。 １．谐波失真

谐波失真是由功放中的非线性元器件引起的一种失真。这种失真使音频信号产生许多新的谐波成分，叠加在原信号上，形成了波形失真的信号。将各谐波引起的失真叠加起来，就是总谐波失真度，其值常用输出信号中的所有谐波均方根值与基波电压有效值之比的百分数来表示。在这里，基波信号就是输入信号，所有谐波信号为由非线性

失真引入的各次谐波信号。显然，该百分数越小，谐波失真越小 电路性能越好。目前，Ｈｉ－Ｆｉ功放的谐波失真一般控制在0.05% ，

以下，许多优质功放的谐波失真已小于0.01%，而专业级音频功放的谐波失真度一般控制在0.03%以下。事实上，当总谐波失真度小于0.1%时，人耳就很难分辨了。另需说明的是，对于一台指定的音频功放而言，例如，某音频功放的总谐波失真指标表示为THD<0.009%(1W)。初看起来，似乎总谐波失真很小，但它只是在输出功率为1W时的总谐波失真，这与在有关标准要求的测量条件下所得的总谐波失真值是不同的。所以，在标明音频功放的总谐波失真指标时，一般都会注明测量条件。

众所周知，人的听觉系统是极其复杂的，有时谐波失真小的功放不如谐波失真大的耐听，这种现象的原因是多方面的。其中，与各次谐波成分对音质的影响程度不同有直接关系。尽管石机与胆机的稳态测试数据相同，但人们总觉得胆机的低音醇厚激荡、中音明亮圆润、高音纤细清澈，极为耐听；石机则低频强劲有力，中高频通透明亮，但高频发毛，声音生硬，音色偏冷。经频谱分析发现，石机含有大量的奇次谐波，奇次谐波给人耳造成刺耳难听的感觉；胆机则含有丰富的偶次谐波，而人耳对偶次谐波不敏感。此外，人耳对偶次谐波失真分辨力较低，对高次谐波却非常敏感，这也是上述现象的重要原因之一。

降低谐波失真的办法主要有：

1)施加适量的电压负反馈或电流负反馈；2)选用ｆT高、NF小、线性好的放大元器件；3)尽可能地提高各单元电路中对管的一致性；4)采用甲类放大方式，选用优秀的电路程式；5)提高电源的功率储备，改善电源的滤波性能。 2．互调失真

两种或多种不同频率的信号通过放大器后或扬声器发声时互相调制而产生了和频与差频以及各次谐波组合产生了和频与差频信号，这些新增加的频率成分构成的非线性失真称为互调失真。通常，将两个振幅按一定比例（多取4:1）的高低频信号，混合进入电路，新产生的非线性信号的均方根值与原较高频率信号的振幅之比的百分数来量度互调失真，即互调失真的大小，可用互调产物电平与额定信号电平的百分比来表示。此值越大，互调失真越大。显然，互调失真度的大小与输出功率有关。由于新产生的这些频率成分与原信号没有相似性，因而较小的互调失真也很容易被人耳觉察到，听起来感到又尖、又刺耳，且伴有“声染色”现象。也就是说，互调失真带来的影响，会使整个重放系统的声场缺乏层次感，清晰度下降。在Hi-Fi功放中，总希望互调失真度越小越好，要做到这一点是非常困难的，因而高保真功放要求该值小于0.1%即可。当然，石机与胆机相比，前者的互调失

真要大一些，这也是为什么石机的音色不及胆机甜美的一个原因。 减小互调失真的方法，常见的有：

1)采用电子分频方式，限制放大电路或扬声器的工作带宽；2)在音频功放的输入端增设高通滤波器，消除次低频信号；3)选用线性好的管子或电路结构。 3．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，故又称为瞬态反映。发生瞬态失真的高保真系统，输出的音乐信号缺少层次感和透明度。一般地，发生瞬态失真的原因有：

1)电路内电抗元器件的作用过大，频率范围不够宽；2)扬声器振动系统的动作跟不上瞬变电信号的变化。

瞬态失真的主要表现形式有两种，即瞬态互调失真和转换速率(SR)过低引起的失真。 瞬态互调失真

在输入脉冲性瞬态信号时，因电路中电容（如滞后补偿电容、管子极间电容等）的存在使输出端不能立即得到应有的输出电压（即相位滞后）而使输入级不能及时获得应有的负反馈，放大器在这一瞬间处于开环状态，使输入级瞬间过载，此时的输入电压比正常时要高出好几十倍，导致输入级瞬间的严重削波，这一削波失真称为瞬态互调失真。它实质上是一种瞬态过载现象。

由于胆机抗过载能力强，放大倍数低，没有深度级间负反馈，仅有一些局部负反馈，因而不易产生瞬态互调失真。而一般石机都采用了大环路深度负反馈网络来满足低失真、宽频带的要求。可见，瞬态互调失真主要发生在石机中。此外，音量大、频率高、动态范围大的节目源最容易产生瞬态互调失真。原因在于：音乐在零信号电平附近的时间变化率最大，会使声音变得不完全清晰，特别是中低档石机，往往出现在高频部分，产生尖硬、刺耳的感觉，即所谓的“晶体管声”和“金属声”。

瞬态互调失真是在20世纪70年代提出来的一项动态指标，主要由音频功放内部的深度负反馈引起的。被公认为是影响石机音质，导致“晶体管声”和“金属声”的罪魁祸首，人们对此极为重视。改善ＴＩＭ可从其形成机理入手，常采用的方法有：

1)将放大器的开环增益和负反馈量分别控制在50dB和20dB左右；

2)选用高ｆT的管子，前级采用ｆT大于100MHz的管子，末级功率管的ｆT

应大于20MHz，尽量拓宽电路的开环频响，并加大各级自身的电流负反馈，取消大环路负反馈。目前有部分功放（如钟声JA-100）的末级扩流电路不介入环路负反馈，其目的之一便在于此；3)采用全互补对称电路，提高功率输出级的工作电流，并在输出级前增设缓冲放大级，改善电路的瞬态响应；4)取消相位滞后电容，改滞后补偿为超前补偿，即不用滞后补偿电容，而在大环路反馈电阻上并联一只适当容量的小电容；5)适当加大输入级的静态电流，增大其动态范围，并在其输入电路中设置低通滤波器，消除80kHz以上的高频杂波信号，防止高频干扰信号导致输入级瞬间过载。 转换速率过低引起的失真

转换速率指音频设备对猝发声信号或脉冲信号的跟踪或反应能力，是反映功放电路瞬态应变能力的重要参数。转换速率过低引起的瞬态失真是由于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。如果给放大器输入一个足够大的脉冲信号时，其电压的最大变化速率应是电压上升值与所需时间之比，单位是每秒上升多少伏，写成数字表达式为SR=V/μｓ。SR对高保真功放来说，它直接影响放大器的瞬态响应和反应速度，SR值高的功放，解析力、层次感及定位感都好，听感佳，重放流行音乐更是如此。SR数值的大小与功放的输出电压和输出高频截止频率等有关，输出功率大的，SR值就大；高频截止频率高的，SR值也大，优质功放的SR值可达100V/μｓ。为了提高功放的SR值，通常采用超高速、低噪声的管子，但SR值过高，易使电路自激，稳定性变差。此外，前级电路的SR值不应高于后级电路，否则易引起瞬态互调失真。顺便多说几句，功放的SR可用示波器来估测，方法是先给音频功放馈送一方波信号，作为输入信号，其输出信号波形前沿上升至额定值所需时间，所得的结果用V/μｓ表示便是转换速率的大小。显然，如果音频功放能够很好地处理方波信号，那就表明它具有很好的转换速率和较宽的频率特性。 4．交流接口失真

交流接口失真是由扬声器的反电动势通过线路反馈到电路而引起的。改善这种失真的方法有：1)减少电路级数，适当加大电路的静态工作电流；2)选择适合的扬声器，使阻尼系数更趋合理；3)采用大容量优质电源变压器，并适当提高滤波电容的容量，在滤波电容上并联小容量ＣＢＢ电容。

此外，由于电路直流工作点选择不当或元器件质量不高，还会出现另一些非线性失真，诸如交叉失真和削波失真，它们均可以引起谐波失真和互调失真。交叉失真又称为交越失真，它是对推挽功放而言的，主要由乙类推挽功放中的功率管起始导通非线性而引起的，特别

是在小电流的情况下，其输出电流在交界处产生非线性失真，且信号幅度越小，失真越严重。削波失真是功放管动态范围不够，由饱和导通引起大信号被限幅削波而造成的，削波失真产生了大量超声波，使声音变得模糊而抖动，听久了使人头痛。减小交叉失真常用的方法，是适当提高推挽输出管的直流工作点；而改善削波失真的措施，一般是适当加大电路的线性工作范围。

功率放大器晶体管选择- -

进行功率放大器设计的第一个问题，就是正确选择晶体管，选择晶体管时，应当根据电路设计要求，晶体管参数和现实条件进行。功率放大器选型的基本要求有：

1、要求输出功率尽可能大：为了得到大的功率输出，应当选用热阻小，电流容量大，效率高，输入和输出阻抗匹配能力好的晶体管。比如应当选用集电极耗散功率比所需要的输出功率大一倍以上的功率晶体管。并设法使耗散功率在晶体管内部的分布要均匀，这样即可以降低热阻，又可改善晶体管的热稳定性和效率。这一般是通过在晶体管管芯内制作适当阻值的发射极镇流电阻来实现的。

2、非线性失真要小：这一点前面第三章有详细的讲述，选用的功率放大器晶体管非线性失真越小，越可以保障系统的性能和稳定，同时可以减小电路的复杂度。

3、效率要高，功率增益高：提高晶体管的功率增益具有重要意义，因为采用功率增益大的晶体管可以减少放大器的级数，从而减少了电路元件数目，这样就简化了电路结构，降低了成本。采用功率增益大的晶体管还可以在高频输入信号功率较小时，达到预期的输出功率指标。因而有利于提高放大器的总效率。

4、要充分考虑功放管的散热：通常这一点放大器厂家都会根据应用的场合考虑到其散热问题。

为什么op耳放普遍采用失真较大的正相（+）输入负反馈接

法？

常见op耳放系统如c&c、ppa、PIMETA、META42、sm3、mini3等等，普遍都是采用 正相输入负反馈接法。不过，我最近在一家国外网站看到一篇文章，对lm4562、 ne5532等op的频响曲线测试数据表明，采用反相（-）输入失真明显低于正相（+ ）输入，尤其在15khz-20khz，正相（+）输入曲线上升明显，反相（-）输入则

比较平直。

我自己试着两种换接法实际听音乐比较，分别用lm4562、ad829、 lt1364、el2244等op，类似ppa，op电压放大+buffer，感觉反相输入接法声音更 加真实，也很耐听（个人就喜欢无味精的真实声音）。我个人推测，虽然常见op 耳放采用了一些如配平输入电阻等方式来避免+、-两端阻抗不匹配等问题，但效 果没有完全避开了输入阻抗匹配问题的反相输入接法好。我的疑问是：既然反相 输入失真较小，为什么op耳放还要普遍采用失真较大的正相（+）输入负反馈呢 ？仅仅因为正相输入阻抗可以拉很高还是有其他原因，请高手指教。有没有其他

烧友也试过反相输入op耳放系统？