音箱的設計、計算與製作

音箱是音響和家庭影院系統中的一個重要組成部分，其性能的好壞直接影響著整套器材的播放質量。每個音響愛好者都希望擁有一套高品質的音箱系統，但市售的高品質成品音箱卻價格昂貴。對於經濟條件並不寬裕而又具備一定電子技術知識和動手能力的音響愛好者來說，自己製作音箱還是比較合算的。本文介紹音箱的結構組成、設計與計算方法和製作技巧，供大家製作音箱時參考。
　　一、 音箱的結構組成
　　音箱主要由揚聲器、箱體和分頻器等組成。
　　1．揚聲器
　　揚聲器(俗稱喇叭)的作用是將功率放大器輸出的電信號轉換成聲音信號再輻射出去。
　　(1) 揚聲器的分類
　　揚聲器有多種分類方式﹕按其換能方式可分為電動式、電磁式、壓電式、數字式等多種；按振膜結構可分為單紙盆、複合紙盆、複合號筒、同軸等多種；按振膜形狀可分為錐盆式、球頂式、平板式、帶式等多種；按重放頻帶可分為高頻、中頻、低頻和全頻帶揚聲器；按磁路形式可分為外磁式、內磁式、雙磁路式和屏蔽式等多種；按磁路性質可分為鐵氧體磁體、釹鐵硼磁體、鋁鎳鈷磁體揚聲器；按振膜材料可分為紙質和非紙盆揚聲器……
　　(2) 電動式揚聲器
　　電動式揚聲器是家用音響系統中應用最多的一種，它是利用音圈與恆定磁場之間的相互作用力使振膜振動而發聲的。電動式的低音揚聲器以錐盆式居多，中音揚聲器多為錐盆式或球頂式，高音揚聲器則以球頂式和帶式、號筒式為常用。
　　錐盆式揚聲器的結構簡單，能量轉換效率較高。它使用的振膜材料以紙漿材料為主，或摻入羊毛、蠶絲、碳纖維等材料(或涂膠)，以增加其剛性、內阻尼及防水等性能。新一代電動式錐盆揚聲器使用了非紙質振膜材料，如聚丙烯、雲母碳化聚丙烯、碳纖維編織、防彈布、硬質鋁箔、CD波紋、玻璃纖維等複合材料，性能進一步提高。
　　球頂式揚聲器有軟球頂和硬球頂之分。軟球頂揚聲器的振膜采用蠶絲、絲絹、浸漬酚醛樹脂的棉布、化纖及複合材料，其特點是重放音質柔美；硬球頂揚聲器的振膜采用鋁合金、鈦合金及鈹合金等材料，其特點是重放音質清脆。
　　號筒式揚聲器的輻射方式與錐盆揚聲器不同，它是在振膜振動後，聲音經過號筒再擴散出去。其特點是電聲轉換及輻射效率高、距離遠、失真小，但重放頻帶及指向性較窄。
　　帶式揚聲器的音圈直接製作在整個振膜(鋁合金或聚　亞胺薄膜等)上，音圈與振膜間直接耦合。音圈產生的交變磁場與恆磁場相互作用，使帶式振膜振動而輻射出聲波。其特點是響應速度快、失真小，重放音質細膩、層次感好。
　　2．箱體
　　箱體用來消除揚聲器單元的聲短路、抑製其聲共振，拓寬其頻響範圍，減小失真。
　　音箱的箱體外形結構有書架式和落地式之分，還有立式和臥式之分。箱體內部結構又有密閉式、倒相式、帶通式、空紙盆式、迷宮式、雙腔雙開口式、1/4波長加載式、對稱驅動式和號筒式等多種形式，使用最多的是密閉式、倒相式和帶通式，如圖1所示。
　　落地音箱屬大型音箱，箱體高度在750mm以上；書架音箱的箱體高度在750mm以下，450∼750mm的為中型書架音箱，450mm以下的為小型書架音箱。
　　家庭影院系統的前置主音箱為立式音箱，有使用書架式，也有使用落地式的，這要根據視聽室面積大小、放大器功率大小及個人品味而定。通常，對於視聽室在15m2以下的，宜選用中型書架音箱；低於10m2的應選用小型書架音箱；大於15m2的房間，可選用落地式音箱(當然，也可以用中型書架音箱再設置超重低音音箱)。中置音箱多數為臥式設計，可以置於電視機之上或臥放於電視櫃上。若使用兩只中置音箱，也可選用立式音箱，放置於電視機左、右各一只。環繞音箱一般可選擇小型書架式音箱，若是杜比AC－3環繞聲系統，也可以使用落地式音箱或中型書架音箱。超重低音音箱有立式和臥式兩種，體積與中型書架式音箱差不多。
　　前置主音箱、中置音箱和環繞音箱均以倒相式設計居多，其次是密閉式和1/4波長加載式、迷宮式等。超重低音音箱以帶通式和雙腔雙開口式居多，其次是倒相式、密閉式和克爾頓式等。
　　3．分頻器
　　分頻器有功率分頻器和電子分頻器之分，主要作用均是頻帶分割、幅頻特性與相頻特性校正、阻抗補償與衰減等作用。
　　功率分頻器也稱無源式後級分頻器，是在功率放大器之後進行分頻的。它主要由電感(L)、電阻(R)、電容(C)等無源元件組成濾波器網絡，把各頻段的音頻信號分別送到相應頻段的揚聲器中去重放。其特點是製作成本低，結構簡單，適合業余製作，但插入損耗大、效率低、瞬態特性較差。
　　電子分頻器也稱有源式前級分頻器，是由各種阻容元件與晶體管或集成電路等有源器件組成，它是置於前置放大器和功率放大器信號線路中的一種模擬電子濾波器，能把前置放大器輸出的音頻信號分成不同頻段後，再送入功率放大器進行放大處理。其特點是各頻段頻譜平衡、相互干擾小、輸出動態範圍大，本身有一定的放大能力，插入損耗較小。但因電路複雜一些，業余製作的難度較功率分頻器要大。
　　分頻器按分頻頻段可分為二分頻、三分頻和四分頻。二分頻是將音頻信號的整個頻帶劃分成高頻和低頻兩個頻段；三分頻是將整個頻帶劃分成高頻、中頻和低頻三個頻段；四分頻將三分頻多劃分出一個超低頻段。業余條件下製作音箱，以二分頻和三分頻為主。
　　分頻點與分頻斜率是直接影響分頻器的分頻頻率(交叉頻率)。
　　分頻點是指兩個相鄰揚聲器(如二分頻中的高音與低音，三分頻中的高音與中音、中音與低音)的頻響曲線在某一頻率上的相交點，通常為兩個揚聲器中功率輸出的一半處(即－3dB點)的頻率，要根據音箱和每個揚聲器的頻率特性和失真度等參數決定。通常二分頻分頻器的分頻點取1kHz∼3kHz之間，三分頻取250Hz∼1kHz和5kHz兩個分頻點。
　　分頻斜率(也稱濾波器的衰減斜率)用來反映分頻點以下頻響曲線的下降斜率，用分貝/倍頻程(dB/oct)來表示。它有一階(6dB/oct)、二階(12dB/oct)、三階(18dB/oct)和四階(24dB/oct)之分，階數越高，分頻點後的頻率曲線斜率就越大。較常用的是二階分頻斜率。高階分頻器可增加斜率但相移較大，低階分頻器能產生較平緩的斜率和很好的瞬態響應，但幅頻特性較差。決定高、低音濾波的階數主要應考慮到揚聲器本身在分頻點處相位的良好銜接問題。
　　二、 箱體的設計與計算方法
　　音箱的箱體外形有多種形式，可以根據自己的實際需要去選擇書架式或落地式、臥式、壁掛式……
　　下面著重介紹密閉式、倒相式和帶通式音箱的箱體設計與計算方法，供大家設計音箱時參考。
　　1．箱體設計所需的技術指標
　　音箱的箱體設計涉及到揚聲器單元的諧振頻率fo(或fs)、等效順性(Cmr)、總品質因數Qts(或Qo)、等效容積Veq(或Vas)、等效振動半徑Sd(或a)、等效振動質量mo、線性範圍X max等指標。
　　諧振頻率是指揚聲器所能重放的最低頻率，它是決定揚聲器低頻特性的重要參數。低音揚聲器的諧振頻率值通常是與其口徑大小成反比。
　　總品質因數主要反映揚聲器振動系統損耗的大小。該值與揚聲器的等效質量mo的平方根成反比，與揚聲器順性的平方根成反比。
　　等效容積是指揚聲器振動系統順性的等效空氣容積，與揚聲器的等效順性成正比，與有效振動半徑的平方成反比。
　　等效順性是指揚聲器懸置系統的松緊度或其受力後位移的順從性。
　　等效振動半徑是指振膜的有效面積，指從振膜中心到折環中間處的長度。
　　等效振動質量是揚聲器振膜和音圈本身的質量與空氣層的附加質量之和。
　　線性範圍是指揚聲器振膜的最大線性位移，該值與揚聲器的口徑大小和輻射效率成正比。
　　2．密閉式音箱的箱體設計與計算方法
　　密閉式音箱的低頻特性與低音揚聲器單元的諧振頻率fs和總品質因數Qts有直接的影響，因此，要求低音單元的諧振頻率低一些，總品質因數選擇在0．3∼0．7之間。
　　先求出音箱的諧振頻率foc，一般可設定為低音單元諧振頻率fs的1．2∼2倍，即﹕foc=(1．2∼2)fs
　　計算出音箱與揚聲器的聲順比α﹕
　　……
　　計算出音箱的總品質因數Qoc﹕
　　……
　　計算出音箱的有效內容積(實際容積)V﹕
　　V=Veq/α
　　上式中﹕Veq為低音單元的等效容積。
　　確定箱體的各邊尺寸和比例，可參考表1。在計算箱體各邊的實際尺寸時，應先根據箱體實際容積V來求出常數N﹕
　　……
　　上式中﹕D、W、H為箱體深、寬、高，可以從優選比例表中選出。
　　計算箱體各邊的實際尺寸﹕
　　高H′=NH(cm)
　　寬W′=NW(cm)
　　深D′=ND(cm)
　　再根據各邊尺寸換算箱體容積V﹕
　　H′×W′×D′(cm3)=V(L)
　　(1L=1000cm3)
　　3．倒相式音箱的箱體設計與計算方法
　　倒相式音箱較密閉式音箱增加了倒相管道，在設計上除應計算箱體的內容積外，還要算出倒相孔和倒相管的參數。在計算之前，還要確定音箱的聲漏損耗(即在箱體諧振頻率處漏氣所產生的品質因數)QL值，一般設定為QL=7。表2是Q L=7時的有關參數。其中，α為音箱與低音揚聲器的聲順比，Qts為揚聲器的總品質因數，f B為倒相音箱(包括箱體和倒相管)的諧振頻率，fs為揚聲器的諧振頻率，f3為音箱的截止頻率(下限頻率)。
　　根據低音揚聲器的諧振頻率fs、等效容積Vas和總品質因數Qts值從表中查出音箱與揚聲器的聲順比α、音箱諧振頻率f B與揚聲器諧振頻率fs的比值、音箱低頻響應下降3dB時的截止頻率f3與揚聲器諧振頻率fs的比值。
　　根據α值和Vas值計算出箱體的內容積V﹕
　　V=Vas/α
　　設定倒相管截面積S值(一般取與揚聲器振膜等效振動半徑相等或略小一點)，並求出倒相管的長度
　　……
　　上式中﹕C為聲速，約等於344m/s。
　　計算出箱體的實際內容積Vb﹕
　　箱體的實際內容積Vb是V與揚聲器、倒相管、支撐木、吸音材料等所佔容積的總和。
　　最後算出箱體各邊的實際尺寸。
　　4．密閉式超重低音音箱的箱體設計與計算方法
　　計算箱體容積VB﹕
　　VB=Vas/3
　　上式中﹕Vas為揚聲器的等效容積。
　　計算音箱的諧振頻率foc﹕
　　foc=2fs
　　上式中﹕fs為揚聲器的諧振頻率。
　　計算音箱的總品質因數Qoc﹕
　　Qoc=2Qts
　　上式中﹕Qts是揚聲器的總品質因數。
　　計算重放下限頻率(即頻響下降3dB時的截止頻率)f3﹕
　　f3≦foc
　　當Qoc≦0．7時，f3=foc；
　　當Qoc>0．7時，f3<FOC。
　　計算箱體的淨容積V﹕
　　V=Vas/4
　　5．倒相式超重低音音箱的箱體設計與計算方法
　　計算音箱的重放下限頻率f3﹕
　　f3=fs
　　上式中﹕fs為揚聲器的諧振頻率。
　　計算倒相音箱的諧振頻率fB﹕
　　fB=f3
　　計算箱體淨容積VB﹕
　　VB=Vas
　　上式中﹕Vas為揚聲器的等效容積。
　　計算箱體的實際容積V﹕
　　V=VB＋(10％∼20％)VB
　　計算倒相管的截面積S﹕
　　S=(20％∼40％)a
　　或S≧0．8fB•a•X max
　　上式中﹕a為揚聲器振膜的有效面積；
　　X max是揚聲器為線性範圍。
　　計算倒相管的長度l﹕
　　……
　　6．帶通式超重低音音箱的箱體設計與計算方法
　　揚聲器單元內置雙腔單開口式帶通音箱，實際上是在普通密閉音箱的基礎上增加了一個帶通濾波器，以實現增強和擴展低頻的作用。在設計時，要使用到k、fL、fH和Q B幾個參數。其中﹕
　　k為通帶紋波系數，表示音箱頻響特性曲線上兩個－3dB頻率點聲壓波動的大小，通常取k=0．6(曲線有0．35dB的紋波)。
　　fL為低頻下限頻率，是fs/(Qts•fL)系數後所得。
　　fH為高頻端頻率，是fs/(Qts•fH)系數後所得。
　　Q B為密閉室品質因數，與音箱的靈敏度成正比，與通頻帶寬成反比。
　　計算開口腔的箱體內容積Vf﹕
　　Vf=(2k•Qts)2Vas
　　上式中﹕Vas是揚聲器的等效容積。
　　計算密閉腔的箱體內容積Vr﹕
　　……
　　計算時，應先求出fL系數，再從表3中查出相應的Q B值。
　　……
　　計算箱體總容積V總﹕
　　V總=Vf＋Vr
　　計算開口腔的諧振頻率fB﹕
　　……
　　計算倒相管的截面積SV﹕
　　SV=πR2=π(D/2)2
　　上式中﹕D為倒相管直徑，可設定為揚聲器錐盆有效輻射面積的40％∼60％。
　　R為倒相管半徑。
　　計算倒相管的長度l V﹕

音响知识完全手册

音箱是将电信号还原成声音信号的一种装置，还原真实性将作为评价音箱性能的重要标准。有源音箱就是带有功率放大器(即功放)的音箱系统。把功率放大器和扬声器发声系统做成一体，可直接与一般的音源(如随身听、CD机、影碟机、录像机等)搭配，构成一套完整的音响组合。有了有源音箱，就无需另购功率放大器，不再为合理选配功放、音箱而发愁，操作简便，其极高的性能价格比，为工薪阶层所普遍接受。
按照发声原理及内部结构不同，音箱可分为倒相式、密闭式、平板式、号角式、迷宫式等几种类型，其中最主要的形式是密闭式和倒相式。密闭式音箱就是在封闭的箱体上装上扬声器，效率比较低；而倒相式音箱与它的不同之处就是在前面或后面板上装有圆形的倒相孔。它是按照赫姆霍兹共振器的原理工作的，优点是灵敏度高、能承受的功率较大和动态范围广。因为扬声器后背的声波还要从导相孔放出，所以其效率也高于密闭箱。而且同一只扬声器装在合适的倒相箱中会比装在同体积的密闭箱中所得到的低频声压要高出3dB，也就是有益于低频部分的表现，所以这也是倒相箱得以广泛流行的重要原因。
2、功率

音箱音质的好坏和功率没有直接的关系。功率决定的是音箱所能发出的最大声强，感觉上就是音箱发出的声音能有多大的震撼力。根据国际标准，功率有两种标注方法：额定功率(RMS：正弦波均方根)与瞬间峰值功率(PMPO功率)。前者是指在额定范围内驱动一个8Ω扬声器规定了波形持续模拟信号，在有一定间隔并重复一定次数后，扬声器不发生任何损坏的最大电功率；后者是指扬声器短时间所能承受的最大功率。美国联邦贸易委员会于1974年规定了功率的定标标准：以两个声道驱动一个8Ω扬声器负载，在20～20000Hz范围内谐波失真小于1％时测得的有效瓦数，即为放大器的输出功率，其标示功率就是额定输出功率。通常商家为了迎合消费者心理，标出的是瞬间(峰值)功率，一般是额定功率的8倍左右。 试想同是采用PHILIPS的TDA1521功放芯片(最大的额定功率30W，THD=10%时)，而某些产品上标称360W，甚至480WP.M.P.O.，这可能吗?有意义吗?所以在选购多媒体音箱时要以额定功率为准。音箱的功率由功率放大器芯片的功率和电源变压器的功率两者主要决定，考虑到其他一些因素，可以算出如果变压器的额定功率是100W的话，它实际能顺利带动的功放芯片的功率要在45W以下，所以通过算音箱变压器与功放的功率关系也可以验证音箱的实际额定功率是否能达到标称值。音箱的功率不是越大越好，适用就是最好的，对于普通家庭用户的20平米左右的房间来说，真正意义上的60W功率(指音箱的有效输出功率30W×2)是足够的了，但功放的储备功率越大越好，最好为实际输出功率的2倍以上。比如音箱输出为30W，则功放的能力最好大于60W，对于HiFi系统，驱动音箱的功放功率都很大。　　

3、频率范围与频率响应

前者是指音响系统能够重放的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围；后者是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象，这种声压和相位与频率的相关联的变化关系(变化量)称为频率响应，单位分贝(Db)。

音响系统的频率特性常用分贝刻度的纵坐标表示功率和用对数刻度的横坐标表示频率的频率响应曲线来描述。当声音功率比正常功率低3dB时，这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点。高频截止点与低频截止点之间的频率，即为该设备的频率响应；声压与相位滞后随频率变化的曲线分别叫作“幅频特性”和“相频特性”，合称“频率特性”。这是考察音箱性能优劣的一个重要指标，它与音箱的性能和价位有着直接的关系，其分贝值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。如：一音箱频响为60Hz～18kHz ＋/－ 3dB。这两个概念有时并不区分，就叫作频响。

从理论上讲，20～20000Hz的频率响应足够了。低于20Hz的声音，虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察，也就是能感觉到所谓的低音力度，因此为了完美地播放各种乐器和语言信号，放大器要实现高保真目标，才能将音调的各次谐波均重放出来。所以应将放大器的频带扩展，下限延伸到20Hz以下，上限应提高到20000Hz以上。对于信号源(收音头、录音座和激光唱机等)频率响应的表示方法有所不同。例如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为40～15000Hz时十／—2dB，国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标：40～12500Hz时十／—2．5十／—4．5dB(普通带)，实际能达到的指标都明显高于此数值。CD机的频率响应上限为20000Hz，低频端可做到很低，只有几个赫兹，这是CD机放音质量好的原因之一。

但是，构成声音的谐波成分是非常复杂的，并非频率范围越宽声音就好听，不过这对于中低档的多媒体音箱来讲还是基本正确的。在标注频率响应中我们通常都会看到有“系统频响”和“放大器频响”这两个名词，要知道“系统频响”总是要比“放大器频响”的范围小，所以只标注“放大器频响”则没有任何意义，这只是用来蒙骗一些不知情的消费者的。现在的音箱厂家对系统频响普遍标注的范围过大，高频部分差的还不是很多，但在低音端标注的极为不真实，国外的名牌HiFi(高保真)音箱也不过标注4、50Hz左右，而国内两三百的木质普通音箱居然也敢标注这个数据，真是让人笑掉大牙了！所以敬告大家低频段声音一定要耳听为真，不要轻易相信宣传单上的数值。多媒体音箱中的音乐是以播放MP3或CD的音乐、歌曲、游戏的音效、背景音乐以及影片中的人声与环境音效为主的，这些声音是以中高音为多，所以在挑选多媒体音箱时应该更看中它在中高频段声音的表现能力，而不是低频段。若真的追求影院效果，那么一只够劲的低音炮绝对能够满足你的需求。

4、响度

声音的强弱称为强度，它由气压迅速变化的振幅(声压)大小决定。但人耳对强度的主观感觉与客观的实际强度并不一致，人们把对于强弱的主观感觉称为响度，其计量单位也为分贝(Db)，它是根据1000Hz的声音在不同强度下的声压比值，取其常用对数值的 l／10而定的。取对数值的原因是由于强度与响度的增加不是成正比关系，而是真数与对数的关系！例如声音强度大到10倍时，听起来才响了一级(10dB)，强度大到100倍时听起来才响了两级(20dB)。对于1000Hz的声音信号，人耳能感觉到的最低声压为2×10E－5Pa，把这一声压级定为0dB，当声压超过130dB时人耳将无法忍受，故人耳听觉的动态范围为0～130dB。

人对强度相等、频率不同声音感觉是不同的；声压级越高，人的听觉频率特性越平直；声压级越低，人的听觉频率范围越小；频率 f＜16～20Hz以及 f＞18～20KHz的声音，不论声级多高，人耳都是听不到的。故人耳的听觉频率为20Hz～20KHz，这个频带叫音频或声频；不论声压高低，人耳对3KHz～5KHz频率的声音最为敏感。

大多数人对信号声级突变3dB以下时是感觉不出来的，因此对音响系统常以3dB作为允许的频率响应曲线变化范围。

5、失真度

有谐波失真、互调失真和瞬态失真之分。谐波失真是指声音回放中增加了原信号没有的高次谐波成分而导致的失真；互调失真影响到的主要是声音的音调方面；瞬态失真是因为扬声器具有一定的惯性质量存在，盆体的震动无法跟上瞬间变化的电信号的震动而导致的原信号与回放音色之间存在的差异。它在音箱与扬声器系统中则是更为重要的，直接影响到音质音色的还原程度的，所以这项指标与音箱的品质密切相关。这项常以百分数表示，数值越小表示失真度越小。普通多媒体音箱的失真度以小于0.5%为宜，而通常低音炮的失真度普遍较大，小于5%就可以接受了。

6、音箱的灵敏度(单位Db)

音箱的灵敏度每差3dB，输出的声压就相差一倍，一般以87 Db为中灵敏度，84 Db以下为低灵敏度，90 Db以上为高灵敏度。灵敏度的提高是以增加失真度为代价的，所以作为高保真音箱来讲，要保证音色的还原程度与再现能力就必须降低一些对灵敏度的要求。但不能反过来说，灵敏度高的音箱音质一定不好而低灵敏度的音箱一定就好。灵敏度低的音箱功放难以推动(要求功放的贮备功率较大)。所以灵敏度虽然是音箱的一个指标，但是它与音箱的音质音色无关。

7、阻抗

它是指扬声器输入信号的电压与电流的比值。音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻抗两类，高于16Ω的是高阻抗，低于8Ω的是低阻抗，音箱的标准阻抗是8Ω。在功放与输出功率相同的情况下，低阻抗的音箱可以获得较大的输出功率，但是阻抗太低了又会造成欠阻尼和低音劣化等现象。所以这项指标虽然与音箱的性能无关，但最好还是不要购买低阻抗的音箱，推荐值是标准的8Ω。耳机的阻抗一般是高阻抗的——32Ω很常见。功放的阻抗一般可标为等值阻抗，比如4Ω下130W的输出，大概相当于等值的80W的输出。有一个容易与之混淆的名词叫做“阻尼系数”，这是指扬声器阻抗除以放大器源的内阻，范围大约是25～1000。扬声器纸盆在电信号已经消失后还要振荡多次才能完全停止摆动，而线圈发出的电压产生电流和磁场可以阻止这种寄生运动，这就是阻尼。电流的幅度也就是阻尼的效果取决于此电流流经放大器输出级的内阻，这一电阻要远低于扬声器的额定阻抗，典型值为0.1Ω，但由于扬声器音圈的串联电阻和分频网络的串联电阻的存在，阻尼系数难以做到50。

8、信噪比

是指音箱回放的正常声音信号与无信号时噪声信号(功率)的比值。也用 Db表示。例如，某磁带录音座的信噪比为50dB，即输出信号功率比噪音功率大50dB。信噪比数值越高，噪音越小。国际电工委员会对信噪比的最低要求是前置放大器大于等于63dB，后级放大器大于等于86dB，合并式放大器大于等于63dB。合并式放大器信噪比的最佳值应大于90dB；收音头：调频立体声之50dB，实际上以达到70dB以上为佳；磁带录音座之56dB(普通带)，但经杜比降噪后信噪比有很大提高。如经杜比 B降噪后的信噪比可达65dB，经杜比 C降噪后其信噪比可达72dB(以上均指普通带)；CD机的信噪比可达90dB以上，高档的更可达l10dB以上。信噪比低时，小信号输入时噪音严重，整个音域的声音明显感觉是混浊不清，所以信噪比低于80dB的音箱不建议购买！而低音炮70 Db的低音炮同样原因不建议购买。

9、扬声器材质

低档塑料音箱因其箱体单薄、无法克服谐振，无音质可言(笨笨熊注：也不尽然，设计好的塑料音箱要远远好于劣质的木质音箱)；木制音箱降低了箱体谐振所造成的音染，音质普遍好于塑料音箱。通常多媒体音箱都是双单元二分频设计，一个较小的扬声器负责中高音的输出，而另一个较大的扬声器负责中低音的输出。挑选音箱应考虑这两个喇叭的材质：多媒体有源音箱的高音单元现以软球顶为主(此外还有用于模拟音源的钛膜球顶等)，它与数字音源相配合能减少高频信号的生硬感，给人以温柔、光滑、细腻的感觉。多媒体音箱现以质量较好的丝膜和成本较低的PV膜等软球顶的居多。低音单元它决定了音箱的声音的特点，选择起来相对重要一些，最常见的有以下几种：纸盆，又有敷胶纸盆、纸基羊毛盆、紧压制盆等几种，纸盆音色自然、廉价、较好的刚性、材质较轻灵敏度高，缺点是防潮性差、制造时一致性难以控制，但顶级HiFi系统中用纸盆制造的比比皆是，因为声音输出非常平均，还原性好；防弹布，有较宽的频响与较低的失真，是酷爱强劲低音者之首选，缺点是成本高、制作工艺复杂、灵敏度不高轻音乐效果不甚佳；羊毛编织盆，质地较软，它对柔和音乐与轻音乐的表现十分优异，但是低音效果不佳，缺乏力度与震撼力；PP(聚丙烯)盆，它广泛流行于高档音箱中，一致性好失真低，各方面表现都可圈可点。此外还有像纤维类振膜和复合材料振膜等由于价格高昂极少应用于普及型音箱中，就不谈了。扬声器尺寸自然是越大越好，大口径的低音扬声器能在低频部分有更好的表现，这是在选购之中可以挑选的。用高性能的扬声器制造的音箱意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。普通多媒体音箱低音扬声器的喇叭多为3～5英寸之间。用高性能的扬声器制造的音箱也意味着有更低的瞬态失真和更好的音质。

10、音箱的结构与特点

音箱从结构形式上分，可以分为书架式和落地式，前者体积小巧、层次清晰、定位准确，但功率有限，低频段的延伸与量感不足，适于欣赏以高保真音乐为主的音乐爱好者，也是我们多媒体发烧友的首选；后者体积较大、承受功率也较大，低频的量感与弹性较强，善于表现滂沱的气势与强大的震撼力，但做得不好层次感与定位方面会略有欠缺。对于不同音乐的爱好者来讲，这也是在选购以前应该了解的重要内容。由于PC用家很少有具备放置大型落地箱的条件，所以小巧的桌面书架式音箱应该是多媒体有源音箱的首选。总的来说：只要功放模块设计合理，箱体越大，喇叭越大，声音越中听。

11、可扩展性

这是指音箱是否支持多声道同时输入，是否有接无源环绕音箱的输出接口，是否有USB输入功能等。低音炮能外接环绕音箱的个数也是衡量扩展性能的标准之一。普通多媒体音箱的接口主要有模拟接口和USB接口两种，其它如光纤接口还有创新专用的数字接口等不是非常多见，因此不多作介绍。

12、音效技术
硬件3D音效技术现在较为常见的有SRS、APX、 Spatializer 3D、 Q-SOUND、 Virtaul Dolby和 Ymersion等几种，它们虽各自实现的方法不同，但都能使人感觉到明显的三维声场效果，其中又以前三种更为常见。它们所应用的都是扩展立体声(Extended Stereo)理论，这是通过电路对声音信号进行附加处理，使听者感到声像方位扩展到了两音箱的外侧，以此进行声像扩展，使人有空间感和立体感，产生更为宽阔的立体声效果。此外还有两种音效增强技术：有源机电伺服技术(本质上利用了赫姆霍兹共振原理)、BBE高清晰高原音重放系统技术和“相位传真”技术，对改善音质也有一定效果。对于多媒体音箱来说，SRS和BBE两种技术比较容易实现效果很好，能有效提高音箱的表现能力。

13、音调
指具有一特定且通常是稳定音高的信号，通俗的讲是声音听来调子高低的程度。它主要取决于频率，还与声音强度有关。频率高的声音人耳的反应是音调高而频率低的声音人耳的反应是音调低。音调随频率(Hz)的变化基本上呈对数关系。不同的乐器演奏同样频率的音符，音色虽然不同，但它们的音调是相同的，也就是演奏声音的基频是相同的。

14、音色
对声音音质的感觉，也是一种声音区别于另一种声音的特征品质。不同的乐器在发同一音调时，它们的色可以迎然不同。这是由于它们的基频频率虽相同，但谐波成分相差甚大。故音色不但取决于基频，而且与基频成整倍数的谐波密切有关，这就使每种乐器和每个人有不同的音色。

15、动态范围
声音中最强与最弱的比值，用 Db表示。例如一个乐队的动态范围为90dB，这意味着最弱部分的功率比最响部分的低90dB。动态范围是功率之比，与声音的绝对水平无关。如前所述，人耳的动态范围从0到130dB。自然界各种声音的动态范围的变化也是很大的。一般语言信号大约只有20～45dB，有些交响乐的动态范围可达30～130dB或更高。但由于一些因素的限制，音响系统的动态范围很少能达到乐队的动态范围。录音装置的内在噪音决定了可能录制的最弱音，而系统的最大信号容量(失真水平)限制了最强的音。一般把声音信号的动态范围定为100dB，故音响设备的动态范围能做到100dB，就很好了。

16、总谐波失真(THD)
指音频信号源通过功率放大器时，由于非线性元件所引起的输出信号比输入信号多出的额外谐波成分。谐波失真是由于系统不是完全线性造成的，我们用新增加总谐波成份的均方根与原来信号有效值的百分比来表示。例如，一个放大器在输出10V的1000Hz时又加上 Lv的2000Hz，这时就有10％的二次谐波失真。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。但总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会于1974年规定，总谐波失真必须在20～20000Hz的全音频范围内测出，而且放大器的最大功率必须在负载为8欧扬声器、总谐波失真小于1％条件下测定。国际电工委员会规定的总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5％，合并放大器小于等于0.7％，但实际上都可做到0.1％以下：FM立体声调谐器小于等于1.5％，实际上可做到0.5％以下；激光唱机更可做到0.01％以下。
由于测量失真度的现行方法是单一的正弦波，不能反映出放大器的全貌。实际的音乐信号是各种速率不同的复合波，其中包括速率转换、瞬态响应等动态指标。故高质量的放大器有时还注明互调失真、瞬态失真、瞬态互调失真等参数。(l)互调失真(IMD)：将互调失真仪输出的125Hz与lkHz的简谐信号合成波，按4：1的幅值输入到被测量的放大器中，从额定负载上测出互调失真系数。
(2)瞬态失真(TIM)：将方波信号输入到放大器后，其输出波形包络的保持能力来表达。如放大器的转换速率不够，则方波信号即会产生变形，而产生瞬态失真。主要反映在快速的音乐突变信号中，如打击乐器、钢琴、木琴等，如瞬态失真大，则清脆的乐音将变得含混不清。
(3)瞬态互调失真：将3.15kHz的方波信号与15kHz的正弦波信号按峰值振幅比4：1混合，经放大器后，新增加全部互调失真的产物有效值与原来正弦振幅的百分比。如放大器采用深度大回环负反馈，瞬态互调失真一般较大，具体反映出声音呆滞、生硬、无临场感；反之，则声音圆滑、细腻、自然。

17、立体声分离度
指双声道之间互相不干扰信号的能力、程度，也即隔离程度，通常用一条通道内的信号电平与泄漏到另一通道中去的电平之差表示。如果立体声分离度差，则立体感将被削弱。国际电工委员会规定的立体声分离度的最低指标， lKHz时大于等于40dB，实际以达到大干60dB为好；欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的立体声分离度为＞25dB，实际上能做到40dB以上。立体声通道平衡指的是左、右通道增益的差别，一般以左、右通道输出电平之间最大差值来表示。如果不平衡过大，立体声声像位置将产生偏离，该指标应小于1dB。

18、阻尼系数
是指放大器的额定负载(扬声器)阻抗与功率放大器实际阻抗的比值。阻尼系数大表示功率放大器的输出电阻小，阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。具有高阻尼系数的放大器，对于扬声器更象一个短路，在信号终止时能减小其振动。功率放大器的输出阻抗会直接影响扬声器系统的低频 Q值，从而影响系统的低频特性。扬声器系统的Q值不宜过高，一般在0．5～l范围内较好，功率放大器的输出阻抗是使低频 Q值上升的因素，所以一般希望功率放大器的输出阻抗小、阻尼系数大为好。阻尼系数一般在几十到几百之间，优质专业功率放大器的阻尼系数可高达200以上。

l9、等响度控制
其作用是低音量时提升高频和低频声。由于人耳对高频声、特别是低频声的听觉灵敏度差，要求在低音量时对高频和低频进行听觉补偿，即要求对低频有较大提升，对高频也有一定量的提升。换句话说，当音量减小时，信号中低频部分的减小较高频部分为少。等响度控制即满足此要求，等响度控制一般为8dB或10dB。

20、三维音场处理和环绕声
普通两只音箱为什么会使我们听到并不存在的好像是背后发出的声音呢?大家知道，立体电影就是眼睛产生的错觉而三维音场的产生离不开耳朵的错觉。种种硬件3D音效技术如SRS、虚拟杜比和软件3D技术如EAX、A3D等就是充分研究了人耳接受声响的原理后为降低成本而推出的新技术。本质上讲通过多音箱完成三维音场的效果比两只音箱虚拟出的声场好很多。所以环绕声应该以多音箱配置为主，它们的定位感和空间感强，下面我们来看看有哪几种真正的环绕声：

A 杜比定向逻辑(Dolby Pro-Logic)环绕声系统
4-2-4编码技术将左、中、 右和后侧四方面的音频信息经过编码记录在左右两个声道中； 放音时再通过解码器从左右声道中分解还原出原来这4个声道， 这4个声道通常称为：前置左声道、前置中间声道、前置右声道和后置环绕声道。 科学实验表明, 要获得身临其境的真实音响效果，必须在聆听者周围产生一个四面包围的声场环境，整个放声系统使用的声道数越多，聆听者的声场定位感就越强烈，身临其境的感受就越真实。根据目前一般家庭的视听环境，放声系统使用5个声道已能满足声场定位需要，因此，杜比定向逻辑环绕声系统大多使用5声道。从表面上看，5声道杜比定向逻辑环绕声功率放大器确实有5个功率输出端：前置左声道、中置声道、前置右声道、 环绕左声道(又称后置左声道)和环绕右声道(又称后置右声道)，但杜比定向逻辑环绕声系统中解码器输出的环绕声信号其实是单声道的，5声道功率放大器中的左右两个环绕声道在功放内部是相互串联的

功放与音箱配接四要素 功放与音箱配接讲究冷暖相宜、软硬适中，以实现整套器材还原音色呈中性，这仅是从艺术方面考虑。然而从技术方面考虑的要素有：
一、功率匹配
二、功率储备量匹配
三、阻抗匹配
四、阻尼系数的匹配
如果我们在配接时认识到上述四点，可使所用器材的性能得到最大、最充分的发挥。
功率匹配 为了达到高保真聆听的要求，额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉：音量小时、声音无力、单薄、动态出不来，无光泽、低频显著缺少、丰满度差，声音好像缩在里面出不来。音量合适时，声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。但音量过大时，声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系，规定听音区的声压级最好为80~85dB（A计权），我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。
功率储备量匹配
音箱：为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真。这里有一个经验值可参考：所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。
功放：电子管功放和晶体管功放相比，所需的功率储备是不同的。这是因为：电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号巅峰，电子管功放并不明显产生削波现象，只是使颠峰的尖端变圆。这就是我们常说的柔性剪峰。而晶体管功放在过荷点后，非线性畸变迅速增加，对信号产生严重削波，它不是使颠峰变圆而是把它整齐割削平。有人用电阻、电感、电容组成的复合性阻抗模拟扬声器，对几种高品质的晶体管功放进行实际输出能力的测试。结果表明，在负载有相移的情况下，其中有一台标称100W的功放，在失真度1%时实际输出功率仅有5W！由此对于晶体管功放的储备量的选取：
高保真功放：10倍
民用高档功放：6～7倍
民用中档功放：3～4倍
而电子管功放则可以大大小于上述比值。
对于系统的平均声压级与最大声压级应留有多少余量，应视放送节目的内容、工作环境而定。这个冗余量最低10dB，对于现代的流行音乐、蹦迪等音乐，则需要留有20~25dB冗余量，这样就可使得音响系统安全，稳定地工作。
阻抗匹配
它是指功放的额定输出阻抗，应与音箱的额定阻抗相一致。此时，功放处于最佳设计负载线状态，因此可以给出最大不失真功率，如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗，功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗，音响系统能工作，但功放有过载的危险，要求功放有完善的过流保护措施来解决，对电子管功放来讲阻抗匹配要求更严格。
阻尼系数的匹配
阻尼系数KD定义为：KD=功放额定输出阻抗（等于音箱额定阻抗）/功放输出内阻。 由于功放输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件，KD值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD值越大，电阻尼越重，当然功放的KD值并不是越大越好，KD值过大会使音箱电阻尼过重，以至使脉冲前沿建立时间增长，降低瞬态响应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的KD值。作为家用高保真功放阻尼系数有一个经验值可供参考，最低要求：晶体管功放KD值大于或等于40，电子管功放KD值大于或等于6。 　　
保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件，应注意音箱的等效力学品质因素（Qm）与放大器阻尼系数（KD）的配合，这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。应使音箱的馈线等效电阻足够小，小到与音箱的额定阻抗相比可以忽略不计。其实音箱馈线的功率损失应小于0.5dB（约12%）即可达到这种配合。

音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。回顾一下功率放大器的发展历程，对我们广大音响爱好者来说也许是一件饶有趣味的事情。
索引：
一、早期的晶体管功放
二、晶体管功放的发展和互调失真
三、功放输入级——差动与共射-共基
四、放大器的电源与甲类放大器
五、其他类型的放大器
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一、早期的晶体管功放
　 半导体技术的进步使晶体管放大器向前迈进了一大步。自从有了晶体管，人们就开始用它制造功率放大器。
　 早期的放大器几乎全用锗管来制作，但由于锗管工艺上的一些原因，使得放大器中所用的晶体管，尤其是功放管性能指标不易做得很高，例如，共发射极截止频率fh的典型值为4kHz，大电流管的耐压值一般在30V一40V左右。这样，放大器的频率响应也就很狭窄，其3dB截止频率通常在10kHz左右，大大影响了音乐中高频信号的重现。再加上功放管的耐压、电流和功耗三个指标相互制约，制作较大功率的 OTL或OCL放大器不易寻到三个指标都满足要求的管于，所以不得不采用变压器耦合输出。变压器的相移又使电路中加深度负反馈变得很困难，谐波失真得不到充分的抑制，因此这一时期的晶体管放大器音质是很差的。“还是胆机规声”，这种看法的确事出有因。
二、晶体管功放的发展和互调失真
　 随着半导体工艺的逐渐成熟，大电流、高耐压的晶体管品种日益增加，越来越多的功率放大器采用了无输出变压器的 OCL电路或 OTL电路(图一)。 最初的大功率 PNP管是锗管，而 NPN管是硅管，两者的特性差别非常显著，电路的 对称性很差，人们更多采用的是图二所示的准互补电路，通过小功率硅管 Q1与一只大功率的 NPN硅管 Q2复合，得到一只极性与PNP管类似的大功率管，降低了电路因对称性差而招至的失真。 到了六十年代末，大功率的 PNP硅管商品化的时候，互补对称电路才得到广泛的应用。元器件的进步使晶体管功率放大器的技术指标产生了质的飞跃，在主观音质评价方面，也改变了过去人们对晶体管功放的看法，无论是在厅堂扩音、电台节目制作还是家庭重放，晶体管功放都被大量地采用，首次在数量上以压倒性的优势超过了电子管功放。在商品化的晶体管扩音机中，相继出现了一些摧琛夺目的名机，如 JBL的 SA600， Marantz互补对称电路MOdel15等等。
　 尽管电子管的拥护者仍大量存在，人们毕竟能够比较公正地看待晶体管放大器了，认为晶体管机频响宽阔，层次细腻，与电子管机比较起来有一种独特的舱力，而不是简单的谁取代谁的问题。
　 瞬态互调失真的提出是认识上的一次飞跃七十年代，功率放大器的发展史中出现了一件最引人注目的事情，这就是瞬态互调失真 (Transient lntermodulation)及其测量方法的提出。1963年，芬兰 Helvar工厂的一名工程师在制作一台晶体管扩音机时，由于接线失误，使电路的负反馈量减少了，后来却意外地发现负反馈量减少后的音质非常好，客观技术指标较差，而更正错误以后的线路尽管技术指标提高了，音质反而比误接时明显下降。 这一现象引起了当时同一工厂的 Mr.Otala的重视，之后，他对此进行了悉心研究，于1970年首先发表丁关于晶体管功率放大器瞬态互调失真(TIM)的论文。至 1971年,Otala博士及其研究小组就 TIM失真理论发表的论文已经超过20篇，引起了电声界准互补电路人士的广泛反响。
　 瞬态互调失真的大意是这样的：
　 在直接耦合的晶体管放大电路中，为了得到很小的谐波失真度和宽阔平坦的频率响应，通常对整体电路施加深达40dB一60dB的负反馈，倘若在加负反馈前放大器的开环失真为10％，那么加上40dB的负反馈后，失真即可降低至0．1％，这是电子管功效难以做到的。 晶体管功放由于要施加40dB。60dB的负反馈，所以对一台增益要求为26dB的放大器，它的开环增益就要达到66、86dB。
如此高的增益之下引入深度负反馈，电路势必会产生自激振荡，因而需要进行相位补偿，一般是在推动级晶体管的集电极——基极之间接接一个小电容 C，破坏自激振荡的相位条件，形成所谓“滞后补偿”，
　 当放大器输入端输入持续时间非常短的过渡性脉冲时，由于电容 C需要充电时间，所以推动管集电极电压要经过一段时间延迟方能达到最大值，见图四。显然，在电容 C充、放电期间，输出电压 V。将达不到应有的电压值，输入级也不可能得到应有的反馈电压 Vf，因而，在过渡脉冲通过输入级的瞬间，输入级将处于负．反馈失控状态，致使输入级严重过载，输出将严重削波(图三 a点)，引起过渡脉冲瞬时失真(图五)。如果过渡脉冲波形上还叠加有正弦信号，输出端还会得到很多输入信号频谱不存在的互调频率成份，这就是 TIM失真。
　 TIM失真和音乐信号也有密切关系，音量大、频率高的节目信号容易诱发 TIM失真。严重的 TIM失真反映在听感上类似高频交选失真，而较弱的 TIM失真给人以“金属声”的不快感觉，导致音质劣化。至今，音响界对于 TIM失真都还有争议，但这毕竟是人们认识的深化，它使后来放大器的设计思想发生了根本性的变化，即更加注重放大器的动态性能而不是仅仅满足于静态技术指标的提高。
三、功放输入级——差动与共射-共基
　 对称和平衡是电路发展的方向对称和平衡也许是世上事物完美的标志之一。
音乐讲究各声部之间的乎衡与统一，美术以色彩搭配均衡、和谐为美，在服装设计中，常常采取看似不对称的设计，其实质也是为了取得视觉上的均衡。上面所说的都是艺术，对称和平衡给人一种安定、完美的感觉。有意思的是，在功率放大器中，对称和平衡也有类似的效果。
　 最初采用对称设计的例子要算互补对称电路了，一上一下的两只异极性晶体管作推挽输出，不仅可以免除笨重的输出变压器，而且电路的偶次谐波失真在推挽的过程中被抵消了，保真度有了很大提高。稍后，人们从运算放大器的设计中得到启迪，将左右对称的差动式电路用于功率放木器的输入级，电路的稳定性和线性都得到改善，这时的电路结构如图六所示，这一结构直至今天都还有人采用。 如果以现代的眼光来审评，这一电路是显得过时了一点。电路的主要缺陷在于电压推动级，因为 Q1承担了提供电压增益的主要任务，必然是开环失真很大，频带狭窄。此图六 典型的 OCL放大器外，单管放大的过载能力也很差，这一系列的缺点是不利于电路的动态性能的。围绕着改进电压推动级的性能，人们相继提出了多种结构，共射——共基电路就是一个典型的例子。
　 共射——共基电路又叫“猩尔曼”电路，它原先是高频电路中广为采用的结构，但用于音频电路中同样可以发挥出色的性能。首先是它的宽频响，由于共基放大管 Qs非常低的输入阻抗，使 Q，丧失了电压增益，弥勒效应的影响就非常微弱。 宽频响的推动级拉开了与输入级极点的距离，相位补偿变得很’容易，而且电容 C的容量可以大大减小，这对于改善 TIM失真是很有利的。 第二个优点是电路的高度线性：共基极电路的输出特性也可以清楚地显示出这一点，有人作过测试，共射一共基电路的失真度比单管共射电路要低一个数量级。
　 依然是一种不平衡的设计，这一限制来源于输入级。如果把输入级变动一下，从互补推挽的 Q：和Qg的集电极输出信号，那么电压推动级就可以在图七的基础上再增加一组 NPN管构成的共射一共基电路，做到推挽输出，这时电路也就非常对称平衡了，几乎达到了完美的程度。
　 当今许多最先进的功率放大器采用的也是这种电路结构。图八是另一种电压推动级的形式，其输入信号来自图六中的 Ql和 Qs，当然此时 Qz必须加上集电极负载电阻。电压推动级也采用对称的差动放大，这不仅可以改善输入级的平衡性，提高放大能力和共模抑制比，而且同样可以降低推动级的失真，因为差动式放大电路当输入在一定的范围内时具有线性的传输特性，有的电路还在 Qn、 Qz的发射极串人负反馈反阻，更加扩大了线性范围。 Q2和Qd构成镜像电流源，把 Q，的集电极电流转移到 Qz上，所以尽管是单端输出，电流推动能力却比原来增大了一倍。 PIONEER的M22K功率放大器就是采用的这种电路结构，取得了非常好的效果。对称和平衡不仅体现在电路的结构上，还表现于元器件的参数上。差动电路是集成运放中广泛采用的结构，其性能是建立在两只差分管 Hrs和 Vss精确匹配的基础之上。同样，推挽电路中，如果两只异极性的晶体管特性不一致时，对波形的两个半周就不能做到一视同仁地放大，这将增力D电路的失真度。
　 随着节目源的变化，音乐中包含大量瞬变、高能量的成份，要完美地重现这些细节，就要求放大器具有良好的动态响应，对晶体管配对的要求就不仅是静态的 HrR和 VBE匹配，而且在动态时也要高度匹配，这无疑对元器件参数的平衡提出了更苛刻的要求。 幸运的是，半导体技术的进步为我们提供了这种可能，各种各样的差分对管、晶体管阵列陈出不穷，单个的晶体管一致性也得到较大提高。正是这些优质的元器件，让对称电路设计的优点得以充分体现，今天看到一台全无负反馈的电路也不会觉得惊讶，因为已经有足够好的开环性能了，又何必为了几个仪器上的数据去牺牲放大电路的动态响应呢?
四、放大器的电源与甲类放大器
　 极端重视电源的现代放大器“放大器不过是电源的调制器”，这句话道出了放大的实质。
　 既然如此，又有什么理由不引起对电源的高度重视呢。电源部份作为推动扬声器发声的源泉，再也不应象过去那样随便找个整流电源接上了事。对电源的要求有两个方面，即纹波噪声小，输出能力强。噪声小比较容易办到，只要加大滤波电容器的容量就可以，但是要做到输出能力强却不简单。
　 首先要加大电源变压器的容量，这是过去一些放大器生产厂所不乐意的，因为加大电源变压器容量会使成本大量增加，整机的重量和体积也会加大；但现在听小喇叭的人越来越多，这些小喇叭大多效率很低，有些名牌音箱如 Celestion SI一6O0或 Ro3ers LS3／5a，十分大食难推，再加上现代节目信号中常常出现一些炮弹爆炸，锣鼓敲击的声音，对放大器是一个极为严峻的考验，同样两台100W的放大器，一台可能让你感觉到大炮地动山摇的震撼力，而另一台可能象是破鼓在“咐咐”作响。所以现代优质的功率放大器的电源储备量十分惊人，往往采用巨大的环形变压器，再配合容量达数万甚至数十万徽法的电容器，以提高电源的瞬时供应能力。 KRELI的功率放大器号称“功率发动机”，如 KSA一250功效，在8Ω时输出功率为250W／每声道，4Ω时为5O0W，2Ω时为1000W， lΩ时为2000W，而且任何状态下失真均小于0，1％，真是惊人 ！ MarkLevi2zson的产品也是极端重视电源的典范。提高电源 的质量，不仅是量的加大，还有质的提高。滤波电容是一个关键，它除了起平滑滤波和储能的作用以外，还是音频信号的通路，因此优质放大器中常常采用专门为音响用途而生产的电容器，以求获得更好的音质。 KRELLKAS放大器中，电源部份竟然采用稳压电源供电，这台机器可以在纯甲类状态下输出400W的功率，为此，其电源部份也付出了采用60只大功率晶体管的代价。
　 重视电源的一个副产物就是甲类放大器再度成为时尚(这并不是贬意)。甲类放大器一直因为耗电多，效率低而未能在大功率的放大器中得到应用，但它天然的优点是无交越失真，无开关失真，并且谐波分量中主要是偶次谐波，在听感上十分讨好听众，故而一些极度发烧的爱好者和厂家仍不惜代价地制作甲类放大器，电源储备量的提高更是为制作甲类放大器提供了有利的条件。
五、其他类型的放大器
　 最好的功率放大器还没有出现人们对功率放大器的研究一刻也没有停止过，新的元器件、新的电路形式、新的理论不断出现，放大器的研究也针对这三个方面全面地铺开。不器件上， VMOS管的使用是八十年代以来的一个新动向。
VMOS管频响宽、线性好、无二次击穿以及电压推动等一系列优点吸引了越来越多的使用者，它的音色也与电子管很接近，投合了胆机迷的口味。 现在主要是缺乏品种众多的 P沟道互补管，这个问题相信很快就能解决。
　 IGBT也是值得注意的一种新器件，它由 MOS管与双极晶体管复合构成，兼有 VMOS管的电压激励和双极晶体管压降低的优点，很有发展前途。电路的研究以日本的各家公司最为活跃，近年来，一些公司从全新的角度提出了一系列电路，如YAMAHA的 ALA， SONY的电流传输，Technics的 CLASS AA， DENON的双超线性，还有英国 Quad的电流倾注，都试图消除失真的产生，可是人们更欣赏的却是以精良元件和精湛工艺制作的不带这些附加措施的放大器。
　 此外，对电路的客观技术指标与主观音质之间的精确关系还有待弄清，这需要有新的理论作为指导。国内外的学者们从不同的角度提出了全新的理论，有的认为人耳的动态听觉上限超过了20kHz，有的提出了计权失真度的概念，认为人耳对不同频率的失真具有不同的感知阂值，从10％到0．01％，并给出了实验得出的阂值曲线。在上述的观点指导下，必然要制作频带更宽，全频带失真都极低的功率放大器，而且节目源也有待改进，当然这些理论的正确性需要通过实践的检验。
　 新的技术飞跃往往是新材料、新理论、新方法的出现之后产生的，音频放大器同样也不会例外。在科技日新月异的时代，我们有理由期待更完美的功率放大器的出现

分頻設計自己來

前言

很多人都認為DIY喇叭比起前級，後級及DAC簡單，因為它只是一個木箱加上分音及單元便可以了，真是沒有技術可言。當然啦,做出來有聲出的確很簡單.但做出好聲音就有點難度了。

一向以來，分音器、音箱的設計都是廠商視為秘密般的收藏.這樣使得僅有很少數的DIYer可以進行喇叭的實作，實在有點可惜。我嘗試在這裡為大家解開這個秘密，希望大家看完這篇文章可以對設計有了初步的了解，然後可以做出自己的第一對喇叭。

還要多謝立民兄給我寫這篇文章的機會。

本篇會有三個單元：

分音器篇 音箱篇 實作篇

簡介

首先想給大家一個說明，對喇叭各部份有個初步了解：

超高音：負責22kHz以上的頻率

高音：負責5000Hz~22kHz頻率.

中音：負責1500~5000Hz頻率

低音：負責1500Hz以下頻率

超低音(增加)負責200Hz以下頻率

分音器：指定的頻率分配給各個單元工作。

音箱：分為密封式,倒相式及迷宮式

喇叭單元的結構在此不作說明了，因為太過複雜很難解釋清楚，以後再利用篇幅講解。

分音器篇

表面上分音器只是一個十分簡單的電路,應該不會太難設計.可是在現實卻是完全兩會事了.其中所包含的測量,分析及所要的儀器的確是相當的複雜.

不過今次要講的不是那麼高深難明的測量…………….而是要從最基本開始,好有個完整概念.分音器可分為以下兩大類:

主動分音及被動分音：兩者的分別很大，主動分音使用在前級及後級之間，用OPA來達成分音的目的,須要多部後級才能使用。而被動分音(以下稱之分音器)就是放在音箱內的分音器,要用電感零件來達成分音的目的。但只須一部後級便可以使用.也今次所要介紹的。

編注：主動分音，又稱有源分音（香港方面的說法），Active Cross Over；被動分音，又稱無源分音（香港方面說法），Passive Cross Over。其中又可以把分音器再分為：

二路設計有：

First - Order線路圖

C1=0.159 / R_H F L1=R_L / 6.28 F

式中的:

R_H = 高音阻抗值

R_L = 低音阻抗值

F = 分頻點

Second - Order線路圖

Second - Order Linkwitz - Riley

C1 = 0.0796 / R_H F L1 = 0.3183 R_L / F

C2 = 0.0796 / R_F F L2 = 0.3183 R_H / F

Second - Order Bessel,

C1 = 0.912 / R_H F L1 = 0.2756 R_L / F

C2 = 0.0912 / R_L F L2 = 0.2856 R_H / F

Second - Order Butterworth

C1 = 0.1125 / R_H F L1 = 0.2251 R_L / F

C2 = 0.1125 / R_L F L2 = 0.2251 R_H / F

Second - Order Chebychev

C1 = 0.1592 / R_H F L1 = 0.1592 R_L / F

C2 = 0.1592 / R_L F L2 = 0.1592 R_H / F

式中的:

R_H = 高音阻抗值

R_L = 低音阻抗值

F = 分頻點

Third - Order線路圖

Third - Order Butterworth

C1 = 0.1061 / R_H F L1 = 0.1194 R_H / F

C2 = 0.3183 / R_H F L2 = 0.2387 R_L / F

C3 = 0.212 / R_L F L3 = 0.796 R_L / F

式中的:

R_H = 高音阻抗值

R_L = 低音阻抗值

F = 分頻點

Fourth - Order線路圖

Fourth - Order Linkwitz - Riley

C1 = 0.0844 / R_H F L1 = 0.1000 R_H / F

C2 = 0.1688 / R_H F L2 = 0.4501 R_H / F

C3 = 0.2533 / R_L F L3 = 0.3000 R_L / F

C4 = 0.0563 / R_L F L4 = 0.1500 R_L / F

Fourth - Order Bessel

C1 = 0.070 / R_H F L1 = 0.0862 R_H / F

C2 = 0.0719 / R_H F L2 = 0.4983 R_H / F

C3 = 0.2336 / R_L F L3 = 0.3583R_L / F

C4 = 0.0504 / R_L F L4 = 0.1463 R_L / F

Fourth - Order Butterworth

C1 = 0.1040 / R_H F L1 = 0.1009 R_H / F

C2 = 0.1470 / R_H F L2 = 0.4159 R_H / F

C3 = 0.2509 / R_L F L3 = 0.2437 R_L / F

C4 = 0.0609 / R_L F L4 = 0.1723 R_L / F

Fourth - Order Legendre

C1 = 0.1104 / R_H F L1 = 0.1073 R_H / F

C2 = 0.1246 / R_H F L2 = 0.2783 R_H / F

C3 = 0.2365 / R_L F L3 = 0.2294 R_L / F

C4 = 0.091 / R_L F L4 = 0.2034 R_L / F

Fourth - Order Gaussian

C1 = 0.0767 / R_H F L1 = 0.1116 R_H / F

C2 = 0.1491 / R_H F L2 = 0.3251 R_H / F

C3 = .2235 / R_H F L3 = 0.3253 R_L / F

C4 = 0.0768 / R_L F L4 = 0.1674 R_L / F

Fourth - Order Linear - Phase

C1 = 0.0741 / R_H F L1 = 0.1079 R_H / F

C2 = 0.1524 / R_H F L2 = 0.3853 R_H / F

C3 = 0.2255 / R_L F L3 = 0.3285 R_L / F

C4 = 0.0632 / R_L F L4 = 0.1578 R_L / F

三路設計有:

First - Order線路圖

First - Order ( I ) 中音正相接

C1 = 0.1590 / R_H F_H L1 = 0.0458 R_M / F_M

_{C2 = 0.5540 / RM FM L2 = 0.1592 RL / FL}

_{First - Order ( II ) 中音正相接}

_{C1 = 0.1590 / RH FH L1 = 0.0500 RM / FM}

_{C2 = 0.5070 / RM FM L2 = 0.1592 RL / FL}

_{Second -Order線路圖}

_{Second -Order ( I ) 中音增益2.08dB中音反相接}

_{C1 = 0.0791 / RH FH L1 = 0.3202 RH / FH}

_{C2 = 0.3236 / RM FM L2 = 1.0291 RM / FM}

_{C3 = 0.0227 / RM FM L3 = 0.0837 RM / FM}

_{C4 = 0.0791 / RL FL L4 = 0.3202 RL / FL}

_{Second -Order ( II ) 中音增益2.45dB中音反相接}

_{C1 = 0.78 / RH FH L1 = 0.3217 RH / FH}

_{C2 = 0.3046 / RM FM L2 = 0.9320 RM / FM}

_{C3 = 0.0248 / RM FM L3 = 0.0913 RM / FM}

_{C4 = 0.0788 / RL FL L4 = 0.3217 RL / FL}

_{Third -Order ( I ) 中音增益1.6dB 中音正相接}

_{C1 = 0.0995 / RH FH L1 = 0.1191 RH / FH}

_{C2 = 0.3402 / RH FH L2 = 0.0665 RM / FH}

_{C3 = 0.0683 / RM FM L3 = 0.0233 RM /FM}

_{C4 = 0.3125 / RM FM L4 = 0.4285 RM / FM}

_{C5 = 148 / RM FM L5 = 0.2546 RL / FM}

_{C6 = 0.2126 / RL FL L6 = 0.0745 RL / FL}

_{Third -Order ( II ) 中音增益2.1dB中音正相接}

_{C1 = 0.0980 / RH FH L1 = 0.1190 RH / FH}

_{C2 = 0.3459 / RH FH L2 = 0.0711 RM / FM}

_{C3 = 0.0768 / RM FH L3 = 0.1254 RM / FM}

_{C4 = 0.2793 / RM FM L4 = 0.3951 RM / FM}

_{C5 = 1.061 / RM FM L5 = 0.2586 RL / FL}

_{C6 = 0.2129 / RL FL L6 = 0.0732 RL / FL}

_{Third -Order ( III ) 中音增益0.85dB中音反相接}

_{C1 = 0.1138 / RH FH L1 = 0.1191 RH / FH}

_{C2 = 0.2976 / RH FH L2 = 0.0598 RM / FM}

_{C3 = 0.0765 / RM FM L3 = 0.0253 RM / FM}

_{C4 = 0.3475 / RM / FM L4 = 0.3789 RM / FM}

_{C5 = 1.068 / RM FM L5 = 0.2227 RL / FL}

_{C6 = 0.2127 / RL FL L6 = 0.0852 RL / FL}

_{Third -Order ( IV ) 中音增益0.99dB中音反相接}

_{C1 = 0.1158 / RH FH L1 = 0.1189 RH / FH}

_{C2 = 0.2927 / RH FH L2 = 0.0634 RM / FM}

_{C3 = 0.0844 / RM FM L3 = 0.0284 RM / FM}

_{C4 = 0.3112 / RM FM L4 = 0.3395 RM / FM}

_{C5 = 0.9667 / RM FM L5 = 0.2187 RL / FL}

_{C6 = 0.2130 / RL FL L6 = 0.0866 RL / FL}

_{Fourth - Order線路圖}

_{Fourth - Order ( I ) 中音增益2.28dB中音正相接}

_{C1 = 0.0848 / RH FH L1 = 0.1004 RH / FH}

_{C2 = 0.1686 / RH FH L2 = 0.4469 RM / FH}

_{C3 = 0.3843 / RM FM L3 = 0.2617 RM / FM}

_{C4 = 0.5834 / RM FM L4 = 1.423 RM / FM}

_{C5 = 0.0728 / RM FM L5 = 0.0939 RM / FM}

_{C6 = 0.0162 / RM FM L6 = 0.0445 RM / FM}

_{C7 = 0.2523 / RL FL L7 = 0.2987 RL / FL}

_{C8 = 0.0567 / RL FL L8 = 0.1502 RL / FL}

_{Fourth - Order ( II ) 中音增益2.84dB中音正相接}

_{C1 = 0.0849 / RH FH L1 = 0.1007 RH / FH}

_{C2 = 0.1685 / RH FH L2 = 0.4450 RH / FH}

_{C3 = 0.3774 / RM FM L3 = 0.2224 RM / FM}

_{C4 = 0.5332 / RM FM L4 = 1.273 RM / FM}

_{C5 = 0.0799 / RM FM L5 = 0.1040 RM / FM}

_{C6 = 0.0178 / RM FM L6 = 0.0490 RM / FM}

_{C7 = 0.2515 / RL FL L7 = 0.2983 RL / FL}

_{C8 = 0.0569 / RL FL L8 = 0.1503 RL / FL}

_{很複雜嗎？不用怕只是舉一點例子，實際使用時不是全部使用的。何況現在已經可以用電腦程式計算.所以大家不用擔心。除了分頻電路外還需加上以下電路使做出來分音器的效果更加完美：}

_{降低高音靈敏度電路圖}

_{一般高音的靈感度都會比低音高出幾dB,所以要用這個電路來使高,低音的靈敏度平衡.}

_{編注：使用這個衰減網路時，要記得以下幾點}

1. _{打算衰減多少dB來配合？注意，就電壓增益N倍來說來說，以dB表示的算式為}

_{20LOG N。假設衰減十倍，則為衰減 20LOG10=20dB。反過來看，如果打算衰減6dB，則為衰減二分之一（20LOG0.5=-6dB）}

2. _{衰減網路加入前後的總阻抗不變：假設我們原先設計分音網路時以}

_{阻抗RL為假設，則加入兩個電阻後的阻抗：}

_{R1+(R2//RL)=RL，其中R2//RL表示為兩電阻併聯，其合成阻抗為1/(1/R2+1/RL)}

_{高音阻抗補償電路圖}

_{高音阻抗補償電路 :}

_{我們知道單元的阻抗不是直線而是曲線,所以我們要設法把這條曲線拉得比較平直點.}

_{C = 0.1592 / (RE Qes fs )}

_{L = 0.1592 (Qes RE ) / fs}

_{R = RE + ( Qes RE )/Qms}

_{式中的：RE, Qes, Qms, fs可以在單元的資料中找到。}

_{只要代入式中便可以找到答案。}

_{現在很多高音的阻抗都已經很平直了，所以也可以不用這個電路。}

_{低音阻抗補償電路 : 低音阻抗補償電路圖}

_{上面已經提過單元的阻抗不是一條直線，而低音的阻抗曲線就更難看。在低音的阻抗曲線上，我們可以看到低頻段及中頻段兩點的阻抗值更升到30 Ohm以上.如果要把低頻段的阻抗拉到平直是很難的,所以一般都不會理會，我們主要是把中頻段的阻抗拉得平直一點。}

_{R = 1.25 RE}

_{C = Le / R}²

^式中的

^R_{E =} ^{低音單元的直流電阻值}

^L_e ^{= 低音單元的電感值}

^{頻率響應補償電路: 頻率響應補償電路圖A}

^{這兩個電路分別有兩個作用.}

1. ^{電路是把頻率響應增加(廣大)而又把靈敏度提升。}
2. ^{電路是把頻率響應增加(廣大)而又把靈敏度降低。}

^{頻率響應補償電路圖B}

^{L = 0.15916 / f}

^{C = 0.15916 / f}

^{式中f = 頻率響應最小值而R的計算是比例難的。我們可以用10 ~ 30 Ohm電阻慢慢試.。試到自己認為好止。}

^{平行頻率凹陷電路: 平行頻率凹陷電路圖}

^{這電路的作用是把凸出來的某一頻段(f}₁^~f₂^{)降低.使頻率響應較為平直.}

^{C = 0.03003 / f}

^{L = 0.02252 / f2 C}

^{R = 1 / 6.2832 C B}

^式中的:

^{f = 需要衰減某頻段的中位數}

5. ^g

^(f₁ ^{= 2000Hz,f}₂ ^{= 3000Hz.f = 2500Hz)}

^{C = f}₁^~f₂^{需要衰減的靈敏度.}

^{以上提及的公或及方法大都可以解決一般的設計使用.最重要的是多做實作便能了解其中的用處.我們用以上公式可能會得到很美麗的數值,但在實際使用(試聽)時,我們還要憑經驗做一些細節的改善.}

^{分音器篇的介紹到始為止.}

^{如有任何地方出錯請大家指出改正.}

^{參考資料:The Loud Speaker Design Cookbook (Fourth Edition)}

^音箱篇

^{音箱的設計比起分音器的設計就更複雜了，動用的儀器要測試的參數…..更多。大家不要小看這個箱子，往往是整個系統的關鍵.要設計一個好的箱子是難的，我嘗試說明一下。}

^{音箱的設計可分為三大類：}

^密封式

^反射式

^迷宮式

^{今次要介紹的是密封式，反射式兩種。因為迷宮式的設計十分複雜，我們製造起來也很困難。}

^密封式

^{密封式的意思是把單元安裝在一個密封的箱子內工作。其設計比反射式簡單.只要幾條算式便可以求出。}

^{Qr = Qtc / Qts}

^{Vr = Qr ^ 2 - 1}

^{Vb = Vas / Vr}

^{式中的Qtc , Qts ,Vas是喇叭的參數.Vb是音箱的容積.( L )。但計算好後還要加上單元及分音器的容積，才是最終的音箱容積。最後還要把阻尼物放滿箱內，但不要放得太實。不同的阻尼物會有不同的音色，例如羊毛的音色比較厚、暖玻璃纖維的音色比羊毛薄，音色光輝。波浪棉的音色我認為最差，大家不用也罷！我最喜歡用的是冬天穿的外衣內的棉，反應快，清晰！}

^反射式

^{雖然設計比密封式複雜,但也不會太難.}

^{Vb = 20 * Qts ^ 3.3 Vas}

^{Fb = ( Vas / Vb ) ^ 0.44 * Fs}

^{式中的: Qtc , Qts ,Vas是喇叭的參數.Vb是音箱的容積( L )}

^{反相管的設計}

^{Lv = (23562.5 * Dv ^ 2 * Np / (Fb ^ 2 * Vb )) - ( k - Dv )}

^式中的:

^{Dv = 反相管的直徑(cm)}

^{Fb = 頻率 (Hz)}

^{Lv = 反相管的長度( cm )}

^{Vb = 音箱容積 ( L )}

^{Np = 反相管的數量}

^{k = 最後校正值(通常用0.732)}

^{計算音箱的容積有很多方法,只是其中一種。我強調這只是一種方法,可能在實際中會有一點出入.我舉個例：市場上的PRO XX書架型號大多是同一的容積.在數據上他所使用的不同型號的低音單元計出來的容積應該是不同的，但他卻使用差不多是相同容積的音箱來安裝不同的單元。再舉個例：同一的單體在A廠安裝在一個書架箱,但在B廠已經安裝在一個落地箱.但在分音器上就完全不同了。我想大家已經明白我想說什麼吧。}

^{以下軟體可以幫助我們設計。}

^{FILTER 15}

^PXOVER

^{除了軟體我們還可用一些測試硬件在電腦上作出很多不同的測量.}

^{AUDIOMATICA S.R.L.( http://www.mclink.it/com/audiomatica/clioeng.htm)}

^{還可在以下網站找到更多的軟體}

^{The Subwoofer Diy Page(http://205.214.207.99/audiodiy/sld/sealed4.htm)}

^{音箱的設計到始為止.}

^{參考資料:}

^{The Loud Speaker Design Cookbook(Fourth Edition)}

^{The Subwoofer Diy Page(http://205.214.207.99/audiodiy/sld/sealed4.htm)}

^{The speaker Buliding page(http://www.speakerbuilding.com/)}

^實作篇

^{大家已經學得設計的基本.是時候做一些習作了，在實作篇中我會用一些KIT作為實習藍本，再從中加以改良。(注意:我不是認為原廠的設計有問題/不好，請大家不要誤會。)}

^{原廠分音器線路圖}

^{今次為大家介紹的是SEAS EMBLA KIT這個KIT中使用的當然會是SEAS的單元啦。他所使用的單元為:}

^{高音--- 25 TAF C/D ( H417) 金屬膜高音}

^{低音--- P17REX (H416) 膠盆低音}

^{我們看到如此的線路圖又怎能不好好改動一番呢!今次要改動的不只是線路,連高音及低音都一同更改.只用上KIT的音箱設計.為什麼只用原廠音箱設計?在上一篇已經說明了.目標是使用不超過HK$3000來完成這個實作.經過各種改動後這個已經不什像EMBLA了.所以重新改名為SPEAKER ONE.以下是SPEAKER ONE所用的單元:}

^{高音: 25 TFF (H519) 絲膜高音}

^{低音: CC17RCY(H624) 紙盆低音}

^{為何要改用這兩個單元，我想大家一看都已經明白了。}

^{絲膜高音的通透,細緻，分析力好。}

^{紙盆低音的人聲甜美,動態大。}

^{但最重要的都是價錢便宜，省下來的錢還可以買很好的箱內接線。SPEAKER ONE的分音器設計使用Two ways Second - Order Butterworth方式設計。}

揚聲器的效率、阻抗與動態

經由十餘年來多次的接觸，我發現消費者在選購揚聲器時，常會詢問：它的效率是多少？阻抗是多少？但卻鮮有人問：它的最高音壓是多少？甚至於在看過一些雜誌的器材評論後，有不少人認定低效率喇叭就代表是高音質喇叭。

    音響史上確實有幾款著名喇叭以低效率名，例如Rogers的LS-3/5a及AR-3a。十多年前我還是雜誌社小編輯時曾親眼所見，國內音響名師林宜勝先生，談到3/5a時，臉上竟泛起一陣神光說：它的效率其低！但當日在板橋陳正修先生(已移民舊金山)家裏，有三對小喇叭的試聽比較，3/5a上陣還不到兩分鐘，就被另外一位音響聞人高真民先生一陣開罵給炮轟下來！

    更早之前，那時只有LP沒有CD，我到上揚唱片公司買唱片。在選唱片時，覺得背景音樂怪怪的，男高音Domingo怎麼感冒了？鼻音這麼重！問清楚後，才知一切都是」悶葫蘆」3/5a搞的鬼─當時Rogers喇叭是由上揚進口銷售。

    我對3/5a的惡感就是這樣而來，沒想到全球聞名的BBC-3/5a，竟然是個「悶」葫蘆。等到試作DaLine後，才知BBC 並未將KEF單體性能發揮極致，LS-3/5a的好處只是體型小、售價低，難怪有人會賣了3/5a換用我的DaLine傳輸線喇叭。道理很簡單，依3/5a低音單體B-110之規格計算，根本不能裝在那麼小的音箱裏！

    這點有必要說明，其實英國BBC並非不會設計喇叭，而是為了攜帶方便，不得不將喇叭設計得很小，這是沒辦法的妥協。

    低效率喇叭確實曾風光過，但CD開始逐漸流行後，就有人對低效率喇叭抱著懷疑態度，名樂評家、瑩昇公司負責人曹永坤先生，就曾經說過CD的高動態會自然淘汰低效率喇叭。

    電晶體機的瓦＝真空管機的瓦

    經過20年，CD系統已漸趨成熟，但低效率喇叭依然存在於市場，而且低效率＝高音質的觀念好像並未動搖；直到最近這幾年才有了些許改變。

    真空管又回頭了，老廠新廠紛紛出唬�但管機後級的輸出功率普遍比晶體機低。有音質至上，非WE300B不用，還且只要單端不要推挽。300B做單端只有7至8W左右輸出，7W能推什麼喇叭？當然，也有人用不到10W的管機後級推ATC喇叭，那是有聲音，卻無法呈現ATC的動態。

    古早時代的Altec、JBL、EV大型落地式喇叭都是高效率，因為它們的親蜜伙伴就是管機。所以當管機推Altec A7「劇院之聲」時，氣勢就大大的不同，有誰能說管機後級沒啥動態？

     Watt就是Watt、瓦就是瓦，所以管機的7W差不多完全等於晶體機的7W─差異性是管機有輸出變壓器，輸出功率較不易隨負載阻抗變化而改變。因此若有人說管機的7W比晶體機的7W夠力，那是無稽之談，因為事實的真相是：晶體機的7W，大多時候會比管機的7W夠力，絕不騙你。有兩個特例，一是 OTL無輸出變壓器管機後級，另一就是著名的LS-3/5a小喇叭。

    喇叭的效率是用dB值表示，但與阻抗有關聯，故效率完全相同，但阻抗不同的兩對喇叭，其需求電壓也不相同。因為8Ω喇叭的1W是輸入2.83V電壓，而4Ω喇叭的1W是2V輸入電壓。因此效率相同、阻抗不同的兩對喇叭，接上同一台晶體後級也必定會有不同的聲音表現。

擴大機輸出功率 ︳ 8Ω ︳ 4Ω
──────────────────
1W -------------------2.83V-------2V
2W -------------------4V-----------2.83V
3W -------------------4.9V---------3.47V
4W--------------------5.66V-------4V
10W------------------8.95V-------6.33V

    4Ω喇叭的需求電壓雖然比8Ω低，但需求電流卻比較高，以4W輸出為例，8Ω喇叭是0.7A，而4Ω喇叭則吃1A電流，因此大家都說低阻抗喇叭比較難推。

    dB是分貝，它的計算式因功率或電壓、電流之倍數會有所不同，喇叭的效率是以功率計算。我們現在以阻抗變化甚大的某喇叭為例，說明大多數情況下，晶體機的7W比真空管機的7W來得有力─重點就是低阻抗時的電流。

阻 抗 ｜ 晶體機功率 ｜ 管機功率
─────────────────
8Ω--------------7W---------------7W
4Ω--------------14W--------------7W
2Ω--------------28W--------------7W

    只要驅動電流夠，晶體機的輸出功率會隨著喇叭阻抗的降低而提昇，故不只是7W而已。但管機有輸出變壓器交連，功率不隨喇叭阻抗變。所以此時是不是晶體機的7W比真空管的7W夠力？這就是很簡單的歐姆定律。

    3/5a即是低效率又兼高阻抗 具恆阻特性的喇叭並不多，因此當喇叭阻抗猛往下降時，管機就可能使不上力，所以管機後級推Dynaudio喇叭就不易發出好聲，因此時喇叭欲吃電流，但真空管卻是電壓元件，無法提供電流；可是換成LS-3/5a就不一樣了。

3/5a阻抗 ｜ 晶體機功率 ｜ 管機功率
───────────────────
15Ω--------------3.7W---------------7W
11Ω--------------5W-----------------7W
8Ω---------------7W------------------7W

7W的晶體機接上第一代3/5a就只剩3.7W，接第二代3/5a也不過是5W；可是管機就一直維持7W輸出。故遇到3/5a這對高阻抗喇叭時，管機的7W就比晶體機的7W來得夠力。因此就晶體機言，高阻抗喇叭較不好推。但為何3/5a的阻抗會高至11~15Ω？它採用的KEF T-27A高音單體及B-110A低音單體都是8Ω。這就是詭譎之處，依KEF單體規格設計分音器及音箱，不必訝異，你會發現LS-3/5a根本是錯誤的設計！

    若是高阻抗再加上低效率，那這對喇叭鐵定難伺候，偏偏3/5a就有這種特性。因此有人用大power推它，但3/5a又吃不下大power，功率太高就容易將它的低音推到觸底─它的KEF低音單體沒啥動態。

    現在我們來看看喇叭效率與擴大機功率的關係，比對的喇叭是LS-3/5a及Klipsch的Klipschorn，從下表就可看出低效率喇叭較難伺候。

Klipschorn │ LS-3/5a
────────────────────
104dB /1W---------------------------81dB /1W
107dB /2W---------------------------84dB /2W
110dB /4W---------------------------87dB /4W
113dB /8W---------------------------90dB /8W
116dB /16W--------------------------93dB /16W
119dB /32W--------------------------96dB /32W
122dB /64W--------------------------99dB /64W--？
125dB /128W--？--------------------102dB /128W--？

    第一行104dB與81dB是兩款喇叭的標稱效率，3/5a的99dB打個?號，代表3/5a根本無法承受64W連續輸入，因低音會觸底，50W連續輸入就已是最大值。而Klipschorn喇叭在1W輸入時，就得到104dB的音壓，這是LS-3/5a打破頭也無法做到的事。至於125W加個問號，那是原廠公佈Klipschorn最高連續承受功100W，故當128W連續輸入時，Klipschorn也會不了。由於Klipschorn的效率高達104dB，若擴大機的訊號雜音比不夠高，那不用轉音量旋鈕，喇叭就會發出惱人的嘶聲和哼聲。對於擴大機的殘留雜音及哼聲，高效率喇叭倒是具有明察秋毫的效用。

    3/5a的效率到底是多少？本文假設它是81dB，記憶中好像也是。但1995年10月號Audio年鑑上，KEF 3/5a的效率註明是85dB，阻抗則仍維持11Ω。最令我大吃一驚的是：這對小喇叭竟然飆漲到US$1450一對！老天，KEF 3/5a有這種身價嗎？如果它有1450美金的音質，那我也毫不臉紅，傳輸線設計的DaLine一對賣2400美金！可惜賣到現在，DaLine喇叭已全數售罄。

    不論有什麼改進，3/5a的最高音壓卻仍不及Klipschorn的基本標稱效率。再計算「標稱效率」至「最高音壓」的範圍，3/5a大約是18dB，而Klipschorn大約是21dB。

    這裏透露著兩點，一是以300B單端每聲道7W管機推Klipschorn喇叭，它的表現絕對會比40W×2的晶體後級推3/5a喇叭來得輕鬆自在、有魄力。第二點則有賴大家共同研究，是不是高效率也同時代表高動態？

    若果真如此，曹永坤先生就有先見之明。準此原則，吾人當選用高效率喇叭，這樣後級輸出功率不必動輒數百瓦。當然，上百dB的高效率喇叭通常體型龐大，若是緊貼牆擺，又完全聽不出音場、深度。但以一般家庭聆聽音樂或觀賞AV用，效率似乎也應在90dB以上。然而，低效率喇叭就代表低動態？很不幸，3/5a及本人的DaLine卻是明證。當然ATC可能會不同意，ATC的SCM20為8Ω/83dB─效率比DaLine略高，但它的連續承受功率竟然是200Wrms，因此計算其最高音壓竟然高達106dB，絕非LS-3/5a或DaLine之輩能比。

    晶體機驅動高阻抗喇叭會降低功率，但也有例外，McIntosh雖是晶體機，卻因為有輸出變壓器，故其輸出功率不會隨負載阻抗變動而變動。好在音響圈中特例不多，沒有輸出變壓器的真空管機不多見，有輸出output的晶體機也唯有McIntosh。而標稱阻抗高過 8Ω的喇叭，這些年來也很少見。故現代管機的輸出變壓器，理應只須要有4Ω及8Ω兩個繞組輸出。

應選用高效率、高動態喇叭

    接駁低效率低動態喇叭時，後級的輸出功率不能太低，以免推不動；但輸出功率又不能太高，以免喇叭受不了，故常兩難。「低效率低動態」六個字若不能理解，改成「低效率低最高音壓」八個字就比較明顯。

    世上喇叭何其多，但在規格表上明確註明最高音壓者，卻不及百分之一。若有最高承受功率─是連續不是瞬間，就可從效率計算過來。例如效率86dB的某款喇叭，其連續承受功率160W，我們就可輕易計算出它的最高音壓是:108dB。利用工程型電算機按幾個鍵，160 log×10＝22，86＋22＝108(dB)；而22dB大致就是此喇叭的動態。

    動態範圍dynamic range之值以dB表示，數值愈高愈好。音響器材性能表中有動態範圍者，大概只有CD唱盤及影碟機；揚聲器廠商幾乎都不會註明此規格，以避免自曝其短。動態範圍可說是由最低到最高的變化、由最小到最大的變化，也由最弱到最強、由最暗到最亮的變化。音響器材動態愈大，就愈能表現由最弱音到最強音的變化。CD唱盤的動態甚少低於90dB，但揚聲器卻甚少高25dB。

    這種直接比較合理嗎？當然不正確，因CD唱盤的動態範圍是電壓倍數的變化，而喇叭的動態範圍是功率的計算。我們常說前級的十倍放大具有20dB的增益，但10W功率卻換算成10dBW，而不是20dBW，請看底下的說明。

    都是dB值，功率的計算是：數值log×10，電壓、電流計算是：倍數log×20，因此100倍的電壓放大就是40dB。若某前級具14dB增益，它的放大倍數是多少？利用工程型電算機按幾個鍵：14(dB)÷20÷invlog＝5(倍)。若是某效率86dB喇叭的最高輸出音壓是105dB，換算成最高承受功率就是:(105-86)÷10÷invlog=79.5W。而105-86=19(dB)，就大約是它的動態。

    分清楚電壓增益的dB與喇叭功率的dB，你就會明白為何Hi-End廠都反對將後級擴大機的輸出功率標示成dBW。因50W是16.9dBW，而500W雖是超大power，但也僅是26.9dBW。看起來似乎50W與500W之輸出功率差不多，故廠商可能以「消費者不容易懂」做理由，一直反對標示dBW。

    若喇叭的最高音壓－效率即是它的動態範圍，那一般家用喇叭的動態有多少？不論是Avalon Asent、Thiel CS5i、B&W 801，都絕不超過25dB！往專業領域找，Rey Audio的RM-8V效率是100dB，最高音壓是130dB，有30dB動態，30dB正好是1000W，亦即RM-8V可承受1000W。

    日本Rey Audio還有音壓更高的RM-1800，其型號有兩個意義，一是採用兩只18吋低音單體，一是喇叭高度為1800mm。有一年「恰客與飛鳥」在大阪開演唱會，就用了4對RM-1800。

    再思考一個問題：若兩對喇叭的阻抗與效率皆相同，用同一台擴大機驅動，是否會得到相同的音壓？─數字通常是不會騙人的。

    不會一樣，經多年實際操作經驗顯示，差異性極大。在無響室內所測出的效率，不一定能含蓋低、中、高頻，因此同樣都是95dB/8Ω的兩對喇叭，其最低驅動功率（擴大機輸出功率），可能一是20W，一是50W。

    但高效率喇叭也確實有其優點，以102dB來說，那是指1W輸入；若是0.5W輸入，它也有99dB！就算是0.25W輸入，也高達97dB。以一般家聽音樂，很難有機會發出97dB的音壓，故7W