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大師又發功了！
plnl88 發表於 2010-12-10 02:56 PM

    音波功

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先人的智慧B類放大器：

B類放大解決了純A類的致命傷(低效率)，在那個能源危機的戰後、耗電量大的產品變的非常沒有經濟效益，

如果能設計出省電且輸出功率又大的產品一定更有商機，

於是B類放大 器被設計出來且快速的取代了A類放大器。

可是很快的，人們開始發現B類放大器沒有A類那麼醇厚耐聽，且聲音變的吵雜、噪耳……，

也就是說B類放大成就了高功率與高效率但伴隨著失真也大幅的增加了。


[youtube]ZcqWyyHlCDA[/youtube]

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折衷選擇，AB類放大器：

由於B類放大器的失真最主要是來自於交越失真，

如果能損失一點功率而求得低失真是很值得的做法，

於是AB類放大器改進了B類的交越失真，成為市場的主流。

所謂的AB類放大器簡單的說可以算是A類與B類放大器間的折衷選擇。

然而事情似乎沒那麼單純，AB類仍然存在著刺耳的因素(高次奇數諧波)，

也就是說在B類放大器中有一種重要的失真，AB類放大也無法克服，

那就是轉換失真 (switching distortion)，

B類推挽放大的工作特性是當正半週放大元件處於導通時負半週放大元件是處於截止的，

當輪到負半波訊號來臨時負半週放大元件必須先 從截止狀態恢復到預備導通狀態再進入導通狀態，

此時負半波才能被正常的放大，反之亦然。

也就是說正負半週轉換的過程中是需要一些時間來使放大元件處於準備 狀態，

這種於正負半週的轉換處所產生的失真即為轉換失真。

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種種努力之後的結晶：動態A類.

前文所述我們已然知道，不管是B類或者是AB類都無法改變放大元件於正負半週導通與截止所產生失真的事實，

在魚與熊掌難以間得的狀況之下，

電子線路科學家們用心思索著如何能在同一線路裏同時擁有A類的低失真與B類的高效率，

在種種努力之下，於1982年動態偏壓A類(DYNAMIC BIAS CLASS “A”)正式問市。

它的優點是擁有A類超低失真的同時又能如同B類不發燙的高效率，

而其做法是設計一組浮動的偏壓網路使放大元件可以隨著音樂訊號的大小而自動改變其偏壓的大小，

簡單的說就是當訊號小的時候，靜態電流就小，相反的當訊號增大，靜態電流也跟隨著增大，

如此使放大元件永遠跟隨著訊號動作再適時的A類狀態，而不白白 浪費電能，這是一種聰明的作法。

之後與動態A觀念相仿的眾多新A類如雨後春筍般一個又一個的被快速發展出來，

如：Threshold的動態A類， Gryphon的Green Bias, PIONEER 的Non Switching ,

Technics 的 New Class A(synchro-bias)與浮壓A類，JVC的Super A ,

Onkyo的Linear Swinthing，KRELL的浮動A類等….，

嚴格來說這些新A類放大器不論從設計方向，

工作方式，偏壓大小都與純A類放大有別，

卻因都具有Non- Cutoff的特性而在失真方面能與純A類相比美。

因此不能因為它們不是存A類而否定他們的好。

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認清問題：聲音的本質:

動態A類的研發成功是音響放大器的一項重大突破，它是一種新A類，

當然就會有人將它與舊A類(純A類)相比較。雖然從理論的角度來看它們都是A類，

但實際 的比較之下他們還是不相同(即使是同一線路架構之下進行比較)，

純A類在大多數的狀況下還是優於動態A類，於是問題終於慢慢且清晰的浮現出來。

那就是對聲音本質的認知。

從傅立葉級數的分析中得知，每一個波它等於是基本頻率f，二次倍頻f2，三次被頻f3….重疊而成。

e=E1sinωt + E2sin2ωt + E3sin3ωt+…..。這代表著失真低只是放大器的基本要求，

諧波因素要對才是重點。前文說過，自然界中聲音大多都含有偶次諧波而少有奇次諧波，

而在 放大器中純A類由於放大元件永遠保持在最直線的工作點，所以理想的純A類放大器，

其產生的諧波也僅有微少的偶次諧波而絕少有奇次諧波的存在，所以能得到更 醇厚的聲音。

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付出代價的純A類，永遠的參考機種:

半導體，電子零件的日新月異，純A類的特性也一直在進步著，

只是這種用高成本所堆砌出來的機種一直無法受到一般音響迷或樂迷所採用，畢竟售價實在高昂。

試想!一部純A類50W的功率放大器其重量、體積、散熱面積、供電能量…等，

可能是一般放大器的數倍或者數十倍甚至百倍之譜，想要多麼平價對生產業者而言，

是一大難題，再加上「市場有限」的惡性循環，純A類慢慢變成音響廠家最不想做也不敢做的稀有機種。

不過它的好聲卻是公認的，高級音響廠家大多會拿它來作為新舊機器間比較的參考基準，

高級喇叭廠則用它來驅動新開發之喇叭，用以求得最完美的聲音與極致的表 現並作為改進的方向，

錄音室拿它作為錄音中或後製作業的監聽器材，用以求得最好最真實的錄音，

雜誌社的評比過程中更是常拿它作為參考機種，務期做出最客觀 的評論。

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然而純A類在市場上的命運雖然精采卻不若一般放大器那麼風光，

就如之前談到的它的好處只有一個，而幾乎所有的缺點它都有。

因此在市場行銷上除極少數機種能 有不錯成績之外，其餘大多僅能少量生產，

在效率與效能的競賽中，純A類顯然不是成功者，因為它的成就只有單方面，那就是完美的聲音。

所以當您有機會接觸到正統純A類時，請您用心的去聆賞它所釋放出來的聲音美學，

因為它正代表著一種浪漫、一種精神、一種不惜付出代價只求完美的精神、一種只為美聲而不妥協的浪漫。

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若菩薩欲得淨土，當淨其心。隨其心淨，則佛土淨。

[youtube]j-yuQdPr7uQ[/youtube]

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D類放大利用的原理為PWM(Pulse Width Modulation)，

作用方式類似於主機板上交換式電源概念，

即利用數位頻率波型的疏密來輸出類比振幅的高低大小，

頻率密則振幅高，反之頻率疏時則振 幅降低。也因此運作模式，

D類放大意被稱為數位式功率放大或數位功放。

D類放大省略了傳統AB類晶體放大，在做成大功率機型時所需的大型變壓器、

超大濾波電容，可改以小電容與類似交換式電源供應模式(Switching Power)的小型變壓器取代，

使得電能可以快速直接地驅動喇叭單體，此運作模式提供極高的電能利用率，

純理論上是100%運用，實務上電能利用率也經常 在80%、90%水準。

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由上述驅動模式即可發現，D類放大電路當然在工作時不易產生高熱，

所以可以免掉佔空間的散熱片，此外，由於採用PWM模式，

D類放大電路所需的體積，會比傳統的功率放大線路小了許多，

成本也較低，加上低耗熱優點，D類放大線路非常適合塞在小空間裡。

不過以音質的角度檢視，D類放大的缺點是以調變程序所形成的放大，

其結果必然與原始信號有些出入，但在一般消費性產品的音樂播放上，

其品質可被接受，甚至在目前的技術下，D類放大的音質不太差，特別是在低瓦數的狀況下。