功放參數(shù)指標(biāo)

1、功放參數(shù)指標(biāo)關(guān)鍵字：功放參數(shù)指標(biāo) 自從愛迪生在1877年發(fā)明留聲機(jī)至今已有 120多年了，由當(dāng)年機(jī)械式錄音/重播系統(tǒng)發(fā)展到 現(xiàn)在的高科技數(shù)碼系統(tǒng)，其中的進(jìn)步可謂翻天覆地。不過在這120多年中的音響技術(shù)發(fā)展卻是很不平均的，在發(fā)明留聲機(jī)后的大約 60至80年中，音響技術(shù)的發(fā)展是相當(dāng)緩慢的不過也 取得了一定的成果，例如錄放音以電動方式取代了機(jī)械方式，開始采用多極真空管等等。使音響技術(shù)得以快速發(fā)展是在927年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室公布了劃時代的負(fù)反饋(負(fù)回輸，NFB)技術(shù)，聲頻放大器從此開始步入了一個新紀(jì)元。所謂高保真( High Fidelity )放大器, 其鼻祖應(yīng)該是追溯至 1947年發(fā)表的威廉遜放大

2、器，當(dāng)時 Willianson先生在一篇設(shè)計(jì) Hi Fi放 大器的文章中介紹了一種成功運(yùn)用負(fù)回輸技術(shù)，使失真降至0.5%的膽機(jī)線路，音色之靚在當(dāng)時堪稱前無古人，迅即風(fēng)靡全世界，成為了 Hi Fi史上一個重要的里程碑。在威廉遜放大 器面世后4年，即1951年，美國Audio雜志又發(fā)表了一篇“超線性放大器”的文章。第二 年6月，又發(fā)表了一篇將威廉遜放大器超線性放大器相結(jié)合的線路設(shè)計(jì)。由於超線性設(shè)計(jì)將非線性失真大幅度降低，許多人略起仿效，再次形成了一個熱潮。超線性設(shè)計(jì)的影響時至今 日21世紀(jì)仍然存在，可以說威廉遜放大器和超線性放大器標(biāo)志著負(fù)回輸技術(shù)在音響技術(shù)中 的成熟。從那時候開始，放大器的設(shè)計(jì)和種

3、類可謂百花爭艷。技術(shù)的進(jìn)步是前70年所望鹿莫及的。放大器的的規(guī)格是衡量其性能的一個重要指標(biāo)，當(dāng)然另一個重要指標(biāo)是以耳朵收貨。常聽發(fā)燒友說音響器材的規(guī)格沒多大意義，許多測試數(shù)據(jù)優(yōu)良的放大器其聲音卻慘不忍聽。這話只說對了一半，首先這優(yōu)良的數(shù)據(jù)一般是在產(chǎn)品開發(fā)階段測試原型機(jī)時得出的。在大量生產(chǎn)階段一般來說其性能都會打一定的折扣，視乎器材的檔次而定。 其次的就是目前的科技雖然使放大器性能獲得很大改善，但要對2020KHz的聲頻信號作出人耳無法察覺失真的放大， 是一件極不容易的事，況且一般放大器的所謂性能規(guī)格只是給出寥寥幾項(xiàng)數(shù)據(jù)，其中大多數(shù)只是在某些物定條件下測量的。根本不足以反映放大器的基本性能。用以

4、評定放大器的技術(shù)規(guī)格的方法分為動態(tài)和靜態(tài)兩種，靜態(tài)規(guī)格是指以穩(wěn)態(tài)下弦波進(jìn)行測量所得的指標(biāo)。這實(shí)際上是屬於古典自動控制理論( Classical Control Theory)中的頻率 分析法。在二十世紀(jì)二三十的代便已開始使用。測試項(xiàng)目包括有頻率響應(yīng)，諧波失真，信噪比，互調(diào)失真及阻尼系數(shù)等。動態(tài)規(guī)格是指用較復(fù)雜的信號例如方波，窄脈沖等所測量得的指標(biāo)，包括有相位失真，瞬態(tài)響應(yīng)及瞬態(tài)互調(diào)失真等。動態(tài)測試實(shí)際上也類似工業(yè)自動控制系統(tǒng)中常見的瞬態(tài)響應(yīng)測試，只不過工業(yè)測試常用的是階躍信號(Step Signal)而音響測試則用縮短了的階躍信號一一方波。要大體上反映出放大器的品質(zhì)，必須綜合考慮動態(tài)測試和數(shù)據(jù)

5、。至於人耳試聽方面由於含有較多主觀因素，在此不打算詳加討論。由於大部份廠商對其產(chǎn)品一般都只是給出少數(shù)參數(shù)應(yīng)付了事，故此筆者希望藉此機(jī)會對一些較重要的音響器材規(guī)格作一番介紹，方便新進(jìn)發(fā)燒友及一些非工程技術(shù)人仕對音響技術(shù)有更深入的領(lǐng)會。頻率響應(yīng)在眾多技術(shù)指標(biāo)中，頻率響應(yīng)是最為人們所熟悉的一種規(guī)格。一部分放大器而言。理論上只需要做到20至2萬周頻率響應(yīng)平直就已足夠，但是真正的樂音中含有的泛音(諧波) 是有可能超越這個范圍的，加上為了改善瞬態(tài)反應(yīng)的表現(xiàn)，所以對放大器要求有更高的頻應(yīng)范圍，例如從10 Hz100 kHz等。習(xí)慣上對頻率響應(yīng)范圍的規(guī)定是：當(dāng)輸出電平在某個低頻 點(diǎn)下降了 3分貝，則該點(diǎn)為下限

6、步率，同樣在某個高頻點(diǎn)處下降了3分貝，則定為上限頻率。這個數(shù)分貝點(diǎn)有另外一個名稱，叫做半功率點(diǎn)( Half Power Point)。因?yàn)楫?dāng)功率下降了一半時，電平恰好下降了解情況分貝。有一點(diǎn)必須指出的是半功率點(diǎn)對某些電子設(shè)備及自動控制系統(tǒng)雖有一定的意義，但對音響器材就未必合適，因?yàn)槿硕鷮β曇舻慕馕龆瓤蛇_(dá)到0.1分貝。所以有一些高級器材標(biāo)稱 20至20K達(dá)到正負(fù)0.1分貝，這實(shí)際上經(jīng)起標(biāo)稱 10至50K+3DB 規(guī)格有可能更高。順帶一提的是，頻應(yīng)曲線圖實(shí)際上是有兩幅的，在控制工程中“波特圖”（Bode Plot）。其中的幅頻曲線圖就是我們常見的頻率響應(yīng)圖，另一幅叫做相頻曲線圖，是 用來表示不同頻

7、率在經(jīng)過了放大器后所產(chǎn)生的相位失真（相位畸變）程度的。相位失真是指訊號由放大器輸入端至輸出端所產(chǎn)生的時間差（相位差）。這個時間差自然是越小越好，否則會影響負(fù)回輸線路的工作。除此之外相位失真也和瞬態(tài)響應(yīng)有關(guān)，尢其是和近年來日益受到重視的瞬態(tài)到調(diào)失真有著密的關(guān)系。對於Hi Fi放大器而言，相位失真起碼要在2020KHz+-5%范圍之內(nèi)。諧波失真任何一個自然物理系統(tǒng)在受到外界的擾動后大都會出現(xiàn)一個呈衰減的周期性振動。舉例來說，一根半米長兩端因定的弦線在中間受到彈撥的話，會產(chǎn)生一個1米波長的振動波， 稱為基波（Fundemental）,弦線除了沿中心點(diǎn)作大幅度擺動外，線的本身也人作出許多肉眼很 難察覺

8、的細(xì)小振動，其頻率一般都是比基波高，而且不止一個頻率。 其大小種類由弦線的物理特性決定。在物理學(xué)上這些振動波被稱為諧波（ Harmonics）。為了方便區(qū)別，由樂器所產(chǎn) 生的諧和波常被為泛音（Overtone）。諧波除了由訊號源產(chǎn)生外，在振動波傳播的時候如果 遇上障礙物而產(chǎn)生反射，繞射和折射時同樣是會產(chǎn)生諧波的。無論是基波或諧波本身都是“純正”的正弦波（注：正弦波是周期性函數(shù)，由正半周和 負(fù)半周組成，但決不能將其負(fù)半周稱為負(fù)弦波?。┑鼈兒铣稍谝黄饡r卻會產(chǎn)生出許多廳形怪狀的波形。圖三：便是一個基波加一個二次諧波（頻率高一倍，幅度小一半）所合成的一 個波形。大家所熟悉的方波就是由一個正弦波基波加

9、上大量的廳次（單數(shù)）諧波所組成，這也解釋了為什么方波常常被用作測試訊號的原因。放大器的線路充滿著各種各樣電子零件，接線和焊點(diǎn)，這些東西可多或少都會降低放大器的線性表現(xiàn)，當(dāng)音樂訊號通過放大器時，非線性特性會使音樂訊號產(chǎn)生一定程度的扭曲變形，根據(jù)前述理論這相當(dāng)於在訊號中加入了一些諧波，所以這種訊號變形的失真被為諧波失真。這就不難明白為什么諧波失真常用百分比來表示。百分比小即表示放大器所產(chǎn)生的諧波少，也就是說訊號波形被扭曲的程度低。由不同的物理系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波其成份也不相同。 但都有一個共通點(diǎn)，那就是諧波的頻率越高，其幅度越小。所以對音頻放大器而言，使聲音出現(xiàn)明顯可聞失真的是頻率最接近基波的二至三個

10、諧波失真分量廠商在標(biāo)定產(chǎn)品的諧波失真時，通常只給出一項(xiàng)數(shù)據(jù)，例如0.1%等?？墒怯煞糯笃魉a(chǎn)生的諧波卻并不是一項(xiàng)常數(shù)，而是一項(xiàng)與信號頻率和輸出功率有關(guān)的函數(shù)。圖四表示出兩臺典型晶體管雙聲道放大器的諧波失真與訊號頻率的關(guān)系曲線。圖五則是一部輸出為100W的晶體管放大器諧波失真與輸出功率的關(guān)系曲線。由圖中可見，當(dāng)輸出功率接近最大值時， 諧波失真急劇增加。因?yàn)榫w管在接近過載（ Overload）的情況下會發(fā)生削波現(xiàn)象。將一個 訊號的頂部齊平削去一塊明顯地是一種嚴(yán)重的波形畸變。諧波失真自然會大幅度增加。諧波失真并非完全一無是處，膽機(jī)的聲音之所以柔美動聽，原因之一是膽機(jī)主要產(chǎn)生偶 次諧波失真。即頻率是

11、基波頻率2 '4' 6 '8',倍的諧波。因?yàn)橹C波電平和頻率成反比，所以2次諧波幅度大，影響也大，其余的由於幅度小，所以影響也大，其余的由於幅度小， 所以影響輕微，雖然二次諧波技術(shù)上講是失真，但由於其頻率是基波的一倍，剛好是一個倍頻程，也就是說右以和基波組成音樂上的純八度。我們知道純八度是最和諧，動聽的和聲。 所以膽機(jī)聲音甜美，音樂感豐富也就不難理解。在40年代時，有許多較“小型”的收音機(jī)故意加入相當(dāng)程度的二次諧波失真。目的是制造“重低音”去取悅消費(fèi)者。聲音右能會很過癮，但是和高保真的要求卻是完全背道而馳。訊號噪聲比訊號噪聲比(Signal Noise Rati

12、o)簡稱訊噪比或信噪比，是指有用訊號功率與無用的噪 聲功率之比。通常貝計(jì)量，因?yàn)楣β适请娏骱碗妷旱暮瘮?shù)，所以訊噪比也可以用電壓值來計(jì)算，即訊號電平與噪聲電平之比值，只是計(jì)算公式稍有不同。以功北率計(jì)算訊噪比：S/N=10log以電壓計(jì)算訊噪比：S/N=10 log由于訊噪比和功率或者是電壓成對數(shù)關(guān)系，要提高訊噪 比的話便要大幅度地提高輸出值和噪聲值之比，舉例來說，當(dāng)訊噪比為100dB時，輸出電壓是噪聲電壓的一萬倍，以電子線路來說，這并不是一件容易的事。一臺放大器如有高的訊噪比意味著背景寧靜，由于噪聲電平低，很多被噪聲掩蓋著的弱音細(xì)節(jié)會顯現(xiàn)出來， 使浮音增加，空氣感加強(qiáng)，動態(tài)范圍增大。衡量放大器的

13、訊噪比是好或 者是壞沒有嚴(yán)格的判別數(shù)據(jù)，一般來說以大約85dB以上為佳，低于此值則有可能在某些大音量聆聽情況下，在音樂間隙中聽到明顯的噪音。除了訊噪比外，衡量放大器噪音大小也可以用噪聲電平這個概念，這實(shí)際上也是一個用電壓來計(jì)算的訊噪比數(shù)值，只不過分母是一個固定的數(shù)：0.775V,而分子則是噪聲電壓，所以噪聲電平和訊噪比的分別是：前者一個絕對 值，后者則一個相對數(shù)。在許多產(chǎn)品說明書中的規(guī)格表數(shù)據(jù)后面，常常會有一個A字，意思是 A-weight,即A計(jì)權(quán)，計(jì)權(quán)的意思是指將某個數(shù)值按一定規(guī)則權(quán)衡輕重地修改過，由于人耳對中頻特別敏感， 所以如果一臺放大器的中頻段訊噪比足夠大的話，那么即使訊噪聲比在低頻

14、和高頻段稍低， 人耳也不易察覺?？梢娙绻捎昧擞?jì)權(quán)方式測量訊噪比的話，其數(shù)值一定會比不采用計(jì)權(quán)方式為高。以A計(jì)權(quán)來說，其數(shù)值會較不計(jì)權(quán)高約會分貝?；フ{(diào)失真顧名思義，互調(diào)失真(Intermodulation Distortion )是指由於訊號互相調(diào)制所引起的失真， 調(diào)制一詞本來是指一種在通訊技術(shù)中，用以提高訊號傳送效率的技術(shù)。由於含有聲音、圖像，文字等的原始訊號“加進(jìn)”高頻訊號里面，然后同志將這個合成訊號發(fā)送出去。這種將高低 頻相“加”的過程和方式稱為調(diào)制技術(shù)，所合成的訊號稱為調(diào)制訊號。調(diào)制訊號除保留高頻 訊號的主要特征外，還包含有低頻訊號的所有信息。產(chǎn)生互調(diào)失真的過程實(shí)質(zhì)上也是一種調(diào) 制過程

15、，由於一個電子線路或一臺放大器不可能做到完全理想的線性度，當(dāng)不同頻率的訊號同時進(jìn)入放大器被放大時，在非線性作用下，每個不同頻率的訊號就會自動相加和相減，產(chǎn)生出兩個在原訊號中沒有的額外訊號，原訊號如有三個不同頻率，額外訊號便會有6個，當(dāng)原訊號為N個時，輸出訊號便會有N (N-1)個。可以想像的是，當(dāng)輸入訊號是復(fù)雜的多頻率訊號，例如管弦樂時，由互調(diào)失真所產(chǎn)生的額外訊號數(shù)量是多么的驚人！由於互調(diào)失真訊號全部都是音樂頻率的和興差訊號，和自然聲音完全同，所以人耳對此是相敏感的，不幸的是，在許多放大器中，互調(diào)失真往往大於諧波失真，部份原因是因?yàn)橹C波失真一般比較容易對付。雖然互調(diào)失真和諧波失真同樣是由放大器

16、的非線性引起，兩者在數(shù)學(xué)觀點(diǎn)上看同樣是在正泥導(dǎo)號中加入一些額外的頻率成份，但它們實(shí)際上是不盡相同的，簡單的說，諧波失真是對原訊號波形的扭曲，即使是單一頻率訊號通過放大線路也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象，而互調(diào)失真卻是不同頻率之間的互相干擾和影響，測量互調(diào)失真遠(yuǎn)比測量諧波失真復(fù)雜，而且至今尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 瞬態(tài)互調(diào)失真 瞬態(tài)互調(diào)失真(Transient Intermodulation Distortion ),得稱TIM失真。是什么時候被發(fā)現(xiàn)的 筆者搞不清楚，但是 TIM測量方法則遲至70年代才公開發(fā)表。由於瞬態(tài)互調(diào)失真與負(fù)回輸 密切相關(guān)，所以在討論瞬態(tài)互調(diào)失真時就需要先從負(fù)回輸說起。負(fù)回輸(Negativ

17、e Feedback)是一種廣泛應(yīng)用於各類工程技術(shù)領(lǐng)域，簡音而實(shí)用的控制技術(shù)，負(fù)回輸本來是屬於控制技術(shù)中的閉環(huán)控制(Close Loop Control)系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，但因?yàn)閼?yīng)用廣泛，所以常常被用作閉環(huán)控制的代名詞。負(fù)回輸實(shí)際上是一種普遍存在於人們?nèi)粘Ｉ钪械淖匀灰?guī)律，舉例來說， 當(dāng)我們駕駛汽車的時候， 如果發(fā)現(xiàn)汽車偏離得駛路線，我們就會向相反方向扭動方向盤，使汽車駛回正確路線。在這里我們的眼睛就是充當(dāng)負(fù)回輸通道的作用，負(fù)責(zé)把輸出值（汽車得駛方向）回饋給挖掘器（大腦），然后控制器將輸出值和設(shè)定值（正確方向）互相比較（相 減），然后根據(jù)比較后的誤差，發(fā)出修正訊號（扭方向盤）去糾正由此可見，負(fù)回

18、輸?shù)淖饔?是將輸出值倒相（變?yōu)樨?fù)數(shù)），隨后將之回饋至輸入端，和設(shè)定值相減，得出誤差訊號，然 后控制器就會根據(jù)誤差大小作出修正。在電子放大線路中， 由於零件的對稱，溫度的變化，噪音的干擾以及其他種種原因，使讀號 的被放大的同時，無可避免地被加入各種各樣的失真，而負(fù)回輸則能有效地降低這些失真。 舉一個簡單的例子來說，如放大器在放大一個正弦波訊號時，加入了一個失真的方波訊號， 這個正弦加方波的訊號會被負(fù)回輸線路反相，然后加饋至輸入端，和原來的正弦波相減，使原來的訊號幅度變小之除還含有一個相反的方波，這個新的訊號在經(jīng)過放大器時同樣會被再次加入一個失真的方波訊號，由於訊號里面已有一個相反的方波，這樣正反

19、方波便會互相抵消，使輸出訊號只含有正弦波，這就明顯地降低了失真。不過負(fù)回輸?shù)娜秉c(diǎn)也是很明顯的， 因?yàn)樨?fù)回輸令輸入訊號和回饋的輸出訊號相減，降低了訊號電平，如果要使輸出訊號相沽， 降低了訊號電平，如果要使輸出訊號被放大到足夠的強(qiáng)度，放大器的放大率（增益）便要加大，所幸的是這并非難事，尢其是晶體管機(jī)。如果我們將負(fù)回輸量加大，使輸出訊號降低到和輸入訊號電平相同的程度，即完全沒有放大，這種放大器線路有一個特殊的名稱，叫緩沖放大器（Buffer Amplifier ） o雖然訊號沒有被放大，但因?yàn)榉糯笃饕话愣际禽斎胱杩垢?，輸?阻抗低。所以緩沖放大器常被用作阻抗匹配之用。既然負(fù)回輸能有效地降低失真，但為

20、會么又會引起瞬態(tài)互調(diào)失真呢？原來問題出在時間上， 其中又以晶體管機(jī)最為嚴(yán)重。和真空管相比，晶體管有堅(jiān)因耐用， 體積小，重量輕放大率高等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是工作特性不穩(wěn)定，易受溫度等因素影響而產(chǎn)生失真甚至失控。解決辦法之一是采用高達(dá)50至60dB左右的深度負(fù)回輸。 反正晶體管的放大率很高， 犧牲一些無所謂， 由於采用了大深度的負(fù)回輸，大幅度減少了失真，所以晶體管機(jī)很容易獲得高超的技術(shù)規(guī)格。不過麻煩也就因此而起， 為了減少由深度負(fù)回佃所引起的高頻寄生振蕩，晶體管放大器一般要在前置推動級晶體管的基極和集電極之間加入一個小電容，使高頻段的相位稍為滯后，稱為滯后價或稱分補(bǔ)價， 可是無論電容如何細(xì)小， 總需要一

21、定時間來充電， 當(dāng)輸入訊號含有速 度很高的瞬態(tài)脈沖時，小電容來不及充電，也就是說在這一剎那線路是處於沒有負(fù)回輸狀態(tài)。 由於輸入訊號沒有和負(fù)回輸訊號相減，造成訊號過強(qiáng)，這些過強(qiáng)訊號會訟放大線路瞬時過載（Overload ）o因?yàn)榫w管機(jī)負(fù)回輸量大，訊號過強(qiáng)程度更高，常常達(dá)到數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，結(jié)果使輸出訊號削波（Clipping） o這就是瞬態(tài)互調(diào)失真，因?yàn)樵诰w管線路最多出現(xiàn)，所以 也被稱為“原子粒”聲。順帶一提的是，這種負(fù)回輸時間延遲問題在工業(yè)控制系統(tǒng)中也常常遇到，稱為純延遲（DeadTime）問題，其起因絕大部份是因?yàn)楦袘?yīng)器（Sensor）安裝位置太遠(yuǎn)。例如在一個恒溫?zé)崴髦?，瘟度探測被安裝

22、在遠(yuǎn)離發(fā)熱順的位置，結(jié)果是當(dāng)探測器感應(yīng)到水溫足夠時，在發(fā)熱器附近的水溫早就已經(jīng)過熱了。 這樣的控制結(jié)果必然是水溫在過熱和過冷之間大幅擺動，稱為控制超調(diào)（Overshoot）或系統(tǒng)振蕩。純延遲至今仍然是困擾自動控制技術(shù)的一大難題，有 關(guān)解決方法的論文由五十年代至今少說也有上千篇，但始終找不到一個簡單而行之有效的辦法。雖然負(fù)回輸出現(xiàn)時間延遲不好對付， 但要解決也不是沒有辦法，我們可以干脆讓它出現(xiàn)，或 即使其出現(xiàn)也不至於造成太大的破壞， 方法有多種，例如只用小量大環(huán)路負(fù)回輸， 這樣即命 名出現(xiàn)負(fù)回輸時間延遲， 輸入訊號也不至於過強(qiáng)。 所減少的負(fù)回輸量則由只跨越 1個放大級 的局部負(fù)回輸代替，局部負(fù)回

23、輸路徑短，時間快，不易誘發(fā)瞬態(tài)互調(diào)失真。真空管工作穩(wěn)定，不一定要用大深度負(fù)回輸抑制失真，況且其失真多數(shù)是人耳愛聽的偶次諧波失真所以膽機(jī)沒有一般所謂的“原子?！甭?。至於其他用於線路設(shè)計(jì)上防范瞬態(tài)互調(diào)失真的方法，因涉及較多枯燥的理論，這里就不一一介紹了。 除了在線路設(shè)計(jì)上防范瞬態(tài)互調(diào)失真外，發(fā)燒友還可以采取另一項(xiàng)措施去減少瞬態(tài)互調(diào)失真，那就是盡量利用各種屏蔽和濾波措施去減少各種高頻干擾訊號進(jìn)入放大器，雖然這些訊號有許多是屬於人耳聽不見的射頻干擾，但因?yàn)槠漕l率很高， 極易誘發(fā)瞬態(tài)互調(diào)失真，令輸入級過載，使音樂訊號得不到正常的放大。轉(zhuǎn)換速率瞬態(tài)互調(diào)失真除了由放大器大環(huán)路負(fù)回輸?shù)臅r間延遲引發(fā)外，放大器速

24、度不夠快也是一個重要的原因，如果放大器的速度夠快的話即使在同樣負(fù)回輸條件下，瞬態(tài)互調(diào)失真度也可以降低。放大器的速度是一個通俗的形容，正確的說法應(yīng)該是指放大器的瞬態(tài)響應(yīng)能力（TransientResponse）。在控制理論中，瞬態(tài)響應(yīng)和頻率響應(yīng)是衡量系統(tǒng)性能的兩大方法。它們的優(yōu)點(diǎn) 是不需經(jīng)詳細(xì)了解整個系統(tǒng)的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，只需要根據(jù)系統(tǒng)對特定輸入訊號的響應(yīng)曲線介可估算出系統(tǒng)對特定輸入訊號的響應(yīng)曲線便可估算出系統(tǒng)的特性，從而作出補(bǔ)償或改善。但相反來說，如果我們知道某個系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，也可以不經(jīng)測試就估算出該系統(tǒng)的響應(yīng)模式。對于精確度要求不高的系統(tǒng)，我們可以選擇性地采取瞬態(tài)響應(yīng)法或頻率響應(yīng)法去評估系統(tǒng)

25、性 能，而對于要求高的系統(tǒng)，兩者都必須加以考慮。作瞬態(tài)應(yīng)測試時常用的訊號是單位階躍函 數(shù)（Step Signal）和單位脈沖函數(shù)（Impulse）。為方便起見，放大器測試多用前者的特殊形 式：方波/。一個較為理想的方波含有一個速度極高的電壓上升沿和降沿，用來測試放大器 的瞬態(tài)響是非常合適的。衡量放大器的響應(yīng)速度一般是用電壓轉(zhuǎn)換速率（Slew Rate,臺灣稱“回轉(zhuǎn)率”）。其定義是在1微秒時間里電壓升高幅度，如果以方波測量的話則是電壓由波谷升至波峰所需時間，單位 是V/u s,數(shù)值愈大表示瞬態(tài)響應(yīng)度越了，高性能放大器的轉(zhuǎn)換速率一般都可以做到25V/u s以上。提高瞬態(tài)響應(yīng)度最簡單接的辦法是選用高

26、頻特性好的零件。也可以用適當(dāng)?shù)沫h(huán)路負(fù)回輸來改善，這似乎是一個自相矛盾的做法， 但事實(shí)不然，瞬態(tài)互調(diào)失真只是當(dāng)訊號速度超過放大器 的瞬態(tài)響應(yīng)能力范圍之外才會發(fā)生。除了瞬態(tài)互調(diào)失真外，過快的訊號也會產(chǎn)生另一種失真現(xiàn)象，叫做鈴振（ Ringing）,兩者的 本質(zhì)相同。當(dāng)輸入訊號速度快而幅度小時，首先出現(xiàn)的是鈴振現(xiàn)象，只有當(dāng)這個訊號的速度快至某個程度時才會出現(xiàn)瞬態(tài)互調(diào)失真，然而當(dāng)訊號速度快兼幅度大時，鈴振沒有發(fā)生便已進(jìn)入瞬態(tài)互調(diào)失真狀態(tài)。最容易引發(fā)鈴振現(xiàn)象的訊號就是各種各樣的速度快但幅度小的高頻 干擾噪音，這就是為什么音響設(shè)備要有完善的抗干擾措施的原因之一。界面互調(diào)失真（Interface Inter

27、modulation Distortion ）界面互調(diào)失真算是一個較新和較少人提及的放大器規(guī)格。和下面將要提及的阻尼系數(shù)一樣， 除了和放大器線路有關(guān)外，和揚(yáng)聲器也有很大關(guān)系。所以在介紹這兩項(xiàng)規(guī)格前，先簡單地說一說揚(yáng)聲器有關(guān)這方面的特性。目前的音響揚(yáng)器絕大部分都是采用電動式原理的動圈式喇叭，其結(jié)構(gòu)包括一個用作產(chǎn)生磁場的永久磁鐵及一人音圈。從構(gòu)造上來說動圈式揚(yáng)聲器屬於一種特殊形式的直流馬達(dá)，因?yàn)橐羧χ恍枰獊砘剡\(yùn)動而不是旋轉(zhuǎn)，所以不需使用直流馬達(dá)上常見的炭刷和換向器（俗稱“銅頭”）無論是交流馬達(dá)或是直流馬達(dá)，都是具有可逆性的，即在某種條件下可當(dāng)作發(fā)電機(jī)來使用。 直流馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上和直流發(fā)電機(jī)沒有差別，

28、尤其是永久磁錢式直流馬達(dá)，只要能夠使它的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，就可在其接線端上產(chǎn)生出一定的電壓。對動圈式揚(yáng)聲器來說，只要我們用手按壓振膜，就一定會在接線端上產(chǎn)生電壓，大小則視乎按壓的速度和幅度而定。由于損耗和非線性化的影響，揚(yáng)聲器不可能對由放大器輸出的全部電能加以利用而會有剩余電能產(chǎn)生，另外由于振膜的機(jī)械慣性原因，在音圈中也會產(chǎn)生多余電能。由前者所產(chǎn)生的問題穩(wěn)為界面互調(diào)失真，而后者則會使揚(yáng)聲器的低頻控制力變差。界面互調(diào)失真和揚(yáng)聲器內(nèi)阻及負(fù)回輸線路有關(guān)。當(dāng)放大器輸出的電能無法全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能量時，多余的電能就必定會在揚(yáng)聲器線圈中產(chǎn)生出額外的反電勢( Back emf),這個反電勢 會由喇叭線回饋至放大器的輸

29、出端，然后依放大器內(nèi)阻的大小形成一個電壓，這個電壓會被負(fù)回輸線路反饋至輸入端， 和輸入訊號打成一片。使中低頻聲音混濁，分析力和層次感大減。 要降低界面互調(diào)失真，關(guān)鍵之處是要降低負(fù)回輸量和放大器內(nèi)阻(即提高阻尼系數(shù))。有許多Hi-End晶體管放大器正是采用這種原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的。除此以外，雙線接駁也是另類改善 途徑，因?yàn)榉珠_的高低音線路使低頻端的反電勢不會對高頻訊號產(chǎn)生影響，從而改善音質(zhì)。阻尼系數(shù)(Damping Factor)阻尼系數(shù)的揚(yáng)聲器阻抗和放大器輸出阻譏之間的比例。顧名思義，阻系數(shù)是表示對某一個過程中進(jìn)行變化的物理量加以抑制的程度。以揚(yáng)聲器來說，要抑制的是揚(yáng)聲器振膜在沒有電訊號輸入的情況下所作的慣性振動，簡單地說這是一個制動動作。揚(yáng)聲器的振膜是不能用機(jī)械阻尼方式來制動的，所能使用的只是電磁方式的阻尼。而這種方式要求系統(tǒng)必須盡量處於發(fā)電機(jī)狀態(tài)。前面的討論曾提及揚(yáng)聲器會很容易進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)，當(dāng)輸入電讀號消失后的一瞬間，揚(yáng)聲器振膜在慣性作用不還在振動。這種振動會在音圈中產(chǎn)生出一個感應(yīng)電壓，這時如果放大器輸出阻譏低的話，就相當(dāng)於在揚(yáng)聲器端子上并接一個很小的電阻，音圈上的感應(yīng)電壓就會驅(qū)使一個較大數(shù)值的電流流經(jīng)放大器的內(nèi)阻郵局就是說揚(yáng)聲器此刻變成電源，而放大器的功率輸出級線路卻變成負(fù)載。根據(jù)