Hi-Fi功放

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更新時間: 2013-09-04

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Hi-Fi是英文High—Fidelity的縮寫,即高保真的意思,是指逼真地還原音源信息, Hi-Fi功放即原汁原味。它要求音響設備在重放過程中,對聲音信號各項指標不失真地放大、處理,以還原聲源的本來面貌,強調的是原汁原味,大多用於欣賞音樂。Hi-Fi功放是為高保真地重現音樂的本來面目而設計的放大器,一般為兩聲道設計,且沒有顯示屏。

Hi-Fi功放 -概述

Hi-Fi是英文High—Fidelity的縮寫,即高保真的意思,是指逼真地還原音源信息,

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即原汁原味。它要求音響設備在重放過程中,對聲音信號各項指標不失真地放大、處理,以還原聲源的本來面貌,強調的是原汁原味,大多用於欣賞音樂。Hi-Fi功放是為高保真地重現音樂的本來面目而設計的放大器,一般為兩聲道設計,且沒有顯示屏。 

Hi-Fi功放 -AV功放與Hi-Fi功放差異

Hi-Fi功放與AV功放是目前家用功放中的兩個主要類別。這兩類功放用於不同的用途,設計的側重也不相同。Hi-Fi功放用於欣賞音樂,使用者追求的是儘可能的「原汁原味」。而AV功放的使用者追求的是與畫面相配合的「現場」效 果,甚至是誇張了的「現場」效果。這兩類功放不太好直接比較孰優孰劣, 比如價位同為三千多元的Hi-Fi功放與AV功放,Hi-Fi功放的成本投入只在兩個聲道上,而AV功放的成本投入則要兼顧5—6個聲道,還要具有一定的效果處理功能。如果僅看其兩個主聲道的投入,肯定低於Hi-Fi功放兩個聲道的投入。其 放音效果的差異是顯而易見的。但是無論是Hi-Fi功放還是AV功放,都有高檔精品型與超值普及型之分,比如天龍的AVC-A1型AV功放,

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當其用於音樂放音時,其音效不會比一台四、五千元的Hi-Fi功放遜色。 一般來說,很難能有一台可以對Hi-Fi、AV全兼容的AV功放,AV功放兼顧Hi-Fi音樂欣賞是有條件的,這一條件就是使用者欣賞音樂時的要求與標準,如果使用者僅是用來欣賞一些休閑音樂,或是只要求能夠聽到樂曲的旋律,AV功放是比 較容易滿足的,但是要是對音樂欣賞有較高的要求,一般的AV功放就難於滿足了。晶體管功放與電子管功放 用於Hi-Fi欣賞的功放可以分作晶體管功放和電子管功放兩大類,以前還有用集成電路或是模塊電路的Hi-Fi功放,但是現在已經不多見了。晶體管功放和電子管功放並不存在著優劣的差異,只不過應用的器件不同(一是晶體管,一是電子管),由於兩類器件不同,其物理基理與電路特點也不相 同。 電子管的電流是電子在真空中受電場力的吸引,運動形成的。而晶體管的電流是半導體元素的外層電子在電場力的作用下轉移位置形成的。這種物理基理的不同,造成在實際應用中電路特點也不同。相對來說,電子管功放的工作電壓 較高,但工作電流比較小,而晶體管功放的工作電壓較低,工作電流都比較大。電子管功放與晶體管功放的音色確是有一定的差異,兩者對瞬態信號的響應也不相同。這種不同都又分別適應了不同類別的音樂和不同的音樂欣賞者,所以目前的Hi-Fi功放中形成了晶體管功放和電子管功放並存的情況。不過,若是 以品牌、型號、數量而言,
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晶體管功放所佔的份額仍是絕對大於電子管功放。 甲類功放與乙類功放 晶體管功放輸出級晶體管的工作狀態,可以分做甲類與乙類。所謂甲類,簡單地說就是使輸出級晶體管在正弦交流信號的正負半周時均工作在線性區,而乙類則是僅使輸出級的晶體管在正弦交流信號的正半周(或是負半周)工作在線性 區。由於輸出級晶體管的工作狀態不同,使得輸出級的電源利用效率(即輸出功放與耗電功率之比)也不同。在實用的輸出電路中,乙類的效率要比甲類的效率高2—3倍。比如馬蘭士PM80晶體管 功放,在確定的供電電源條件下,工作在乙類時輸出功率有100W,而在甲類時只有20W。AV功放,顧名思義A(audio)表示音頻、音響,V(video)表示音頻、圖像,因此AV功放是彙集了音頻和視頻兩種信號處理的視聽放大器,強調的是聲場的氛圍,專門用於家庭影院。這兩種功放由於側重點不同,決定了其在技術指標、聲場氛圍、聲道數目、電路設計等方面都有所不同:

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1、技術指標不同高保真Hi-Fi功放的技術指標主要有輸出功率、諧波失真、信噪比、頻率範圍、額定阻抗和阻尼係數等,尤其強調了諧波失真和信噪比等;而AV功放雖然也有這些技術指標,但更強調了聲道隔離度、延遲時間範圍、各種聲場模式(DSP系統、家用THX系統,杜比AC-3系統)等指標參數,另外AV功放還多了有關視頻部分的指標。

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2、聲場氛圍不同Hi-Fi功放在放聲方式上多以高保真為設計目的,講究原汁原味地放大信號源發出的信號,主要用於欣賞音樂、人聲等,追求聲音的真實效果。而AV功放在放聲方式則是以營造聲場為主要設計目的,強調錶現聲音的方位感,模擬聽音環境的氣氛,例如電影院、大廳、教堂、體育場、演播室等等。

3、放音聲道數目不同Hi-Fi功放在放音時一般為兩聲道,即放大左、右兩個聲道的信號,並推動左、右兩組音箱,構成了立體聲的聲場。而AV功放則有4-9路,推動多路音箱,從而構成環繞聲場,例如:杜比AC-3需5.1聲道(左、中、右、左環繞、右環繞、重低音)。

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4、電路設計的不同從電路設計或電路構成上看,兩種功放有較大的差別。首先,高保真Hi-Fi功放電路比較簡單,信號處理程序少,僅僅是放大電路與切換、調整電路的組合:AV功放比Hi-Fi功放多了解碼電路與延時、混響電路等,並且還要負責放大多路信號,因而集成程度高、電路複雜、信號處理程序多。其次,AV功放在電路構成上還有視頻電路。AV功放代替Hi-Fi功放會有什麼不足呢?

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1、AV功放在播放大信號聲源時底氣不足這一點可從產品說明書中看,AV放大器在雙聲道狀態下的輸出功率比在四聲道狀態下的輸出功率大。不過,有些廠家說明書標註是一樣的,這時,可以選用大動態範圍的音樂進行試聽,可明顯感到力不從心。這是因為AV功放的總功率消耗大,電源功率儲量不富餘,而Hi-Fi功放則顯得從容不迫。多而雜,極易造成信號的相互干擾。尤其是分佈電容的存在,對高音頻及其諧波的影響最大,使優質信號源原有的豐富高頻分量受到衰減或干擾,使聽者領略不到高保真的效果。

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3、AV功放的熒光屏也會幹擾音質AV功放注重方便的多功能操作,面板上設有大型熒光顯示器,使操作直觀生動,但熒光屏用低壓交流燈絲加熱,在脈衝信號的驅動下進行字元顯示,將對周圍輻射出許多電磁干擾,明顯影響音質。如果你想要欣賞影視大片,那麼選擇AV功放無疑,如果你對音樂情有獨鍾,那麼還是選擇Hi-Fi功放。 

Hi-Fi功放 -自製高保真發燒Hi-Fi功放

本文向讀者介紹一款高保真發燒Hi—Fi功放組合,全部製作成本僅需幾百元,製作調試極易,非常適合廣大工薪階層的音樂愛好者製作,該組合音質極其純真通透、纖細和清晰。有興趣的朋友可自制一套與市面上千多元的機子比試一下!該Hi—Fi組合原理圖如圖1所示:音源(CD、VCD、LD、DVD等)由該Hi—Fi組合的信號選擇開關進入音量、音調、平衡、等響、展寬電路LM1036N,

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為使音樂信號表現力更自然、更逼真,更接近於原汁原味,由LM1036N輸出的音樂信號輸入BBE2150AD音效增強清晰處理器進行智能化地還原出逼真的原音信號(即原汁原味),經BBE輸出的信號由高速低噪音雙運放「皇上皇」NE5535N(美國Signetics公司生產,比NE5532N還好,發燒友也稱之美國大S集成)將信號放大推動功率放大級TDA1514A×2,功率放大后的信號由左右音箱進行音樂的Hi—Fi重放圖2是信號輸入切換開關TDA1029的典型應用電路,TDA1029是飛利浦公司推出的一片用於音頻領域的立體聲四路高保真音源切換集成電路,其工作電壓6—23V,典型值12V,總諧波失真僅為0.005%,信噪比優良(S/N本Hi—Fi組合的音量、音調、平衡控制電路採用美國國家半導體公司(NS)的高品質音調電路LM1036N,LM1036N是採用直流電平控制音調(高、低音)、音量、平衡的雙聲道集成電路,採用直流電平控制的優點是高低音調節量互不影響,音量電位器採用國產普通品也無噪音,控制非常平滑,LM1036N具有頻響補償,寬範圍單電源(9—18V,典型值12V),信噪比高(輸入0.3rns,90dB)等特點,是發燒級集成電路。LM1036N音調控制範圍>;15dB,音量控制範圍>;80dB,失真小於0.03%。圖3為LM1036N的典型應用電路,NE5532N為美國SignetICs公司產品,在電路中的作用是將信號進行一級放大並有展寬作用(T2、NEH點短接時起展寬作用,該功能對卡座效果好),
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以適用於不同音源的需要。對於已擁有功放機的音樂愛好者,也可以將原功放的音量音調平衡電路採用圖3的電路取代,令功放機音質得予改善。Hi—Fi的意思為逼真地還原音源信息,即原汁原味,本文介紹的Hi—Fi組合除了全部採用Hi—Fi級發燒器件外,能真正做到Hi—Fi的功臣非BBE技術莫屬了!BBE是美國BBE Sound Inc公司推出的用於大幅度改善聽音質量的一種音效增強清晰技術,該技術通過彌補揚聲器和耳機的一種固有缺陷來恢復聲音的清晰度,賦予音樂信號更自然、更逼真的還原能力,使音樂表現力更接近於原汁原味。BBE技術應用領域包括廣播音響、專業音響、發燒音響、民用音響(CD、VCD、LD、DVD、電視等),BBE可加裝於任何功放機、電視機中令其音質升級。有關BBE技術在很多電子刊物均有介紹,在此不作講述了。現推薦筆者認為各項指標、性能均很好的BBE2150AD的BBE電路(見圖4),BBE2150AD是日本JRC公司產品,工作電壓4.5—13V典型值9V,工作電流9V時為8mA,具有直通和BBE功能。BBE的處理程度有2檔程度選擇,圖4為其應用電路,該電路採用了電源反接保護及三端穩壓,因而加裝於各種功放機、電視機時可取原機中的電源,而無需另備電源,加裝非常方便。擔任本Hi—Fi組合的信號放大推動功放的是採用NE5535N,NE5535N是美國SignetICs公司產品,它比高速運放之皇NE5535N還好,具有高的開環頻響,高的單位增益帶寬,轉換速率比NE5535N還要高,被發燒友稱之為高速低噪雙運放「皇上皇」。NE5535N可直接代換4558、4560、LM833及NE5532N等,代換后音質將有顯著改變,音質純真通透,更加清澈,NE5535N的應用電路與NE5532N一樣,相信廣大發燒友已經精通,在此不畫出電路圖,無謂佔用版面。眾所周知,很多功放機都有100W×2左右的功率,但應用於家庭中通常其音量只開1/5—1/4左右,也就是只開10—30W左右的功率,開大了耳朵就要受罪了,刺叭也受不了並會使音樂失真,因此一般幾十平方米的家庭有「黃金功率」30W左右的音響器材最為適合。
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本文介紹由2塊飛利浦公司專為數字音響而設計的功放電路TD1514A作為本Hi—Fi組合的雙聲道功放電路(如圖5所示,圖中另一聲道省略不畫,另一聲道與該圖一樣)TDA1514A的輸出功率大:Pout =50W(VP =±27.5V),轉換速度高:15V/μs,信噪比優良85dB,紋波抑制75dB,THD—0.08%,TDA1514A的工作電壓:± 9—±30V,TDA1514A電路設有等待、靜噪狀態,具有過熱保護、短路保護、功率管安全工作區保護以及靜電放電保護。低失調電壓,高紋波抑制,而且熱阻極低。應用電路圖5電路的特點:採用恆流負反饋式和具有直流伺服系統(直流伺服電路主路是用來精確修正TDA1514A電路在取消負反饋的對地隔直電容后,輸出直流電位的漂移)。用線性元件電阻RA(0.5Ω2W)把流過揚聲器音圈的電流取樣反饋給功放輸入端,使放大器以固定電流方式驅負載,揚聲器受電流控制振蕩而發聲。特點是當重放頻率到了低頻及諧振峰附近時,恆流式電路增強了低音的力度和高音的解析力,使整個系統的重放音色聽起來豐滿厚實又清晰明快,很有電子管功放的韻味。採用集成功放大批量的一致性有充分保證,最大的特點是立體聲平衡度好,在可靠性及性價比方面均遠優於分立元件功放。元件選擇:為確保本Hi—Fi組合能做到Hi—F級,各電路中的無極電容均要採用進口CBB金屬化無感電容,耦合電容用日本高級電容,所有電阻均採用5色環精密(±1%)金屬膜電阻,集成電路一定要用正品,不能用廉價的水貨。電源部分:為了能有效的提高整機的瞬態特性和高頻特性,前後級電源要分別供電。實踐證明前置級電路電源特性對整機的重放特性有重要影響,因此TDA1029、LM1036N、BBE2150AD、NE5535N均使用有源伺服電源電路進行供電,有源伺服電源電路的特點是其輸出電壓穩定,噪音極低,能保證前級的高頻特性及瞬態特徵。圖6是該有源伺服電源電路。功放級電源相信廣大發燒友都非常熟悉,所以在此不給出電路圖,筆者建議製作時整流二極體用6A的大電流二極體如6A07等,濾波電容應使用大水塘如6800UF—10000UF/50V的南韓SANWHA金色印字電容,金色印字是發燒級專用電容,日本黑金剛紅寶石也是非常好的發燒電容。該電源板最好加上3—5A的保險管,以確保安全。前後級供電可用一隻200—300W雙18V+雙12V的環形變壓器,雙18V是功放級電源,經整流濾波獲得約±25.5V直流電源,
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採用雙18V的電壓只要市電不超過260V,整流濾波后的電壓就不會超過TDA1514A的最高工作電壓±30V。該變壓器的雙12V可供有源伺服電源電路進行整流濾波等供電給前TDA1514A級電路用。組裝方面:功放機箱目前市面上有出售,也可以郵購得到,價格50—150元左右,具體視不同的機箱有不同的方案,全部電路按圖1的組合原理圖中的順序逐一連接即可,但必須注意信號線要用優質屏敝,電源線要粗而短,並且注意一點接地的方法,這樣可防止產生噪音,TDA1514A的輸出端與揚聲器介面中加上用專業銀觸點繼電器製作的喇叭保護器,以確保揚聲器的安全。實際組裝若只有一台唱機的話TDA1029可以省略,有錄音卡座可在卡座中安裝上LM1894N×2動態降噪板,本Hi—Fi若需增加卡拉OK功能可加進 M65831AP或M65839SP等,若要實現一對音箱產生三維空間感環繞聲音場,可在TDA1029與LM1036N之間增加一塊3D音場處理器,若要將本Hi—Fi組合組成多聲道功放可將音量音調板換為由UPC1892四聲道環繞聲處理器,並相應增加前置放大及功放(如TDA1521、lm1875等)。只要正確組裝檢查無誤后即可試聽。筆者的試聽感覺是該Hi—Fi組合音質極其純真通透,聽起來音質溫暖、細膩、親切、甜美,總體上的低音力度和彈性好,高音清晰和纖細,營造出的音樂信號更自然,更逼真,是真正的Hi—Fi功放組合。

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