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浅谈功率放大器:CELLO 发烧音响 [复制链接]

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首先有必要先将功率放大器性质解读一下;
我们现在所用的音频功放可分为甲类、乙类、甲乙类型机种,它们的工作方式之间究竟有何区别?对声音的表现各自又有什么不同特点呢?
甲类功放对于乙类功放而言,声音上有饱满通透的优点,晶体管功率放大器是由三极管组成的,而三极管是由多组配对(N结及P结),这两个结构成的,当没有外加电压时是截止,只有在上面外加一个偏置电压并且高于它的门限电压,这个N/P结才会导通,有电流通过,三极管才开始工作。
乙类工作状态是不外加一个固定偏置电压,由信号电压来打开,因此当信号电压小于额定时,三极管处于截止,输出为零。当信号电压大于等于额定时、三极管才导通,输出端才有信号输出。乙类功率放大级必须用二只晶体管来组成推挽,由一只管子工作于信号电压的正半周,另一只工作于信号电压的负半周,这种电路中当一只管子导通工作进,另一只就处于截止状态,当信号电压的另外半周来到时二只管子的工作状态正好交换,这时交越失真自然是免不了。乙类功放这样的工作方式会使其音色是容易出恶声。
何为甲乙类功放;针对乙类功放存在的缺点设计者在三极管的输入板上加上一个预置固定的略小于门限电压的偏置电压,就使得三极管在静态时输出级电流稍大于零,使得很小的信号电压时三极管也能导通,有电流输出,使得晶体管有大于信号半个周期的时间处于导通,交越失真也就不存在了,甲乙类功放既克服了乙类功放存在的问题,而电能效率也大大高于甲类功放,现在家用音频功放中为求改善音质,常常把偏置电压定得高于门限电压,使晶体管处于导通状态,使其工作状态近甲类。这就是被称为高偏流甲乙类。目前市面上除了贵丰纯甲功放外几乎全都是甲乙类功放状态下的技术变种。
甲类功放是把正向偏置定在最大输出功率的一半处,使功放在没有信号输入时也处于满负载工作状态,使得功放在整个信号周期内都导通都有电流输出。甲类功放使三极管始终工作于线性区,因此甲类功放几乎无失真,听感上质感特别好,尤其是小信号时,整个声音通透细节丰富。纯甲类功放它的造价也是惊人的,它电耗等于是一部空调。特别是百分之百的甲类功放就是指音箱阻抗怎样随频率变化,功放都能保持甲类工作而且输出功率足够,一对音箱虽然它的标称阻抗是8欧姆,便在工作时它的实际阻抗因素是会随频率变化的,时高时低,有时会低至1欧姆,这就要求功放的输出功率能随阻抗降低而倍增,也就是我们常看到的巨甲级数的功放所标输出功率指标,如贵丰单声道旗舰功放安替龙;175W(8Ω)、350W(4Ω)、700W(2Ω)1400W (1Ω),这才是百分之百纯甲功放。只有这样的功放才能使你听到纯甲类的音质。
CELLO这个牌子是老马克离开Mark Levinson公司,在他第二次创业时开办的公司,此人传奇色彩很多,这里就不在多叙,主要是将他在CELLO公司时的产品简单地说一下,笔者认为那时的CELLO产品与Mark Levinson公司产品相比,他的出发点就真对二者产品品质上对比而言、动机就是要与后者拼博一下,来证明自已在音响界是不可动摇的地位。用当时的话来说他是成功了。当然成功的后面自然是失败之始,买别墅、买名车、伴名模、极欲挥攉、不思进取、其实以他在美国的实力仅仅为一个小企业主,充其量是个中产阶级,算是给他定的不低了,看官要注意啊,笔者发出这些警句是有根据的,在国内的企业家的人生坐标曲线不外乎也是这样,能逃脱此线路胜利者不是很多的哦。

CELLO产品简介
主要产品介绍,CELLO分三个档次产品,甲类品级为;AUDIOSUITR、前级,AUDIOPALETTE、调色版(也叫十二大细粒), PERFORMENC功放(四件套式)。以上为它家的参考级品。乙类产品为ENCORE前级,ENCORE后级(单声道)。丙类产品为PALETTE前级(也叫12大粗粒),DUET350后级(立体声),并非三个等级就会有便宜的差价,三个级别价格都不菲,马克在CELLO公司走过的十多年中这三个等级品质各自分别又都改良许多,声音走向基本上与ML出入不算太大,三个等级产品设计理念不一样,声音走向三者还是有些区别,我用的是它家的参考级品,应该是其作品最高代表走向了,故应该由它说起为好些,如果要是用ML及KRELL基本音色与之相比,这三者音色走向CELLO近乎在二者其间,即有KRELL的凶悍又带有ML的细腻,做为功放如果为CELLO,你的音源器材若一般般,那对它而言,它可能会把讯源上的细节表达的会让你愕然,不忍回首再听,说明用何 CD机非常是关键,后二者同样是理,上到一定的档次的器材,其音源绝对不能小气。说白了,使用CELLO参考级器材,其周边器材是不能含糊。
我这个人好拆东西,这大概是在部队养成的习惯,从枪到通讯器材,凡是手能够到的,很难逃出我的视线,以后从部队回地方玩东德摩托车,我自已也是将其大卸八块,在组装好。象是完成了在人生中的一个小杰作一番,玩HIFI也是一样,自已手中两套英制工具,一套中式工具,连200瓦大烙铁我都有一把,象其它小烙铁还有若干把,象示波器、万用表等各式工具都是常备武器,当CELLOPERFORMENCMK2到家之后,我先给它好好清洗了一番,那功放里面运放管排列很壮观,一水的摩托罗拉15024--15025精密级配对管计96支48对,分两部声道上下相扣式连接,它在前半部为纯甲类工作的状态,即每边有48 支其中24支12对管作长期甲类工作状态,连这12对与排在后面的12对功放管是不一样的,前者24支管子,每个管子是用金属散热罩罩着,后面24支管子没有用金属罩罩着,显然前者与后者工作方式是不一样的,电源大水塘也是满充足的,每边为十五万微法拉电容的储备。这就是我在上面所讲的CELLO特殊甲乙类工作方式,他家大概是这样说的;此机器纯甲类工作为60瓦,甲乙类8欧姆为250瓦,2欧为1000瓦。还有另种说法;甲类8欧姆为200瓦,2欧姆为 800瓦。那就说明这套机器有48 支管子要长期处于纯甲类状态,有48支管子还好是处于甲乙类工作状态,这套机器工作起来热量相当的大,由四部低噪声轴流风机排热,我那24平方米的房间夏季不开空调是受不了的,上述这些就是CELLO的风格,如果是真正要功放做到全线性区内工作状态下200瓦的机器,那这个房间跟本不能低于60平方米的散热区。这不得不让我想起前面所提的欧洲巨型纯甲功放贵丰安替龙,这个单声道旗舰功放全线性工作区状态是8欧姆/175瓦。二只单声道巨甲功放只要一开机,要每边耗电二千瓦交流电,加起来反应在电表上那可是每小时要四度电,是个大电炉子,小户人家根本抗不住,太可怕了。
通过那次拆机使我看到CELOO功放内芯中的内含,想把功放做好,做棒,电源首先要做足,事实上一台功放选取什么线路,什么工作方式并不是决定功放声音的唯一因素,零件好坏、测试、挑选、配对、制作、工艺、都是直接影响声音的因素。同样功率的机器,甲类要比甲乙类电源容量增加2~3倍,也可以想象得出在同价位的机子中,甲类机几乎把大部分成本用到电源供应上,那是十分发烧的,但目前现状是不充许过多器材用于纯甲电路设计与应用,那么象CELLO、ML、 KRELL等名公司(切记这是关键词)认真制作出的各种AB类功放与同价位的纯甲类功放相比声音上不会差到哪里,胜出者比比皆是,就拿老Mark 设计的MLNo.23.5来讲,它是AB类工作状态,却是一代名机的身价,是音界公认的,在当时同价位的甲类功放要超越它是不可能完成的任务。你可要知道它的内涵,正是老ML后来用它的精髓之处来设计CELLO的,包括老款MLNO;26前级中的精辟构思都是后来用到CELLO前级设计中运用的理念。这点上烧友们要认清,特别是二手烧友们要注意,它可是音响器材中的好东西啊。
CELLO的前级AUDIOSUITR与它家的调色版AUDIOPALETTE我也打开过,简单的说,其设计真是精密、严紧、一丝不苟、对他的设计我在去年我的“浅谈HIFI中的低音”一文中那里已有阐述,烧友们可以在本栏精华区去查索。象WADIA7+9我也打开过,(现在记得不太清楚)那里面非常壮观,DAC/分别用了8片DSP560001/每通道各用4片PC63,电源非常壮观,CD/DA各用三个独立变压器,计六个变压器,大电容组储备以 5000微法为一个用上二只为一组、共为三组,分别用与CD上一组,DA上二组,这可是计三万微法拉,比一个70瓦的合并功放电源水塘都大,你打开看了后你才能知道什么叫HIFI级CD机,在这样的音源上电源线绝对是不能用差的,我是用了二根NBSMONITR1#供CD/DA电源,差了可就发挥不出来它应有的表现,烧友若想知道如何发挥好音源,可看我去年写的;“聆听顶级信号线G5COPASSLAKK”一文,那里应是有说服力的叙述。
WILSONAUDIO/WARTT+PUPPI5i箱体低音区我也打开过数次,那根MIT线材连接其低音喇叭线出端口截面积有一个平方厘米以上,非得 200瓦大烙铁才可焊开,看看那小姆指粗的MIT线材,走上个70-80安培电流是很正常之举。WILSON箱体全是用特种树脂线浇筑成,不是一般的重,象这种箱体你打开看后才会相信它是非常耐操的。这就是美国音箱,美国风格的威力,对于他们的文化,我们还是需要更多的去了解。
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音响系统设计概观
音响系统的设计是一种过程,并不是一种产品。假如它是一种产品的话,它就可以大量生产,并且可用于许多装置中,就像放大器或微音器一样。一种规格即可满足的有场合的要求的设计,往往不能做到完全满足,而且对许多用户来说其使用性能也极差。设计过程由许多零碎资料的收集过程的组成,就像拼图游戏里的零碎图片同时把它们拼装在一起,使得它们之间即不重叠也没有间隙。那么,到底如何设计一种音响系统呢?有的人做起来像是铺开许多音响产品的产品目录活页,然后像投掷飞镖那样用笔画来画去;有的人做起来像是把核桃壳翻来翻去,直到找到核桃肉为止;而有的人则在轻易地计算解答极其深奥的方程式。就像举行神圣的礼仪一般,然后则为成千的听众确定一个简单的锥形8英寸喇叭(203MM)。
四种设计工具作为成功的音响系统设计者,第一种工具是知道。现在的设计者比起25年前的设计者来要幸运得多,因为现在有极其丰富的音响工程知识来源可以利用。众多的,甚至是无数的参考书完全包括了这一领域的各个方面(Davis and Davis,1987;Giddings,1990;Ballou,1991)。有各种可利用的期刊,从学术性的刊物到业务通讯刊物与和本期刊一样的商业性杂志。有各种有声望的学术交流会、讨论会及培训班,可以从各种研究机构,包括我们工业贸易协会,全国音响与文艺物资协会取得来源。各个取得认可的学院与大学也开始提供有关的课程。
从上述这些渠道,可以获得极其大量的知识。但是就知识本身而言,是远远不够的。因此,设计者的第二种工具是经验。有一种人常说,我们都是从别人脸上学会刮胡子的――在我们能够清楚地掌握我们的音响设备究竟能达到何种先进程度之前,我们往往不得不弄坏许多放大器和扬声器。这种说法是有一定的道理的。一个从失败的设计者是维持不了多久的。第三种工具,也就是到目前为止最重要的一种工具,就是良好的判断力。设计者必须对人们有良好的理解,能够作出超过技术性细则的判断,能够作出进入人类内在空间的判断。一种技术上精确的设计,可能由于装配者不懂得装配,或者由于用户不懂得使用而遭到失败。实际的使用者可能不知道如何去使用这个系统,制造商可能因为没有准备好换代的产品而停止继续生产某型号的产品。第四种工具,在过去的十年里它变得特别重要,就是计算机。具体用于音频与声学设计软件的计算机模拟技术(CADS)可以大大加快设计速度,使得它们自己在设计者工具箱
里占有一个席位。但是,在这里一定要记住,计算机是不会自己做设计的,只有设计者本人才能设计音响系统。曾经有一个赌徒向一个计算机编程员请教,是否有可能编出一个计算机的程序,可以预报谁将在骞马比赛中腾出,这个编程员回答说:“当然可以,这是非常容易的事,只要假定一匹马是球形的……”
三个准则
成功的音响系统的许多方面是相似的,但是每一种失败的音响系统其失败的原因也是一样的,即其设计是独一无二的。使用者判断成功的音响系统,有一个著名的准则:声音是否足够大?声音是否清晰易懂?声音会不会回馈?
一种声音浊足够大的音响系统,可以取得短时间的成功,但是最终会引起使用者的不满意。与过去相比,在现时这是一个比较小的问题。现代的材料与现代的制造技术,可使扬声器在著火或者损坏之前发出更大的声压水平。放大器制造商也画了一份他们的贡献,他们可以提供比以前更大的,而且更便宜的音频功率。现今的音响系统设计者还必须同时注意保护使用者的听力。这是一种进步,把声音太大的音响系统的声音降低毕竟比把声音不够大的音响系统的声音增大要容易的多。一套声音不是清晰易懂的音响系统,同样虽然可以取得短时间的成功,但很快也会引起不懑。不能听出“Johnah in the whale knew”与“Jesus will not fail you”两句歌词的区别的含糊声音,会使音响系统成为废品,而不管这音响系统能使合唱队的歌声有多好的音乐感。音响系统如果有声音回馈,则是一个即时见效的失败,没有任何理由可以原谅这一点。这是一种设计失败,而不是元件的失败。即使是比引起鸣叫低得多的声音回馈,也会使
房间变得更多的声音回响,从而使需要的音量比原来设计的要大。作为音响系统的设计者,你在使用一切可能的手段,使音响的音量足够大(但不应大到
有危险),使音响的声音清晰易懂,并且首要的事情先做在音响系统设计失败的原因之一是:设计者没有完全了解使用者要如何使用他们的音响。
设计者必须首先确定,音响系统是如何使用的,它是用来做什么用的。这一过程就是建筑师们说的发现用户的过程。这看起来容易,但实际是是非常困难的,在使用者群体里,不同的人会出不同的回答。例如,教堂里的乐师和牧师对音响系统会有完全不同的主意。你自己一定要做到与每一个对比音响系统有关的人员进行谈话。要充分认识到,使用者可能对他们自己要做什么没有一个清楚的主见,但是如果他们碰到一个经常的用法,而你却没有考虑到允许他们这样做,则这仍然是你的错误。你应该应用你的经验与判断,满足使用者的真正需要,即使是使用者并没有想到的需要。通常,询问使用对附近的音响系统,哪些是他们特别喜欢的,哪些是他们特别不喜欢的
,这是一种有用的方法。然后是房屋下一步是考察音响系统将要在其中工作的建筑物。了解建筑物的结构及材料。测定环境噪音,如果建筑还未完工,则找暖气,通风与空调(HVAC)工程师,要他们以画面的形式预期环境噪音的值。如果得不到画面的环境噪音报告,则要全力以赴,密切了解HVAC的噪音,千万不要放过。了解在建筑物的其他部分,是否有遥控的需要,如演说厅里的辅助扬声器,或者是会议厅里的音响系统。扬声器与放大器再下步是助手构思扬声器的布置,如中央扬声器布置、了解卫星延时式布置也分配式扬
声器布置。每种布置系统都有各自的优点与缺点,而你所选择的系统必须满足各种参数变量。这时要在房间里对扬声器进行测试。你可以买回扬声器并把它们安装起来进行评估,但是比较容易(也比较安全)的方法是用计算机模拟房间,并对扬声器进行试验。当今的CADS技术,使你可以预期声音的分布和讲话的清晰懂程度。如果你对预期的结果不满意,则可试验其他设备布置。当你确定了扬声器之后,就要选择放大器,以使能正确地启动这此扬声器。不仅放大器的功率要足够大,而且放大器的电压――电流(V-1)特性也必须与扬声器负载相匹配。100W功率输进一个8W的扬声器志需要的放大器,与100W功率输进一个2W的扬声器的放大器是相同的。你选择的放大器还必须满足扬扬器的电抗要求,用延时测量仪跨过扬声器的复合阻抗,测出其所需要的最大V-1相偏移,把测出的值与放大吕原要求的最大V-1相偏移限制相比较。现在具有启发思想的,对工程进行指导的放大器制造商开始公布产品的最大V-1相偏
移值,而具有启发思想、对工程进行指导的扬声器制造商也开始公布他们产品的复合阻抗值。如果你没有看到这方面的资料,请向他们索取。余下的是讯号加工设备选择与放大器和扬声器相匹配的讯号加工设备。例如,你选择的放大器和扬声器,可能需要讯号加工设备进行电子过滤处理。如果不得不选择不是防声音回馈的扬声器布置方式,则可考虑选择适当微音器进行补救。再就是你选择的讯号加工设备必须符合使用者的要求。有的人可能需要大的操作台;而
有的人可能需要自动的混音器;有的使用者可能需要可编程序的、可开关的均衡器,以对不同的节目进行补强。选择使用哪一种微音器,就是选择对声音进行声学上加工的不同方式。对于微音器,音响系统的使用者可能有极强烈的偏爱,但一定要使他们在否决某种微间器之前先试一试。不要忘记其他节目可能需要不同的方式。其他及等等事项对许多工程一师来说,“其他”与“等等”是理智的失败,但是对于音响系统工程师来说,却必须经常注意“其他”“等等”一类的事项。对使用者来说,这一音响系统是否太贵啦?是否对用户的技术人员来说太困难了?外观是什么样的?建筑师会对扬声器外观感兴趣。你写些什么样说明书呢?你写的每一种说明书都应有一个基本的特徵。在设计一建筑项目中,你要说明书中写清楚所有的各个组成部分,包括它们的潜在用用
途和结果。如果你的设计是用于投标目的,则要在说明书写明仅允许使用产品,或者你直接写明“批准后等效”,或者写明不能超过设备的性能。这最后一项条款,使提供某项产品的承包商也承担达到音响性能要求的责任。
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