功率放大器参数解析

上一篇提到了扬声器重要参数解析，因为很多专业扬声器都是采用无源的方式（扬声器本身不含功放部分），因此，有必要再来解析相对应功放部分的主要参数。

关于为什么专业功放大多采用无源的方式，其主要是因为，在专业领域，对扬声器本身的结构是很严格的，例如扬声器开孔位置，腔体结构，材料密度等等，这些都会影响扬声器本身的性能与音色，而且功放电路集成既会占据扬声器腔体空间，还或多或少会引入一些电噪声，因此，专业领域很多扬声器都是采用无源的方式。

当然现在也陆陆续续出现很多专业演出级的扬声器，采用有源的方式，个人认为这主要归功于，一、随着科技的发展，目前很多材料的制作工艺，材料本身都性能大大提高，以前的问题逐渐被克服，二、数字功放的快速发展，为大功率、低失真，模块集中化程度高，体积小等提供了有力条件，相信以后这种一体化，网络化的设备会越来越多。

同样，我们利用一个产品说明参数意义：

如上为意大利功放PowerSoft K3的参数；

首先，我们看到的是通道数，这个参数是基本，无论工程中还是家用的设备，通道数一定要搞清楚，之前，有一个朋友找我，说他买了一个功放和6只音响，想把家里改造成5.1声道的家庭影院，问我怎么接线，我看了他的功放，是个双声道的立体声功放，他只是听别人说5.1需要6只扬声器，却没有考虑到功放是否支持。

接下来就是输出功率，这个参数也是功放的最重要的参数，特别是工程设计中，扬声器与功放功率匹配的计算中，就是依据该参数，例如，如上图中，K3对应双声道模式时，2Ω对应每通道为2800W，4Ω对应2600W，8Ω对应1400W，结合之前扬声器参数篇中所说，该功放在演出场所中，如果按照2：1的比例，其8Ω就可匹配700W的扬声器。

这里不得不引入一个概念——桥接模式，如上参数中，我们也看到后面有一项单声道桥接模式，其实关于桥接，理解起来是很简单的，就是把两个放大线路的输出端同时推一组扬声器，桥接时两个放大线路输出的音频波形是反相的，同时加载在扬声器上，这样负载就有了两倍的音频电压，从而功率提升了四倍（这是在电流足够、扬声器阻抗一致的理想情况下，实际会因为功率限制，电流跟不上，往往桥接输出功率一般翻1~3倍左右，像上图中8Ω时，差不多增加了快4倍，而到了4Ω时则只有两倍多，由此也能看出，该功放的功率最大差不多就5600W左右）。

目前无功功率计算，很多专业演出、KTV等功放，都支持桥接模式，将功放调整为桥接状态后，扬声器就不需要接地（黑色负极接线柱空接），扬声器接线跨接在两个红色的输出级上，相位则红色接线柱会注明桥接的相位（也就是正负极）。

接下来就是该功放自身电源参数，与散热参数，此处不解读，通常在工程设计中，可能会涉及到散热的问题，这主要与机房降温有关，计算设备的总发热量，并依据计算结果配置空调系统，至于电源，国内只要都按照市电标准就没有问题。

接下来，看音频参数部分，首先是增益，关于功放的增益，有一些设备在参数标注时，并不是按照dB为单位，可能只是写一个数字，例如40，这时，我们一定要注意观察，看看厂家这个参数是忘记写单位了还是根本就没有单位，这主要是因为，增益其实就是放大倍数，没有单位的时候，可能直接就是写的放大倍数，如果有单位为dB时，则是另外一种表述方式而已，这两者之间是按照20logx计算，例如，假设参数就是按照放大倍数为40，那么计算20log40则为32dB，也就是说参数40和32dB是一样的；

这样做有什么好处呢，我想可能这种dB表述的方式在信号中比较通用的原因吧，因为信号中，如果放大倍数很大的时候，写起来其实不是很方便，例如放大倍数1000，如果转换成dB，则只有60，相比与前面40倍对应的32dB，增加不明显，方便我们更加直观化理解。

我之所以说不是很理解，是因为其实功放的放大倍数一般都不是很大，像上图中的Powersoft功放已经属于国际著名品牌了，其最大也就35dB，差不多55倍多而已，因为这种dB的方式越大，优势越明显，反正入乡随俗吧。

接下来就是输入灵敏度参数，这是个电压概念，表明当功放达到满功率输出时，在输入端的信号电压的大小，一般的功放，输入灵敏度电压为0.775v(0dB)到1.5v(+6dB)之间，灵敏度电压越高，输入灵敏度越低。有些高品质功放，输入灵敏度低是由于采用更深的负反馈电路，所以具有更低的失真，更宽的频响和更好的音质。

如上表中参数，我们看出其输入灵敏度电压都比较高，就是因为该功放采用更深的负反馈电路设计，下一项参数最大输入电平，这主要是针对调音台等设备，它们通常采用dBu、dBV等标识方式，这与前面所说的dB换算都是同样的理念，利用最大输入电压与20log(E/e)之间的关系，但是这里需要注意，x与电路有关系，该功放反推参数，x差不多0.23V；门限顾名思义就是最小信号需求；

频率响应与扬声器一样，也是一个重要参数，该参数要求也是越宽广平直越好，如上参数20-20KHz，±0.5dB，可见该频响非常好；

再说说信噪比，实际就是指功放信号电压和本底噪声电压的比值，因此，这个数值越大，表明功放的噪声更低，设备自然就越好，一般专业产品的信噪比都在100分贝左右，用正值标注（有些功放采用负值标注，数值越小越好），如上参数大于106，可见功放能力也是属于高端设备，衰减功放的输入电平增益（关小功放音量旋钮）会降低功放的信噪比。

串音是指功放内部两个放大通道之间通过电路耦合产生的串音，如果数值不好，一个声道的信号就会串到另外一个声道去，从而在另外一个通道产生不干净的声音，通道串扰的数值一般为60分贝左右。如上设备，也是高于平常参数无功功率计算，这个数值用负值标注时，数值越低，表示两个放大通道之间的分离度越高，声音越干净。

总谐波失真和互调失真都是衡量一个功放好坏的参数，但是因为该参数解释详细，其相对比较专业，只是说概念也不会理解太多，我们无论是工程选择或者其他的场所，看该参数时，只要明白其越小越好就行。

转换率是指单位时间里电压升高幅度，例如，对于方波，就是指电压由波谷升至波峰所需时间，如上表中为50V//μs，该参数自然是越大越好，越大说明功放瞬态响应高。

至于阻尼因数，是功放内阻和负载阻抗的比值，越高，说明功放对音箱单元的控制能力越强，但是太高的时候，会感觉声音比较硬，而低阻尼系数则相对会感觉比较柔和，但是同样也不能太低，否则会感觉声音拖沓；

阻尼系数计算方式为：阻尼系数＝音箱的阻抗÷（功放的内阻＋音箱线的阻抗）。

再后面就是DSP参数和结构参数，因为DSP更多是关于其数模转换部分的，此处不再赘述。

在最后，我需要说另外一些概念，首先，功放分定压和定阻两种，上面我们无论解释扬声器时或者解释功放时，都是利用定阻思想说的，定压与其类似，只不过不再考虑阻抗匹配，只需要功率大小对应就可以了。

第二、功放分很多类，大的类别分模拟和数字，但是模拟中根据放大电路的不同，又细分为A类、B类、AB类、G类、H类、TD类等，数字功放又细分D类和T类等，上面我们解释的K3是属于数字类的D类。

其中模拟A类功放优点是音质好，失真小，但是缺点是能量转换效率很低，只有25%左右，因此一些民用HIFI功放还是A类；B类功放是为了克服A类能量转换低的缺点出现的，它的能量转换到75%，但是也伴随着电路本身的特点，出现了交越失真，小信号时更加严重；因此目前基本没有这种类型了；AB类则是克服A和B缺点的新电路设计，效率为65%，虽然低于B，但是它的音质好，失真小，目前有很多模拟功放就是AB类电路，至于G、H类则是在AB基础上发展的，优缺点也同时并存，因为这些详细解释都涉及电路，因此，此处不展开。

到了数字功放，则是利用输入的模拟信号波形与三角波，通过比较器，利用PWM脉宽调制技术调制成宽度不等的波形，然后再输出给场效应管进行大功率电压放大。

因为信号已经被调制到了波形的宽度上，因此信号的放大不再过多考虑失真的问题，从而实现更大功率放大，这也是数字功放最大的特点之一。