5、界面互调失真
这种失真较少为人知道和提及,它和下面提到的阻尼系数一样,不但和放大器线路有关,而且和音箱也有很大关系。因此在介绍这两项指标前,应先了解音箱有关这方面的特性。目前的音箱所用的单元绝大部分是采用动圈式喇叭,其主要结构包括有一个产生磁场的永久磁铁和一个音圈,严格来说动圈式喇叭属于一种特殊的直流马达,只不过音圈只需要的是直上直下的来回活动而不是旋转。不管是交流马达或是直流马达都有可逆性的,也就是讲在某种条件下它们能充当发电机,直流马达其实在结构上和直流发电机没有什么区别,永磁式直流马达的转轴转动,就能在接线端上产生出一定的电压,同理,动圈式喇叭的振膜运动时就会在接线端上产生电压,电压的大小与运动的速度和幅度有关。
由于非线性化和损耗的关系,扬声器不能对放大器输出的全部电能加以利用,因此会有剩余电能产生,当放大器输出的电能无法全部转变为机械能量时,多余的电能必定会在扬声器音圈中产生出额外的反电动势,这个反电动势会由喇叭线反馈到放大器的输出端,然后根据放大器内阻的大小形成一个电压,这个电压会被负反馈线路反馈到输入端,和输入信号打成一片,使中低频声音混浊,此时的解析力和层次感会大大减弱。这时产生的问题称为界面互调失真,另外由于振膜的机械惯性原因,在音圈中也会产生多余电能,这会使扬声器的低频控制力变差。
界面互调失真和喇叭内阻和负反馈线路有关。降低负反馈量和放大器内阻(即提高阻尼系数),能减少界面互调失真的影响,同时Bi-Wird双线接驳也是另一种改善方法,因为高低音分开传输能使低频的反电动势不能对高频信号产生影响,从而有效改善地音质,这也是为什么我们在双线接驳的系统上听到的音质更清晰一些的缘故。
6、 阻尼系数
阻尼系数是功放额定输出阻抗,它是取扬声器输入阻抗和放大器输出内阻之间的比例,并表示对某一个过程中进行变化的物理量加以抑制的状态。在扬声器中,要抑制振膜在没有信号输入的情况下所作的惯性振动。扬声器的振膜是不能用机械阻尼方式来制动的,它只能使用电磁方式的阻尼,而这种方式要求系统必须尽量处于发电机状态。
前面曾说到扬声器会很容易进入发电机状态,当输入信号消失后的一瞬间,扬声器振膜在惯性作用下还在振动。此时会在音圈中产生出一个感应电压,这时如果放大器输出内阻不大时,就相当于在扬声器端子上并接一个小电阻,音圈上的感应电压就会产生一个较大值的电流流经放大器的内部线路,就是说扬声器这时已成为电源,而放大器的功率输出级线路却变成负载。根据电磁感应定律,这个电流是音圈在永久磁铁的磁场中振动所产生的,所以这个音圈电流肯定会产生一个和振动方向相反的力去抵消振动。放大器的内阻越小,电流就越大,抵消惯性振动的作用也就越强。扬声器在重播低频时的振幅最大,所造成的惯性振动也最严重,如果此时不加以抑制会使低频控制力变差,缺乏力度、弹性和层次感,但过份抑制则会使声音变得干瘦。
胆机因为有输出变压器的线圈电阻存在,阻尼系数不能做得很大,相反,晶体管机采用多管并联等方法可轻易将阻尼系数提高到100-500,不同的阻尼系数也就造成了不同的扬声器和放大器之间组合会有各种不同音色表现。
对采用了大环路负反馈的放大器来说,阻尼系数并不是唯一会对扬声器进行制动的方法,因为扬声器的惯性振动电流流经放大器时,将会产生某个数值的电压,负反馈线路会将之反馈到输入端,使放大线路认为出现了一个不该出现的失真电压,于是使产生一个反相信号加以抵制。这种制动称为“反接制动”。这种制动方法在理论上并没有问题,但实际应用时却有来自负反馈的麻烦。因为扬声器由振膜振动产生的电压,并不会像麦克风那么准确,所以放大器产生的抵消电压也不可能做到完全和振动方向相反、大小相等。结果是使抑制过程出现不稳定,低频迅速减弱,这个过程其实和界面互调失真的过程非常相似。这就是一些晶体管放大器的低频控制力比不上胆机的原因。一般来说,阻尼过大时低频偏干瘦,而声音拖尾音过长时是阻尼偏小。
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