西安宝丽昌音响与您分享音频功放失真及常见改善方法

音频功放失真就是指播放声频信号波型失真的状况，通常分成电失真合音失真两类。电失真便是信号电流量在变大的过程中形成了失真，而声失真是信号电流量根据音箱，音箱无法属实地再现响声。不论是电失真或是声失真，按失真的类型来分，关键有工作频率失真和非线性失真二种。在其中，造成信号各工作频率份量间力度和相位差的关联转变，仅发生波型失真，不提升新的工作频率成份，归属于线形失真。而谐波失真（THD）、互调失真（IMD）等可造成新的工作频率成份，或各工作频率使用的调配物质，这种不必要物质与原信号极不和谐，造成响声失真，不光滑刺啦，这种失真归属于非线性失真。在这儿，大家各自对谐波失真、互调失真、瞬态互调失真（TIM）、沟通交流插口失真（IHM）等进行探讨。

１．谐波失真

谐波失真是由功放机中的非线性电子器件造成的一种失真。这类失真使声频信号造成很多新的谐波成份，累加在原信号上，产生了波型失真的信号。将各谐波造成的失真累加起來，便是总谐波失真度，其值常见导出信号中的全部谐波均方根值与基波电压有效值比例的百分比来表明。在这儿，基波信号便是键入信号，全部谐波信号为由非线性失真引进的各次谐波信号。显而易见，该百分比越小，谐波失真越小，电源电路特性越好。现阶段，Ｈｉ－Ｆｉ功放机的谐波失真一般操纵在0.05%下列，很多高品质功放机的谐波失真已低于0.01%，而专业型音频功放的谐波失真度一般操纵在0.03%下列。实际上，当总谐波失真度低于0.1%时，人耳能就难以辨别了。另需表明的是，针对一台特定的音频功放来讲，比如，某音频功放的总谐波失真指标值表明为THD<0.009%(1W)。初看上去，好像总谐波失真不大，但它仅仅在功率为1W时的总谐波失真，这与在相关规范规定的精确测量标准下所得的的总谐波失真值是不一样的。因此，在标出音频功放的总谐波失真指标值时，一般都是会标明精确测量标准。

大家都知道，人的听力系统软件是极为非常的，有时候谐波失真小的功放机比不上谐波失真大的耐听，这种情况的因素是各个方面的。在其中，与各次谐波成份对音色的危害的程度不一样有立即关联。虽然石机与胆机的稳定数据测试同样，但大家总感觉胆机的底音醇正波澜壮阔、中音光亮圆滑、低音苗条清亮，极其耐听；石机则低频率刚劲有力，中高频率透亮光亮，但高频率出毛，响声生涩，音质偏冷。经频谱分析发觉，石机带有大量的的奇次谐波，奇次谐波给人耳能导致刺啦不好听的觉得；胆机则包含充足的偶次谐波，而人耳能对偶次谐波不比较敏感。除此之外，人耳能对偶次谐波失真分辨率较低，对高次谐波却十分比较敏感，这也是以上状况的关键因素之一。

减少谐波失真的方法关键有：

1)增加适当的工作电压负反馈或电流量负反馈；2)采用ｆT高、NF小、线形好的变大电子器件；3)尽量地提升各模块电源电路中对管的一致性；4)选用甲类变大方法，采用出色的电源电路程序；5)提升开关电源的电功率贮备，改进开关电源的过滤特性。

2．互调失真

二种或各种不同工作频率的信号根据放大仪后或音箱发音时相互之间调配而造成了和频与差频及其各次谐波组成造成了和频与差频信号，这种新提升的工作频率成份组成的非线性失真称之为互调失真。通常，将2个振幅按一定占比（多取4:1）的高低频信号，混和进到电源电路，新形成的非线性信号的均方根值与原较高频信号的振幅比例的百分比来度量互调失真，即互调失真的尺寸，可以用互调物质脉冲信号与额定值信号脉冲信号的百分数来表明。此值越大，互调失真越大。显而易见，互调失真度的多少与功率相关。因为新形成的这种工作频率成份与原信号沒有同质性，因此较小的互调失真也非常容易被别人耳觉察到，听起来觉得又尖、又刺啦，且伴随“声上色”状况。换句话说，互调失真产生的危害，会使全部播放系统软件的音场欠缺质感，画面质量降低。在Hi-Fi功放机中，总期待互调失真度越低越好，要实现这一点是十分艰难的，因此高保真音响功放机规定该值低于0.1%就可以。自然，石机与胆机对比，前面一种的互调失真要大一些，这也是为什么石机的音质不到胆机柔美的一个缘故。

减少互调失真的方式，普遍的有：

1)选用电子器件分音器方法，限定运算放大器或音箱的工作中网络带宽；2)在音频功放的导入端加设高通滤波器，清除次低频率信号；3)采用线形好的管道或电源电路构造。

3．瞬态失真

瞬态失真是当代声学材料的一个关键指标值，它表明了功放电路对瞬态跃变信号的维持追踪工作能力，故又称为瞬态体现。产生瞬态失真的高保真音响系统软件，导出的歌曲信号缺乏质感和清晰度。一般地，产生瞬态失真的缘故有：

1)电源电路内电感电子器件的功效过大，工作频率范畴不足宽；2)音箱震动系统软件的姿势无法跟上磁法勘探电信号的转变。

瞬态失真的具体表达形式有二种，即瞬态互调失真和变换速度(SR)过低造成的失真。

A.瞬态互调失真

在脉冲信号性瞬态信号时，因电源电路中电容器（如落后无功补偿柜、管道极间电容等）的出现使輸出端不可以马上获得应该有的输出电压（即相位滞后）而使键入级不可以立即得到应该有的负反馈，放大仪在这一瞬间处在开环增益情况，使键入级一瞬间负载，这时的键入工作电压比一切正常时要高于好几十倍，造成键入级一瞬间的比较严重削波，这一削波失真称之为瞬态互调失真。它本质上是一种瞬态负载状况。

因为胆机抗负载水平强，变大倍率低，沒有深层级间负反馈，仅有一些部分负反馈，因此不容易造成瞬态互调失真。而一般石机都使用了大环城路深层负反馈互联网来达到低失真、宽频带的规定。由此可见，瞬态互调失 ** 要产生在石机中。除此之外，声音大、工作频率高、采样率大的直播源最非常容易造成瞬态互调失真。缘故取决于：歌曲在零信号脉冲信号周边的時间弹性系数较大，会使响声越来越不彻底清楚，尤其是中低端石机，通常发生在高频率一部分，造成尖硬、刺啦的觉得，即所说的“晶体三极管声”和“金属材料声”。

瞬态互调失真是在20新世纪70时代做出来的一项动态性指标值，关键由音频功放內部的深层负反馈造成的。被认可为是危害石机音色，造成“晶体三极管声”和“金属材料声”的元凶，大家对于此事极其高度重视。改进ＴＩＭ可从其产生原理下手，常运用的办法有：

1)将放大仪的开环增益和负反馈量各自操纵在50dB和20dB上下；

2)采用高ｆT的管道，前面选用ｆT超过100MHz的管道，末级整流管的ｆT应超过20MHz，尽可能扩宽电源电路的开环增益频率响应，并增加各个本身的电流量负反馈，撤消大环城路负反馈。现阶段有一部分功放机（如鼓声JA-100）的末级扩流电源电路不干预环城路负反馈，其目标之一便源于此；

3)选用全相辅相成对称性电源电路，提升输出功率导出级的工作中电流量，并在导出级前加设缓存变大级，改进电源电路的瞬态回应；

4)撤消相位滞后电容器，改落后赔偿为超前补偿，即无需落后无功补偿柜，而在大环城路意见反馈电阻器上并接一只适度容积的小电容器；

5)适度增加键入级的静止电流量，扩大其采样率，并在其键入电源电路中设定带通滤波器，清除80kHz以上的高频率杂讯信号，避免高频率影响信号造成键入级一瞬间负载。

B.变换速度过低造成的失真

变换速度指麦克风设备对猝发声信号或脉冲信号的追踪或反应能力，是体现功放电路瞬态沟通能力的主要主要参数。变换速度过低造成的瞬态失真是因为放大仪导出信号的转变无法跟上键入信号的快速转变而导致的。假如给放大仪键入一个充足大的脉冲信号时，其工作电压的较大转变速度该是工作电压上增值与所需時间之比，企业是每秒钟升高是多少伏，写出数据关系式为SR=V/μｓ。SR对高保真音响功放机而言，它可以直接危害放大仪的瞬态回应和反应速率，SR偏高的功放机，分析力、质感及精准定位感都好，听感佳，播放流行歌曲更是如此。SR标值的多少与手机的输出电压和导出高频率截止频率等相关，功率大的，SR值就大；高频率截止频率高的，SR值也大，高品质功放机的SR值可达100V/μｓ。为了更好地提升功放机的SR值，通常选用快速、低噪音的管道，但SR值太高高，易使电源电路自激振荡，可靠性下降。除此之外，前面线路的SR值不可高过后续电源电路，不然易造成瞬态互调失真。顺带多讲一两句，功放机的SR可以用数字示波器来估算，方式是先给音频功放馈送一方波信号，做为键入信号，其导出信号波型前端升高至额定电流所需時间，所得的的結果用V/μｓ表明就是变换速度的尺寸。显而易见，假如音频功放可以非常好地解决波形信号，那么就表明它有着不错的变换速度和较宽的频率特点。

4．沟通交流插口失真

沟通交流插口失真是由音箱的自感电动势根据路线意见反馈到电源电路而导致的。改进这类失真的办法有：1)降低电源电路等比级数，适度增加电源电路的静态数据工作中电流量；2)挑选合适的音箱，使阻尼力日趋有效；3)选用大空间高品质环形变压器，并适度提升耦合电容的容积，在耦合电容上并接小容积ＣＢＢ电容器。

除此之外，因为电源电路直流电工作中点挑选不合理或电子器件品质不高，还会继续发生另一些非线性失真，例如交叉式失真和削波失真，他们均可以造成谐波失真和互调失真。交叉式失真又称之为交越失真，它是对推挽电路功放机来讲的，关键由甲乙级推挽电路功放机中的整流管起止关断非线性而导致的，特别是小电流量的情形下，其导出电流量在交汇处造成非线性失真，且信号力度越小，失真越比较严重。削波失真是功放管采样率不足，由饱和状态关断造成大信号被限幅削波而产生的，削波失真造成了很多超音波，使响声越来越模糊不清而颤动，听久了让人头疼。减少交叉式失真常见的方式，是适度提升推挽输出管的直流电工作中点；而改进削波失真的对策，一般是适度增加电源电路的线形工作中范畴。