放大器的输出入阻抗

放大器的输出入阻抗般我们常耳闻的说法是：扩大机的输入阻抗是愈高愈好，而 输出阻抗是愈低愈好。为什么呢？因为输入阻抗高了，从讯号源来的讯号功率强度就可以不必那么 大。这么说也许还有读者不甚了解，让我们再回想一下欧姆定律； 假设讯源输出不甚了解，让我们再回想一下欧姆定律；假设讯源输 出一个固定电压，传送往下一级，如果这一级的输入阻抗高，是不 是由讯源所提供的讯号电流就可以降低？如果输入阻抗非常非常的高，则几乎不会消耗讯号电流（当然 还是会有）就可以驱动这一级电路工作，换句话说就是几乎只要有 讯号电压，电路就可以正常工作；但是对于低输入阻抗的电路呢？ 就正好相反了，它必须要求讯号能源能提供较为大量的讯号电流， 因为在同一个电压下，低输入阻抗会流进较大的讯号电流，如果讯 源提供的电流强度不足以满足下一级电路的需求，它就不能完美地 驱动下一级电路。而讯源的电压和电流的乘积就是讯源的功率了。何谓低输出阻抗呢?它有什么好处呢?通常低输出阻抗被提到地方大半是指前级扩大机的输出阻抗，后级通常是称作输出内阻的。前级的低输出阻抗有几个好处:一通常会强调低输出 阻抗即表示了它有较大的电流输出能 力，容易搭配一些低输入阻抗的器材（后级）；二低输出阻抗可以驱动长的讯号线及电容量较大的负载，以音响用前级为例；前级的输出阻抗在与讯号线结合后，输出阻抗加 上讯号线本身固有的电阻与电容会形成一个RC滤波的网路，当输 出阻抗愈高时,则经过讯号线后的讯号,其高频端 的滚降点就会 越低,反之则愈高。你应该不会希望高频滚降点移进耳朵听得到的音频范围吧?所以遇上电容量大的讯号线，你还是选一部输出阻抗低一点的 前级较为保险。这也是为什么每一种讯号线会有不同声音部份原 因。有了以上大略的说明，你应该可以明白；所谓扩大机输入阻抗愈高 愈好，输出阻抗愈低愈好，其主要理由即在此一在与其它器材互相 搭配时,其匹配性比较高。那么照此说来，我们就把每一部扩大机不论是前级或是后级的 输入阻抗都设计得很高，输出阻抗都设计得很低，不是就完美无缺 了吗？让我们再从输入阻抗看起,由于高输入阻抗所需的讯号电流较 少，可知连接其上的讯号线中流动的电流必较小，因此对于讯号线 品质的要求就可以不必那么高,因为少了一个电流的干扰因素在 内，这也是高输入阻抗带来的另一个优点。但是高输入阻抗的优点 既然这么多，为什么市面上找得到的高输入阻抗前级或后级竟寥寥 可数呢？让我偷偷问你，你有没有用过收音机？你知道收音机的讯号是从哪儿来的吗？从空中来，你答对了。 从空中来，你可知道空中存在有多少的电磁波？多到集合你全家老 小的手指头加脚指头都数不完，这些可都不是你想要的音乐讯号 哦！当空中的这些电磁波被作用有点像天线的讯号线拾取后，虽然 只是一点点的杂讯电压，但是一个高输入阻抗电路却能轻易地将 其放大（正是其优点），于是乎，当有人抓了一把沙子放进你热腾腾 的大卤面时，你还以为是黑胡椒粉呢！易感染杂讯，就是音响器材在设计输入阻抗时，明知高输入阻 抗的诸多优点，但也不能任意设计得很高的主要原因，胆敢设计成 高输入阻抗者，必有其对抗杂讯干扰 的过人之处，Cello有一款 前级名为En core IM，其标称输入阻抗即高达IM，为HI-END音 响界最有名的高输入阻抗前级。但这个纪绿被日本SONY公司所出 品的一款输入阻抗高达2M的前级给突破了。虽然Cello的1M前级在音响界已是不得了的事情，但就电路 的输入阻抗而言，还不算太高啦。随便一个FET做为输入级的IC 它的输入阻抗都可以高达百万 M，就像前阵子有点红的BUF-03 这颗适合作为缓冲器的IC它的输入阻抗就有这么高呢！常见的前 级的输入阻抗,在早期真空管的时代,由于真空管本身的输 入阻 抗就比较高,因此大都设计成500K或250K,晶体前级则大多数 是100K或50K。近来则输入阻抗有愈设计愈低的趋势，20K、10K 也已经很常见了。后级的输入阻抗则大部份是47K，高一个的有100K，20K， 10K的也所在多有。最近德国着名的HI-END音响厂家MBL，所 推出的旗舰后级MBL9010输入阻抗是多 少呢？ 5K!没有少写一 个零，就是5K。好像说了半天，高输入阻抗有多少多少的好处， 就是有人不来这一套，至于好不好声呢？就请自行参阅相关的评论 报导吧！低阻抗输入有什么优点?首先感染杂讯的问题会降得很低，可以大幅提高信号杂音比， 使得音乐的纯度提高，音质就比较好。另外低的，输入阻抗有较好 的相位特性，这一点是比较少有人提出来讨论的，般常见被提 出来的是频宽特性，总谐波失真特性等，而相信失真则很少被提及 （至少在所有公开的性能规格中），MBL的看法是高输入阻抗与讯 号线的电容量所引起的相位失真较大,而这对声音的影响将很深。 因此MBL 9010采用低的输入阻抗，以较低的相位失真来求得在音 质上的完美，当然在这个时候，你必须采用一部拥有更低阻抗输出 的前级来搭配了。前面提及了也有知名厂家采用低阻抗的输入，这是肇因于现今大多 数市售前级的输出阻抗均已相当的低，因此在后级的输入阻抗部份 就可以酌情降低。假如你前级的输出阻抗高于后级的输入阻抗， 这是不能匹配的，切记！切记！至于说前级的输入阻抗呢？以目前大部份市售品前级的设计而言，输入阻抗就由音量控制 器给决定了。绝大多数的设计都是输入的讯号经过讯源选择后就经 由音量控制的可变电阻作分压，再进入主放大线路，所以这个 量控制的可变电阻值就成了输入阻抗了。另外一些前级的设计是输入讯号先进入一个缓冲级，输入阻抗 就由这个缓冲级的输入阻抗来决定，由于缓冲级电路的输入阻抗 极高，因此，输入阻抗值极高的前级，其接受讯号的前端部份，可 能就有输入缓冲级的设计。但是，输入缓冲级的阻抗也可以不必一 定得设计得很 高，例如MBL 6010前级的输入部份就设有输入缓 冲级，而其设定的输入阻抗值则是47K。如前面所述，前级的输出阻抗如果能够低的话，则后级的输 入阻抗就可以不必设计得那么高，那么同理，如们我们所使用的讯 源的输出阻抗也够低的话,那么前级的输入阻抗有必要那么高 吗？今天有很多音响迷的系统之中，只有数位讯源一种而已，而如 今的数位音源由于本身内部已经具有类比放大的电路,而且有愈 来愈多厂家将类比讯号的输出阻抗做得极低。最有名的例子就是Theta，其在类比讯号输出的地方加了一个高回 转率、高输出电流、低输阻抗的输出缓冲级BUF-03,这颗IC的 输出阻抗低至只有2，由此看来，其搭配的前级的输入阻抗有必要 很高吗？一般音响器材常见被提到阻抗的地方有喇叭的阻抗，前后级扩 大机的输入阻抗，前级的输出阻抗，（后级通常不称输出阻抗，而 称输出内阻），信号道线的传 输阻碍抗（或称特性阻抗）等 等。由于阻抗的单位仍是欧姆，也同样适用欧姆定律，因此一言以 蔽之，在相同电压下，阻抗愈高将流过愈少的电流，阻抗愈低会 流过愈多的电流。最常见到的喇叭阻抗的标示值是八欧姆，这代表了这对喇叭在 工厂测试规格时，当输入1KHz的正弦波信号，它呈现的阻抗值是 八欧姆；或者是在喇叭的工作频率响应范围内，一个平均的阻抗 值。它可不是一个固定值，而是随着频率的不同而不同。当后级输 出一个固定电压给喇叭时，依照欧姆定律，四欧姆的喇叭会比八 欧 姆的喇叭多流过一倍的电流，理论上一部八欧姆输出一百瓦的晶体 后级，在接上四欧姆喇叭时会自动变为二百瓦。当喇叭的阻抗值一路下降时，后级输出一个固定电压，它流过 的电流就会愈来愈大，到最后就有点像是把喇叭线直接短路，所以 阻抗值有时会低至一欧姆的限 制，超出此范围，机器就要烧掉了。 这也就是一般人常说的：后级的功率不用大，但输出电流要大的似 是若非的道理。功率放大器与扬声器之间的配接主要要注意阻抗匹配和功率 匹配两个方面。阻抗匹配有输入输出变压器的功率放大器，配接的 扬声器阻抗应与其额定输出阻抗相一致。而采用OCL或OTL电 路的扩音机，就不必那么严格，扬声器的阻抗可以在一定范围内变 动。如果配接4欧姆扬声器，输出功率增大一倍，只要功 放级性 能好，失真不会增大很多。如果功率管温升不过高，扩音机仍能安 全工作。功率匹配正确的配接方法是，功率放大器的输出功率应比扬声 器的标称功率大13倍。如果扬声器的标称功率选得过大而扩音 机的推动功率不足,此时扬声器 虽然能响，但往往是扩音机音量 开得很大,已引起严重的削顶失真,而声音仍然显得不足。