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前级放大器,前级放大器的作用和原理是什么

时间:11-12 来源:互联网 点击:

的真空管,那么NE5534应该就是第一颗专为音响而设计的IC。1981年对IC设计而言,尚不到发达的年代,Philips的子公司推出了NE5534 IC,宣称特别为音响用途而设计,特点是采用双极性晶体差动输入,低阻抗输出,适合在前级线路中使用。NE5534是一颗运算放大器OPAMP,它将放大器线路浓缩于一颗八支脚的IC内,只要附加几颗电阻以及防止震荡的电容,就可以构成前级放大器中所需要的放大电路。消息一出确实轰动业界,原本要使用不算少量零件构成的放大电路,竟然可以使用一颗IC取代,不禁让设计师看了傻眼。不过当时大家普遍不相信IC的声音,总认为它的特性甚差,声音不理想,因此并没有人愿意真正拿OPAMP来做前级的主要放大组件,除了MBL 6010之外。

早期的OPAMP特性确实相当不理想,它的回转率低,杂音特性不佳,还得依照不同的电路给予不同程度的补偿修正。但现代的IC性能可不能同日语,现代专为音响而设计的OPAMP,具有如FET及真空管高输入阻抗的优点(具有数M奥姆的输入阻抗,其实比FET还高),同时也有BJT低输出阻抗的优点(可以降至数十奥姆,也比小信号晶体管还低),它的回转率高达数千V / μs,输出中点电压低不可测。不必加装交连电容也可以直入后级,它的频宽更是惊人,直接拿来放大射频讯号也没问题,价格低廉特性超强,早已经成为音响设计必备的放大组件。

虽然现代的OPAMP特性极佳,但体积却依旧小巧,设计师认为如果一部前级内仅以几颗OP构成,卖得了大钱吗?因此IC前级的发展不在于声音,而是有没有办法卖高价钱。这世界上肯定没有任何前级比MBL 6010更幸运的了,一部前级仅使用十来颗NE5534 OPAMP,身价却高达六十余万元,德国人确实有一套。MBL 6010与McIntosh C100皆以NE 5534做为主要放大组件,所不同的是,mbl 6010的线路相当简洁,而McIntosh C100则使用大量OPAMP盖成一部两层楼的作品。

这是前级发展的新趋势,但碍于技术的研发并不容易,因此能够设计数字前级的厂家并不多。数字前级意味着控制与放大皆采用数字的方式进行,以前级的功能来说的确不必如此麻烦复杂,但尝新总是发展的原动力。数字前级如何工作?模拟讯号输入前级之后,利用内部的A / D转换,将模拟讯号转成数字讯号,再依据音量控制器的大小数据,以DSP进行运算,再以数类转换器的技术将计算之后的数字数据转成模拟讯号,再输出至后级扩大机。如此兜一圈是不是很浪费力气?但Accuphase认为,他们推出DC-300的用意在于宣告,模拟前级他们拥有高完成度的C-290V,为了因应数字时代的来临,推出复杂处理程序的数字前级正是迈入下一个挑战的开始。

就两声道的世界而言,数字前级的确多此一举,但Accuphase其实已经见到了未来。多声道的流行是不可避免的趋势,多声道等于环绕系统,从讯源的解读开始,就必须仰赖高度计算的数字技术,现今每一部环绕处理器必须使用数字化设计,利用数字技术解出每个声道的讯号之后,再利用模拟的方式进行放大。何不尝试直接以全数字化处理,将译码后的声音数据直接转换为输出,而省略了前级放大的部份?如此即可达到更直接的效果,对于音质的提升应该有实质的帮助。

其实数字前级的概念早在多年前就已经出现了,只不过这些数字前级存在于数类转换器之中。Vimak DS-2000应该是第一部融合数字前级的数类转换器,我们暂且不谈论这部数类转换器的种种设计,光就内部附属的数字前级进行解说。Vimak DS-2000的数位前级是这样的:在DS-2000内部拥有一个高位的DSP运算器,将CD数据以128倍超取样之后,再依据面板上的数字音量控制器,直接改写数字数据,进而决定DAC芯片的输出。换句话说,DS-2000的讯号输出正是DAC芯片的直接输出,而非经过音量电位器的衰减,它提供了最简洁路径的设计,也提供了最直接的音质。当然,Vimak的设计者来头可不小,这些数字技术对他来说并不困难,音响世界 缺乏了Vimak,让很多数字厂家松了不少口气!最出名的数位前级是Accuphase DC-300。

单增益前级

一开头提到,主动式扩大机内部具有放大电路,一般的增益为0至十倍,而被动式前级使用音量电位器衰减,其最大输出即等于输入。也有一种主动式前级,其放大倍率与被动式前级一样,这就是单增益前级。

单增益前级的目的在于:将前级想象成一个缓冲器(Buffer),在英文意义里,Buffer具有隔离、缓冲的作用,亦即不改变讯源器材的信号强度,但以高输入阻抗接收,以低阻抗输出的观念将讯号送出,因此单增益前级便具有阻抗转换的功能。市面上的单增益前级并不多,最主要原因在于增益往往不足,音量开至最大

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