音响基础知识： 老纪谈“失真”

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• 名扬老纪
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• 06-15
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“失真”简单讲就是失去原来应有的真实性，很多音响器材你听着好听，但其实它不一定是不失真，但是不好听绝对是有失真。真正会影响听觉的最重要的要数“相位失真”、“互调失真”以及很少被提及的“TIM失真”。

说起“失真”，那话就长了，想起几十年前我头一次接触到有关音响的词汇就是这个字眼，那时从这垃圾桶翻出来的《超外差收音机》就是我走进音响殿堂的启蒙书，转眼五十几个年头过去！

“失真”简单讲就是失去原来应有的真实性，很多音响器材你听着好听，但其实它不一定是不失真，但是不好听绝对是有失真。在音响器材中能谈的失真现象实在太多，我也无法一一列举。一般音响厂家最喜欢用的就是总谐波失真THD，因为这是最好测也最好看的一种，很多机器标示THD0.001的失真，好像几乎不失真，而其它真正能影响声音音质的失真标示并没有表现出来。

真正会影响听觉的最重要的要数“相位失真”、“互调失真”以及很少被提及的“TIM失真”。自从有人发明了回授观念也就是回箦电路后，借着这个观念改善了很多有关线性失真及带宽的情况，尤其在晶体管电路中，很多机器的放大结构中必然要加上这样的东西。

回授有两个主要目的：一是除错，利用回授信号和输入信号做比较，当有任何不对称的信号出现就会加以抵消达成减少失真的目的；其二改善输出电压的稳定性，达到能控制中点电压。当然还有改善噪音的污染，并且，回箦电路能在不同的负载下改善输出信号的准确水平（这是要在很理想的状况下）。

接下来，我先谈一下关于总谐波失真的测量方法：发出一个固定频率的标准正弦波（1KHz），经过被测放大电路回到测试点，在和原输出信号做比较，利用电位器做调整，达到最接近值，这两个值之间的差额就是所谓失真率。实际上，一个电路上的失真原因除了放大元件上的基本差异，及不同电流和不同工作点偏压影响外，还有热消耗引起的问题，再就是时间上的延迟反应。当实际上的失真非常严重，再接上一个回授电路（也就是回馈电路）后，将失真都掩盖下来后，再用相同原理去测试失真时，失真就显得非常小了。

“线性失真”：晶体管有个起动电压一般约0.6V，再根据电流量的变动提升而形成放大曲线，也就是说，输入的电流量是直线上升而输出却不是按输入相同的直线，这就叫线性失真。

为了减少失真最好能尽量找曲线平直的地方：一是用小范围，也就是设定整个周期尽量在直线范围，不过它的缺点是利用率便很少，相对的如果将电压加高，同样会增加利用率，就像用电子管相对的能得到更高的直线率，如果晶体管同样采用高电压、低电流，同样会有不错的效果；二是采用较低的电流，也就是用较高的负载形成的电压放大，因为在相同的条件下，电流高的必然直线部分会较短，不过不能只用低电流，却不考虑电流太低同样也在直线外，在设计放大电路时，一定要考虑开环失真的问题，不要单靠反馈掩盖失真的事实。

接下来谈另外一种失真状态——“互调失真”。其实互调失真和相位失真有相当的关系，一个波形当遇到和它有倍数关系的波形，会造成相加或相抵的状况，这就是互调失真的基本情况。放大电路里的元件常常会有延迟的状况，当延迟后的波形和最原先波形相抵就会造成另一种失真，这就是互调失真的根源，也是为什么人们都讲究高速，目的就是要减少这种失真问题的出现！

在这我顺便说件事：很多人认为电子管是慢速的元件，其实很多需要高速的放大器仍选用电子管来担当。一般听觉出现“拖延”并不是电子管的问题，而是输出牛的问题。变压器是靠电磁转换而成，而在硅钢内反应的速度不一致就造成“拖”的感觉，有些像加了回音，不过，声音有了些厚度反而更好听。关于牛的问题，放在以后来详谈。

最后来谈谈“频响失真”的问题，一个理想放大器应该是对不同的频率应该是相同的放大系数，最好由零到无限高的频率都完全一样，现实是很难有这样理想的元件，常常在低端好的元件在高端就不行，反之亦然。大部分的放大元件在速度上都会有所限制，在这种情况下自然会造成频宽不足、高频相移、还有衰减等问题。

很多人很在意功放高频能到百千周0db，其实人耳对高低频的差额感觉并不敏锐，实在在意的话，也有一个简单的办法就是用反馈方式达成。实际上，音箱上的分音电路有很大的误差，很多时候是靠人耳去调整、匹配，仅靠一大堆仪器去调整，其结果往往并不理想。