论音响和克隆高保真声音
好音质的音乐不但是人类最好的语言,同时也是自然界植物界的重要兴奋剂和催化剂(媒介曾介绍音乐使母鸡多下蛋,令西红柿多结果实等),世界上已有不少音乐医疗中心,甚至用于优生优育的产前胎教。不同音乐的跳跃音符、节奏、旋律使人在辛勤的追求和收获后得到片刻的满足和宁静，让整个身心随音乐一起升华飘逸，充分感受人生的乐趣。人类的高尚，对人生的珍惜、给人以激励，这是发烧友共同喜爱的一种至高无上的境界。
现在年轻一代发烧友在经济收入相对稳定的情况下，在节奏紧张的现代生活闲暇之余都在追求精神上的享受。然而他们在许多似是而非的音响玄说下，由于缺少经验，往往一头雾水。更有少数动手派年轻发烧友因对一些音响制作的基本概念模糊不清，虽然坚持不懈、苦苦操练，但在很多时候在提高音质时往往事倍功半，结果很茫然。我们的经验是拿一盘喜爱的音乐蝶片在现代器材上反复聆听，在形成一种固定的感受之后在用其他器材、器材和方法比较，以得出更好的比较。这是笔者常年制作功放的小经验。哪怕同一曲音乐、同一器材或同一种音响表现风格，对于整体素质不同的人来讲其感受不同的。但我们必须培养辨别音箱所发出的各种声音的表现情况好坏的能力，因绝大多数发烧友因种种原因只能依靠音箱的发声来听音乐和音质，所以循序渐进掌握辨别能力十分重要。
我们知道，耳朵可听的声音主要在20HZ-20KHZ之间，这段频率有大致可分为高、中、低三个部分。再细一点可分为：50HZ以下为极低频、200HZ以下为低频、500HZ以下为中低频、500HZ-5KHZ为常听的中频、5KHZ以上为高频。声音是一种物质转换的能量，由于它是一种密度、速度不同的组合能量，因此辐射给人的耳朵、人体一定的声音压力和重量感觉。因此，我们可以说声音是一种感觉上的有形物质。既然叫物质必然有比重和密度，我们按比重、密度、速度（频率高低）来讲，低音最重、最密、最慢，所以低音在音箱发声出现时它应该走在所有声音声压的最后面。中音是声音的物质形象，通过中频你能识别他（她）是谁，是什么特征的物质，这是发烧友通常说的"声象"概念。假设只有一个歌手或一件主乐器在发声，那么这个中频声象应始终叫固定和突出在音箱的中上方位，而乐器伴奏、合奏也能辨别他们突出的方位感觉。至于高音，她最轻、速度最快，除非它是表现在慢节奏，速度节奏快是它的主音及谐音、泛音（余音）应在两只音箱上方回旋。好的功放表现声音应充满整个房间，似在环绕回响。表现好的功放，它的高、中、低音组成的整个音响效果（即叫声场）是十分宽阔的，有厅堂感，更好的功放所表现得声场效果具有鲜活的三维立体感觉。 低音好的表现使她给人的声压感觉从地面往上而对人体包围，人体感觉象气沉丹田一样，而50HZ以下的极低次震动波具有一种轻柔且带弹性的抚摸感。100HZ-500HZ表征力量的中低频声波应在两只音箱中间从歌手腰下部呈扇形向听音者辐射过来。无论鼓声低音力度声压强度如何、听音室四壁或家具折射情况怎么样，由于低音成分中因声压强度不同而速度不同，因此它应有明显的先后顺序感，声波呈扇形一浪一浪地冲出音箱包围人体。当然前面的声压肯定比背后和两侧的声压强些，但总体不能有因四壁和天花板回波干扰的混浊感。音箱内的低音不应有箱体震动余音在轰响，整体低音声压能量表现是从两只音箱中间出来。在民乐合奏和交响乐大场面，由于一些鼓乐器摆放不同，因此能在两只音箱的纵深宽阔声场中辨别该乐器的摆位层次和方位，如人们经常形容好功放使音箱不见了，并且低音绝不能有浑闷、紧的感觉，耳朵和人体感受到的是宽松且弹性好的冲击声浪。正如北京部队的一位发烧友所讲，他每年多次参加军事演习、军乐仪仗队迎宾、现场音乐演唱会时，从不感觉鼓乐或炮声中的低音使耳朵、人体发闷，所以对家中传统功放和音箱的低音效果一直耿耿于怀。10多年来功放不知换了多少台，找的就是空气般的低音宽松通透感觉。 一般功放对于中音区的表现，包括传统功放和进口功放大多经过刻意调校，不同器件、不同电路乃至胆机其风格表现都较好，但是如仔细听辩，无论声色如何，在中等音量下，歌手的声音往往缩在平摆的两只音箱中心线后边，这叫声象点后延，声音的饱满（声音的醇厚）和声象的凸出是两种感觉和概念。好功放所表现的中音声象在中等音量下，它应凸出在两只音响的前上方，形成立体声象。声象点缩在两只音箱的中间叫作传统的平面发音，而且在平面发声的表现下，该功放的低音声压往往超前，力度虽足，但声音发闷、发紧撞得"人体、人耳大过其瘾可不耐久听，并且有层次朦胧的箱振嗡嗡出现。这种功放在表现节奏缓慢、内容单调的人声、弦乐、钢琴时尚可以，但表现内容复杂、动态大的合唱、合奏、交响乐则不行。同时，对声音表现很感染人的功放，我们会发现人声和器乐的谐音、余音十分丰富。配合高音头清亮回旋音色的点缀渲染，烘托出中音区的华丽和多彩，给人以水灵灵、活生生、可触摸的真切感。当然如你喜欢平缓、纯净、严肃、忧伤、哀怨、柔滑似的声音则另当别论。 笔者的经验是用美声唱法的女歌唱家崔岩光的正版音乐碟片来考核一套音箱配置。因她高音区延伸的谐音十分丰富，差的功放会有声音阻塞和高音撕裂感，可考验功放中频段的平衡性能和高频动态能力，以及500hz以下的低音区的下沉通透性能。 再来说说高音，表现好的功放在重放任何丰富内容的高音信号时，无论声音大小都应该尖而不毛，清亮而又润滑感。声音的谐波或余音应该在整个头部上方环绕，人耳感觉的高音声音是从前面中间上方弥散过来，而余音是整个头部神经在感受。声音中的低音是重量、力量；中音是质量；质地是形象；高音是光环、外衣和包装。无论是低音还是中音都要靠高音区段延伸回旋效应的谐波、谐音、韵味来烘托、展现和发挥。因为自然声音成分中任意一个单独频率的第一次发声（如教学中的音叉、乐队校音器单个发声）在频谱分析以上显示出的是一串逐渐衰减且呈无限延伸形状的的宽频率频响带曲线。（而不是我们信号发生器上产生的一个纯净的音频正弦波）如低频100hz派生倍频出的谐波频率派生的倍频可达10khz以上，1khz可以倍频出的谐波频率派生的信频可达100khz以上，以此类推。因此传统功放的频响一般仅做到2-300khz是远远不够的（隆宇功放电路频响有达到1.5khz以上的通频带，可以让所有的信号宽松无阻的延伸扩张）。我们对于每一单独的自然音的定义是：它不仅是一个纯粹的的单音，她震动发音是表现的是一个频带，每个物体发出一个相同频率的声音，她延伸的频带宽度却大不相同，即表现的声音特征不同，使你能识别出他是什么声源物体。我们在设计功放时就是在识别出它的声象之后，令其的演示表现更有活力、更逼真、更光彩夺目，也就是高保真的还原其声音形象的本质内容。
综上所述，功放还原声音时表现出色的标准就是能放送好各种曲目音乐信号。（当然排除录制差的音乐碟）好的功放也就是高保真标准要求的功放应不带有因自己的特色而对声音表现造成一种"音染"，即所谓突出什么"风格"和"个性"，实际上，没有特色的好功放本身的表现就是一种特色。一种接近于高保真水平的特色。 我们所听的碟片中的音乐信号实际上已经过有经验地录音师、调音师对原声作品的刻意美化。对于自然音响、人声加伴奏、乐器合奏、无扩音的原唱依然在现代的科技水平无法克隆出来。音响高保真的要求和目标是人们对自然的真、善、美从声音听觉角度的追求。这就如同文艺创作一样，其素材源于生活，浓缩成的作品象镜子一样高保真的反映生活。假如作品写的好、刻画细腻、失真度小、弘扬高尚和完美，这部作品就是人们喜爱的好作品，制作好功放也是同样的道理。 人们为功放设计新的原理结构，采用最新元器件来组合、进行调整校音等种种方法都是为了克隆出高保真声音的摩机器材与线材搭配等改良手段都是为了克隆出高保真的声音的"优生优育"。
不少功放设计师喜欢克隆进口名机电路，这有如歌手模仿歌星的原声、原唱样其结果只能是接近原机、原声的风格,主要还是体现设计者或歌手本人的特色而已,这不算创新,只能叫实际应用.笔者有近20年克隆晶体管的经验,为制作功放曾解剖过许多不同类型的原机和市售相同机型的进口管管芯,分析内部材料和电路结构。从中得出的经验是名机厂家所采用的晶体管都是特制或专用的，如果任何专用IC芯片和晶体管在市场能让你随意买得到去配套，那它就不成为经久不衰的名机了，因此注定你不可能将这些名机的指标克隆得十分完善（以上只是笔者个人的经验之谈）。 动手派发烧友都知道东芝管冷艳、三肯管温暖，一些传媒介绍的市售型号的场效应管声音柔和，但音质却较粗糙。对照经典电路依葫芦画瓢，采用相同型号但不同时间、不同产地生产的管子，其表现的音色大不相同。一方水土养一方人，不同的电路、不同的器件、不同的设计师、不同的国度、不同的文化喜好背景下生产的功放，其声音表现风格迥然不同。模仿名机、名器是一种学习的过程，学习名机产生好音质的机理与构思。同时需要明白的是一些名机所表现的风格和个性是某一部分人群的喜好习惯，也不一定是真正的高保真声音。而怎样利用现有器件结合先进电路，使制作出的功放能达到接近于自然声音音质的水准，这仍是发烧友不断追求的目标。
前不久，笔者在友人的陪同下在广州海印音响市场逗留了一个星期，以自己"8K金"的耳朵来捕捉感受、总结进口名牌的品质表现，并且与自己的隆宇2100B功放进行了比较。整体感觉是，琳琅满目的进口品牌功放都以高昂代价的外围线材、电源、音源、音箱辅助搭配。进口名器是以Hi－Fi功放为主流，看来老外们的品味并不侧重在家庭影院的AV方面。逐一听了上万至几十万的进口功放配置，声音的表现各有千秋，但是总结下来它们都突出一个风格或个性，绝大多数都是以中音段来显示声音的高雅、华贵和稳健。这说明世界各地的人们在听音时大多注重人耳对声音的最敏感区，也就是最有质感的中音频段，这正符合音源发声时中音是主要成分的自然规律。 在所有的试听组合中，笔者感觉最好的是经销商陈先生用3台德国功放推一对落地三分频大音箱的绝妙组合所发出的音响效果。这3台功放各司其职、合理分担，联手放音，高、中、低音平衡度、层次清晰度、声象饱满度、声场宽阔均十分出色。陈先生以此演示来激励笔者在设计功放时所需努力达到的意境。 从上述3台功放推一对三分频音箱的搭配演示效果来看，传统的一台双声道功放推一对音箱要想表现得十分完美出色的是很困难的。即使采用双线分音、摩机、换线等方法在很大程度上只能讲是更接近而已。这是什么原因呢？可能就是自然界能量守恒定律的作用了，它注定传统功放在大电流、高压状态下工作的发展越来越困难，这种对于器件极限运用的特定状态决不可能像小电流、低压工作状态的前级IC那样日新月异地发展。笔者曾撰文比喻过:功放所转换的某一单位时间段的频率信息含量如同装在橡皮袋中的溶液一样，当按下一端或中间，另一端或两头必然鼓起来，而整个袋内的溶液总容量是不会变的。这与我们采用均衡器提升、衰减某一频段频率的操作过程是一样的原理。这段时间乃至整个放音过程中音频被转换放大后的总单位能量并没有变化，即无论功放输出的声压幅度高或低，在经过调节后，总音频能量（分频器给高、中、低扬声器的3份能量比例）的分配关系是不会改变的。如功放总的输出能量为100％，假设里箱分频器分配给低音的能量比例为60％、中音为30％、高音为10％，但是功放输出的总电视中的各种频率含量成分不可能按设计师已设定的分频网络100％听话地各行其道。这股丰富的高、中、低频率信号在各自到达扬声器发音时，对应的这段信号频率的总能量多少已被其他两路在不同程度上分流或衰减掉一部分。同时，所有不同频率成分的音频信号寄载在同一对音箱线上，除因线材物理介质（如双线并联、串联振谐阻抗）原因引起的影响之外，还有由各只分频器与扬声器的反向电势所造成的相移干扰。正因为声音传递媒介（空气、金属、半导体、电、磁）的介质在本质上的区别，因此导致了声音表现程度上的不同。 那么怎样又能更完美地再现原声音效呢？多年来音响界出现的前级电子分频就是一条"近亲"之路。但为什么这些火热的电子分频功放产品会成为昙花一现呢？成本高是一个因素，其中的缘由主要还是它的音质最终没有一台设计好的功放机和一对设计好的音箱所表现出的平衡和出色。究其原因，设计师们可能当时还未想到电路网络"频响内阻"这一名词，确实是这个老而新的拦路虎在作梗。
我们的实践经验说明：每一点音频不是一个纯音节，而是一个宽阔的频响带，它不但有传统说法中向高端倍频产生延伸谐波的规律，而且不家向下延伸产生低次谐波的另一被忽略的客观规律。虽然由于受常规设备所限而较难测定，但毕竟它是存在的。低次谐波的表现形态与高次谐波的表现形态截然不同，高次谐波是幅度逐渐减小、周波周期逐渐加密，而低次谐波是周波幅度逐渐增高、周波周期逐次加宽的另一种形态。我们用小实验加以说明：用两只直径大小不同的透明器皿盛入高度相同的水，用一颗石子从相同高度自然坠落到两只直径悬殊的器皿的水中，看一下石子溅起的水花高度与第2次由水花溅起的几圈水波纹峰点的高度，这就可以形象地表征出低次谐波存在的概念。同时，石子入水瞬间下坠的深度和第1次水花、第2次及第3次振动水圈的峰值幅度与器皿的直径大小、容水的深度即水表面张力（受距离分盆壁远近的阻力不同）都有明显的差别。也就是说，精确设计好的电子分频前级网络给功放人为地设置了一个影响带宽的前"频响阻抗"，那么再加上传统功放电路本身又存在的一种频响内阻（水盆壁效应），就算音箱中无分频器，也不能发出很完美的声音了。 传统电子分频好的方面主要表现在分频后的音频电流的一致性和密度，由于没有分流的损耗，因此比带有分频器的音箱所发出的声音在醇厚度方面好得多，但整体上并无很大改善。
说到这里，发烧初哥们会问怎么又能在传统功放模式的基础上将电子分频做得很出色呢？我们将实践过的小经验介绍如下（名称叫做"自然分频法"）： 1、取掉音箱中的分频器，每只扬声器引出一对音箱线。 2、根据高、中、低（或高、低2只）3只扬声器所标志的额定功率，分别制作2只音箱6块（或4块）对应功率的功放电路。音箱在没有分频器后高音的实际功率不会超过10W、中音不会超过30W、低音不超过80W。将每块电路的电压增益调到对应扬声器阻抗下的额定功率，为保险将高音设为5W，中音20W、低音50W。 3、功放对高音头输出回路中不要加任何分流、限流电阻，以免影响音质。对输入的一个全频带信号分3个（或2个）同阻值的电位器来控制音量。然后将6块（或4块）功放直驳6只（或4只）扬声器。以上原理说明：这是一种以每只扬声器全频带发声的使用方式，是在限制功率条件下，发挥各只扬声器 以上原理说明：这是一种以每只扬声器全频带发声的使用方式，是在限制功率条件下发挥各只扬声器最大潜力的做法。如高音头本身的音圈就是一个高通宽频带滤波器，在限额的电势驱动下，由于高音频速度快，抢先在音圈中运动发出高音区声音，其他低频、中频成分速度慢，不能自由通过高音头。可以在同等限幅功率下，又没有高频会产生那种叠加尖峰的物理特征下，拓宽高音头的振动余地，给高音头的表现带来十足的柔性感。至于低音，它主要承担大幅度的低频电势发声振动，同时它本身也是一个阻隔高音的低通滤波器。虽然音频中有比低频能量小得多的多余中、高音成分，但这只能令低频谐振的倍频振幅得到更大的宽松伸展余地，相对自身频响内阻也达到最低，表现出来的是信息量更多、更饱满、滋润感、层次感大大增强。中音扬声器类同。 以上的做法实际上是我们将每个声道2路或3路不同输出功率的功放电路与相对应的高、中、低扬声器的不同频率阻抗看作几个完整的不同功率份额的带通滤波器，使全频带音乐信号各行其道，每路功放各施其职。因此，没有了一台功放高、中、低分频电势交扰和分流情况的发生，相应增大了每路功放给对应扬声器总信号电流的密度，使每个扬声器发声更圆润、饱满、通透。传统的说法是必须给不同口径扬声器设定不同的发声频段，这样才能发出好声。可是，近年市场上推出的一只扬声器无分频器全频带音箱，其点声源方面的表现超过带分频器的几只扬声器的音箱表现，发烧友们只是对它的功率太小觉得不过瘾而已，然而，这种特殊制作的全频扬声器在兼顾整个音频带的要求下要大功率发声，这事实上也很困难。因此，只要不是质量差劲的扬声器，高、中、低音扬声器在合理功率分配的全频带信号方式推动下，再解决一个传统功放天生"频响内阻"，则一定能够成为发烧界的又一道绚丽风景线。 以上小经验的实施方式与陈先生3台功放推末取掉分频器的音箱的做法是有区别的，发烧友们可分析或实践一下。
这里介绍一种再简单不过的不同功率自然分频放大器的制作方法（不过这里声明：这是供不得已或想先睹为快的情况下采用，我们不主张加重音源前级的负担和影响阻抗合理匹配）。购买现成的相同功率的进口功率IC或隆宇第六代D－300W模块4块或6块，在每个声道对应扬声器额定功率的要求下，在公共输入端分别设定不同分压值的电阻网络，以便使每个扬声器在同一信息幅度下按功率分配得到不同比例的信号电压。同时，在每一路电阻分压器前各串一只（如IKΩ）金属膜电阻来均流，以免总信号来源分配不公，即匹配太不平衡。 关于制作克隆高保真声音功放，这些年我们在深入研究和掌握了一些声频结构特征以及疏导声音中、高、低次谐波延伸的功放全信息反馈系统技术后，相继在自己发明的准乙类动态同步偏置功放电路基础上实行了上百次的调整与改进。其间对电路中各种元器件的物理性能、材料品质、电气性能、应用技巧及在大电流和高电压工作状态下的一致性、可靠性、调整性有了更深的了解。尤其是对元器件在电路中串、并联组合后，在宽频带内放大时，消除在不同频率点、段工作时产生的共振带（各种谐振点组合叠加产生）对音频信号（主要是谐波）阻碍方面总结了宝贵的验，使音频信号谐波在整个功放通道里转换时的平均产失真和损耗达到最小。从还原声音的表现来讲，其宽松、通透、立体感、信息量、动态幅度、转换效率等方面比传统功放电路更强。改进的准乙类动态同步偏置电路具有天生平衡、增生偶次谐波的功能，加上柔性动态同步偏置电路配合，使声音达到胆机的柔化和甜润感。
我们总结了具体完善模块电路整个技术要求及程序过程中的一些经验。在此提出来供初级发烧动手派参考： 1、 对器件应用 除严格配对之外我们必须做实验，如三极管在额定工作电压下静态微功耗待命状态和极限功耗下的线性电流发生变化比率，即β值的变化。同时必须实验采用的大、中、小功率管在不同频率及功率下工作的线性电流β值。如20Hz-200kHz频带段（越高越好）功率输出增益的线性比率，这个指标应是阶梯式平坦地、线性地减小，而在20Hz-200kHz的主频段增益必须同致曲线平直，以保证功放高、中、低频放音的音色及声强的整体平衡度。这一步是采用任何电路形式的必要基础，如要求再严格一点，则三极管、二极管的极间电容也应测试配对。
2、 对元件应用 在电路器件配置准确的前提下应尽可能少用或不用电容，若采用则必须测定其耐压与容量、漏电情况，应选择品质好、损耗小的CBB电容。业余条件下判断电容损耗大小的简易方法是：将电容接入电路，测不同的频率下功放输出增益的比率，如高频（100kHz以上）空载下输出的增益越高则表示这只电容实用损耗最小。这不是业余摩机用换电容来调音色表现的狭义概念。高频、高增益是功放频响、动态宽和造和好声音的基本条件，为了保证电路的稳定性，设定各级工作点相应的电阻时必须误差小，功率容量要足够，应采用金属电阻。
3、 负反馈电路 无论何种电路，为确保电路的热稳定可靠和工作频率响应的平衡与稳定性，必须加入合适的负反馈电路。负反馈加入后功放闭环增益在不引起电路高频自激的情况下越高越好。这个指标影响功放对前级驱动级的利用效率和稳定度，影响功放输出的动态幅度大小能力，增益一般取30以上。
4、 功放放大电路的级数 要求配置的级数应越小越好，简易至上，级间尽量不要耦合电容。在电路元器件配置精确情况下摒弃所有稳压偏置、伺服电路，宁可用精确阻值的电阻也不用稳压管、二极管。因为电路中多一个PN结电容。 就会产生相移并影响频率特性。如从电路的横向、纵向看去，元器件组成的是一个个串联、并联的网络，谁又能准确地判断频响曲线中会因这中间哪个网络造成谐振峰点重合或增益下凹呢？因为功放电路是在高压、大电流、高温和低频、大密度和强磁场下工作的，因此任何多余的做法都会有恶化音质或产生自激的可能。设计中理想化面面俱到可能会造成实用中防不胜防的意外，倒不如洁一点来得保险且失真率更小。
5、末级大功率管的极性配置 几乎现有市售功放中的末级管均采用异极性对称输出，这对设计者来说是一种时髦的应用方式，这表示输出波形在一定的幅值内一定对称。可是，现代半导体制造技术尚未能达到一对P、N对管在最小状态和极限状态做到各种参数完全一致，尤其是频率增益特征。虽然在一定范围内动态幅度可以一致，但在小音量时声音细节会模糊不清晰、等响度相对较低差，大音量时会产生所谓的界面交越失真。我们对末级始终知用同极性管，这有一致性好的优点，无需考虑微信号到极限信号的不对称。只要将复合前级倒相偏置配好即可，因为前级功耗小，对频率增益影响微不足道。实践证明其效果超过异极性对管。
6、末级电流放大级的偏置 准确地讲，功放输出效率与音色取向在很大程度上取决于末级的静态电流，如甲类和甲乙类输出方式。静态电流大则效率低，随着热态阻抗增大（PN结结电容也相应增大），降低转换速度，音频电流速度会减慢。假设电路中减慢1MS，则声音在空间传递的速度也许会慢每秒几十米。这好比磁带放音机带速慢后，女高音变成女中音的道理一样，音色缓而变暖。但传统甲类功放细辨后感到虽声音暖、柔、平和，但缺少滋润和光泽、活力感，而传统甲乙类功放电流小、效率高、速度快、音色却冷或偏硬。 近年来，发烧友们在听足了场效应类功放的音质表现之后，普遍感觉它不如电子管功放声音来得纯美和柔顺。胆机声音的柔化主要是输出变压器将音频电流"减速"而造成的。电子管功放是以高电压、小电流工作方式来转换功率的。在排除了配套的输出变压器之后，与晶体管功放低压、大电流工作状态在电信号转换性能上没有什么本质上的区别。但是我们要听的是声音，不是本质无区别的电信号，而声音是靠电、声转换的扬声器来发出的。
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