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聲卡發熱是不是就失真了

生活 更新时间:2024-08-22 13:41:40

聲卡發熱是不是就失真了(HiFi基礎談五)1

TIM是瞬态互調失真三個英文字的縮寫。70年代下半葉由于純直流設計的流行,擴大器的TIM被Hi Fi廠家大加渲染。因為,純直流擴大器是有本事把擴音器的TIM大大降低。電聲界同意TIM的存在對擴音質素确實大有影響。但TIM并不像普通諧波失真(HD)或互調失真(IM)那樣可以用傳統方法測量出來,或用熒光幕表現出來,所以很多人不免争論它的重要性。山水業已發明了測量TIM的正确方法,該公司不但在消滅TIM方面有重大貢獻,而且又發現了另一種以前不被重視的失真,Envelope Dist.也會影響重播質素。

另一家出産低TIM擴音器的著名廠家是Marantz,該廠在多年研究TIM的形成及降低TIM的工作上甚有心得。

什麼叫TIM?

究竟什麼叫TIM?一般認為TIM是擴音器在處理瞬态訊号時必有的副産品。擴大器在工作時,其本身的敏捷性跟不上在煞那間産生的極強訊号能量之變換,例如音樂演奏時一響包含着大量高周率的巨大聲浪,它就會産生TIM。

故此,TIM在很多時是跟擴大器的削峰現象(Clipping)同時産生,更加使重播音色難于入耳。

擴音機的敏捷追随特性,從前隻是用冒升時間(Rise Time)來表現。最近已經發覺不夠貼切,因此又把Slew Rate這名詞拿出來做規範。Slew Rate是個較新的名詞,中文譯名不一。如果照字面譯,可寫成「削切率」。它的定義,是擴音器在一微秒内可以處理多少伏特的電壓(V/μs),由此看來,把它譯為「變壓率」較佳,譯作「升壓時間」則有點不對題。如果訊号變動率超越了擴音器的追随敏度,擴音器就産生跟削波現象有相似的過荷現象。通常,負反饋的數量直接影響「變壓率」,反饋量愈大,「變壓率」就有所降低,因為反饋的作用是能降低放大電路的工作敏度。基于此,以前一般以大量負反饋來降低互調失真及增加穩定率的作風,現在行不通了。新設計是利用純直流,全對稱及無電容器等技術,來做到更低的失真和更敏捷的操作。

大功率、低失真,聲音卻不悅耳

另一點值得注意的是,功率頻帶寬度愈大,變壓率也相應增加,因為寬帶帶的擴音器在處理動态龐大的高頻訊号時不易引起過荷現象。如果你相信上述理論的話,目前市上有些擴音器那些驚人的規範就不再是有權威無實際的數目字。有些純直流擴音器的「變壓率」高至500 V/μs,頻帶則闊至0~300KHz。

負反饋在擴大電路上對于動态強及動态弱的訊号有頗不相同的反應。TIM失真,在負反饋線路上常因動态強大的輸入訊号而産生。而在處理動态微弱的訊号時根本沒有什麼失真。可惜一般B類擴大器的互調失真及交替失真都是在低輸出時加大,所以就說明了為什麼很多應用大量負反饋的B類機擁有良好的規範大功率、低失真而聲音卻不悅耳的原因。

純直流擴大抑制TIM

一般B類機如果在線路上采用反饋數量多至足以産生相位失真的程度時,其削波失真,TIM等加起來的聲音也就更難聽。假設普通擴大器所用的大量負反饋是40至60dB之間的話,瞬态訊号通過線路時,就被嚴重的拖延而變形。不過,這些失真都是名符其實的瞬間失真,它由出現至消失都在于煞那間,以前的電聲學界們對這種失真就算有注意到也認為無關重要,因為理論上任何擴音器的瞬變響應都比最快的揚聲器更要快得多。不過,人們的耳朵卻跟着揚聲器的進步而一同進步。就算今日最快的揚聲器仍然追不上今日最慢的擴音器,由揚聲器重播出來的音響,如果能減去了瞬變失真,相位失真及TIM,其清晰度當然有顯著的增加。

純直流擴大器是臻達低TIM的理想設計,所謂純直流DC,應該是直流擴大,全段直結,加上輸入輸出全對稱,無電容器的結構。純直流結構已臻達絕對可靠及穩定的程度,是由于不少新組件的妥善運用。

例如:

環狀射極晶體(RTE):它是三百個微型晶體管以環狀鍊接成一體。它使高頻特性有最佳的改良。性能穩定和失真低。

場效應晶體(FET):純直流擴大器的輸入級普遍采用FET,特點是FET的操作并不需要偏壓電流。

鏡影電流線路(Current Mirror Circuit)的使用,使輸出更強大更穩定。

聲卡發熱是不是就失真了(HiFi基礎談五)2

全對稱電路,這是自有晶體機以來就被标榜的設計,把NPN晶體作直接交接,就可省掉了「不對稱電路」所必須的反相電路,全對稱推挽動作的相位特性優良,但早期的半對稱電路(Quasi Complementary)是由于大功率PNP晶體成本昂貴,而作妥協性的設計,把推挽線路的另一端需要大電流PNP晶體與小電流PNP的耦合。嚴格上說,半對稱不算純直流結構。

低TIM的擴大器,目前以純直流結構為主。TIM失真通常不會單獨産生,這是因為擴大器在變壓工作産生過荷時一并會引起削波失真、互調失真等。目前很多人仍然弄不清楚究竟高周率的鈴振(Ringing)和超高頻的振蕩是屬于TIM還是什麼?總而言之,這些失真攪在一起就大有可能造成超音波頻段的幹擾,它對于聞限内的重播不但有嚴重影響,而且更會增加噪音和對揚聲器造成無形的傷害。

這些失真混合的結果,使重播粗糙含糊,缺乏美感。任你擁有更大的輸出功率,你也無法欣賞到清晰透明的聲音。反之一部純直流設計而功率較小的擴音器,在适當的匹配之下,會有滿意的效果。

聽覺心理學與失真

講HD,IM,及TIM等最熱門的失真時,我們又已提及了網絡失真(Envelope Dist)等較冷門的失真。現在,趁讀者們未打瞌睡之前,不妨先略略談一下耳朵對諸般失真反應的情況。人耳(或動物耳)聽力皆受物理環境因素限制聽力,其中發燒友最要注意的是《掩蓋效果》(Masking),因為它對失真的識别有決定性影響。掩蓋效果是耳朵在接受一強一弱的兩個聲響時,那強音可能将弱音完全掩蓋,結果耳朵所聽到的隻是一個強音。

另一方面,在電子聲響愈來愈流行的今天,一切失真,已被電子音樂家們應用為營造新奇音響效果的工具。例如Flanger是制造波峰(Peak)的器材,Phaser将音響相位攪亂, Clipper是削峰器。這些特技,相當于照相學中一切在黑房中應用的器材,後者之目的,無非亦想制造失真,藉以增加畫面之美感。

進一步了解,錄音師在混音時,也少不免按個人或監制或社會的需要而在主帶上滲入多少「味精」,這就是他們說的EQ。

換言之,人耳及錄音兩個極端,都是導至失真的源頭源尾。

人耳本身在接受兩個不同音波之時,聽覺系統也會引發互調作用而令神經中樞“演譯"出這兩個波的和音或差音(Sum and Difference Tone)。這現象很多音樂家一早已經發覺,而且在他們的創作中刻意制造這些效果。

所以,阿福水聽不到的失真,并非一定等于阿福水的聽覺不靈敏,或可能是你本人的耳朵失真率較大。

反正,長在閣下骷髅頭上的一雙貴耳,與别人的耳朵無法互相印證。

今期引入名詞

TIM = Transient Intermodulation:瞬态互調失真

Envelope Distortion:網絡(包絡)失真

Slew Rate:升壓率(或變壓率)

Rise Time:冒升時間

Current Mirror:電流鏡影

Ringing:鈴振

Masking:掩蓋效果

Sum and Difference Tone:和差音

(原文刊于1986年9月号《Hi Fi Review》,作者 雷明先生)

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