2007年11月21日 星期三

有關音響的規格(四) 輸出阻抗

輸出阻抗是常被人忽略的音響規格, 其實它必須與下一級輸入阻抗一起被考慮.
ㄧ般前級的輸出阻抗約在數K至數十歐姆之間, 真空管前級的輸出阻抗會高一些, 這是因為真空管的元件特性, 即使在輸出級使用電壓隨耦器的架構還是會比晶體機的輸出阻抗高一些.而晶體機(包含MOSFET或IC)輸出阻抗約再幾百至數十歐姆之間, 這是因為不論BJT或是MOSFET本身的內阻就較低, 而且此類擴大機ㄧ般會以推挽式的架構組成輸出級, 因此輸出阻抗可以做的極低, 有時會為了安全性的理由或是調音會在輸出端串上ㄧ顆小電阻形成保護, 以防止輸出端因短路而燒毀輸出晶體.

有時前級的輸出端會穿上ㄧ顆(有時會為了調音會多顆並聯不同容量)的電容, 這是為了防止輸出直流成分, 如果你的後級輸入也有串聯輸入電容, 如此的搭配會影響到低頻的表現.要避免這種情形, 用DC Servo會是一個好主意, 不過必須注意輸出電容與DC Servo的功能原理都不盡相同效果也不相同, 對聲音的影響也不一樣, 設計者必須仔細考慮選擇甚至兩者並用或都不使用.

比起前級, 後級必須更注意輸出阻抗的問題, 因為這會直接影響到後級的效率以及表現, 扳侕喦候丮地俞出俎亢匯再0.5歐姆以下, 0.1歐姆是滿常見的, 在大電流後級中會再更低一些, 因為後的下一級是喇吧, ㄧ般為4 ~16歐姆(有時會更低), 假設你的後級輸出阻抗為0.5歐姆而喇吧的平均阻抗為4歐姆, 就會有12.5%的能量不能輸出至喇吧而留在擴大器中轉為熱能, 這是一個無意義的損耗, 而且對擴大機本身而言, 有有不利的影響.

更重要的是輸出阻抗同時會影響到阻尼因素, 各位必須了解到喇吧是ㄧ個電感性的負載, 當能量的相位轉換時電感會將儲蓄的能量釋出回擴大器, 再與當時擴大器輸出的能量結合, 如此會產生過機的現象, 阻尼因素這個參數就可以表現出這個現象. 當擴大器的輸出阻抗越低, 喇吧的阻抗越高則阻尼因素越大, 過激的情形會越緩和, 失真會越小.

降低輸出阻抗的方式有很多, 負回授, 輸出晶體並聯, 降低輸出晶體的射級電阻(在MOSFET則為元級電阻)都是方法, 也各有優缺點, 設計者必須在輸出品質與安全性之間做一個調整.

對使用者而言, 因為這個規格一般都不會標出來, 所以有一個取巧的辦法, 若擴大機的規格標明可以接4歐姆的喇吧, 則我們可以期待它的輸出阻抗是比較低的, 你可以用他接4 歐姆的喇吧, 取得設計者原先的設計架構, 有可以接上8歐姆的喇吧, 取得更高的阻尼因素, 不過此時你必須知道擴大器的輸出功率會是接4 歐姆喇吧的一半左右, 所以可能你必須購買較大功率的擴大機.

請注意, 這種方式並不適用於D類擴大機, D類擴大機對輸出阻抗是很敏感的, 針對4歐姆負載的D類擴大機ㄧ半接上8歐姆的負載, 實在是滿難聽的.