汽车音响之 —— 漫步汽车功放
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在讲述汽车功放类型之前,我们先要祭出很DIAO很专业的词汇:信号波形。我们知道,任何音响系统最后发声的本质原因是因为有音频信号的输入,而音频信号表现为电子信号的形式,就是正弦波交流信号。交流信号的振幅代表了声音的响度;而信号波谷间距代表了信号的频率。
功放功放,我们总是挂在嘴边,但功放的作用很少有车主真正懂得。上面提到了声音信号在音响系统里都是以电子信号的形式来传递的。那么功放的作用,就是把信号的幅度放大,放大到足以驱动喇叭单元的信号强度为止。因此它的全名是功率放大器。
功率放大器根据放大原理可以分为甲类、异类、甲乙类、和开关脉冲类几种,分别以A、B、AB、D来代表。他们各自的性能各异,各有优缺点。在汽车领域里,甲类(A)功放只有凤毛菱角极个别的产品。乙类(B)产品由于失真太大而几乎没有运用案例,甲乙类(B)、以及开关脉冲类(D)是现今汽车功放的主主流产品。
1甲类(A)功放
甲类功放的放大方式,是以一颗晶体管一次将完整的信号放大完毕。因为音频信号是交流信号,因此分为正半周与负半周。甲类机工作时将音频信号全部“上提”,信号最低点都高于0V电平,因此才能够以一颗晶体管一次放大信号整体。
这种特殊的放大方式的优势是放大失真小,信号高度保真。因此在家用HIFI以及HI-END领域里,纯甲类三个字一直是高大上和不妥协的代名词。可是甲类放大效率低是它最大的缺点。通常情况下功放输入电力的30%被用于放大音频信号,而70%的电能变成了热量白白浪费掉了。
因为甲类机热量大,需要及时散热,因此甲类机通常体积和体重都很大,机壳里往往到处都是金属散热片和散热块。也因为耗电量巨大,因此在汽车音响领域全球目前也就意大利诗芬尼(Sinfoni)那么一家在使用。
2乙类(B)功放
考虑到甲类的效率低下的问题,乙类功放便问世,企图接替甲类的地位。乙类放大器直接以2套晶体管分别放大音频信号的正半周、负半周信号。在输出端再合成起来,形成整个信号。这种“手拉手”的工作方式专业上叫做“推挽”。
推挽电路几大的提升了电路的工作效率(乙类实际工作效率可高于75%),因此既节省电能又因为发热量低而无需用太多散热片。但因素乙类的推挽工作方式,会在信号正负半周交替的瞬间产生实真扭曲,专业上叫做交越失真。因此音质明显较差,高音质要求场合对此是彻底拒绝的。因此乙类功放并没有在汽车功放领域里存货下去。
3甲乙类(AB)功放
又要有甲类的高音质低失真,又想要乙类机的搞笑来、低重量,于是电路工程师想到将两者合二为一的创意,于是就有了甲乙类机的问世。甲乙类放大电路,在信号正负半周交替的时候有特殊的处理手段,避免了乙类的缺点。60%左右的效率不高也不低,换来了能够接受的失真指标和不错的音质,因此一直一来都是汽车功放的绝对主流产品。
4开关脉冲类(D)功放
随着技术的进步,开关脉冲类(D)功放越来越成为现代化的主流产品。它的工作方式是将音频信号数字化,然后直接对数字化的脉冲信号做放大,最后又转回模拟信号。它的效率往往可以达到95%以上,因此工作时几乎不怎么发热,省电而又效率高。
此类产品最初是用于手机领域的,后来功率越做越大就开始往舞台专业领域以及汽车领域发展。理论上此类功放的失真可以做到接近甲类机的水平,甚至更优。但实际听感长期以来被认为是“声音偏冷,不够柔和”,后来随着数字化截取频率越来越高,这些问题开始得到很大程度的解决,如今高端D机器的声音表现并不输传统甲类机了。