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[其他] 再聊聊功放的“控制力”

本主题由 退烧王总编 于 2019-1-15 11:12 解除高亮

再聊聊功放的“控制力”

这个问题老在回帖的时候断断续续聊过,我觉得还是有必要详细讨论一下的。控制力是个有误导性,甚至有一定危害性的概念,不应一概乱用。应该从《功放-喇叭线-分频器-扬声器》整套系统出发考虑整体的效果。我尽量用浅显易懂的话来说,而且真没这么难,这个话题就是高中物理的水平。

如果有专业的人士,欢迎讨论,欢迎批评指正。

1:"控制力"是个什么鬼?
控制力一般的说法就是阻尼系数的意思。阻尼系数是什么鬼?简单说,阻尼系数越高,功放内阻越小,输出端的电压输出越稳定。功放内阻为0的时候,输出电压不受电流的影响。

2:“控制力”是怎么实现的?
这个问题就有意思了。所有的功放的输出级元件,都有一定的内阻的。那么我们为什么看到功放的输出内阻这么低?说白了其实很简单,就是负反馈。一般来说,功放的负反馈越深,输出内阻越低。说句人话,就是负反馈是用来修正功放电压的输出的,修正的强度越大,这个功放对电压的输出控制力越强,也就是所谓控制力越大。

这就有意思了,一方面,负反馈是一个基本每一个功放都有的部件,而且可能是名声最臭的一个部件。然而摇身一变,当它变成“控制力”的时候,瞬间就高大上了。你们体会一下。我说这个功放“负反馈”很大,你可能眉头都皱起来了。但是我说它“控制力”很好,你可能就眉开眼笑的,虽然他们是同一个东西,呵呵。

3:喇叭是靠什么驱动的?
喇叭的动力来源公式很简单,F = B * L * I。这里面你看得很明显,I就是电流,这个公式没电压什么事的。也就是说,功放电压控制力强到飞起也没用,最后控制扬声器输出的是电流,电流I = V / R,这个R包括了感抗和阻抗。通过感抗和阻抗,把电压转换为电流。而所有的喇叭,感抗都是不稳定的。甚至阻抗都不稳定,因为喇叭音圈的温度是不稳定的。这个时候,你说功放电压控制力再强,喇叭的转换也是失真的,就这么回事。

4:如何控制喇叭的电流?
很遗憾,只有“控制力最差”的功放,才能完美控制喇叭的电流。因为当功放输出内阻无穷大的时候,喇叭电流不受任何阻抗、感抗变化的影响,保持和音频输入信号完全一致。阻尼系数/控制力越强,功放对电压的控制力越强,对电流的控制力越弱。

5:低频控制力是如何工作的?反电动势是什么鬼?
喇叭是个很有意思的东西,他和麦克风其实是一样的。当有震动的时候,它就自己产生一个电势。当导线联通的时候,这个电势转化为电流,起到一个阻止喇叭运动的作用。当功放输出内阻最小的时候,这个电流最大,刹车的效果越强。

6:控制力/反电动势如何影响中频失真度?
在低频,反电动势是个好东西,相当于一个电子刹车。而在中高频,反电动势是一个坏东西,很简单。因为就是喇叭自己次生出来的一个电势,音频信号没有的。喇叭的中频失真度基本全部来源于此。喇叭短路环就是抵消掉这个东西的。注意电动势只是一个势,导通了才能形成电流。而控制力越强,这个电动势形成的电流越强,它的调制负作用越大。控制力越弱,也就是功放内阻越大,这个电动势形成的电流越小,当控制力为0(其实也就是电压控制力为0)的时候,这个电动势完全无法形成电流,也就没有任何作用了。

7:控制力强的效果的什么?
说句人话,控制力越强,相当于你开车的时候脚一直轻轻带着刹车,呵呵。啥意思?就是你踩油门的时候,也是带着刹车的。因为反电动势就是这么工作的,它总是阻止任何物理量改变的发生。说白了就是刹车。当你真的要刹车的时候,这个额外的刹车是好东西。当你要加油的时候,这个刹车就有点多余了。控制力强,其实就是这么回事。不是说你踩油门的时候,它也帮你踩油门。说白了,就是前沿瞬态变差,后延瞬态变好。不存在天下掉下来的饭碗,能同时改善前沿瞬态和后延瞬态,不信翻翻王老师的扬声器设计理论。

一直踩一个刹车,有一个不好的后果,就是车开的慢了。功放也是这么回事,控制力强的,低音少了,就这么简单。

8:控制力差的效果是什么?
相当于开车的时候不带着这个刹车了。简单说,就是加速变灵活了,最高速度提高了,但是停下来时间更久了。当然不用担心,喇叭还是会停下来的,毕竟所有的功放不可能输出内阻无穷大的,多个一两欧顶天了,喇叭自身也有机械损耗,这个刹车其实还是带着的,只是没踩的那么死了。

9:控制力的影响因素是什么?
首先是功放设计,比如负反馈强度,其次是导线长度,接头的阻抗,以及分频器是阻抗。分频器的电感,就是一大把导线,其实这个东西内阻绝对不可忽略的。为什么说有源音箱理论上能做到更好的“控制力”?因为这两个因素都不存在了。但很多顶级的有源音箱设计师,比如Kii的那种,中高音都用电流反馈的,而不是电压反馈,也即是说阻尼系数非常低,控制力差的。中频的失真度最低。

10:结论
控制力,也就是阻尼系数,有时候可能是大一点好,有时候是小一点好。很多时候,可能功放的控制力不是太少了,而是太多了。很多换大力功放的,发现低音更少了,中频更燥了,就这么个意思。

最忌讳的,就是逢功放必谈“买个控制力强的功放”这种没什么思考能力的言论。把它换成“阻尼系数”就好理解了。阻尼是啥意思,就是阻止运动的意思嘛。我们听音乐,要的是一个生猛动态,它停下来多一一两个毫秒,其实没那么重要,你又不是住消声室。老阻尼这个那个,就high不起来了,就这么简单。
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是不是大多数有源同等情况下没有无源放得开 不够high 但是低频好一些?

[ 本帖最后由 花山7890 于 2019-1-7 11:40 编辑 ]

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R版的论述实在是太秒了!条理清晰、逻辑严密、语言通俗风趣幽默,大侠风范!

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引用:
原帖由 花山7890 于 2019-1-7 10:19 发表
是不是大多数有源同等情况下没有无源放得开 不够high 但是低频好一些?
莫名其妙的说法。

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干货满满,收藏了。  感谢大佬。

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