关于电吉他音箱的一些说明
Part1:音箱的选购
音箱分为电子管,晶体管,模拟箱(又叫混合箱),数字箱四个类型,很多人在选购是盲目追求主流品牌,追求电子管,而忽视了自己的需要和理念,这毫无疑问是错的,我曾不止一次的看到过很多人在一个不是很大的房间里,摆上一台412的100w的1959或90w的mesa,甚至是plx这类的分体箱。对于音箱的选购应该注意一下几个点:
1自身需求:
功率:0.1w-5w适合家用练习,5w-30w的classA箱子适合小型录音和大型房屋,50w以上的classB适合露天演出。要注意的是功率大小和音量并不是完全的正比,50w和100w的箱子的音量比并不是1:2,而是1:1/3,类似于一个对数函数,所以90w和100w其实也并不会相差很多
功能:双通道对于音色的需要更加满足,FX loop对单块平台更加方便,混响对大型演出更加友好
若你是单块党,那么应该选购清音干净,音染轻的classA(关于class分类后文会提到)类箱子
若你主要使用综合效果器那么可以选一个有特殊的箱子来完善音色
若你两者都用,那么你应该考虑选购有FX loop功能的音箱
2环境:房间的大小,形状,墙壁处理,音箱的摆放位置,角度都会对音色有着非常大的影响,所以一个好的使用环境是优先于音箱本身的品质的。常见的音箱使用环境分为:室内小房间,室内大厅,露天,录音室
微小功率音箱对环境要求不大,要求声音清晰即可
小功率音箱应有较大的房间,管箱要求能开启足够的音量,并且房间形状为矩形最为合适,音箱置于矩形短边的中点位置
大功率音箱多在对称的厅室和户外使用,对于管箱,厅室为正方形最为合适,音箱置于正方形的一角斜放(要求同上,过载是要求后级充分工作),户外则对摆放无要求
录音室虽然可能房间小,但是在有充分的声学处理情况下,音箱可以得到最大发挥
Part2:如果一定要在小房间内使用大功率音箱的处理办法
如果一定要在小房间内使用大功率音箱,有如下几个办法
1负载:使用负载盒,优秀的负载盒在合理的范围内负载是不影响音色的,若不得不过量负载后期可用单块补全均衡,但无法达到原有的效果
2衰减:使用音量衰减单块,串联在FX loop中,缺点是不能衰减太多音量且对音染大的classB箱子有音色上的影响
3箱盒:使用箱盒(或者棉被?)物理阻隔吸收音量,效果极佳,但缺点是手感缺失,电子管没有管味,音色影响大,不方便
Part3:在非合适环境下的录音
1麦录:
箱盒:使用箱盒,在箱盒内放置麦克风录音,缺点是声音发闷,混响杂乱,不方便
隔间:使用两个房间,一个作监听房,一个作录音房。缺点是对场地需求大
2内录:
负载盒:使用负载盒和一个前级,合理负载后通入电脑,添加箱模,使用监听录音,不需要箱体,缺点是无法感受到音箱的冲击性(如果使用电吉他的专业classD反听音箱可解决此问题,但价格较贵且不易购买)
声卡:使用声卡,在电脑中使用箱头模拟和箱体模拟,全数字化录音,缺点是手感难调整,没有冲击性
Part4:为什么不盲目追求电子管:1电子管音染重,不适合音色配置
2电子管对环境需求高
3价格偏贵,性价比低
4对于classA类管箱电子管损耗快,对于classB类管箱音色和性价比低,对于classAB类管箱价格高,性价比低
Part5:电子管和晶体管的区别:
晶体管因为有以下的优点,因此可以在大多数应用中代替真空管(电子管):
没有因加热阴极而产生的能量耗损,应用真空管时产生的橙光是因为加热造成,有点类似传统的灯泡。
体积小,重量低,因此有助于电子设备的小型化。
工作电压低,只要用电池就可以供应。
在供电后即可使用,不需加热阴极需要的预热期。
可透过半导体技术大量的生产。
晶体管也有以下的限制:
硅晶体管会老化及失效
高功率,高频的应用中(例如电视广播),因真空管中的真空有助提升电子迁移率,效果会比晶体管要好。
固体电子元件在应用时比较容易静电放电。
虽然两者都具有单向导电性,但是原理并不相同。
电子管的阳极与阴极断开,类似电池组的正负两极。阴极处有一个加热灯丝,工作时灯丝开始发热加热阴极,当阴极原子被加热到激态,阴极开始向阳极发射电子,电路导通。反之向阳极加电压时,并不能使电路导通,从而得到了单向导电性。
晶体管由P型半导体与N型半导体相连组成,P型半导体是由纯净的四价元素掺杂三价元素制成,含较多带正电的载流子——空穴;N型半导体由纯净的四价元素掺杂五价元素制成,含较多带负电的载流子——电子。但是这二者单独来说都是电中性的,两者相连后由于扩散作用,P型半导体的正电荷载流子一部分去了N型那边,同样N型半导体的负电荷载流子一部分去了P型那边。这样在连接处就形成了PN结,一方带正电一方带负电,形成了内电场,这样的一个电场就阻止了空穴与电子的进一步扩散。当晶体管外接正电压或负电压时,就会导致PN结变宽或变窄,从而形成更弱或更强的内电场,二极管从而导通或截止。这样就得到了单向导电性。
从原理可以看出电子管的体积很难做的非常小,将阴极加热到激态也需要非常高的能耗,工作电压也很难降低。而晶体管在体积,能耗与工作电压方面都具有非常大的优势。所以晶体管在问世之后就逐渐取代了电子管在电子世界中的地位。电子管可以在音响、微波炉及人造卫星的高频发射机看见它的身影。电子管在高端的音响领域有很重要的作用,
电子管的功耗大、效率低。但晶体三极管能做的事,电子管都能做。
part6放大电路:理想状态下,当我们把一个微弱的电信号注入给一个放大器时,它会输出一个足够强大的信号带动喇叭让我们听到。但由于电源的限制,输出的信号不会无穷的放大,超过就会削顶造成失真(Overdrive)。为了在电源限制的范围内,让信号实现最大程度的放大,我们需要把放大器的状态放在一个特定的位置,这个操作就叫做偏置(BIAS)。偏置不适当的话,波形就会在未到达最大值的时候被削顶。像这种单个放大器被偏置到一个合理位置,来对一个完整信号波形进行放大处理的方式,就叫做A类放大。A类放大器的特点是线性好、波形对称性好、但是由于要设置偏置,所以静态功耗较大,发热大且输出效率不高,关键一点是A类功放允许的输入信号动态范围较小。如果偏置低至电源的下限(即不加偏置),就只能得到半周的波形了。使用两个不加偏置的放大器,一个用来放大输入信号的正半周,另一个用来放大负半周,他们各自都可以把波形放大到电源限制的最大程度,暂时不工作的一个放大器还有时间可以休息。这样一来,放大的能力增加了,而损耗却减小了,效率比A类高。这就是常说的B类。
客观世界并不完美,没有两个完全相同的放大器,由于误差的存在,两个分开的波形放大后并不能直接很好的再拼成一个理想的整体,下图可以看到,在他们的交汇处,出现了衔接问题,这就是术语中的交越失真(Crossover Distortion)。
为了降低这个影响,我们给B类电路的两个放大器单元都加入适当的偏置,让波形交汇趋于平滑,虽然不能完全做到和A类一样,但是肯定比B类本身要好得多。它是A类和B类的取长补短,既有A类的高线性低失真,又有B类低功耗高效率,因此得名AB类。
以上说的是模拟时代的类型。那么在数字电路迅猛发展的年代,D类功放也得以大放光彩。D类的工作方式比较特殊,简单的说就是他先把一个模拟信号波形拆分成N个采样点,然后每个点用一组高速脉冲信号来进行编码,转成数字信号,这个方式术语叫脉冲宽度调制(PWM)。总所周知,数字信号就是要么完全开,要么完全关,所以这时候放大器件的工作,就是跟着输入信号开和关即可,不存在什么BIAS也不需要什么线性。放大器输出的信号,再用特定的滤波器,将其还原成放大的模拟信号。D类放大器优点很多,超高的效率(输出功率和电源功率的比),极低的发热量,由于不需要很大的散热片,因此体积也可以很小,甚至可以集成在单块效果器里。但作为数字化效果器的一种,D类功放的素质仍取决于采样的速度和转换的精度,由于技术和应用条件的限制,廉价的D类通常失真率较大,且底噪明显,在吉他音频应用上,也缺乏行业使用者所需的某些韵味。
详细工作原理:
1、A类功放(又称甲类功放)
A类功放输出级中两个(或两组)晶体管永远处于导电状态,也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流,并使这两个电流等于交流电的峰值,这时交流在最大讯号情况下流入负载。当无讯号时,两个晶体管各流通等量的电流,因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压,故无电流输入扬声器。当讯号趋向正极,线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流,下方的输出晶体管则相对减少电流,由于电流开始不平衡,于是流入扬声器而且推动扬声器发声。 A类功放的工作方式具有最佳的线性,每个输出晶体管均放大讯号全波,完全不存在交越失真(Switching Distortion),即使不施用负反馈,它的开环路失真仍十分低,因此被称为是声音最理想的放大线路设计。但这种设计有利有弊,A类功放放最大的缺点是效率低,因为无讯号时仍有满电流流入,电能全部转为高热量。当讯号电平增加时,有些功率可进入负载,但许多仍转变为热量。
A类功放是重播音乐的理想选择,它能提供非常平滑的音质,音色圆润温暖,高音透明开扬,这些优点足以补偿它的缺点。A类功率功放发热量惊人,为了有效处理散热问题,A类功放必须采用大型散热器。因为它的效率低,供电器一定要能提供充足的电流。一部25W的A类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。所以A类机的体积和重量都比AB类大,这让制造成本增加,售价也较贵。一般而言,A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多。
2、B类功放(乙类功放)
B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时,输出晶体管不导电,所以不消耗功率。当有讯号时,每对输出管各放大一半波形,彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大,在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真,因此形成非线性。纯B类功放较少,因为在讯号非常低时失真十分严重,所以交越失真令声音变得粗糙。B类功放的效率平均约为75%,产生的热量较A类机低,容许使用较小的散热器。
3、AB类功放
与前两类功放相比,AB类功放可以说在性能上的妥协。AB类功放通常有两个偏压,在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管。它在讯号小时用A类工作模式,获得最佳线性,当讯号提高到某一电平时自动转为B类工作模式以获得较高的效率。普通机10瓦的AB类功放大约在5瓦以内用A类工作,由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦,因此AB类功放在大部分时间是用A类功放工作模式,只在出现音乐瞬态强音时才转为B类。这种设计可以获得优良的音质并提高效率减少热量,是一种颇为合乎逻辑的设计。有些AB类功放将偏流调得甚高,令其在更宽的功率范围内以A类工作,使声音接近纯A类机,但产生的热量亦相对增加。
4、D类功放
D类音频放大器采用脉宽调制(PWM)信号而不是AB类放大器通常采用的线性信号,这里的PWM 信号涵盖了音频信号以及PWM开关频率与谐波,为非线性信号。D类放大器比AB类放大器效率高得多,因为输出级的MOSFET管可从极高阻抗转变为极低阻抗,从而在作用区的操作时间只有几个ns。利用上述技术原理,输出级的损率变得极低。此外,LC过滤器或扬声器的感应元件在各个周期还能存储能量,并可基本保证切换功率不会在扬声器中损失。
在音乐手机等多媒体手机中,非线性的D类音频放大器是最为合适的方案,它具有效率高、发热少、功耗低、电池使用寿命长等优点。但是D类存在EMI电磁干扰的缺点,尤其是居高不下的价格,让AB类音频放大器成为主流的中低档手机的首选,线性的AB类是低噪声放大器,拥有低成本优势。因此,在音频IC市场中,出现D类和AB类争奇斗胜的局面。甚至在一些场合出现了D类和AB类可以自由切换的模式,以满足技术要求。
然而,对于这两种技术的未来发展趋势,似乎大家一致看好D类,认为随着技术的不断完善,在未来手机音频技术中,D类将占据主流地位,从而彻底打破D类与AB类平分秋色的局面,甚至有厂家预言,D类将最终替代AB类。
AB类功放和D类功放的区别
1、作为功放机,效率的高低直接影响到电源和功放级的散热器体积。D类功放机效率非常高,可达到90%以上,在工作的时候发热非常小,而AB类功放效 率最好只有60%,在输出同样功率的情况下D类功放的发热量只有AB类功放发热量的25%左右,而耗电量只有AB类的60%左右。因此D类型功放的电源器 件成本将大大降低,与此同时电源器件的散热器和功放散热器的成本及电路板空间成本都会有很大的降低。
2、由于D类功放的工作效率高,它的音质可以同A类功放(音色温暖)相媲美,但AB功放在小信号时容易出现交越失真,功率大时也容易发热,所以音质相对较差。以下为模电内容,与电吉他周边无关,可自选阅读
5、C类功放
C类功放(丙类功放) 这类功放很少听说,因为它失真非常高的功放,只适合在通讯上使用,不适用于汽车音响。
6、H类功放
H类的输出电压达到电源电压的80%时由内部升压电路提供电源工作.AB类功放比H类功放更胜一筹。 AB类桥接起来就是H类了,H类的声音理论上没有AB类好听。 H类发热没AB类大。
二、AB与D类功能优缺点:
对于手机中应用的AB类功放,
优点在于:
价格便宜
低频较D类丰富
搭配FM,电视等模块电路设计更简单
缺点在于:
效率低
同等条件下,音量不如D类
对于在手机中应用的D类功放
优点在于:
中高频比AB类表现好,普通反映音质清脆
可采用一颗MONO功放带动两个8 ohm的Speaker
效率高
缺点在于:
价格相对AB类高
搭配FM,电视等模块电路,需考虑电路设计较多