2009-03-30 07:34:40 艾立克雅客部落格

擴大機

人體有五臟六腑,各司其職的運作,暴飲暴食或生活習性不正常,影響到它們的運作,人體就會出毛病。

音響器材也是一樣,它有不同的組件各司不同的功能,搭配錯誤或擺位不正確,它都不會發出好聲。購買器材得不到美聲,就如同人體出了毛病一樣。

從古至今,談到擴大機,它總是位列心臟地位,縱或有人認定揚聲器比它更重要,但它絕對是五臟,而非六腑之一。

Amplifier-擴大機,在本文中談的是音頻擴大機。說它是擴大器或放大器都無所謂,大家能確切瞭解就好。我們先從功能性談起,再逐漸由淺至深。

前級擴大機

擴大機的主要作用,是將輸入訊號放大至足以驅動負載。但輸入訊號的電平高低不同,負載特性也有大有小,擴大機為應付不同狀況,常會以不同風貌出現。

Pre Amplifier-前級擴大機是承受來自CD唱盤、調諧器、錄音座…的訊號,放大後去驅動負載,它的負載是後級擴大機。我們應先明瞭兩點,一是前級擴大機可以不單獨存在,它也可以和後級共存。二是除放大訊號及驅動負載之外,它還兼具阻抗變換之功能。因為前級要承接許多訊源,有CD、調諧器、錄音座,這些訊源的阻抗極可能都不一致,送到前級就可先做整合。

你一定看過前級擴大機,背板上有許多鍍金插座,面板上也有許多旋鈕或搖頭開關,因此前級擴大機也常被稱做控制放大器 - Control Amplifier。

最近這十年來,前級擴大機的設計與以往有很大的不同。前述CD唱盤、調諧器、錄音座,都被列為高電平high level訊源,雖然面板上有四或五檔選擇,但你可以隨意接,因它們都是高
電平訊源(source-訊號源),沒有差別。

有高就有低,相對於高電平的就是低電平-low level訊源,以前風行的LP黑膠唱片系統,就是屬於低電平訊號源。

LP播放系統包括轉盤、唱臂及唱頭,其唱頭大致以MM動磁式及MC動圈式為主。MM唱頭的輸出電壓只有高電平訊源的五十分之一,甚至三百分之一。而MC唱頭的輸出,更是低到不及MM唱頭的二十分之一。所以接MM唱頭時,它的訊號要先單獨放大,然後再 送入
高電平放大器做第二次放大。

接MC唱頭更費事,要先單獨放大,然後再經MM唱頭放大,最後再送入高電平電路做第三次放大。有個方法可省掉一級放大,就是選用高輸出MC唱頭。

低電平-low level訊源不只是輸出電壓(電平)低,MM及MC唱頭還要經過「反RIAA」網路,而此反RIAA網路,在僅量遵守美國RIAA協會之規範下,每家廠商都有不同的計算值,這在當年還是一種百花齊放式的特色。

環視現今前級,具備低電平放大的已很罕見,有些前級在面板上直接註明Line Level線電平放大,無法匹配LP系統。至於給MC唱頭用的前端放大器-Pre PreAmp.或昇壓器-Set Up Trans.,已停產多年,初入門者
只有從圖片緬懷過去的風光歲月。

沒有人認為LP唱片的音質不夠水準,至今仍有極少數人堅持使用LP。但CD系統在操作上實在方便,消耗性也比LP低,軟體也輕巧易於攜帶;唱片廠新錄音只發行CD,因此LP很快式微。

所以說LP不敵CD,不是音質上不敵,而是操控性不敵,但也造成絕大多數前級均省略低電平放大電路,或是付費另加。

接近二十一世紀的前級擴大機還有另一個不同,早期產品都設有tape monitor轉錄功能,那時的音響迷常會購買卡式座,而為防止因「錄音閉環路」產生嘯叫,一定要有tape monitor。

但是如同LP,曾經風光過的卡式座也早就退流行,即便是三磁頭雙驅動軸高級機種,也幾乎是全面停產,Dolby C及Dolby S也都未能改變卡式座被音響市場淘汰出局的命運。

所以當你現在有一筆預算,請音響店老闆組立一套音響時,他的器材名單上絕對沒有LP唱盤及卡式錄音座。

省略tape monitor,前級擴大機最重要的操作功能就只剩下訊源切換選擇及音量大小控制。不過,某些機種至今依然保有MM唱頭放大器,算是奉送。至於tone control高、低頻音調控制,以及loudness響度控制,
愈是Hi-End機種,愈是看不到。

因現在的前級,特性極優,響應有如直線,已不需額外的添油加醋,若想購買具高、低音控制的前級,可能還會遭人恥笑。正因響應平直,高電平前級也被稱為平坦放大器Flat Amp.。

後級擴大機

說法亦有不同,後級擴大機或功率擴大機,Main Amplifier或Power Amplifier皆適用。如同前級擴大機,後級擴大機也是將輸入訊號放大至足以驅動負載。但實際操作,兩者卻有極大的不同。後級的輸入訊號很單純,就是承接前級的輸出。但後級的負載不是擴大機而是喇叭,這就是讓音響迷搞不定之處。

後級是前級的負載,是高阻抗負載;喇叭是後級的負載,是低阻抗負載。看似差不多,只差一個字,但阻抗的一高一低卻造成「很容易推」或「推不動」現象;負載何其重要。

當前級接上高阻抗的後級,它只要提供適切的電壓即可,因為後級擴大機的輸入阻抗很少低於10KΩ,一般都是47KΩ。

可是當後級擴大機接上低阻抗的喇叭,它不但要提供適切的電壓,也要提供足夠的電流。因為除少數特例,目前喇叭的阻抗很少高過8Ω,甚至還低於4Ω。1KΩ=1000Ω,差異很大。

所以Hi-End後級,不但講求大功率輸出,動輒數百瓦,每聲道獨立裝箱,還特別註明是大電流設計,當負載阻抗降低一半,輸出功率會提升至原來的兩倍。若輸出電流能力不足,當負載阻抗降低時(喇叭在工作時,它的阻抗會隨著頻率改變),輸出電壓極有可能產生切割--Clipping。

綜合擴大機

前級與後級裝在一起,就是綜合擴大機Intergrated Amp.。後級做成mono很常見,前級做成mono也曾經有過,但綜合擴大機一向以單機在市場上出現,未看過mono綜合擴大機。

或許你會想:又是單機,又是前級+後級,所以綜合擴大機不但價格低,音質也不會高。就算是身經百戰的雜誌總編輯,也不會說你錯。因為綜合機有體型、功率、元件上的限制,故以同品牌論,綜合擴大機的價格及質素都沒有分離機種高。但是擴大視野,環顧一下,或許A牌綜合機優於B牌分離式機型。有些綜合機並非數萬元就可擺平,想將它請回家供奉,得花費不少銀子。

分離式機種在換機時好像比較方便,因前、後級是獨立的,power不夠換power,前級依然可留著用。或是將晶體前級換成真空管前級,後級依然可留下來。但綜合機也有巧思,背板上增設Pre Out及Main In插孔,前級與後級就
可分開使用。若正常操作,在Pre Out及Main In端子間插上U形銅棒即可。

並非每台綜合機都有前級輸出及後級輸入端子,因這種作法雖有利於使用者比機、鬥機,但也可能會降低訊號雜音比,故亦有廠商將此功能省棄。

收音擴大機--接收機

LP與卡式座幾乎已完全退出音響市場,調諧器Tuner的命運也好不到那去,從未見雜誌媒體的器材評論有調諧器的。沒有調諧器就沒有收音擴大機,因為收音擴大機-Receiver是將前級放大、後級放大、調諧電路三者融合在一起,故它是一機三用。

從有音響開始,歐美廠商對於接收機的生產,從未熱衷過,或有產品上市,機種也不多。這是日本廠商的專利,每個品牌都有多款機種,而且一機抵三機,使用上還真是方便。

日商拼命搞接收機,大約十五年前,走火入魔,功率愈做愈大,你60W,他80W,我100W。彼此玩到最後,竟然出現330W大功率接收機!最後兩敗俱傷,消費者和廠商都玩不下去了。

如果市面上有這種收音擴大機,價格也不高的話,真是自用送人兩相宜。但純接收機也是停產多年,市場上已不復見。日製品曾出現前級+FM tuner機種,構想不錯,但卻未流行,資歷不深的音響迷可
能也不知此事。

家庭劇院環繞AV擴大機

這種AV擴大機才是二十一世紀音頻擴大機的主流,音響入門者已很少著眼於純聽音樂,其興趣是家庭劇院外帶卡拉OK。

現今AV環繞擴大機,集所有操控於一身,等閒之輩手握遙控器,可能還不知該按那個鍵。完整的AV擴大機,包括有MM唱頭低電平放大、高電平放大、調諧電路及多聲道功率放大,此外還內藏最重要的環繞處理器。

AV擴大機主要特色是盡可能將音頻audio及視頻video結合在一起,音質上或許有所妥協,但它確是消費者的最愛。一面看影碟,一面聽surround音效,是不是比純聽音樂更愜意?

環繞處理技術的進步,以及多樣化,都對AV擴大機的銷售有直接助益。Dolby
Pro-Logic杜比定向邏輯環繞已不吸引人,新Dolby AC-3才是大家談論重點,dts的加入,更增加了熱絡。

假設以dts看影片,以DSP聽唱片,若一機就有此功能,何不花一次錢來換取享受?日本廠商就是看準這點,AV擴大機一直是生產線上的主角。歐美廠商以Hi-End自居,原本不肖生產AV擴大機,但眼見市場日益壯大,終於按耐不住,也投入AV器材生產。但它們仍秉持音質至上態度,產品花樣不及日製品,但價格及質素都比日製品高。

日製AV擴大機操控特性是琳瑯滿目,還具有Y/C分離S輸出入端子,操作時還得接上電視。死硬派發燒友雖然瞧不起AV,但AV環繞擴大機已襲捲全球,想躲開它也不容易。事實上,當音頻與視頻相撞時,音頻的重要性常大幅衰降,或僅是視頻的附屬品。

個人覺得AV環繞擴大機加入FM調諧電路是貼心設計,雖然純種音響迷不聽FM廣播,但台北的天空這幾年卻突然熱鬧,不但非法政論性節目全球最多,甚至也出現古典樂專業電台。收聽FM廣播不用支付任何軟體費用,初入門者宜多加考慮。

電晶體或是真空管

不僅是音響器材,就算是最普及的電腦,其原始元件也是真空管。因此某段時期,擴大機都是管機,它所匹配的喇叭,也都是高效率型式。半導體元件興起後,真空管逐漸淡出市場。相比之下,半導體固態元件有壽命長、熱度低、輸出功率高的優點。因此很多廠商也放棄真空管,開始採用固態元件來設計擴大機。真空管生產廠商,有些也關廠,做別的生意去了。

世事難以預料,這幾年已遭淘汰的真空管竟然回頭了,而且不是悄悄然,是成群結對的與電晶體相庭抗禮,來勢洶洶。不但管機之生產如雨後春筍,已絕跡多年的真空管也重新問市。

面對晶體機和管機,消費者常有無所適從之感,到底那一個聲音比較好?有人批評晶體機又冷又硬,沒有管機的溫暖,甚至國內報社記者也如此傳述。這種論點是絕對的錯誤,不論電晶體或真空管,只要設計得好,都能發美聲。設計欠妥,用上再昂貴的銘管也得不到美聲。有人拋棄晶體機改用管機,但聽了十多年管機再換成晶體機的,也是大有人在。

電晶體和真空管爭論了不只二十年,筆者看法是:它倆的音色愈來愈接近;管機有晶體機的通透,晶體機也有管機的溫暖。將真空管與電晶體結合在一起的混血式設計,就是期望能兼具它倆的優點。但沒這麼幸運,若不是真正高手設計,有可能得到四不像的聲音表現。不過,管機後級輸出功率普遍偏低,搭配喇叭宜選用高效率型。玩AV也沒有選擇條件,因為AV環繞擴大機百分之百都是電晶體機。

有源或無源前級

有源active(主動),最簡單的說法就是吃電;而無源(被動)-passive就不吃電。故此源乃電源之源,非指訊號源。

後級擴大機不可能無源,因被動元件無法提供足夠的電壓及電流放大。MC動圈唱頭可接昇壓器,此昇壓器是標準無源或被動器材,它具電壓放大功能。前級也不可能是無源,雖然它的輸出電壓及輸出電流都比後級低,但被動元件也不可能輕易達成。有一種被動式前級,內部無任何元件,只有訊號源選擇及音量,再加上輸出及輸入座和配線,就組合成一台前級。

說它是被動式前級,在學理上是講不通的,因為它沒有任何放大作用。在工業上,也有類似器材,稱為「音量衰減器」。

在實際操作上,我們真的可以不需要前級擴大機,有些綜合擴大機也未設前級,此時後級的增益就要設定得比較高。

音量衰減器對音質有絕對性影響,一只質優音量,有時比一台價廉的前級擴大機還貴。不論是電阻級進式,或連續旋轉式,都有高級品與低級品,有人堅持Holco電阻級進式,但P&G連續可調式也有Hi-End廠採用。

工作類別-A類?AB類?

請記住負載的重要,因擴大機諸多特性皆與負載有關。前級擴大機都是class A(A類),道理很簡單,它的負載(後級)是高阻抗,只要設定一點點電流就能讓它工作在A類。

但是後級擴大機的負載是低阻抗的喇叭,電流要設定的很高才能讓它工作在A類。但A類工作雖然失真低,熱度及耗電卻非常高,A類100W功率消耗270W。

晶體後級以AB類為主流,但在設計上採主動偏壓,讓偏流隨著輸入訊號變動,這樣就比較接近A類的低失真,而且沒有A類的高熱及功率消耗。同樣是50W輸出,有人認為A類擴大機比AB類擴大機夠力。不是沒道理,因A類工作,電流/耗損都高,故元件選用特別周到。但AB類擴大機設計得當,音質也不遜於A類。

獨立元件或OP IC

Hi-End機幾乎都使用獨立元件,如電晶體、FET、MOS FET,很少用OP IC運算放大器。你可以不喜歡IC,但不能說採用IC是簡化電路的偷工行為。要說簡單或複雜,IC內部電路是絕對的複雜,那裏面包含了上百個元件,只是當我們拿IC用在線路中,它的周邊元件比較少。

確實有不少音響設計者對IC無任何好感,理由也頗充分,因IC的電壓、電流設定,已在生產線上完成,設計者面對它有英雄無用武之地感受。有幾點極重要,一是某些電路必定得採用IC,如杜比環繞解碼、D/A convertor--DAC,不可能以
獨立電晶體構成。二是某些高品質IC價格奇昂,比用獨立元件還花鈔票。三是有Hi-End廠商也在高價機內使用IC。四是不要看到八隻腳、黑黑的塑料包裝就一口認定它是IC,它有可能是配對FET。

觀視機器內部,日製AV擴大機較為人詬病,因採大量生產自動插件,再加上功能又多,故元件排列較不整齊,配線也相當凌亂。有些手工搭棚的管機,內部配線漂亮整齊,極為可觀。

平衡式或非平衡式

平衡式balanced端子在許多音響迷心目中是Hi-End代表,代理商及經銷商也往往會告訴消費者,平衡式接駁比較好。專業器材因連線甚長,例如超過二十公尺,必得以平衡線做傳輸。音響器材是這幾年才加入平衡式接續,雖言之鑿鑿,平衡接頭仍未能成為audio的普遍性標準。

音響的平衡,與長距離連接無關,是以高音質做考慮,因此電路設計比非平衡式複雜。為達到平衡,在背板上加裝Cannon/XLR三插端子,有些廠商走捷徑,用簡單的反相電路。甚至有些Hi-End機,它完全沒有平衡電路,平衡端子純用來騙人。

真正內行的發燒友,也會知道另一個訊息:一台後級擴大機以非平衡和平衡做接續,平衡式接法會造成雜音增高、頻率響應變窄、失真提升。這並不表示平衡式接駁較差,一切都看設計。當然Hi-End晶體機大多有平衡式端子,管機則較為罕見。

聽說不關機比較好

終年不關機的音響迷並不多見,總是擔心這擔心那。有些前級根本未設電源開關,插上電源線就處備戰狀態。你最好安心聽原廠建議,不要自做聰明利用電源排插開機關機,當心開關機時的脈衝透過後級將喇叭燒了。即使不關機,前級也消耗不了多少電。但後級就很難說,大功率純A類機種就明顯耗電。

若是真空管機,不論前級或後級,不使用時最好關機,除可省電外,也能維持真空管壽命。晶體機和管機都要溫機,也就是開機操作一段時間後,音質表現才會正常。某些元件或許需要較長時間的run in,若run in不夠絕對也沒
有好聲。

利用小技巧,讓擴大機在關機時兼具溫機功效,這樣開機時不但沒有脈衝,也很快的讓擴大機達到最佳工作狀態。

音響領域,甚少存有一成不變或放諸四海皆準的定律,特別是音質優劣認定及器材匹配、喇叭空間擺位…等非數據式論點,各音響專家之觀點,甚至具有互相矛盾的差異性,這是消費者最迷惑之處,因為他們很難聽到真話。