Hi all, 这是我在耳机版首发
想藉著J大的文章,也来阐述一下我的看法。
尽量用通俗的方式来讲。
凑巧我也是学电的,对于放大器电路的印象
停留在大一的电子实验与大二的电子学,
如果内容不精确请原谅我,因为已经十年了。
首先我这篇文的目的是想要尝试回答两个问题:
1. "放大器的功能是把讯号放大,那与音量旋钮的放大一样吗?"
(其实这也是我最近在看这类的文章,自己的一个疑问)
结论是:不完全一样
2. 推力是什么意思?
## 先来讲讲第一个问题,
我们先来拆解一下电压讯号(电流讯号也可同理)
Vall = Vdc + vs + vn
这里的大写指的是含有DC讯号的意思,小写指的是小讯号的意思
Vdc :直流电压,可以理解为湖面的水位
vs :小讯号,一般来说我们所听到的音乐讯号就是这个,
可以类比为湖面水上的美丽的涟漪
vn :噪声,可以类比为湖面上的碎浪,比较丑陋
一般的音量旋钮原理,其实就是颗可变电阻与耳机的输入阻抗并联。
所谓的可变电阻,是一种被动元件,也就是它本身的能量完全来自于输入讯号,
电阻可以类比为水管粗细,电阻越大水管管径越小,水流(电流)越难通过,
而可变电阻是与耳机输入阻抗并联,意思就是在耳机的输入水管旁边也接出去一条水管,
我们可以借由音量旋钮来调整进入耳机的电流大小,
可变电阻调小时,外接出去的这条水管越大,也就是流进耳机的电流会越少,音量就越小
"重点是,音量旋钮所控制的电压或电流讯号指的是Vall"
而讲到放大器电路,放大器电路是一种主动元件,
也就是除了输入输出的接头以外,放大器元件本身还会接VDD以及GND,就是电源的意思。
这样的话,放大器电路本身就有能量的输入。
"重点在,放大器电路的目的在于维持Vdc的情况下,放大小讯号也就是 vs"
这里转换为听感就是,我们希望音乐讯号被放大。
(这里所谓的维持Vdc的意思并不代表放大器电路永远不会调整dc电位,而是不太会去调整
有必要时它们也会利用level shift电路调整Vdc,但大多数的放大器电路不会去动Vdc)
眼尖的朋友会发现,疑~ 那vn是小讯号阿是不是也会被放大? 对会被放大,所以大家才说
耳机系统的重点在于电源,也就是维持Vdc且降低vn。
这边我想大家可以一起想想看
单纯转动音乐旋钮改变Vall,以及只有放大vs在音感上的差别
##再来讲讲第二个问题,究竟推力是啥?
这个问题我想回到开头讲的我大一的电子实验,
记忆中,我们也是要做放大器电路,并且要推动助教给的玩具喇叭,
这边我需要定义一个参数叫做gain,gain指的是输出讯号相对于输入讯号的放大倍数。
当时我设计了好几级的放大器电路,串在一起并且得到很好的gain值,
接上助教的喇叭(我说玩具喇叭),也推的风生水起。
接着坏心眼的助教跟我们说,这个玩具喇叭音质不好,于是拿出了个小音响。
我一接上去后,我他妈原本gain值很高的电路,声音突然变超小声,真的是gain 你娘。
疯狂翻课本最后找到答案的我,发现问题在于这个电路的输出阻抗与小音响的输入阻抗。
所谓把电路接上小音响是指,把电路的输出并联在小音响的输入阻抗上。
这时候会有第一个问题所讲的,电阻分流问题。
若是小音响的输入阻抗很大,也就是它的水管很小,
那这时我的放大器的输出级的阻抗如果相对很小,也就是水管比较粗,
那水(也就是电流)会全部从我的输出阻抗流向GND(地线),流到音响的会变少。
那就会没声音囉!!
后来我解决的方法是用课本里面的一个乍看之下没屁用的电路 gain几乎等于1,
但它的输出阻抗够大,能把电流引流至小音响去。
"所以推力就是输出级放大电路的电流能力"
讲完了,最后我想讨论一下输入阻抗小的耳机会有底噪问题,
引用一下J大的内容,如果要维持一样的电压讯号也就是音量的话,阻抗小的耳机会流入
更大的电流,这时候vn也会跟着流比较多进耳机,底噪会出来。
然后再引用一下J大的内容,他提到放大器会有工作电压的准位问题,
其实实务上会让Vdc固定在放大器的线性放大的电位,然后再去当冲小讯号音讯。
这样放大器就能如实的把输入讯号放大成输出讯号出去。
感谢大家在巴哈与ptt的讨论,也让我能重新思考耳机跟电路这两个我都很热爱的东西。
另外我有讲错的话,真的要原谅我,我的本业是数位电路设计,
耳机这类的类比电路我确实没有很强。