科學角度看音響6：各類線路變體設計及原理，魔鬼藏在細節裡

在進入完整的主題之前，水電工先來談談最近很熱門的音響展，每年的某幾個時間在台灣各地就會有音響展，包括台北、台中、高雄3大城都會有1～2場。音響展就是個各家廠商大秀自己功力的場合，所以包括音響擺位，產品搭配到音樂的選擇都會是非常重要的。

前情提要：

免費提升音響功力

當然對於玩家而言這場合也是可以讓自己功力大增的場合，好比為何別人的設備和自己的等級差不多卻可以發出比較好的聲音？或是改變什麼設備就可以只花小錢得到更好的聲音。更甚至有什麼音樂，是自己從來沒注意過但是卻很好聽的？音響展大多會收入場費，但也會給張精選的片子，老實說若是製作得好，這張片子就很值回票價，至於偶爾有些製作不良的例子就是後話了。

在音響展上我們可以注意到有些廠商的房間，你尚未走進去，美好的聲音就從其中傳出來讓您不得不進去，也有些廠商則是毫無特色。水電工要說的是很多東西都很怕交叉測試，大家排開來比較時好壞就很明顯了。同時音響只是種手段，音樂才是最終目的，對於軟體方面的選擇和研究，其實也是音響業的水電工們和其他行業的水電工們最大的不同。

訊源是播放關鍵

水電工和幾位同業好友有時在談到音響展，看到某些廠商，所用的設備都不差，但就是喜歡放一些錄音品質不佳的片子，就為那些設備覺得很不值。試想，一家廠商在音響展中若是表現不好，怎麼可能會讓玩家有目標，存錢去買他們的設備？又怎麼可能讓有實力的玩家，特地抽空去店裡更好的環境中實際聆聽呢？

水電工手邊有不少因為輕忽玩家品味，導致下場都不太好的歷史事蹟。目前音響展中，有許多人喜歡播放爵士輕音樂，這類型的音樂對於常聽音樂的人來說的確是很好的調劑，因為老是聽大場面或太熱鬧的音樂真的會很累，鄰居和老婆大概也會臉很臭。

然而音響展來客從年輕到老都有，而且場地條件較吵，事實上放些熱門音樂或年輕人在聽的歌也是很好的，只要是錄音很好的片子，可以在場地中放出臨場感的歌曲都應該要試著播放看看。水電工不喜歡一些怪異的心態，好像國外小酒吧女爵士歌手唱的就是發燒天碟，我們的阿妹或周杰倫就只是流行歌，不適合用高級音響聽？事實上高級音響放出來的臨場感才是讓您值回票價，不用去演唱會就有聽演唱會的感覺。

用熟悉的歌曲試聽

真正熱愛音響的店家，甚至是可以讓您播放自己平常愛聽的歌曲的，當然水電工就常當這種奧客，畢竟真正熱愛音樂的人，又怎麼會在乎玩家分享自己平常的最愛給其它玩家呢？本期推出時年底音響展又近了，也希望各位長期身處3C世界的玩家們可以走一趟，看看現在的音響發展，是否可以讓您的視聽品質更上一層樓。

各種擴大機變體設計

回到本期主題，上期我們介紹過一些單端A類擴大機的設計理念和方式，單端A類的擴大機的聲音一向是最清純最好的。但是最大的問題便是推動力很小，常常都只有5W～10W，就算用到五極管，使用上了線性較差的部分也不過就10W左右。

大推力的推挽式A類

那麼A類是否是只有單端可用呢？當然不是，接下來我們看看另一種A類擴大機的作法，是推挽式（Push-Pull）A類。推挽式A類的優點就是推動力大，是單一根管子的2倍（這似乎是白說了），在管機上它另有一個好處，也就是可以降低線圈中的靜磁場。我們先來看看線路簡圖：

從上圖中，我們可以看到訊號先經由一組輸入變壓器轉換成平衡（差動式）訊號送到放大用的晶體或真空管去。這2個放大器Q1和Q2的電流平常就是反相的，但因為送進來的的訊號也是反相，所以負負得正就成了相加。

所謂的差動式訊號如圖所示，一般訊號是由1根訊號線和1根地線組成，而差動訊號則是由2根訊號線加1根地線組成，這2根訊號剛剛好反相，一個為+s另一個就為-s。那麼在輸入端的設計就會是利用+s電壓減掉-s電壓變為2s。高性能放大器都會設計為差動式輸入，因為若是我們的傳輸路徑相近，那麼在+s感應到的雜訊，也會出現在-s上，變成（+s+n）以及（-s+n），在輸入端的就會看到（+s+n）-（-s+n）=2s。

如此一來雜訊就這麼不見了，因而長距離傳輸和高性能放大器都會走差動式架構。但是若我們把+s和-s拉得很遠，它們互相感應到的雜訊就不會一樣，差動式輸入就沒有任何好處了。因此差動式訊號線無論是在電路板上或者是傳輸線上，我們必然會把+s和-s的線拉得很近，若是拉得很遠就必然是錯誤的方式。

出力相反2倍強

在推挽式放大器中，我們利用差動式的原因是因為所謂推挽，就是利用2顆出力反相的晶體或真空管，一推一拉並在輸出的地方再反相加總在一起，變成把2個訊號相加起來。所以這2根管子的電流方向隨時都是相反的，要利用反相纏繞的輸出變壓器（也就是推挽式輸出變壓器）把訊號再加總起來。

若是使用電晶體設計，就要讓2顆晶體的輸出方向在輸出端反接。由於電流量多1倍，所以推挽式A類的力道當然比單端的大了許多。而這個架構也不全然沒有缺點，若是2根管子的線性都沒問題，那麼輸出訊號S = A1 x s+A2 x s = （A1+A2） x s。A1、A2為2根管子的各別放大倍率，由很少有管子或晶體可以100%一樣的，A1和A2通常會差一點點，但是總訊號仍然是線性的，因為（A1+A2） x s是不會改變s的頻率分佈。

但是若是2個管子或晶體的線性出現問題，原因可能是元件本身或選用的偏壓範圍有點差，那麼每一根管子都會產生各自的諧波失真，此時S=A1 x （s+s1’+s1’’+s1’’’.. ）+A2 x （s+s2’+s2’’+s2’’’ ）如此一來，諧波失真會比單支管子時多了1倍，導致聲音變形更嚴重，甚或變糊，變乾等等問題。因此在設計此類擴大機時，往往功率和聲音品質都是得靠有經驗的水電工慢慢找到最佳範圍的。

阻抗影響輸出端成果

在我們往前一步之前，先來談談上期提到的輸出阻抗問題。這麼多期的討論中，能發現大多數的線性放大器都是控制電流導通量，因此輸出端能得到的最大功率或最大電壓，都是和輸出端看到的阻抗息息相關。好比說，輸出端最大電流量可到1A，那麼若是接上8歐姆的負載，最尖峰的出力就在8W，最尖峰的電壓也在8V。而若是接上16歐姆的負載，就變成了16W/16V。這樣看來好像輸出端的負載愈大愈有力，事實上若電壓範圍不受限定，而元件輸出端內阻不大的確是如此，但世界上沒這麼美好的事。

好比我們的例子來說，若是擴大機的電源供應只有8V，請問要如何輸出16V的訊號出去？這點在晶體機上最為明顯，因為晶體機大多沒有用輸出變壓器。變壓器有個特性就是它輸出的交流電壓和工作電壓是兩碼子事，就算輸入端電壓變化不高，但輸出端仍然可以輸出超乎匝數比的高電壓交流訊號。