高保真高还原度的音响系统

高保真高还原度的音响系统

一、现实情况

音响系统主要包括信号源、功率放大器、扬声器箱（音箱）三大部分。信号源主要有磁带录放座、收音座、电唱机等模拟信号源、CD、VCD、DVD、mp3等数字化信号源，随着时代的发展和数字化技术的成熟，数字化信号源的音质和使用方便性与传统的模拟信号源比有着明显的优越性，有取代传统的模拟信号源的趋势。目前大量使用的信号源主要是mp3、CD、VCD和DVD机。市场上销售的许多品牌和型号都已经有了比较好的电声指标，因此本项目仅涉及音响系统的后两部分：功率放大器和扬声器箱。人们对消费品的需求会随着经济和社会的变化而变，音响产品市场也会有冷有热，但是，人类对音乐的需求是永恒的，对音响产品的需求也必然是永恒的。目前音响产品市场的不景气也从一个侧面说明现在市场上的音响产品质量有不尽人意之处，大有改良的必要，从对许多音响消费者的调查中发现，目前的情况是：许多人对所买的音响产品不满意，这其中当然不乏本来就是廉价的低端产品，即便是一些所谓的高挡产品，其音乐音响的表现也不能令人满意。随着人们生活水平的逐步提高，对音响的欣赏品位也在成熟，同时因为现在市场上的音响产品本身的确存在着缺陷，因此，这种不满意的程度会与日俱增，已经有人在感慨：现在有钱也买不到好音响？

本项目正是为改变这个情况而开发研制，有完全自主独立的知识产权，技术上已经成熟。经过多年来在一定范围内试用，普遍反应效果很好、不同凡响。音响效果优于目前任何一种国内外家用音响。可以和任何国际名

牌产品一争高低。

二、项目研究、开发的意义及必要性，国内外现状和技术发展现在的家用音响存在的问题主要在于结构性缺陷，几乎所有的厂商都是在外观和一些辅助功能方面下功夫，却忽略了决定音响效果的基础电路，至今仍然延续使用数十年前的基本主电路结构。这里边有理论研究的深层次问题（许多人认为，音频放大是一个简单的问题而不予关注）、也有技术障碍和成本问题。以下我们来简单的加以分析：

现阶段无论国内国外任何品牌、所有家用级别音响都仍然沿袭着一种基

现简要的谈一下这里边的问题，

1、图中第二框既是一般所称呼的功放机，现将其称为全频段功率放大器是根据它的工作方式来定义。在电子技术中，放大器的工作频率带宽是有限额的，否则将会产生相位、频率、瞬态互调等放大信号失真，因此，有高性能要求的放大器都必定做成窄频率带宽，以确保信号的放大质量，而在民用音频放大器中，这个问题长期被人忽略，时至今日仍然延续使用全频段放大器模式。或者在此模式内绞尽脑汁的使用着各式各样的高级电子元件，但都收效甚微，因为在根本上解决不了全频段放大器客观存在的天然缺陷。主要问题在于全频段放大器对音乐中瞬态信号的处理能力很差，表

现是音乐中的细节交代不清楚，含糊不清或者根本听不到。而这些细节许多又正是表现音乐组成中的华彩部分，没有了这些细节，音乐当然就不好听了。现场音乐会音乐到人耳的传送是直接的，没有经过中间环节，不会丢掉任何细节，因此也是最好听的。

2、图中第三框既是音箱，音箱内扬声器按频率分为低音、中音和高音喇叭，它们必需分别工作在各自的频率段内，而从全频功放出来的是混合信号，必须加以分离才能使喇叭正常工作，现在都采用LC（电感电容）分频器，现在谈一下因此带来的影响。

a: 电感既是线圈。众所周知，电感是一种可以短暂储存电能的元件，这个特性在许多方面是很有用的。但用在音响分频方面却有不利之处，音频信号进入电感内储存延迟、与后来的信号叠加、互调，激发出许多谐波成分，送出来的信号已经不是原状，而是发生了波形畸变，即产生了失真。当然背离了音响最基本的要求既高保真（或高传真）。

b: 音响界所重视的一个技术指标叫阻尼系数，其表达式为

D =R L／r

式中D =阻尼系数，R L =负载（扬声器）阻抗，r =放大器输出电阻（主要包括放大器输出内阻、连线电阻和电感阻抗）。分母r中连线的电阻可用加大线径和使用优质线材和接插件等措施来解决问题，放大器的输出内阻现在也可以作得很小，唯独串联在线路中的电感线圈，其展开的线很长，直流电阻就不可忽略，更有电感抗XL=2πf L 2π为常数、L由线圈的圈数、大小及磁体介质确定，f为信号频率。因此：

电感抗XL是随着频率f的变化而变化着，而音响信号的频率总是在变

化着的，例如：设D =R L／r 中，R L =8Ω放大器内阻=0.2Ω连线电阻=0.1Ω L=0.003H。当音响信号的频率f=25Hz时，

XL=2πf L=2ⅹ3.14ⅹ25ⅹ0.003=0.471,

阻尼系数D =R L／r =8／(0.2+0.1+0.471) =10.376

其它不变，当f = 400Hz时

XL=2πf L=2ⅹ3.14ⅹ400ⅹ0.003=7.536

则阻尼系数 D =R L／r=8／(0.2+0.1+10.376) = 0.749

这时的阻尼系数已经小于1，扬声器处于欠阻尼状况，这时扬声器是在不受控制的胡乱振荡状态，其振荡发出的声音当然只能是失真的。在这里还没有算上线圈自身的直流电阻，若加在一起，阻尼系数就更小了。也就是说：现在民用音响因用了LC分频器，阻尼系数实际上是无法确定的、变化的、甚至是不存在的。任何一种使用LC分频的音响，如果给出了阻尼系数，那么不是胡说就是欺骗。这样的音响系统已经越来越不适应社会发展的需求，社会呼唤一种更新换代的产品出现。

三、项目的技术基础及主要研究内容

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一条公路，各种汽车都挤在这一条路上跑，而我们开发的系统则设置了三条与上述系统同样的公路，分大、中、小型汽车各行其道，互不干涉，两种方式的流畅情况不言而喻。

放大后的纯净功率信号直接推动相对应的喇叭。没有了中间环节，音箱部分彻底抛弃了对音响效果有害的LC分频器，音响信号波形不再发生变换，音响的阻尼系数也可以定做在一个理想的数值上（我们一般做成D=40），并且不会随频率而变化。

此外，在电路的设计上还有其它的特长，例如分频的方法，没有采用常规的有源分频，而是无源分频，这就不会象有源分频那样会带来正反馈失真，同时还大幅度降低了噪音。

这个系统的音响还原非常的真实、细节清澈明快、干净、没有噪音，最大限度的保持了信号源的原貌，是名符其实的高保真系统。因此定位为欣赏级别。也是恰如其分。

这种音响电路技术的优越性早就被专业界认同，但一直不能进入民用领域，阻碍其发展的有成本和技术门槛，关于成本问题，我们采用独创性的设计，已将成本降到与现在流行的音响系统差别不大的程度，关于技术门槛，正需要我们来领先，现在的音响厂商们因循守旧、不思进取的情况就使我们有脱颖而出的可能。

四、要技术经济指标

我们的目标是民用音响系统。分两部分，第一部分是以最优秀的品质但是老百姓又能接受的价格来争夺中档市场，因为按概率的正态分布，这一部分的市场最大。第二部分同样以我们产品的技术和音质音效的优越性和