音响与音乐 无关玄学
左增军 / 2023-11-20
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音响，广义上讲是功放、音箱、音源一整套听音系统。音乐，就是音乐，包括所有的现场音乐和媒介做载体的音乐，比如唱片或磁带等传播的音乐~我这都是废话。术业有专攻，音响系统也是一样，每个人有其精通的一面，当然应该也有全面精通的。人有能说的，也有会做的。会说的，把圆的说的很圆满，比如月亮诗赋。也可以把方的说成圆的。更会说的，让很多人相信他所说的是真的（很多事件，多源于语言的力量）。会做的把自己的工作做好，更会做的，把自己所做的做到出神入化。这里我先来说说胆机以及胆机所用的变压器的一些事情。
胆机，是一套音响系统中重要的一份子，不仅要真实的还原“声音”，更要重现音乐的情感，能听到、感受到空谷之音、行云流水。。。做一部好的、喜欢的功放/胆机，就像盖一座房子，根基首先扎牢，房子布局、房间规划需要合理~这是先天、先决条件。每个人都是这样想的，可并不一定认识到重要性。或者不知道这“根基”是什么。认为有电路图，有元件甚至补品元件就可以。“虽有妙音，若无妙指，终不能发”。或者认为先天不足后天弥补，通过胡泥、装修、粉饰也能得到满意的效果。但整体格局已无法改变，再怎么装修也只能在原来的基础、框架内。我这里想要说明一点的是，音响，是一套完整的系统，任何元件、电路都需要以表现最好的声音为目的。不以结婚为目的的搞对象都是耍流氓，不以再现自然音乐为目的的音响都不是好音响，不以再现自然音乐为目的的元件都不是好元件。
电感（扼流圈）
音响用的电感主要用于电源滤波，基本要求除了电感值外，还有额定电流（Rated Current）、饱和电流（Saturation Current）、直流电阻（DC Resistance）、漏磁干扰（MFL Magnetic flux leakage）、耐压（Voltage Withstand），当然外观也很重要。直流电阻、电感量（50/100Hz测试）可以直观测试，额定电流尤其是饱和电流就不好简单测试了。
电感线圈的额定电流，不仅关乎所用线径粗细，还跟铁芯缝隙有关。如果用线较细，直流电阻增大，连续使用线包发热。假如铁芯缝隙不够，在通过额定电流时，因铁芯饱和，其电感量会迅速下降。铁芯饱和以后，并不一定会发热（因为电感量下降，感抗降低。曾经有的胆机所配电感，铁芯无缝隙，这样的电感，顶多当个降压电阻用，电路中是否有电感，基本没关系），但在额定电流下工作时，滤波效果变差。好在我们很多客户在选择电感时，都留出了一定余量，比如，300B合并单端，屏流按照60-80mAx2取，正规用200mA电感足矣，但很多客户选购300mA以上的，问题也就不大了。
一般电感用于Π型滤波，对电感的要求相对较低，假如用于倒L滤波，也就是整流管后面不用第一级电容，直接用电感，然后才是滤波电容。这样的电路对电感品质要求较高，不合格的电感用上去会发热、震动。假如您的电源纹波大，交流哼声大，可以检查一下这个电感的性能。
有一种电感是负载电感，用于屏极或阴极负载，包括栅漏电感（也就是功率管输入栅极对地电感）。严格意义上讲，都不能简单的拿滤波电感代替，因为寄生电容（Parasitic Capacitance）较大对高频的损失较多，甚至对高频来说相当于短路。电感负载的性能要求，与输出变压器相同，请往下看。
一般情况下电感值可以简单的用电感表测试，这里给出一个用50Hz交流电测试电路，可以测试不同交流电压下的大概电感量（无叠加直流电流通过）。假如用信号发生器提供VL，那么还可以计算在不同频率下的电感量（只是一般万用表测试出电压值，在大于1kHz时不准确）。此电路同样适用于测试输出牛，在低频状态下的电感量。顺便说一句，如下测试电路，也可以用于电容的测量。
如果您感兴趣，可以自己DIY一个简易的电感测试台，这样就可以测试电感包括变压器的的各项指标：额定电流、饱和电流、电感、饱和后的电感量。下图是一位日本朋友用555 IC的简单电路，配合示波器测试。注意外接电源需要加一开关，仅仅为电容充电用。（对此有任何的问题，欢迎联系，本人性格喜欢与技术人员交流沟通。）
对于滤波电感，一般要求，同样的电感量的条件下，直流电阻最好小一些，不仅压降小，低内阻也是好电源应有的特性。曾遇到这样一个现象：有个客户用的是CD型电感，找我再制作个相同的电感：10H200mA。我按照电感的特性和要求，给这位客户制作了一只。客户拿到后首先对我所做的电感做了否定，什么情况？请看下图：“电感一”是客户原有的样子，我给客户做的是“电感二”的样子，客户说样子太丑，而且说我少绕了一半的线，因为直流电阻小了一半，电感量相同。。。您如何看呢？这里说明一下：“电感一”的形状，因为磁路长度较长，同样的电感需要较多的圈数，再加上线径细一点，直流电阻大一倍也有可能，但是这跟少绕了一半的圈数扯不上关系，因为电感量相同。“电感二”的样子，可以在同样的电感、电流的参数下，因为磁路长度短，直流电阻降低很多。我给客户做了解释，客户怀疑的上机试用，结果可想而知的比之前有一定的提升。
对于电感线圈的绕制，有人强调层间垫纸平绕，优点是整洁美观。当然这个绕制也很容易，就算刚学绕线圈的学员，也可轻松绕整齐、做的漂亮。不过漂亮只是一方面，电感的性能也很重要。过分讲究外观效果，那些纸、那些因为“美”而付出的代价，是要增大一定的体积的。假如体积还小巧，那么请考虑下电感的性能。
音频牛：包括输入牛、推动牛、输出牛
音响系统所用的输入牛、推动牛、输出牛，其主要的功用是电路的阻抗转换。作为这些牛本身的参数，就是阻抗、电流、电感、电容、铁芯、形状等，有些参数的设计跟电感相似，比如铁芯形状、体积、单端牛的缝隙、线径等，需要按照规定选择。输出牛市场非常混乱，无统一标准。同样的阻抗、功率，体积重量相差几倍。其实，按照电源变压器的计算公式，频率f改用20Hz或30Hz大致即可~这只是最基本的设计输出牛的必备条件。可以说很多输出牛都没有按照这个规定设计制作，很多牛场只是仿制他人数据，可能都不会计算输出牛功率、体积甚至阻抗、线径，只知道仿制他人变压器。更有甚至连电源变压器如何正确计算都不会，最基本的电源变压器、电感都做不好，何谈做好输出牛？合抱之木，生于毫末；九层之台，起于累土。就算是同样设计的输出牛参数，经验丰富的老师傅做的变压器，一定程度上会比经验不足的员工做出来效果要好（高素质源于细节）。“聪明的”小徒弟可以通过偷机取巧甚至“歪门邪道”，做出“指标很好的”输出牛，但不能给人好的听音感受。导致有人说高频好的变压器，听感不好，其实这是错误的。原因有：
一、输出牛体积较小。相对而言，输出牛体积越小高频特性越好，因为分布电容小。要知道，低频向下延伸1Hz，高频可能下降5kHz甚至更多。比如有颗输出牛频响是30Hz-50kHz -1dB，如果把低频降低到29Hz -1dB，此时高频可能降至45kHz。舍低频，顾高频，投入少、见效好。广播级的标准是20Hz~20kHz而不是50Hz-50kHz是有一定道理的，而今人只认为高频越高越好（可能是理论上输出牛的高频不容易做好，认为谁做好高频谁就是“英雄”）。小体积因为用线较细，直流电阻较大，在路损失较大，动态受到压缩。同时，由于铁芯面积小，低频无法保障，实际听感中、低频较差。
二、输出牛体积也不小，但直流电阻较大，这是因为线包实际绕线宽度较窄。其优点是分布电容小，则高频好。这样也只能用较细的线径绕制，以便容纳相同的圈数，或者减少圈数。假如减小圈数，会导致电感量小，对于单端输出牛，可以减小铁芯缝隙增加电感量。这样虽然静态测试电感量不小，但实际上机通过额定直流电流后，铁芯趋于饱和，电感量直线下降，最终表现就是中、低频听感变差。
三、以“歪门邪道”的非正常方式“得到”某种意义上的高指标。什么鬼？输出牛也有“美白剂”、“红心鸡蛋”、“罂粟壳”、“三聚氰胺”一样的现象？这里您先听我说一个故事：记得十几二十年前自己开始制作输出牛的时候，反复做实验，想要改进300B单端输出牛的性能。有一次绕好了的线包，插好铁芯，然后上电路测试，结果非常惊喜：之前测试结果多在50kHz左右 -1dB，这次竟达到了90多kHz -1dB！按住自己激动的心情，反问自己为什么会这样子？检查测试仪、300B电路工作状态，一切都正常。再拿之前的变压器来测试，也跟之前结果一样，说明测试没问题，这次绕制的变压器指标这么好？！好心情驱使我不想去吃饭，又按照相同的材料工艺制作了一只，马上上机测试，结果又回到之前的状态。再回头测试上一只变压器，结果还是90多kHz -1dB。纳闷之余，我先把这两只不同输出牛分别接左右声道上机试听，结果很明显的感受到声音的不同：高频好的那边，高频净亮，细节刻画入微，声音显得轻，中低频较薄。通过左右对调输出牛反复对比试听，这种感觉变得更加明显。
于是决定拆解这只有问题的输出牛，查找具体原因。边拆边做记录，拆到最后并没有发现什么不同，只是疑似有几圈线圈短路。次级线圈短路？首先是初级电感很小才对，记得当时测试电感时，并没有太明显的不对，大约是15H（1kHz频率下测试）左右，正常情况下大约20H左右。因为是做实验，铁芯缝隙并没有认真对待，所以电感量小一些，并没有引起太大注意。但这跟高频延伸有关？再次重绕一只，把疑似短路的部分单独引出，以便实验短路以后的变化。后被证实，次级部分线圈短路后，频响曲线平坦上升，高频延伸了很多，达到了从未有过的90多kHz -1dB。再实验了几次，短路圈数多少、线径粗细甚至短路位置不同，对高频延伸的程度也不同，当然对低频的影响也不同。后来仔细分析，原理应该是这样：次级部分线圈短路，降低了初级分布电容，改善了谐振频率，导致高频延伸很多。对于低频而言，次级是不能短路的，比如电源变压器，次级绕组短路可能会烧毁，尤其是短路线圈的线径越粗、圈数较多，短路电流会越大。但轻微的短路、线径较细，短路电流较小时，只是导致有温升，不会烧毁变压器甚至不烧保险。电源变压器工作在低频50Hz，是连续的工作在低频状态，这些短路会被轻易发现。输出变压器则不同，用于音乐信号并非连续的，输出牛次级有轻微短路，从测试指标上看，高频会提升很多。电感低可以用高导磁铁芯、增加圈数来弥补，以使指标（仅仅是指标）达到要求（而且有多少人关注低频呢？只关注高端到了哪里）。但只要有短路，无论电感做到多少，都会影响低频效果。虽然在小信号输出时测试指标好，但大功率输出时失真较大，且动态受到压缩，声音单薄、味淡，只要一对比就很容易听的出来（不对比有的人可能会认为很清新）。庄子齐物论认为物有两种：人造物与自然物，假如人造物能够达到“自然而然、天人合一”的状态，可视为自然物。那些硬性创造，为了物而物的只能是物，“物物而不物于物”。
专业搞技术的人，大脑思维方式就是1+1=2的基本逻辑。有问题和好产品是不能划等号的。夫唯病病，是以不病。这种次级短路的输出牛，本人的大脑首先划归为“有问题”、“不能用”，无论指标有多迷人。科学的本质是正确的方法，伪科学的性质是无论用什么方法，只求看上去“科学”。现在想想看，只要绕制输出牛，都难免会遇到我一样的现象。假如“聪明人”就故意利用这个现象，制作所谓宽频响输出牛，似乎也顺理成章。大道甚夷，而民好径。分析目前市面上的输出牛，通过这种“歪门邪道”而“成名”的输出牛大师，肯定会有，而且。。。事出反常必有妖。对于做胆机是用来听的，而不只为了做指标的发烧友，不妨多听、多对比一下自己手头的元件。辨之在指，审之在听。
那么业余情况下，用简单的仪表，是否可以测试输出牛的好坏呢？回答是肯定的，也很简单：下面举例假设一颗标称30W，3.5k：4-8Ω的输出牛，无论标称低频是30Hz还是多少，最起码50Hz连续使用是不应该有任何问题的，在50Hz测试不过关更不要说30Hz/20Hz了，绝对是有问题。按照基本公式计算（公式需要用到开方计算，一般安卓手机自带的计算器，都有开方功能，默认没有的话点右上角选科学计算器。苹果手机默认界面没有开方，要选科学计算器，或微信小程序搜实体计算器，也可以用浏览器搜索在线计算器都很方便）：
初级电压U1=√PR1=（30W/3500）开方=324V AC，电流I1=324V/3500Ω=0.09A；
次级电压U2=√PR2=（30W/8Ω）开方=15.49V AC，电流I2=15.49V/8Ω=1.936A。
变比=√R1/R2=（3500/8）开方=20.91（这里为了简单说明问题，没有考虑效率，实际变比要小）
手头如果能找到这两种交流电压的任何一种都可以测试，电压值接近就行，电流应该大于等于要求值（电压、电流值也可以通过串并联的方式得到）。比如手头有324V左右交流电压，实际电压上下有一些偏差都没所谓。把它接在被测输出牛的初级两端，然后测试次级8欧姆端电压在15.5V左右，因为考虑到变压器效率，输出电压可能会有一点偏差，这不用管它。然后接上负载电阻，功率需要选大一些，避免发热严重，一般要选8欧姆、50W以上的无感电阻。假如手头有15V左右的交流电压，也可以接在输出牛的次级8欧姆端，初级需要接50W以上、3.5k的负载电阻，效果是一样的。首先空载测试初级电压是否在324V左右，然后接上3.5k假负载，测试带载后电压降低多少，如果下降较多，那么输出牛所用线径比较细。这样连续通电半小时以上，假如是设计低频30Hz的输出变压器，连续工作不应该有任何发热，如果在50Hz发热严重，基本上低频没有任何保障。况且这方法是在初级没有叠加直流电流、只是交流的测试，无论单端或推挽牛都一样，对输出牛不会造成任何伤害（当然不合格的输出牛有可能出现问题）。如果通电几分钟发热严重，那么估计输出牛次级是有短路现象（这就是为了指标而做的指标牛，不能算是合格的音频输出牛），听感就不要指望有好的低频表现了。
按照正确的方法绕制输出牛，当然还是要合理的拓宽整体频宽，让输出牛表现出更好、更自然的音乐。不能绝对讲高频好了低频就不好。总之，输出牛是胆机的咽喉，主要目的是再现音乐。之所以市场上会出现红心鸡蛋、三聚氰胺等现象，都是为了表面上 “讨好”消费者。比如加工食品使用较多的“罂粟壳”，让消费者喜欢且上瘾。这些添加剂都是国家命令禁止的，商家知道是违法行为都会注明“零添加”、“零防腐剂”。。。但音响并没有什么文件明令禁止，全靠自己耳朵收货。在当今的环境下，最好还是修炼自己的耳朵，有选择的闭上自己的眼睛（师旷熏目而聪耳、乐盲被律，志感丝篁）。有的人“义正言辞”的标榜自己的输出牛高频如何如何。。。我宁愿相信这只是不知、不明、不会听，也不愿相信是故意欺骗。服文彩，带利剑，厌饮食（饮食：日常之一日三餐）。。。是谓盗夸（盗夸：欺世盗名，夸夸其谈之辈），非道也。
此方法还可以测试整个放大器的低频表现：输出端接上假负载，功率最好大于胆机实际输出功率的3倍以上，防止过热被烧毁，比如300B单端，按照实际输出8W计算，负载电阻最好是30W以上的无感电阻，可以选择并联方式获得，比如用两个15W16Ω并联，或三个10W24Ω并联。在放大器的输入端输入1V左右的50Hz交流信号（用电源变压器次级，通过电阻分压获得），调整音量电位器，使得8欧姆输出端有8V交流电压，这样连续工作一会，看输出牛、功率器件是否温升较高，如果输出牛次级有短路，几分钟线包就会发烫。其实这种方法在煲机、煲管的时候也会用到，不需担心。这也是一面照妖镜，电路各元件是否够级别、是否安全，就全部暴露出来。300B管子也不用担心，正品管屏耗有40W，在这个输出8W的电路中实际屏耗大约24W左右，假如这个状态管子承受不了，那么这管子质量也值得考虑。其他电路元件，自己看着办吧。一台合格的胆机，用50Hz信号如果不能连续工作几分钟，那么我觉得需要重新审视一下。
未完待续
