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如何挑選後級 - 阻抗 - 真空管 vs. 電晶體


喇叭 & 擴大機 (後級) 的搭配,是科學,有一定理論可循 ?!

還是藝術,以個人愛好的音色為準 ?!

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音響圈常出現的情況是... 很愛某一喇叭,也很愛某一擴大機,根本不管它們配不配。

例如 : 很喜歡 Sonus Faber,也很喜歡 300B 管機,當然就都買回家囉。

或者,主觀的以為某一喇叭必定和某種擴大機很配。

例如 : 因為 Sonus Faber 的濃郁音色,就覺得和真空管擴大機一定很配。

這樣不管音響理論,"硬幹" 或 "自由心證" 的結果...

如果喇叭不搞怪,或許還可以相安無事。

但如果喇叭很搞怪,下場就會很慘。

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要為喇叭挑選 "門當戶對" 的擴大機,除了 "功率的多寡" ,

參考 如何挑選後級 - 功率

也和 功率的結構 有關。

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依照功率公式 P = I x V,

假設你今天需要 100 瓦的功率...

可以是 I = 100,V = 1

也可以是 I = 1,V = 100

哪一種比較好 ?! 還是沒有差別 ?!

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把歐姆定律 V = I x R 帶入上式,則 P = I x V = I² x R = V² / R

這意謂著... 阻抗 (R)、電流 (I)、電壓 (V),都和功率有關。

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議題 1 - 阻抗

只要有交流電在流動,就會有因電阻、電容、電感... 產生的阻礙,這就是所謂的 "阻抗 Impedance"。

阻抗並非單一值,而是這些阻礙的總和。

喇叭內的高、低音單體,或各部份元件,或在不同頻率時,其阻抗都不一樣。

但為了簡化,通常將喇叭阻抗以一個 "平均值" 表示,多為 4、6、8、16 Ω 等。

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不過,這個數字其實是簡略過了頭,經常讓人誤解。

此數字只是一個平均值,不代表在各頻率下,都是如此。

平均阻抗 : 8 Ω,可以是 2 - 14 Ω 的平均,也可以是 6 - 10 Ω 的平均。

兩者的意義、適合的擴大機,大不相同。

把 4 Ω 的喇叭,都列入 "低阻抗",或者把 8 Ω 的喇叭,都列入 "高阻抗",將會 "很有問題"。

正確的方式是... 我們必須研究喇叭在各頻率下的 阻抗曲線圖,觀察其阻抗的變化。

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那麼,喇叭阻抗多少算 "低" ?! 多少又叫 "高" 呢 ?!

我們知道... 阻抗曲線並非直線,而是隨著頻率高高低低。

一般而言,阻抗曲線...

全部都 > 8 Ω,當然是 "高阻抗喇叭"。

只要有 < 4 Ω 的部份,都可以列入 "低阻抗喇叭"。

全部都 > 4 Ω,則介於其中,可稱為 "中阻抗喇叭"。

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議題 2 - 電壓 or 電流

一般,我們在選擇真空管 (Tube) or 電晶體 (Solid State) 擴大機時,所考量的都是 "音色"。

但其實,這其中還包括一個更重要的議題... 擴大機是電壓 or 電流能力比較強 ?!


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真空管擴大機

可經由輸出變壓器,讓電壓跟著阻抗變動,輸出功率可以維持一定。

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若 R = 16 Ω,欲獲得功率 P = 0150 W,則電壓 V = 49.0 V,電流 I = 03.1 A。
若 R = 08 Ω,欲獲得功率 P = 0150 W,則電壓 V = 34.6 V,電流 I = 04.3 A。
若 R = 04 Ω,欲獲得功率 P = 0150 W,則電壓 V = 24.5 V,電流 I = 06.1 A。
若 R = 02 Ω,欲獲得功率 P = 0150 W,則電壓 V = 17.3 V,電流 I = 08.7 A。

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P.S. 由上例,也可看出真空管器材輸出電流通常不高。

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電晶體擴大機 (少部分有輸出變壓器的機種除外,如 : McIntosh)

因無輸出變壓器,電壓不能任意改變,輸出功率便會跟著阻抗變動。

若擴大機負載的阻抗 (指喇叭 + 喇叭線,但喇叭線通常忽略不計) 降低,而電流也有能力上升,則輸出功率可以增加。

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若 R = 16 Ω,欲獲得功率 P = 0075 W,則電壓 V = 34.6 V,電流 I = 02.2 A。
若 R = 08 Ω,欲獲得功率 P = 0150 W,則電壓 V = 34.6 V,電流 I = 04.3 A。
若 R = 04 Ω,欲獲得功率 P = 0300 W,則電壓 V = 34.6 V,電流 I = 08.7 A。
若 R = 02 Ω,欲獲得功率 P = 0600 W,則電壓 V = 34.6 V,電流 I = 17.3 A。

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P.S. 但晶體機有辦法讓電流無限制上升到 20 A、30 A,甚至更多嗎 ?! 那可未必 !

參考 如何挑選後級 - 阻抗 - 大電流擴大機

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綜合上述,我們可以 "簡化"...

把真空管視為... "電流" 固定,而 "電壓" 變動 (高電壓元件)。

把電晶體視為... "電壓" 固定,而 "電流" 變動 (高電流元件)。


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結合議題 1 + 2 - 阻抗 vs. 電壓 / 電流

當喇叭阻抗較高時 :

1. 因阻抗高,電流較不易流通。

2. 依分壓原理,喇叭得到的電壓較多。

3. 依功率公式 P = V² / R。

所以,喇叭所需功率,主要須由 "電壓" 而來,因此較適合 "真空管擴大機"。

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反之,當喇叭阻抗較低時 :

1. 因阻抗低,電流較易流通。

2. 依分壓原理,喇叭得到的電壓較少。

3. 依功率公式 P = I² x R 。

所以,喇叭所需功率,主要須由 "電流" 而來,因此較適合 "電晶體擴大機"。

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講這麼多,或許你會越搞越糊塗,

但只要把擴大機功率 + 喇叭阻抗,想像成... 水量 + 水管的問題,就容易多了...

電壓、電流,來自於擴大機,是能量 (水壓、水流)。

而喇叭阻抗 (應含喇叭線,但通常省略不計),則是能量的通道 (水管)。

我們比較需要的是水壓 or 水流 ?! 須依水管的粗細而定。

水管細 (阻抗高) 的時候,水流再大也流不過去,需要靠水壓 (電壓),即適合真空管擴大機。

水管粗 (阻抗低) 的時候,水壓再大也無濟於事,需要靠水量 (電流),即適合電晶體擴大機。


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綜合以上,我們可以開始為喇叭挑選 "最適當" 的擴大機了...

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喇叭 : 高阻抗

最佳 : 真空管擴大機。

P.S. 但無輸出變壓器 (OTL) 管機,最好不要用在阻抗變化過大的喇叭。

次佳 : 有輸出變壓器的電晶體擴大機。

P.S. 高阻抗,又低效率 (一般管機功率不足以應付) 的喇叭,則可為首選。

平平 : 功率比所需還大的電晶體擴大機。(視情況而定)

P.S. 要多大才夠,須視喇叭阻抗有多高 (及屆時晶體機會剩下多少功率) 而定。

最差 : 功率不夠大的電晶體擴大機。(不建議)

P.S. 一旦喇叭阻抗升到最高時,功率不足所需者,都包括在內。

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喇叭 : 低阻抗

最佳 : 大電流電晶體擴大機。

P.S. 即使都號稱 "大電流",也不代表其電流能力相當,須分級,並視喇叭阻抗有多低來搭配。

次佳 : 有輸出變壓器的電晶體擴大機。

P.S. 若喇叭阻抗不只有很低的部分,也有很高的部分,變化很大,則可為首選。

平平 : 電流能力不高,但功率比所還需大的電晶體擴大機。(視情況而定)

P.S. 要多大才夠,須視喇叭阻抗有多低 (及屆時晶體機會剩下多少功率) 而定。

最差 : 絕大部分的真空管擴大機。(不建議)

P.S. 但多管並聯的大功率管機,可有較大電流及功率,可如 "平平" 的狀況,還是可用。若是為了音色,可算 "次佳"。

參考 如何挑選後級 - 阻抗 - 大電流擴大機

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喇叭 : 中阻抗

則有兩種作法 :

1. 看其阻抗曲線低於 < 8 Ω 的部份多不多。如果少,可視同高阻抗。如果多,可視同低阻抗。

2. 參考同品牌其他類似機種的阻抗曲線,再作決定。

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範例 : Wilson Audio 喇叭的阻抗曲線,與適合的擴大機

雖然 Wilson Audio 喇叭規格上的阻抗都是 4 Ω (nominal),但實際上,它們的阻抗曲線有很大的不同。

(nominal 是指 "名義上",並非 "正常")

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Sophia 的阻抗維持在 4 - 16 Ω 左右,不特別低或高。

但 Sasha 或 Alexia,阻抗則低很多,很多時候 < 4 Ω,甚至逼近 2 Ω。

因此... Sophia 可以用管機,但 Sasha、Alexia 就應用大電流晶體機。

這也就是說... 每一個喇叭的阻抗曲線均不相同,不能因喇叭為同一品牌,或規格相同,就可以依此類推。

為了簡化名稱、明確化內容,我們搬家了 !!!

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