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如何挑選前級
我們買後級、唱頭放大器時,都有很多規格要仔細研究。
但是,買前級時,除了考量音色...
喜歡音色較冷、較銳利、較理性的,就選... 電晶體。
喜歡音色較暖、較柔和、較感性的,就選... 真空管。
好像就沒其他需要注意的了。奇怪,真的是這樣嗎 ?!
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其實,有規則可循,反而簡單。
後級,必須依喇叭阻抗來選擇。唱頭放大器,必須依唱頭來選擇。
若你有確實按照理論來進行,則一切都會順理成章,不太會出什麼錯。
而前級,正因為沒什麼限制,隨你高興,卻反而最難 !!! 而且一旦選錯,還關係到整個系統的音色 !!!
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以下,我們要討論的,是比較 "進階" 的議題。
當然,買綜合擴大機的人,可以不必看。
如果你聽 CD (或數位音樂),或覺得一般器材 "失真" 程度不至於太大,也可以跳過。
但是,聽 LP,追求完美音質的人,最好別忽視。
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關鍵 1 - 後級需要足夠的輸出電壓
依功率公式、歐姆定律... P (後級輸出功率) = V² (後級輸出電壓) / R (喇叭阻抗)
想對阻抗 8 Ω 的喇叭,輸出 1 W,後級就必須... 輸出電壓 2.83 V。
而這也就是說... 若後級的輸出電壓不足,輸出功率就會因而受限 (無法以額定最高功率輸出)。
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但若你買的後級,功率比所需還多,就算輸出不到額定最高,倒也還夠用,
那麼,輸出電壓可以不必那麼要求。
至於該有多少電壓,則視你希望後級以多少功率輸出而定。
● 參考 如何為喇叭挑選擴大機 - 功率
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關鍵 2 - 後級、前級、訊源的輸出電壓,三者息息相關
那麼,後級的輸出電壓,是從何而來呢 ?!
後級的輸出電壓 = 前級的輸出電壓 x 後級的放大倍數
前級的輸出電壓 = 訊源的輸出電壓 x 前級的放大倍數
這顯示...
後級的輸出電壓,不只和自身的增益有關,也和前級、訊源的輸出電壓、增益有關。
三者息息相關,無法分離。
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P.S. 前級輸出的電壓有多少,傳到後級時,就是多少嗎 ?!
事實上,電壓在傳輸過程中,會因前級的輸出阻抗、後級的輸入阻抗,及訊號線阻抗,而產生損失。
但大多數器材的輸出阻抗、訊號線阻抗,都遠小於輸入阻抗 (多為 47k Ω),故電壓損失極輕微,可忽略不計。
● 參考 如何挑選唱頭 - 規格 (1) - 阻抗
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關鍵 3 - 輸出電壓太小,或太大,都會破壞正弦波 (音色)
如果你用 "示波器" 去觀察音響的電壓訊號,就會發現...
增益太大 (放大太多),或增益太小 (放大不足),都會讓訊號 (正弦波) 失真、變形。
沒有完美的正弦波,音質怎可能完美 ?!
(波形影響音色,振幅影響音量)
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增益太大 (超出最大輸出電壓時)...
正弦波的波峰、波谷會被直接砍掉 (Clip),動態、細節自然少了一部份。
除此之外,保留下來的正弦波,也已變形。超額越多,變形越多 (越不圓滑),雜音變多,音樂尖銳粗澀。
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增益太小...
整個正弦波小於正常規模,音量、動態、細節都會較差,音樂沉悶無力。
另外,輸出過小,也會失真,波形也會變形 (但通常比太大時來得輕微)。
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而且,我們都知道... LP 比 CD 好聽,關鍵就在於其訊號 (波形) 比較美。
● 參考 為什麼要玩黑膠
如果是聽 CD (或數位音樂)...
原本就不完美的波形,又因擴大機 "不當" 的增益而破壞,那也就罷了,頂多是火上加油。
(CD 輸出的方波,本就是所有波形中,音質最尖銳的)
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但如果是聽 LP...
你辛辛苦苦挑唱片,調整器材,好不容易才得來的完美正弦波,卻因擴大機 "不當" 的增益而破壞,豈非功虧一簣,前功盡棄 ?!
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由於... 訊源、前級、後級,都有其自身的輸出限制,
這就表示... 我們不能只關心最後一級 (或總額) 的輸出電壓,
而是... 從頭到尾,每一級的輸出電壓,都要在 "一定範圍內" 才能失真最低,得到最完美波形。
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結論
看到這裡,你會不會覺得很奇怪... 不是要討論前級嗎 ?!
怎麼上面說了一大堆後級、訊源,反而前級的部份還比較少 ?!
事實上,這是沒辦法的事... 前級就是夾在後級、訊源中間,要挑出一個適當的前級,就必須配合後級、訊源。
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我們最終希望的是...
不只要... 後級能發揮實力,以額定最高 (或我們所預計的) 功率輸出。
並且要... 後級能輸出完美的正弦波,讓喇叭唱出完美的音質。
而要達到這樣的目標,就必須...
1. 由後級所需的輸出電壓,推算出前級所需的輸出電壓。
2. 由前級所需的輸出電壓,配合訊源的輸出電壓,推算出前級所需的增益。
3. 後級、前級、訊源的輸出電壓,皆需符合其自身的限制。
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至於後級、前級、訊源自身的限制,又分別如下 :
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若後級功率只剛好足夠,則... 後級的輸出電壓,應近似於 "額定輸出電壓"。
因為,後級的的輸出電壓,固然不能不足,
但若大於 "額定輸出功率 (電壓)",又通常會導致失真迅速升高。
...
P.S. 若後級功率若比所需大,則... 後級的輸出電壓,應可以小於 "額定輸出電壓"。
至於可以多小,則依你所需的功率而定。
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前級的輸出電壓,以近似於 "額定輸出電壓" 為最佳。
只是,很多機種都無標示此項規格。
幸好,通常只要小於 "最大輸出電壓",其失真都在可接受的範圍內,
故前級的輸出電壓,只要 < "最大輸出電壓" 即可。
一般,前級的 "最大輸出電壓" 通常夠大 (約 > 6 V),不只足以應付後級所需,也不至於讓前級的輸出超過極限,通常無須擔心 (可忽略)。
● 參考 前級 - 規格
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唱頭放大器的輸出電壓,也以近似於 "額定輸出電壓" 為最佳。
若查無此項規格,建議以 "最大輸出" 的 1/5 為 "額定輸出"。
● 參考 如何挑選唱頭 - 規格 (2) - 電壓
為什麼唱頭放大器的標準,要比前級嚴格 ?!
因為唱頭放大器的噪訊、失真,普遍要比前級來得高,
而且唱頭放大器是訊號放大的最前端,為了避免 Garbage In, Garbage Out,我們的要求自然較高。
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講到這裡,你是不是眼睛都花了 ?! 連我自己的腦筋都快轉不過來了。
我們還是來看一下實際案例,會比較清楚。
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範例 : 哪一台前級才適合你
假設你買了 Pass X1000.5。
想要讓它發揮最大實力 (足 1000 W (8 Ω) 輸出),
依功率公式、歐姆定律,就必須有 √ (1000x8) = 89.44 V 的電壓輸出。
(反之,若無法達到 89.44 V,就無法輸出 1000 W)
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P.S. 但若不需要 1000 W,就不需要有 89.44 V。
至於該有多少電壓,則視你需要多少功率而定。
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Pass X1000.5 的後級增益為 26 dB。
依公式 : 電壓增益 (dB) = 20 * log (放大倍數),即為 20 倍。
想要有 89.44 V 的電壓輸出,就必須有 89.44 / 20 = 4.47 V 的電壓輸入。
也就是... 前級的輸出電壓,須有 4.47 V。
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如果你聽 CD...
若選擇輸出 2 V 的 CD 唱盤,
則前級需要 4.47 / 2 = 2.24 倍的放大,亦即約 7 dB 的增益。
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如果你聽 LP...
假設唱頭 + 唱頭放大的輸出為 0.4 V,
則前級需要 4.47 / 0.4 = 11.18 倍的放大,亦即約 21 dB 的增益。
或者,假設唱頭 + 唱頭放大的輸出為 0.2 V,
則前級需要 4.47 / 0.2 = 22.35 倍的放大,亦即約 27 dB 的增益。
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至於,這樣增益 (而且還要合你意) 的前級,好不好找 ?! 那又是另一回事。
通常,訊源、前級,一起考慮,會比較適當。
● 參考 購機 SOP
例如,若你喜歡的前級,增益為 20 dB (10 倍),
那麼,在挑唱頭 + 唱頭放大器時,則應讓其輸出在約 0.447 V 會比較適當。
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範例 : 前級的增益
大多數前級,增益只有一擋,如 :
Audio Research GSPre : 13.8 dB (約 5 倍)
Boulder 1010 : 20 dB (約 10 倍)
Gryphon Pandora : 18 dB (約 8 倍)
Luxman CL-38u : 14.5 dB (約 6 倍)
Mcintosh C22 (2015 新版) : 15 dB (約 6 倍)
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但少部分機種,則考慮到了相關問題,有多檔增益。
如此在搭配不同的後級、訊源時,才能更有彈性。如 :
Accuphase C-3800 : 24 / 18 / 12 dB (可選擇)
Soulution 725 : 3.5 - 12.5 dB (可選擇)
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P.S. 但很多時候,在前級規格中,你找不到 Gain,只有 Input Sensitivity,你必須自己換算。
● 參考 前級 - 規格