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解秘高保真前级(高保真前置放大器)

IT圈 admin 36浏览 0评论

2024年5月18日发(作者:单于博瀚)

1 高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)的作用

1.1 高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)音量控制

很多高保真音频信号都很小,有的信号输出1Vrms(2.8Vpk-pk),有的信

号源2Vrms,这样功放不能发挥足够的功率,需要把信号幅度放大,输入到功

率放大器,然后通过高保真前级(前置放大器)调整音量,这是大部分人对前级

(前置放大器的理解),当然这也是前置放大器或者前级最重要的功能,其实前

级的作用远不止这些,后面会分别介绍。

前级信号幅度的放大(有些前级只是buffer,增益为0dB,1倍放大关系,

常见的是10倍放大关系)是一个非常大的挑战,不仅要保证高保真信号源的原

汁原味,更加重要的是要符合信号源输出的特性,引入尽量低的噪音(噪声),

保持原来的信号的动态范围和信噪比,这就对电源的设计,器件的选择,系统的

组装和设计提出了巨大的挑战,这也是很多前级为什么比后级昂贵的重要原因,

尤其很多时候HIHG nEND 前级的价格都是出人意料的昂贵。

模拟HIFI 前级结构:

【为什么非要用高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)调整音量呢,利用

声卡或者其他的数字方式可以实现吗?】

答:数字调整音量用的数字算法,比如16bit的DAC,通过乘除实现音量的

变化,但是问题在于,计算机或者数字设备存储信息的时候才用的二进制的方式,

没有办法除尽(余数不准确),只能取近似的数值,尤其音量衰减比较大的时候,

会引入严重的误差和错误,这个误差和错误直接导致音质和听感的本质变化,这

种误差和错误可以计算出来,详细的计算(纯粹的数学运算)这里不做讨论。

采用高保真前级(前置放大器),保证数字信号的原汁原味,然后通过模拟

的方式调整音量(也有部分是数字前级,采用高级的DAC技术,比如32bit

nDAC技术),这样就可以减小上面所提到的错误和误差(这种误差和错误仍

然存在,只是影响非常小),模拟的方式也并非没有缺点,模拟的处理技术会引

入多余的噪声(噪音),会引入低噪,同时还会改变信号的模拟特性,这些特性

很难得到一个全面的优秀,更加多时候我们只有平衡各个因素的影响进行取舍,

这也造成前级设计的困难和代价的高昂。

数字HIFI 前级结构:

1.2高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)隔离阻抗功能

前级的输入阻抗一般比较高,这样可以降低信号源的负担,不仅可以改善信

号源的THD性能,也可以改善系统的频率响应。但是提高前级的阻抗也是把双

刃剑,提高了阻抗,降低了信号源的输出电流,这样环境噪声的干扰力度会增加,

如果处理的不好,会引入环境噪声到系统。

加上如果高保真前级(HIFI n前级,前置放大器)的电源设计的不是很理

想,那么前级电源的很多辐射噪声,耦合噪声,这也会加载和影响到高阻抗前级

输入上,这需要其他的技术(共模干扰抑制技术)来改善这方面的影响。但是更

2024年5月18日发(作者:单于博瀚)

1 高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)的作用

1.1 高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)音量控制

很多高保真音频信号都很小,有的信号输出1Vrms(2.8Vpk-pk),有的信

号源2Vrms,这样功放不能发挥足够的功率,需要把信号幅度放大,输入到功

率放大器,然后通过高保真前级(前置放大器)调整音量,这是大部分人对前级

(前置放大器的理解),当然这也是前置放大器或者前级最重要的功能,其实前

级的作用远不止这些,后面会分别介绍。

前级信号幅度的放大(有些前级只是buffer,增益为0dB,1倍放大关系,

常见的是10倍放大关系)是一个非常大的挑战,不仅要保证高保真信号源的原

汁原味,更加重要的是要符合信号源输出的特性,引入尽量低的噪音(噪声),

保持原来的信号的动态范围和信噪比,这就对电源的设计,器件的选择,系统的

组装和设计提出了巨大的挑战,这也是很多前级为什么比后级昂贵的重要原因,

尤其很多时候HIHG nEND 前级的价格都是出人意料的昂贵。

模拟HIFI 前级结构:

【为什么非要用高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)调整音量呢,利用

声卡或者其他的数字方式可以实现吗?】

答:数字调整音量用的数字算法,比如16bit的DAC,通过乘除实现音量的

变化,但是问题在于,计算机或者数字设备存储信息的时候才用的二进制的方式,

没有办法除尽(余数不准确),只能取近似的数值,尤其音量衰减比较大的时候,

会引入严重的误差和错误,这个误差和错误直接导致音质和听感的本质变化,这

种误差和错误可以计算出来,详细的计算(纯粹的数学运算)这里不做讨论。

采用高保真前级(前置放大器),保证数字信号的原汁原味,然后通过模拟

的方式调整音量(也有部分是数字前级,采用高级的DAC技术,比如32bit

nDAC技术),这样就可以减小上面所提到的错误和误差(这种误差和错误仍

然存在,只是影响非常小),模拟的方式也并非没有缺点,模拟的处理技术会引

入多余的噪声(噪音),会引入低噪,同时还会改变信号的模拟特性,这些特性

很难得到一个全面的优秀,更加多时候我们只有平衡各个因素的影响进行取舍,

这也造成前级设计的困难和代价的高昂。

数字HIFI 前级结构:

1.2高保真前级(HIFI 前级,前置放大器)隔离阻抗功能

前级的输入阻抗一般比较高,这样可以降低信号源的负担,不仅可以改善信

号源的THD性能,也可以改善系统的频率响应。但是提高前级的阻抗也是把双

刃剑,提高了阻抗,降低了信号源的输出电流,这样环境噪声的干扰力度会增加,

如果处理的不好,会引入环境噪声到系统。

加上如果高保真前级(HIFI n前级,前置放大器)的电源设计的不是很理

想,那么前级电源的很多辐射噪声,耦合噪声,这也会加载和影响到高阻抗前级

输入上,这需要其他的技术(共模干扰抑制技术)来改善这方面的影响。但是更

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