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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,有明確的理論可循 ?!

還是藝術,以個人偏好的音色為準 ?!

...

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,當然就都買回家囉。

或者,主觀的以為音色濃的喇叭,必定和管機很配。

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。

...

P.S. 高阻抗喇叭,如果不用管機 (正確),而用晶體機 (錯誤),問題比較小,

只要功率夠,還是可以用。

但低阻抗喇叭,如果不用晶體機 (正確),而用管機 (錯誤),問題就嚴重多了,

可能會推不動 (電流不夠大),

當然還是能發聲啦,只是死氣沉沉。

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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 (功率) = I (電流) x V (電壓),

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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再把歐姆定律 V = I x R 帶入上式,

則 P = I x V = I² x R = V² / R

那麼,藏鏡人就現身了... R (喇叭的阻抗)。

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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,稱為 "平均阻抗 Nominal Impedance",多為 4、6、8、16 Ω 等。

...

不過,這個數字其實是簡略過了頭,經常讓人誤解。

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。

如果以為平均阻抗 4 Ω 的喇叭,就是 "低阻抗",

或以為平均阻抗 8 Ω 的喇叭,就是 "高阻抗",

將有很大的機會... 搭配擴大機錯誤。

因此,正確的方式是...

我們必須研究喇叭在各頻率下的阻抗 (即 阻抗曲線圖 Impedance Curve),才能判斷。

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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 (少部分無輸出變壓器的機種除外,如 : Graaf)

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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P.S. 其實電流 & 電壓是一體兩面的事,有水 (電) 在流動,就會有水流 (電流),當然也就有水壓 (電壓),這是同時存在的。

只是真空管擴大機的電壓能力較強 (因為真空管本身的特性,及有輸出變壓器),電流能力較弱,

而電晶體擴大機剛好相反。

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P.S. 實際上,管機的狀況更複雜。

● 參考 如何挑選後級 - 阻抗 - 真空管擴大機

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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"。

...

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"。

...

講這麼多,或許你會越搞越糊塗,

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

來自於擴大機的電流、電壓,是水流、水壓。

而喇叭阻抗 (應含喇叭線,但通常省略不計),則是水管。

我們比較需要的是水流 or 水壓 ?! 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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我們再換個方式來解釋,讓你更容易懂...

女方 (喇叭) 的鬆緊度 (喇叭的阻抗),是無法改變的,

(除非,換對象 (喇叭))

所以,要改善性生活 (讓系統好聽),還是得靠... 男方 (擴大機)。

如果女方 (喇叭) 很緊 (阻抗很高)...

男方 (擴大機) 再大 (電流大) 也沒用,

需要的是... 讓自己硬一點 (電壓大),也就是需要威而鋼 (真空管 + 輸出變壓器)。

如果女方 (喇叭) 很鬆 (阻抗很低)...

男方 (擴大機) 再硬 (電壓大) 也沒用,

需要的是... 讓自己大一點 (電流大),也就是需要加粗 (電晶體 + 電流能力)。


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P.S. 可不可以夠大 (電流大),又夠硬 (電壓大) 呢 ?

那就選... 有輸出變壓器的大功率晶體機。

或許不是最大,也不是最硬,但比較平均,不論對方很緊或很鬆,都適用。

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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...

...

喇叭 : 高阻抗 (平均阻抗 6 - 8 Ω,阻抗曲線有部分 > 16 Ω)

最佳 : 管機 (無輸出變壓器 (OTL) 除外)

次佳 : 有輸出變壓器的晶體機

最差 : 小功率晶體機

...

喇叭 : 中阻抗 (平均阻抗 4 - 8 Ω,阻抗曲線全部介於 4 - 16 Ω 之間)

最佳 : 有輸出變壓器的晶體機,或管機

次佳 : 一般晶體機

最差 : 無

...

喇叭 : 低阻抗 (平均阻抗 ≦ 4 Ω,阻抗曲線有部分降到 2 Ω)

最佳 : 大電流 (最好足以應付 2 Ω) 晶體機

次佳 : 有輸出變壓器的晶體機,或有 2 / 4 Ω 輸出端子的管機

最差 : 小功率管機

...

喇叭 : 阻抗又高又低 (阻抗曲線有部分 < 4 Ω,且有部分 > 16 Ω)

最佳 : 大電流 + 大功率晶體機

次佳 : 有輸出變壓器的晶體機

最差 : 無輸出變壓器 (OTL) 的管機,或小功率管機,或電流能力差的晶體機

...

範例 : Harbeth 喇叭的規格

如果你去看 Harbeth 喇叭規格的 "阻抗" 部分,就會發現一件有趣的事...

http://www.harbeth.co.uk/hifi-speakers/super-hl5plus.php

都有註明一句... "easy to drive"。

你看懂這句話要表達什麼嗎 ?!

這表示 5 瓦、10 瓦的擴大機都推得動嗎 ?!

...

其實,這不是在說 "效率"、"功率" 的問題,

而是... "阻抗" 問題。

...

Harbeth 的意思是...

他們的喇叭的平均阻抗都在 6 - 8 ohms,算是很 "適中",

而中阻抗喇叭,是最容易搭配擴大機的 (而且管機、晶體機都合適)。

(喇叭廠商會這樣寫的,有替買喇叭的人考量到擴大機搭配的,大概也只有 Harbeth 了)

...

不過,你也別高興太早,不要被 "平均阻抗" 給騙了。

根據實測...

http://www.stereophile.com/content/harbeth-super-hl5plus-loudspeaker-measurements#KKRZol328pu75hpq.97

Super HL5 plus 的阻抗,雖然最低都在 6 Ω 以上,但最高可達 24 Ω 左右。

也就是說... Harbeth (包括 Super HL5 plus、M40.1、P3ESR 等) 其實應該算 "高阻抗喇叭" (而非 "中阻抗喇叭")。

阻抗偏高,管機會比晶體機適合,

而且阻抗的變動頗大,也沒有表面上那麼 "easy to drive"。

...

P.S. 這就是我們一直強調的...

不能光看規格所寫的 "平均阻抗",而要去研究... "阻抗曲線圖"。

...

比起許多喇叭,Harbeth 的確是好搞多了,

但真正的原因是... 喇叭本身音色正確,不必麻煩去調音,大多數擴大機都可以出好聲,

而不是阻抗有多好搞。

...

P.S. 不過,Harbeth 的 HL- P3 的阻抗,比 LS3/5A 低一點,

平均 6 Ω,阻抗曲線全部介於 4 - 16 Ω 之間,

算是中阻抗喇叭 (而不是高阻抗喇叭),

搭擴大機更容易,管機或晶體機都很好用,

的確可以稱得上是... "easy to drive"。






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