阿里郎：也谈音响和失真

金凤听肖邦啃鸡爪，提出胆机和失真问题，引出漫侃又引出海聊，我也来凑一下热闹，理论几句。

按惯例首先声明自己既非发烧友，也缺乏音乐细胞，只是在做研究生论文的时候用到声音信号，当时就利用手边的器材和仪器做了一些实验，有点心得。不过那毕竟是三十多年前的事了，现在老年痴呆症也上来了，记忆极不可靠，又懒得去查证，有错误的地方请方家指正。

我了解站上许多人对物理学、电子学、生理学的概念缺乏兴趣，所以这次颠倒顺序，先讲我从个人的实验得出的有关结论：如果你的目的是享受生活，把时间、金钱和精力放在寻找适合自己口味的泡制鸡爪的酒糟品牌上要比花在胆机上有效得多。如果你还有余兴，就请继续读下去。

上面提到了漫侃和海聊，其实我觉得首先要提请注意的是炉匠写在评论里的概念：声音和放大器的动态范围。普通人的听力范围大约有120分贝，但是90分贝（dB SPL，下同）以上的声音就可能造成听力损失。人们互相交谈时的语音响度大约在50分贝左右，周围的噪音响一点，人就会不自觉地提高嗓子；在安静的环境里，人的嗓音会降低到大约40分贝。当半导体收音机刚刚出现在国内市场的时候，里面的低频小功率晶体管的功耗只有200毫瓦，一对晶体管组成推挽放大器，输出功率不过二三百毫瓦。那时晶体管收音机里的小喇叭的功率是250毫瓦（0.25瓦）。如果你家里有过那样的收音机，你会知道它的音量在一间中等大小的房间里是足够响了。如果家里曾有过电子管收音机，一个功放电子管的屏耗约5瓦，可以输出2瓦左右的电信号，收音机里的5”或6.5”喇叭也就是4-5瓦的功率。如果你用过电子管收音机，你就知道在家里听广播，音量绝不会开到最大。实际上，在一般30平米的房间里，有1瓦的声音信号是绝对够了。在文革中时兴大喇叭广播，一个有上万教职员工的大学在大操场开全校大会，使用的扩音机有200瓦也就足够保证全场每个人都听得清清楚楚。对比现在的音响设备，输出功率动辄500瓦、1000瓦。当然，两者的功率定义是不同的：前者是平均功率，后者是峰值功率。一曲音乐，有多少次响度会达到峰值是不确定的，不过你可以相信，作为家庭内部使用的放大器，即使在乐曲的峰值它也绝不会达到额定的最大输出水平，除非你想成为聋子。

了解了实际使用中对输出功率的要求，再来看放大器的失真问题。不管是电子管还是晶体管，它们都有一个线性放大区。只有当驱动信号大到使它们进入非线性区，才会出现谐波失真。充分利用放大管的动态范围,，也就是让它们在输入信号的峰值的时候进入非线性区，可以提高放大器的效率，这是制造厂在设计时考虑的因素之一。但是在我们的实际使用中，峰值输出功率500瓦的机器我们最多用到峰值输出100瓦，那时候不管是电子管放大器还是晶体管放大器，都根本没有谐波失真，除非你用数字信号处理技术人为地引进了附加失真。

我在当研究生时为了探究放大器的失真现象，输入信号用的是纯音——信号发生器产生的正弦波，输出端除了喇叭，加接一个失真度仪和一个示波器。当我从示波器上看到正弦波顶端变尖，失真度仪指示有10%的谐波失真的时候，我的耳朵仍然不能探测出声音的“不纯”。当然，我的耳朵没有经过音乐训练，不够灵敏。不过我相信即使对于专业音乐家，也探测不出1%的谐波失真。而现在的放大器要做到0.5%以下的失真度是轻而易举的事，更不要说对放大器而言，90%以上的时间它是一直工作在线性区，根本没有谐波失真。那么主观听觉这个放大器好，那个音响不好又是怎么回事呢？

（未完待续）