Hi-end后级功放进化史

影音九九六 2024-03-20 03:19:28

1876年,贝尔发明了电话。电话线传来微弱电信号驱动听筒,可以听到远处人的说话声。

最初的功放,用于长途传输电话信号,在路途中对声音信号进行中继放大。正是电子管功放,让1915年跨越美国东西海岸长达5400公里的电话通话成为现实。

现今我们司空见惯的喇叭,最初就是一个放大了体积和音量的电话受话器(receiver)。很长一段时间,喇叭的英文就叫“receiver”。

贝尔时期的电话受话器

当时处在电子工业初期,使用新发明的电子管制作功放,还无法做出太高功率。所以,喇叭的发明,无论是初期的励磁还是稍后的钴磁,必须是高灵敏度的。

我们看到最早的音响,西电用于电影院的声音系统,体积庞大,灵敏度却非常高。只需要几瓦的功率,就可以让声音充满几百平米的影院空间。

西电的影院用扬声器系统

最早的“高频和低频打架问题”

早期用于影院的扬声器大多是“中高音”驱动头加上15寸纸盆低音的两分频系统。从这个时期,就面临着“高频”灵敏度和“低频”灵敏度不一致的问题。

高频振动,需要功率极小,而低频振动发出同等响度则需要较大功率。

分频器的设计,除分频之外,使用电阻对高频信号进行衰减,也是必不可少的功能。

经过分频器的衰减,看似平衡了高音和低音灵敏度的差异。但这种平衡是脆弱的,聆听距离太近或功放功率较大的话,高音的响度仍然有可能发飙。

在数百平米的影剧院环境里,即便高音能量过强发飙了,经过大空间的扩散,加上数百观众身上织物的吸收,也不会觉得刺耳。

当我们把扬声器转移到小空间的家居环境时,由于聆听距离变近,情况会发生极大不同。

此时高音显得能量过强,衬托之下低频就不够了;如果降低功放功率,高频不叫了,但又完全没有低频。这就是非常著名的“高频和低频打架问题”(这词儿是我发明,即将著名)。

Altec A5音箱,驱动头288与515低音的灵敏度差异很大,虽经过分频器衰减,但在小型聆听环境,高音仍非常容易吵耳。

任何经过分频的音箱,都会面临高音灵敏度大于低音灵敏度的问题。为避免“高频与低频打架”,选择合适功率的功放,让低频能出来足够的量感,高音又不吵闹,这是头等重要的问题。

现代很多追求高频细致度的扬声器,为避免把高频推飞失去气质,从设计上就不宜承载较大功率。赶上现代低音单元灵敏度很低,功放功率对低音来说,还不够挠痒痒,就已经把高音推飞了。因此这类扬声器总处于两边都不靠,“高频与低频打架”无解的情况。

选择这类扬声器的烧友,不得不接受永远吊在半空的声音。花了大钱,只能聆听音乐的上半身,这是很遗憾的。

小功率的单端功放

前文说过,在励磁和钴磁扬声器时期,喇叭的灵敏度很高,功放的功率是比较小的。

比如西电用于影院环境的功放,只有几瓦到十几瓦功率,而且大部分都是单端机。

单端机的每个声道只有一支放大管,没有并联机两支管子的一致性问题,也不产生推挽机两支放大管各放大半个波长的交越失真,在音色方面是最好的。

著名的梦幻之球300B就是西电发明,用它制作的单端胆机西电91只有8瓦功率,以音色美艳迷人著称。

西电91胆机,每个声道功率8瓦

1936年,西电91胆机在影院驱动的6号扬声器系统

使用西电91胆机驱动6号扬声器系统,可以满足600到800个座位的小型影院使用,这在现在看来也是非常惊人的效果。

但将以上搭配移至家居环境,则会出现声音的问题。到小型环境,聆听距离变近以后,高音能量太强,就显得低音不够了,必须通过分频器的高音衰减旋钮进一步衰减高音的能量。

早期的分频器,均配备了高频衰减旋钮,通过调整可以在不同大小的空间环境里获得合适的高音量感。

在6号扬声器系统里,高音是和中音一起,通过励磁555发出。进一步衰减高频,一并连中频也衰减了。过多的衰减将让原本开放、透明、充满活力的声音变得“拘束”、“叽歪”。

以上情况想说明两点问题。

第一,把原本用于影院环境的西电音响系统,转移至家庭环境使用,由于空间急剧缩小,聆听距离变得太近,将面临重塑声音平衡的极大挑战。

未得到充分把控的全套西电出的声音,可能还不如搭配得当的一套小小35a。

第二,也是对现今发烧友们意义更为重大的一点,小功率单端胆机的适应面非常窄,极易出现低频量感跟不上高频的情况。

早期西电300b胆机用“宽声”元件制造,推动极高灵敏度的励磁低音喇叭,尚且如此。现代300b胆机普遍以“细声”元件制造,如果拿它去推动低灵敏度的粉磁喇叭,想获得适宜的低频量感,实现开放而平衡的声音,实在太难了。

曾听过300b胆机推动灵敏度高达105db的Klipsch La Scala音箱,虽然声音响度足够大,但因为低频太少,声音总是吊在半空,像是一个人没有下半身。在完全没有声音结构的情况下,去谈声音的音色如何,就没有意义了。

并非完全排斥小功率单端胆机。如果用它搭配目标扬声器:体现高频美感的同时,第二步做到低频能下来,不至于让声音吊在半空,第三步做到在大动态交响乐时场面完整不混乱,声音能够拳拳到肉,那就是完美的驱动了。

但能完成以上三步要求的单端胆机搭配,实在是少之又少,堪称一生难遇。

关氏MA 1单端2a3胆机,推动一些高灵敏度音箱(我曾试过Jensen tri-plex和JBL Hartsfield), 能做到以上前两步,这已经是殊然不易的成就。

中等功率的推挽功放

所以,在电子管鼎盛时期,能留存至今能成为经典的功放,绝大多数都是中等功率的推挽机,它们的功率大约在20瓦到50瓦之间。

西电124,每声道使用两支6L6推挽,功率20瓦

Marantz model 2,每声道使用两支EL34推挽,功率20瓦或40瓦

Klangfilm 502,每声道使用两支EL34推挽,功率50瓦

Leak TL12.1,每声道使用两支KT66推挽,标称功率只有12瓦,但推力和低频的量感,比上面的马兰士2和klangfilm 502只多不少

以上这些经典功放,搭配一台顶级素质的前级,驱动适合它们推力的扬声器,比如钴磁时期的大型15寸音箱(Tannoy、JBL、Jensen等)和LS 35a等现代音箱,均可以发出顶级素质的声音。

较大功率的功放

早期音响行业主要面对影院等专业领域,尽管是高灵敏度喇叭,但为了应对更大的场地,获得更大量感的低频,从一开始,就对功放的功率有着一定的追求。

JBL第一代影院用音响系统,每支喇叭包含4个15寸低音和两个驱动头。对比同时期JBL家用级音箱Hartsfield,每支喇叭只有一个低音和一个驱动头,尚且需要三五十瓦功率驱动,这个影院系统需要的驱动功率可想而知。

西电41+42+43胆机,早期电子管功放无法做到较大功率,西电使用功率接续的方式,在功放输出端再接功放来实现较大功率输出。

西电143胆机,每声道四支6L6做并联推挽,功率达到50瓦

著名的Marantz 9胆机,每声道四支EL34做并联推挽,功率70瓦。Marantz 9于1963年推出,不知道当时有什么家用扬声器需要使用如此大功率的功放,想必推出的目的主要是用于专业领域。

有声电影Klangfilm(Siemens)推出的影院用大功率胆机,每声道六支EL 34做并联推挽,功率达到250瓦。

以上这些古董时期大功率胆机功放,可以用来驱动低灵敏度的现代扬声器,如果搭配一台顶级素质的前级,一样可以获得顶级优秀的声音。

功率和音色的矛盾

按照同等Hi-end级别制作的功放,比如Marantz 2和Marantz 9,功率小的在音色方面优于功率大的。

但这种音色方面的评价,必须建立在功放能够良好驱动目标扬声器的前提下。如果Marantz 2搭配了它难以驱动的箱子,声音结构垮塌之后谈不上音色,将无法和Marantz 9相比。

如果使用功率过大的功放驱动音箱,对于现代高频敏感类箱子,高音会变粗或者发飙;对于传统高频含蓄类箱子,声音会失去音乐的灵气,笨重的像一个老工人。

要取得声音的平衡,对于任何扬声器而言,选择合适功率的功放,既不过大,也不过小,都是至关重要的。

晶体管功放的功率发展

电子管大规模成熟应用之后,人类渴望发明一种体积小、功耗低,并拥有更强稳定性的半导体器件。

1947年晶体管发明,直到70年代,早期晶体管使用锗制造。锗晶体管穿透电流高,噪音大,线性条件差,用来制作晶体管功放,声音是非常糟糕的。

1970年代以后,随着制造工艺的进展,具有优异性能的硅晶体管全面取代锗晶体管。

1977年,具有划时代意义,真正称得上Hi-end级别的晶体管功放Mark Levinson ML2推出。

初期的Hi-end级别晶体管功放为媲美电子管功放的优秀音色,功率做的不大,但用料和制作极为考究。

Mark Levinson ML2功放,每声道只有纯甲类25瓦功率,但体积和重量与后期纯甲类100瓦ML 20.5几乎相当。

新时代的粉磁喇叭,为追求更深更低的低频下潜,灵敏度大大降低。这要求功放有更大的功率,同时还要有良好的音色。

这个时候,美国的顶级品牌生产出更大功率的纯甲类功放。

Mark levinson ML20.5后级,纯甲100瓦

Krell KAS2,功率8欧200瓦,1欧阻抗时1600瓦

Krell KAS后级,功率8欧380瓦,1欧时功率达到惊人的3040瓦

这些Hi-end级别的纯甲类晶体管功放,已经在“功率”和“音色”方面,都做到了极致。

一方面,纯甲类工作电流很大,再提高功率从技术上已经很困难。另一方面,这类机器的声音厚暖、大气,绝不卡脖子,离电子管时代的顶级音色并不遥远。

使用马克20.5驱动世霸火车头音箱,发出的声音可以完全充满五十平米的大型空间。在弱音的时候声音舞台不会变小,在强音爆棚的时候声音不会发飙,大型舞台感岿然不动,实为音色和声音结构的极致。

音响工业继续向前。前文已述,纯甲类工作电流很大,不可能无限制提高功率。为了产生更大功率,推动更大体积怪兽级别的音箱,使用甲乙类或者乙类功放就成了必然选择。

Wilson Audio MAXX音箱

设计制造这些怪兽级别的音箱,为了在大型使用环境呈现更大的音场规模和气势。但这是一种在商业上突飞猛进的行为,广大发烧友作为音响器材的使用者,有必要思考一个问题。

如果把唱片看作一张“底片”,这个“底片”究竟放大到什么程度才是适宜的?无限制地对它进行放大,会把音乐变得更好,还是更差?

比如我们在电影院看的电影,一般使用35毫米画幅拍摄,大约放大10万倍投到银幕上。如果我们硬把这种35毫米拍摄的底片投射到IMAX规格的巨幕上,画面的颜色、厚度、质感、细节均会出现明显的问题。

那么,我们的音响,巨大的功率,推动体型巨大的音箱,面对比眼睛还敏感的耳朵,会不会出现更严重的问题?

没错,在现代演唱会上,几十万瓦的功率驱动上百支喇叭,声音可以充满整个体育场。

但请大家注意,演唱会的声音元素只有人声和少数几件乐器,不会出现声音细致度要求和复杂声场崩溃的问题。把马勒交响乐放大到充满整个体育场试试,那些入微的声音细节变粗,宏大复杂的声场崩溃,这会让人多么不忍卒听。

2010年前后曾经流行的美式超大功率功放驱动怪兽级音箱,发出开山劈石声音的搭配如今已经式微。还坚持这么做的,会被新晋加入的富豪级发烧友讥讽为“没文化的卷裤管、拍门的低频”,只剩下笑料。

欧系气质功放的价格竞赛

出于文化背景的原因,欧系功放历来走高级音色路线,不追求强悍的功率,对声音的下盘考虑较少。

如果您对这类功放发出的华丽、细致的音色并不在意,那么总会感觉它们推什么音箱都差口气,不那么到位。如果与扬声器耦合之后产生的低频过少,甚至会让人感觉是卡脖子的“叽歪”之声。

然而,伴随着音响行业近年来在商业上突飞猛进的发展,为产生更昂贵的售价,连追求音色的欧系功放品牌,也日益推出半人多高的巨型功放了。

Goldmund推出的半人多高的功放

欧系功放历来追求气质,很难相信这半人高的功放,推出目的是为了实现老Krell那种开山劈石的推力。如果不是这个方向,那做这么大,又是为了什么呢?这真是一个难以回答的问题。

反观顶级品牌FM Acoustics,我就是做这么小,但我可以卖的比你超大个的还贵。

似乎只有FM如此淡定,毕竟,只靠江湖地位和品牌溢价,不需要做半人多高就能卖这么贵,找不到第二家了。

FM Acoustics 1811后级

现代胆机功放的两个方向

晶体管功放成熟以后,大规模取代胆机成为功放的主流。但胆机功放因为拥有天然的音色优势,一直存在下来,成为一种相对小众的选择。

这一时期,以ARC和Jadis为代表,追求功率路线,和大功率晶体机比拼功率,各自推出了床头柜一般大小的单声道后级。

ARC 610T后级

500瓦的JA500,用它推大西湖音箱,是2010年代对标宝达推威信的富豪级配置

客观地说,这些使用6550等大型管子做并联加推挽的机器,做出来的声音还能比较细致,已是非常不易,显示了厂家不凡的功力。

强大的推力,加上电子管天然的音色优势,在音响届开山劈石2010年代,推动巨型音箱,能缓解CD音源低频过于呆狠直接的问题,整体效果强于大功率晶体机。

然而,这么大的功率,尽管保持了声音的细致,仍然将音乐当中自然灵动的轻盈无情抹去了。

我们知道,电子管功放鼎盛时期,流行的是中等功率功放。而Kondo和Audio Note,则继承了中等功率胆机的遗产。它们在新时期为了卖到贵族级别的售价,通过使用高级别材质的元器件来提升音色和噱头。

其实仅从音乐表达而言,这些未必需要。不妨思考一下,西电、Marantz、Leak、Zeiss、Siemens等经典胆机哪个用了高级材质?这些机器放到今天的系统里,哪个的声音在Kondo面前落了下风?

Kondo kagura胆机

Kondo这类贵族级别的胆机,和欧系的走音色路线的高级晶体后级一样,一定要搭配它们能够真正驱动的扬声器,不然少了下半身,只剩下一片华丽的“叽歪”之声。

看Kondo厂家试听室的照片,50瓦的旗舰胆机“神乐”搭配的是B&W 800这种声音走向大气的箱子。可见,厂家也不希望自己的品牌囿于音色路线,成为一种隔靴搔痒的装饰品。

神乐这样的中等功率胆机,可以完美驱动拥有15寸低音的高灵敏度扬声器。Kondo厂家试听室,除了B&W800之外,另一对音箱就是古董时期著名的Jensen Imperial。

使用50瓦的胆机黄金功率,如果驱动现代低灵敏度音箱,又追求声音大气的情况下。为避免低频差口气,就需要搭配声音结构优秀、低频下得去的音源,还需要周边有些高级别线材支持,避免最终的声音浮于浅表。

毕竟,只依靠区区50瓦的功率,面对现代大型低灵敏度扬声器,是很容易力有不逮的。

北京大烧白爷使用神乐推动车佬五尺这样的低灵敏度喇叭,搭配的音源是低频深沉的多能士参考唱机,又精心选择了高级线材,实现了音色、推力和声音大气的完美平衡。

再谈“高低频打架问题”

新时期,连美系功放都在向欧系功放看齐,追求声音的细致度。

新时代的功放要做到低频少、高频细,为提高售价,还需要把功率和体积做大。

用这样的功放去推现在流行的高频细、低频少的音箱,会感觉完全没有低频了。如果把音量开大,低频没出来,人耳最敏感的中高频段则开始嚎叫了。

这时候,就需要各种高级线材登场,把失控的高频控制一下,把没有的低频挤出来一点。在一副电源线十几万,一副喇叭线换一台特斯拉的情况下,为此花个几十上百万不在话下。

水平高、运气好的话,最终还是能把声音控制住,能听了。但给人特别强烈的感觉,怎么是一个“怪兽”的阵仗,发出的竟是“小宠物”的声音。

当然,大部分如此豪迈的系统是控制不好的,只能让人感叹,为什么我的系统如此昂贵,声音却如此难听。

只有区区3瓦的小功率胆机MA1的设计师关迺炘先生,流连于慕尼黑音展各大听音空间,看到两人多高的音箱,半人多高的功放,和那些床头柜一般大小的胆机,听到那些因为高音多、低音少而被扭曲到“嚎叫”的音乐,谦虚地摇了摇手,“要出这么难听的声音,用不着这么费劲吧?”

可惜的是,关迺炘先生不懂外语,慕尼黑音展上的人流熙熙攘攘,音乐声震耳欲聋,没有几个人能听懂他的微言大义……

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