音頻功（gōng）放失真是指重（chóng）放音頻信號波形畸變的現象，通常分為電失真和聲失真兩大類。電失真（zhēn）就是信號電流在放大過（guò）程中（zhōng）產生了失真，而聲失真是信號電流通過揚聲器，揚聲（shēng）器未能如實地重現聲音。
無論是電失真還是聲失（shī）真，按失真（zhēn）的性質來分，主要有頻率失真和非線性失真兩種。其中，引起信號各頻率分量間（jiān）幅度和相位的關係變化，僅出現波形失真，不增加新的頻率成分，屬於線性失真。而諧波（bō）失真（THD）、互調失真（zhēn）（IMD）等可產生新的頻率成分，或各頻率分量（liàng）的調製產物，這些多餘產物與原（yuán）信號極（jí）不和諧，引起聲音畸變，粗糙刺耳，這些失真屬於非線性失真。在這（zhè）裏，我（wǒ）們分別對諧波失真、互調失真、瞬（shùn）態互調失真（TIM）、交流接口失真（IHM）等加（jiā）以（yǐ）討論。
１．諧波失真
諧波失真是由功放中的非線性元器件引起的一種失真。這種失真使音頻（pín）信號產生許多（duō）新的諧波成分，疊加在原信號上，形成了波形失真的（de）信號。將（jiāng）各諧波（bō）引起的失真疊加起來，就是總諧（xié）波失真度，其（qí）值（zhí）常用輸出信號中（zhōng）的所有諧波均方根值與基波電壓（yā）有效值之比的百分數來表示。在（zài）這裏（lǐ），基波信號就是輸入信號，所有諧波信號為（wéi）由非線性失真（zhēn）引入的各次諧波信號。顯然，該百分（fèn）數越小，諧波失真（zhēn）越小，電（diàn）路性能越（yuè）好。目前，Ｈｉ－Ｆｉ功（gōng）放的諧波失真一般控製在0.05%以下，許多優質功放的諧波失真已（yǐ）小於0.01%，而專業級音頻功（gōng）放的諧（xié）波失真度一般（bān）控製在0.03%以下。事（shì）實上，當總諧波失真度小於0.1%時，人（rén）耳就很難分辨了（le）。另需說明的（de）是（shì），對於一（yī）台（tái）指定的音頻功放而言，例如，某音頻功放的總諧波（bō）失真指標表示（shì）為（wéi）THD<0.009%(1W)。初看起來，似乎（hū）總諧波失真很（hěn）小，但它隻是在輸出功率為1W時的總諧波失真，這與在有（yǒu）關標準（zhǔn）要求（qiú）的測量條件下所得的總諧（xié）波失真值是不同的。所以，在標明音頻功放的總諧波失真指標（biāo）時，一般都會注明測量條件。
眾所周知，人的聽覺係統是極其複雜的（de），有時諧波失真小的功放不如諧波失真大的耐聽（tīng），這種現象的原（yuán）因是多方麵的。其中，與各次諧波成分對音（yīn）質的影響程度不同有直接關係（xì）。盡管石機（jī）與（yǔ）膽機的穩態測（cè）試數據相同，但人們總覺得膽機的低音醇厚激蕩、中音（yīn）明亮圓潤、高（gāo）音纖細清澈，極為耐（nài）聽；石機則低頻強勁有力，中高頻通透明（míng）亮，但（dàn）高頻發毛，聲音生（shēng）硬，音（yīn）色偏冷。經頻（pín）譜分析發現，石機含有大量（liàng）的奇次諧波，奇次諧波給人耳造成刺耳難聽的感覺；膽（dǎn）機則含有豐富的偶次諧波，而人耳對偶次諧波（bō）不敏感。此外，人耳（ěr）對偶次諧波失真分（fèn）辨力較低，對高次諧（xié）波卻非常敏感，這也是上述現象（xiàng）的重要原因之一。
降低諧波失真的辦法主要有：
1)施加適（shì）量的電壓負反（fǎn）饋或電流負反饋；2)選用ｆT高（gāo）、NF小、線（xiàn）性好的放（fàng）大元器件（jiàn）；3)盡可能地提高各單元電路中對管（guǎn）的一致性；4)采用（yòng）甲類（lèi）放大方（fāng）式，選用（yòng）優秀的電路程式；5)提（tí）高電源（yuán）的功率儲備，改善電源的濾波性能。
2．互調失真
兩種或多（duō）種不（bú）同頻（pín）率的信號（hào）通過放大器後（hòu）或揚聲器發聲時互（hù）相調製而產生了和頻（pín）與（yǔ）差頻以及各次諧（xié）波組合產生了和頻（pín）與差頻（pín）信號，這些（xiē）新（xīn）增加的頻率成分構成的非線性失真（zhēn）稱為互（hù）調（diào）失真。通常，將兩個振幅按一定比例（多（duō）取4:1）的高低頻信號，混合進入（rù）電路，新（xīn）產生的（de）非線性信號（hào）的均方根值（zhí）與原較高頻率（lǜ）信號的（de）振幅之比的百分數來量度互調失真，即互調失真的（de）大小，可用互調產物電平與額定信號（hào）電平的百分比來表示。此（cǐ）值越大（dà），互調失真越（yuè）大。顯（xiǎn）然，互調（diào）失真度的大小與輸出功（gōng）率有關。由於新產生的這些頻率成分與（yǔ）原信號沒有相似性，因而較小的互調失真也很容易被人耳覺察到（dào），聽起來感到又尖、又刺耳，且伴有“聲染色”現象。也就是說，互調失真帶來的影響，會使整個（gè）重放係統的聲場缺乏層次感，清晰（xī）度下降。在Hi-Fi功放中，總希（xī）望互調失真度越小越好，要（yào）做到這一點是非常困難的，因（yīn）而高保真功放要（yào）求該值小於0.1%即可。當（dāng）然，石機與膽機相比，前（qián）者的互調失真要大（dà）一些，這也是為什麽石機的音色不及（jí）膽（dǎn）機甜美的一個原（yuán）因（yīn）。
減小互調（diào）失真的方（fāng）法，常見的有：
1)采用電子分頻方式，限製放大電路或揚聲器的工作帶寬；2)在音頻功放的輸入端增設高（gāo）通濾波器，消除次（cì）低頻信號；3)選（xuǎn）用線性好的管子或電路（lù）結構。
3．瞬態失真
瞬（shùn）態失真是現代聲學（xué）的一個重要指標，它反映了功放電路對瞬態躍變信號的保持跟蹤能力，故又稱為瞬態反映。發生瞬態失真的（de）高保真係統（tǒng），輸出的音樂信號缺少層次感和透（tòu）明度。一般地，發生瞬態失真的原因有（yǒu）：
1)電路內電抗元器件的作用過大，頻率範圍不夠寬；2)揚聲器振動係統的動作跟不上瞬變電（diàn）信號的變化（huà）。
瞬態失真的主要表現形式有兩種，即瞬態互調失真和轉換速（sù）率(SR)過低引起的失真。
A.瞬態互調失（shī）真
在輸入脈衝性瞬態（tài）信號時，因電路中電容（如滯（zhì）後（hòu）補償電容、管（guǎn）子極間電容等）的存在使輸出端不能立即（jí）得到應（yīng）有的輸出電壓（即相位滯後）而使輸入級不能（néng）及時獲得應有（yǒu）的負反饋，放大器（qì）在這一瞬間處於開（kāi）環狀態，使輸入級瞬（shùn）間過載，此時的輸入電壓比正常時要高出（chū）好幾十倍，導致輸入級瞬間的嚴重削（xuē）波，這一削波失真稱為瞬態互調失真。它實質上是一種瞬態過載現象。
由（yóu）於膽機抗過載（zǎi）能力強，放大倍數低，沒有深度級間負反饋，僅有（yǒu）一些局部負反饋，因而不易產生瞬態互調（diào）失真。而一（yī）般石機都（dōu）采（cǎi）用（yòng）了大環路深度負反饋網絡來滿足低失真、寬（kuān）頻帶的要（yào）求。可見，瞬態互調失真主要（yào）發生（shēng）在石機中。此外，音量大、頻率高、動態範圍大的節目源最容易產生瞬態互調（diào）失真（zhēn）。原因在於：音樂在零信號（hào）電平附近的時間變化率最大，會使聲音變得不完全（quán）清晰，特別是中低檔（dàng）石機，往往出現在高頻部分（fèn），產生尖硬、刺耳的感覺，即所謂的“晶體管聲”和“金屬聲”。
瞬態互調失真是在20世紀70年代提出來的一項動態指標，主要由音（yīn）頻功放內部的深度負反（fǎn）饋引起的。被公認為是影響石機音質，導致“晶體管聲”和（hé）“金屬聲”的（de）罪魁禍首，人們對此極為重視。改善（shàn）ＴＩＭ可從（cóng）其形成機理入手，常采用（yòng）的方法有：
1)將放大器（qì）的開環增益和（hé）負反饋（kuì）量分別控製在（zài）50dB和20dB左右；2)選用高ｆT的管子，前級采用ｆT大於100MHz的（de）管子，末級功（gōng）率管的ｆT應大於20MHz，盡量拓寬電路的開環頻響，並加大各（gè）級自身的電流負反饋，取消大環路負反（fǎn）饋。目（mù）前有部分功放（如鍾聲（shēng）JA-100）的末級擴流電路不介入環路負反饋，其目的之一便在於（yú）此；3)采（cǎi）用全互補（bǔ）對稱（chēng）電路，提高功率輸出級（jí）的工作電流，並在輸出級前增設緩衝放大級，改善電路的瞬態響應；4)取消相位滯後電容（róng），改（gǎi）滯後補償為超前補（bǔ）償，即不用滯後補償電容，而在大環路反饋電阻上並聯一隻適當容（róng）量的小（xiǎo）電（diàn）容；5)適當（dāng）加大輸入級（jí）的靜態電（diàn）流，增大其動態（tài）範圍，並（bìng）在其輸入電路中設置低（dī）通濾（lǜ）波器（qì），消除80kHz以上的高頻雜波信號，防止高（gāo）頻幹擾信號導致輸入級瞬間過載（zǎi）。
B.轉換速率過低引起的失真
轉換速率指音頻設備對猝發聲信號或脈衝信號的跟蹤或反應能力，是（shì）反映（yìng）功放電路瞬（shùn）態應變能力（lì）的重要參數。轉換速率過低引起的瞬態失真是由於放大器輸出信號的變化跟不（bú）上輸入（rù）信號的迅速（sù）變化而引起的。如果給放大器輸入一個足夠大的（de）脈衝信號時，其電壓的最大變化速率（lǜ）應是電壓上升值與所需時間之比，單位是每秒上升多少伏，寫成數字表達式為SR=V/μｓ。SR對高保（bǎo）真功（gōng）放來（lái）說，它直接影響放大器的瞬態（tài）響應和反應速度，SR值高的（de）功放，解析力（lì）、層（céng）次感及定位感都好，聽感佳，重放流行音樂更（gèng）是如此。SR數值的（de）大小與（yǔ）功放的輸出電壓和輸出高頻截止頻率（lǜ）等有關，輸出功率大的，SR值就大；高（gāo）頻截止頻（pín）率高的，SR值也大，優質功放的（de）SR值可達100V/μｓ。為了提高功放的SR值，通常采用超高速、低噪聲的管子，但SR值過高，易使電（diàn）路自激，穩（wěn）定性變差。此（cǐ）外，前級電路的（de）SR值不應高於後級電路，否則易引起瞬態互（hù）調失（shī）真。順（shùn）便多說幾句（jù），功放的SR可用示波器來（lái）估測，方法（fǎ）是先給（gěi）音頻功放饋送一方波信號，作為輸入信號，其輸（shū）出信號波形前沿上升至額定值所需時間，所得的結（jié）果用（yòng）V/μｓ表示便是轉換（huàn）速率的大小。顯然，如果音頻功放能（néng）夠很好地處理方波信號，那就表明它具有很好的轉換速率和較寬的頻率特性。
4.交（jiāo）流（liú）接口失真
交流接口失真是由揚（yáng）聲器的（de）反電動勢（shì）通過線路反饋到電路而引起的。改善這（zhè）種失真的方法有:1)減少電路級數，適當加大電路的靜態工作（zuò）電流;2)選擇適合的揚（yáng）聲器，使阻（zǔ）尼係（xì）數更趨合（hé）理;3)采（cǎi）用大容（róng）量（liàng）優質電（diàn）源變壓器，並適當提高濾波電容的容量，在濾波電容上並聯小容量CBB電容。
此外，由於（yú）電路直流（liú）工作點選擇不當或（huò）元（yuán）器件質量不高，還會出現另一些非線性失真，諸如交叉失真和削波失（shī）真，它們均可以引起諧波失真和互調失真。交叉失真又稱為交越失真，它是對推挽功放（fàng）而言的，主要由乙類推挽功放中的功率管起始導通非線（xiàn）性而引（yǐn）起（qǐ）的，特別是在小電（diàn）流的情況下，其輸（shū）出電流在交界處產（chǎn）生非線性失真，且信號幅度（dù）越小，失真越嚴重。削（xuē）波（bō）失真（zhēn）是功放管動態範（fàn）圍不夠（gòu），由飽和（hé）導通引（yǐn）起大信號（hào）被限幅削波而造成的，削（xuē）波失真產生了大量超聲波（bō），使聲音變得模糊而抖動，聽久了使人頭痛。減小交叉失真（zhēn）常用（yòng）的方法，是適當（dāng）提高推挽輸出管的直流工作點;而改（gǎi）善削波失真的（de）措施，一般是適當加大電路的線性工作（zuò）範圍。
由（yóu）於放大器件本身具有極間電容（róng），以及放大電路中有時存在電抗性元件，所以，當輸入不同頻率（lǜ）信號時，電路的放大倍數（shù）將成（chéng）為頻率的函數（shù），這（zhè）個（gè）特性就是頻率特性或者頻率響（xiǎng）應。分為幅頻特性和相頻特性。 改變（biàn）頻響（xiǎng）曲線就是改變（biàn）其幅度和（hé）相位響應，可以通（tōng）過外加RC，LC網絡來改變其幅頻特性和相頻特性。
