一种颠覆传统理论,大胆创新的音响产品--高清晰音响 [复制链接]

高清晰音响中的魔鬼电路（上）



朋友，您敢把电源变压器拿掉吗？电网220伏，直接向主功率放大电路供电。而拿掉的电源变压器，摇身一变，成魔鬼变压器、高压包，跑到了主机与扬声器之间。这就是无牛高压电路。

什么是牛？这里所说的牛，就是主功率放大电路用的电源变压器。电源变压器俗称“火牛”。GQX无牛高压电路，指的就是主功率放大电路，不用电源变压器。直接从电网220伏交流供电，经整流、滤波、洁净，获取高压直流电，供给主功率放大器使用。

问题的关键，无牛高压电路安全吗？

大可放心。GQX有魔鬼变压器，用高压包把电网与主机隔开，开辟一个高压区，与主机屏蔽、绝缘；通过输入输出电缆及电源线与外界连接，安全问题就彻底解决了。如同计算机用的电源开关合，十分安全。高压区由整流、滤波电路及功率放大电路组成。功率放大电路内含推动高压包、功率高压包及高清音响管等。GQX产品的高压区，粘贴封条，明示：“高压、危险！非专业维修人员勿拆！”。由于输入电缆与推动高压包的初级线圈相连接；输出电缆与功率高压包的次级线圈相连接，经高压包，使电网与外界，完全隔离。有了无牛电路组成屏蔽、绝缘的高压区，GQX的使用是绝对安全的、可靠的。如果把魔鬼电路装到音箱中，可以省去一对昂贵的音箱线，那才叫“牛”。装在音箱中的整个屏蔽高压区电路，就是GQX魔鬼电路。

如果还是使用电源变压器，家用音响，用500～1000瓦。效率低、只有百分之六十左右；无功耗大；体积大；重量也大；电源变压器的磁场干扰更大；而其造价，相当于整个主机的二分之一强。大火牛本身，同属高压危险区，家用电器的烧毁故障，多发生于电源变压器。远不及专门开辟的屏蔽、绝缘的高压区，来得更加安全和可靠。

电源的供电质量，在于电源的内阻，越小越好，无牛电源根本不存在这些问题。其供电质量、供电效率、安全使用的可靠性等，绝佳。

全屏蔽、绝缘，不用大火牛的GQX产品。安全、轻便、体积小、节能、省钱、不浪费资源、供电质量高。用于高清电视等，效果会特别理想。

卢师傅经过成千上万次的实做、对比，从中的感受：大牛比小牛做的音响,音色优美许多。无牛音响比用牛音响，音色更美。此时无牛胜有牛，无牛电路更牛。

魔鬼电路如图示：红线框内，为屏蔽、绝缘的高压区

1. 300伏的魔鬼电路：





电网220V交流电，由V1、V2端接入；经D1、D2、D3、D4桥式整流；再经C1、R5、C2，组成的π型滤波后；得300V左右的直流电，供GQX的功率放大电路使用。

2. 600伏的魔鬼电路：




3. 如果，我们把V2的接点，延伸；连接到C3 和C4的联接处。这是一个正负2*300V的双电源魔鬼电路。这个连接点，是双电源的中点电位。请看下图：

高清晰音响中的魔鬼电路（下）


4. 是否可以实现1/2电网峰值的双电源？可以，需要加一只中间抽头的自耦变压器，请看下图：



因为中间抽头的自耦变压器，只起到了中点电位的分压作用。双电源的能量供给，还是由电网直接提供的。所以，上述电路，仍然属于无牛电源电路。自耦变压器的功耗很小，可以用小功率的电源变压器。如果给自耦变压器增加次级线圈，还可以作为前级推动电路的电源变压器使用。

5. 是否可以做出略小于电网峰值（＞150～＜300V）的单电源？也可以，需要加一只减压自耦变压器：




6. 是否可以做出略大于电网峰值（＞300～＜600V）的单电源？可以，仍需要一只增压自耦变压器：



7. 是否可以实现600伏以上的超高压无牛电路？理论上是可以的，这就需要采用多倍压、桥式整流的无牛超高压方案。十分遗憾的是，由于作者受时间、精力、资金、器材等多方面的影响，一个人的能力，终是有限。GQX之路，才刚刚开始，有心的读者，你们的担子，比我的还重呵！

    * 二倍压、600伏、桥式整流魔鬼电路。




    * 4倍压、1200伏、桥式整流无牛魔鬼电路。




    * 6倍压、1800伏、桥式整流魔鬼电路。




原广西科学院、广西计算中心、退休工程师 卢立立

魔鬼电路的讨论



在这里，主要讨论的是：功率放大电路、无牛电源以及音箱的安装和连接的组合关系问题。如何才能做到既节省、又安全、还高质量。我们试把音响分成如下五个组成部分：

⑴ 前级电路+音量+前级电源；

⑵ 前、后级的联接线；

⑶ 功放级电路+功放级电源；

⑷ 音箱线

⑸ 音箱+扬声器。

主机与音箱的连接，大概有如下三种做法：

1. 常规的做法：

    主机：含前级电路+音量+前级电源；前、后级的联接线；功放级电路+功放级电源等。

    音箱线、音频线，也称为贵族线。

    音箱+扬声器。

    常规的做法有如下问题：主机庞大；音箱线昂贵；传输损耗大、频率响应曲线产生偏移。

2. 把魔鬼变压器移到音箱去：

大多用于老石机的GQX改造；或者用于低电压、大火牛的低档次的GQX音响等。但是，采用高电压、 超高电压无牛电源的音响，把魔鬼变压器移到音箱去。整个音响的连接和安全，都是一个大问题。

3. 魔鬼电路：

    能否有一个既安全更高质量的组合方案？有，那就是魔鬼电路。魔鬼电路，十分简单。就是把前一章节所述的高压屏蔽盒，分别安置到左右声道的音箱内。这样一来，主机只剩下前级和功率推动电路部分。主机可以制作成小巧玲珑，也可以把主机部分安装到其中一只音箱中。

这时候的主机与高压屏蔽盒的连接，也就是音箱外的连接，已经不是传统的音箱线（音频线）的连接，而是信号线的连接。

高压屏蔽盒与扬声器的连接线，也就相当于传统的音箱中，接线柱到扬声器的连接。这样一来，所谓的贵族线，拜拜啦。

有些读者会问：把主机装到音箱去，市场上的产品不是很多吗？传统产品虽然也有把主机装到其中一只音箱去，但是，另一只音箱是空的。主机到另一空音箱的连接，是音频线。而魔鬼电路的连接却是信号线，这就是差异。

魔鬼电路，大致有如下多种好处：

1.  安全；所有的带火点和高电压部分，全部屏蔽于高压屏蔽盒内。且置于音箱内。产品的用户，所能接触到的，是音箱外部，无带火点。

2.  省钱；贵族线，用不着了，没了。

3.  频率损耗，更小；所谓的频损，就是指音频信号在传输过程中，产生的损耗和引起频率响应曲线的偏移。因为音箱线的连接，已经不是音频线，而是信号线。唯一的问题，是信号线的屏蔽和抗干扰的小问题。

4.  在当今房地产市场、寸土寸金的形势下，小巧玲珑的主机，甚至连主机都不占地（主机部分安装到音箱内），那简直：爽。

这样的组合有两个名称：产品称为高压屏蔽盒，电路称为魔鬼电路。

魔鬼变压器的远程安装及高压传输


从音响到音箱之间，需用一对音箱线。但是，音频驱动的线间，存在着严重的线间损耗。

线间损耗：η＝(RAB+RCD) /( RAB+RCD+RL)。如何才能够把这种线间损耗，降到最低？其中最愚的方法，就是花高价购置贵族音箱线。较聪慧的方法，就是把魔鬼变压器装到音箱中，音频输出采用高压传输方式。

如图：






1. 常规连接，魔鬼变压器留在机箱。

输出阻抗为8Ω，RL＝8Ω。

选用普通的、低价位的音箱线，若音箱线的线间电阻（RAB+RCD）为1Ω左右，η＝1/(1+8)，损耗大于百分之10。

选用贵族的高价位音箱线，若线间电阻（RAB+RCD）为0.1Ω左右，则η＝0.1/(0.1+8)，损耗也大于百分之1.2。

2. 高压传输方式，把魔鬼变压器装到音箱中去。

输出阻抗为10KΩ， RL＝10KΩ。

若音箱线的线间电阻（RAB+RCD）为1Ω，则η＝1/(1+10000)，损耗只有万分之1。

若线间电阻（RAB+RCD）为0.1Ω，则损耗十万分之1。

超长远距离（100米）传输的线间电阻（RAB+RCD）高达100Ω时，η＝100/(100+10000)，损耗小于百分之1。

音频传输，其高频部分，极具集肤效应。传输损耗，受影响最严重的，就是高频。各种不同价位、不同品质的音响线，对声音频率的提升补偿，不尽相同。因此，传输损耗，十分严重的影响到音响的频率曲线、音色的清晰度和不同频率的音量大小。

高压传输比起普通连接的线间损耗，整整低了一个数量级。

朋友，电网的高压传输吗？这也是同样的道理，为了节能。

音箱线很贵。纯铜、单晶铜、镀银线、银线等。国产音箱线，价格数百元；进口音箱线，动辄数千元，据说还有骇人听闻的万元线。其实，不管用些什么线，都不及采用高压传输方式来得精彩。高压传输方式那怕是用最普通的照明花线。所达到的音色效果，都远胜于常规连接所用的贵族线。花线的价钱，仅数元人民币而已。

那些大的音乐场面，例如：机场、广场、车站、商场、剧院、电影院、大型演唱会、愽览会、奥运竟枝赛场等。大功率，超长远距离传输，采用高压传输方式，意义更是非常重大。

GQX的输出，多是采用高压传输方式。就是把魔鬼变压器装在音箱中。但是，一定要十分注意到高压传输的安全和屏蔽的措施。

当然，更理想的就是魔鬼电路，绝了。

GQX的基本电路


GQX的基本电路，就是在任意放大电路的任意工作点的输出电流通路上，串联接入一个共基电路，或者接入，多个串联的共基电路，或者接入，采用倒置达林顿复合的共基电路，或者接入，无限多个串联的采用倒置达林顿复合的共基电路。

卢师傅认为:共基电路具有在电流通路上的可溶性。

因为：共基电路的电流放大倍数略小于和接近等于1，又因为共基电路的输入输出同相，所以，在任意工作点输出的电流通路上，溶入一个或者多个串联的共基电路，不会改变原放大电路的电流特性。串联电路，电流不变。由于共基电路具有输入电阻低、输出电阻高、电压增益大、比原电路还要小一个数量级的失真度、更宽的频率响应、非线性失真低等的优秀电路特征，将其广泛使用于任意电流通路上，与任意放大电路直接复合，效果都十分理想。所以说，串联作用于电流通路上的共基电路具有可溶性。

卢师傅认为:在任意电路中、任意工作点的输出通路上，广泛地、全面地、无限插入共基电路，可以增加各工作点间的电压增益；可以抬高插入点上的电压绝对值；可以提高插入点上的输出电阻。输出电阻的增加量即是溶入的共基三极管的e、c极间的内阻Rec。这样，就很好地解决了GQX电路中的高阻、高压、高增益的三高难题。

注意了：在等电压的条件下，溶入过多的共基电路，必然会造成电路速率的严重丢失。但是，如果同时大幅度地抬高工作电压，电路的速率反而会有所提升。

为什么说：在任意电流通路上，最广泛地、全面地、无限溶入共基电路的任意放大电路，就成了GQX电路？卢师傅积35年的音响发烧，成千上万次的研发实作，提出的电声还原R公式，证明了这一点。

1. 质点，声音粗细的变化率，是输出阻抗（电阻）的倒数：D＝1/R；

2. 音质，声音点的变化率，是输出阻抗（电阻）的开平方：Z＝；

3. 清晰度，声音在微秒时间，点的变化总含量，是音质，乘，速率：Q＝Z*SR＝*V/μs；

4. 透明度，声音的通透、明亮、空气感，是输出阻抗（电阻）与输出功率之比：M＝R/P；

5. 音色指数，与8欧姆音响的音质比，也是魔鬼变压器的扎数比：N＝/＝；

6. 美声公式，GQX的整机音色质量：

Ωq＝K1Q1 * K2Q2 * .…… * Kn-1Qn-1 * Qn ；

Ω是各级电路以及电路中的各个任意工作点之输出阻抗（电阻）所产生的清晰度，乘，各级、各点的转换系数（下一级电路对上一级电路的匹配、放大的转换率）的总乘积。它直接影响了整机的声音质量。全面提升GQX电路中任意工作点的输出阻抗（电阻），对于整机音质Ω的提升，意义非常重大。上述Ω公式，回答了GQX电路为什么要全面地、无限追求高阻输出：就是为了电路中任意工作点的清晰度都全面有所提高，并最终整体提升音响的清晰度和音色质量。卢师傅的大量实作，证明了上述R公式是成立的。而Hi_Fi电路中，大量使用的渥尔曼电路，即共发_共基电路，就是GQX电路在高保真电路中的使用特例。在R公式指导下的GQX基本电路，即共基电路的大串联实际应用，产生了GQX音响管：蚂蚁电路及蚂蚁管、龙管、小龙管等。为GQX无限追求高压工作、高阻输出，提供了器材保证。

高清晰音响甲单电路与Hi_Fi甲类电路的比较


关于Hi_Fi甲类功放，在网上，百科名片，是这样定义和描述的：甲类功放（A类功放）输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值。……。甲类功放使三极管始终工作于线性区，因此甲类功放几乎无失真，听感上质感特别好，尤其是小信号时，整个声音通透细节丰富。
  
以上的文字，基本上表达了传统观念，对Hi_Fi甲类功放的认知。我无意评论文字的对错。只是想请读者，以此所表述的传统观念，和GQX甲单电路做一个比较。

为什么要实施甲类功放？主要有两点：

1. 最佳的线性工作状态；

2. 克服交越失真；

可惜了，Hi_Fi的发展都经历了数十年，鲜有单端功率放大电路的产品问世。朋友，您知道吗？单端功率放大电路，是天生的甲类功放。用不着刻意地去追求大电流的静态工作。我曾经用GQX甲单电路，刻意去追求静态大电流工作，多次实验证明：

GQX甲单电路，当静态电流I＝15～30mA；其音色富于质感、弹性、爆棚；当静态电流I＞30mA；其音色开始呆滞；随着静态电流的不断加大，当I＞100mA；其音色已经淡而无味、无细节、无动感。因此，其静态电流，并不是越大越好，只需要微电流＜30mA就足够了，这不过是为了解决晶体管的输入阀值而已。

GQX甲单电路，在微电流的静态工作条件下，轻轻松松地就做到了：最佳的线性工作和无交越失真；而Hi_Fi纯甲功放，别看它耗电巨大，它的音色最大缺陷，松软无爆棚力。

其实，在电声还原中，声音美不美的关键，是R，是音响的内阻和输出阻抗R。而最佳的线性工作状态和无交越失真；还不是美声的关键因素，只是影响因素。

Hi_Fi纯甲类功放：

工作电压，正负50伏；静态工作电流，I＝2安培。无功耗：W＝IV＝2*100＝200瓦；双声道，400瓦；静态内阻：r＝V/I＝100/2＝50Ω；输出阻抗：普通高保真R＝8Ω；Hi_Fi旗舰R＝25Ω；

GQX甲单电路:

若工作电压，V＝300伏；静态工作电流，小于0.03安培（I＜30mA）。无功耗：W＝IV＜0.03*300＝9瓦；双声道，18瓦；静态内阻：r＝V/I＝300/0.03＝15000Ω＝15KΩ；

请看GQX甲单电路与Hi_Fi纯甲类功放，音色美的比较：

⑴ 当魔鬼变压器最小取值N＝10，R＝N*N*8＝800Ω；

GQX与高保真两者间的音质：sqrt（R/8）＝sqrt（800/8）＝10；相差10倍；N是多少，相差多少。

GQX与Hi_Fi旗舰间的音质：sqrt（R/25）＝sqrt（800/25）≈5.6；相差5倍；

⑵ 当魔鬼变压器适中取值N＝20，R＝N*N*8＝3200Ω；

GQX与高保真的音质：相差20倍。

GQX与Hi_Fi旗舰的音质：sqrt（R/25）＝sqrt（3200/25）≈11.3；相差11倍。

⑶ 当魔鬼变压器较大取值N＝40，R＝N*N*8＝12.8KΩ；

GQX与高保真的音质：相差40倍。

GQX与Hi_Fi旗舰的音质：sqrt（R/25）＝sqrt（12800/25）≈22.6；相差22倍。
⑷ 静态透明度：M＝r/W；

    GQX甲单的透明度：M＝15000/9≈1666.67；

    Hi_Fi纯甲的的透明度：M＝50/200＝0.25；

    1666.67/0.25＝6666.67；透明度相差了6千倍；

⑸  Hi_Fi甲类功放，需要精选配对的音响管；GQX的甲单电路，完全没有必要。

    Hi_Fi甲类功放，无功耗高达数百瓦、近千瓦；GQX无功耗小于20瓦。

    Hi_Fi甲类功放，其重量须壮男士双手抬；GQX甲单可掌上舞。

Hi_Fi纯甲功放产品，数万元、数十万元、上百万元；GQX产品，数百元、上千元。

Hi_Fi纯甲功放的音色，肥厚、平淡、粗糙、背景模糊；GQX的音色，“高山流水、重现大自然”。

GQX平民的音响超贵族的享受；Hi_Fi老石机，垃圾，拜拜了。

在音响领域搞创新并且拥有专利的达人也有不少,起码在本论坛上就见过几位,但最后的结果都是开头风风火火,最后消声匿迹,是什么原因呢?是吹牛,是侵犯了传统音响厂家和商家的利益备受打压、还是缺乏发展的资金呢？其实还是哪句话，是马是驴拉出来溜一溜就知道了！说真的，我也觉得现在的HIFI市场的确需要变革啦，我骨子里头还真希望这些技术都是可行的，都是真的！

另类的东西很难成为主流,但真理在成为真理之前,往往会被人认为是歪理斜说,这种疯狂的设计是突破还是瞎搞,看来只有时间才可以验证了!