一种信号端数字分频降低对输出变压器性能要求的方式

ianzou

电子管功放输出变压器是阻抗匹配、能量转换的必要元件，理想情况下，输出变压器应在音频范围内（20Hz-20kHz）保持平坦的频率响应（即各频率信号的传输效率一致），但实际中受结构和材料限制，其频响曲线会呈现中间平坦、高低频两端衰减的特性。输出变压器的频响曲线通常在中频段（如 100Hz-10kHz） 表现最平坦，信号衰减最小（接近 0dB），这是因为该频段的信号既不受低频段铁芯磁化特性的限制，也不受高频段分布参数（漏感、分布电容）的显著影响，能量耦合效率最高。而在低频段（<100Hz）和高频段（>10kHz），信号会出现不同程度的衰减，衰减速率和起始频率取决于影响变压器的因素（如铁芯尺寸及材料、铜线材料及线圈绕制工艺等）。低频段的频率响应主要受初级电感量和铁芯磁特性影响，高频段的频率响应主要受漏感和分布电容影响。输出变压器的低频段响应特性与高频段响应特性在设计与制造中存在相互制约的矛盾关系，这种矛盾源于两者的核心影响因素存在天然冲突 —— 改善低频响应的手段往往会恶化高频性能，反之亦然，这种矛盾本质上是 “电感与分布参数”“磁耦合效率与空间限制” 的物理特性冲突，不可调和。性能优秀的输出变压器并非“消除矛盾”，而是通过材料创新（如低损耗铁芯）、工艺改进（如精密绕制）和参数平衡，将高低频的衰减控制在音频范围内（20Hz-20kHz）的可接受程度（如 ±3dB 以内），从而实现兼顾。因此，输出变压器的设计制造是一门 “妥协的艺术”，其性能上限也往往取决于对这种矛盾的协调能力，这也是高性能输出变压器成本高昂的原因。
一种降低对输出变压器性能要求的方式就是信号端数字分频，分频后就可以分别使用带低频段输出变压器功放和带高频段输出变压器功放。例如：使用2台相同架构（相同相位输出）的功放，在2400Hz处分频，分别使用低频段输出变压器功放（输出<2400Hz）和高频段输出变压器功放（输出>2400Hz）直通低音和高音扬声器。这样，输出变压器设计制造就不用互相妥协，降低对输出变压器性能要求。当然，代价是增加一套功放（含输出变压器），直通的好处是消除了功率分频器的损耗和失真（幅频、相频）。
另外再提一句，用一个振膜是不能理想的重放人耳听觉频率范围的声音，系统分频是必须的，传统的音箱里功率分频使用电容、电感、电阻必然带来相频特性和幅频特性的改变，均衡和补偿不能兼顾相频特性和幅频特性，在模拟信号域的模拟滤波器这个问题是无解的。再好的电容、电感也比不上一段1米的无氧铜导线的通透，数字分频可以使功放直通连接喇叭而且线性相位。
信号流程为：
播放器-->虚拟声卡(数字环回)-->信号端分频（FIR卷积器插件滤波、分频）-->USB声卡(7.1声道)-->功放（同相位架构）高频段输出变压器-->直通高音喇叭。
-->USB声卡(7.1声道)-->功放（同相位架构）低频段输出变压器-->直通低音喇叭。

胆之阁

这个是宏观设想还是有实作样品？本来是解决胆机输出牛的问题，现在走远路攻克数字分频了如果这样还有玩胆机的必要吗？直接配一副耳机岂不更直接吗？
当然，不能打击楼主的积极性，折腾快乐！

茹祥臣

这和丰田搞燃料电池一样，专利先申请了，剩下的问题别人解决。

YUJUNH

茹祥臣 发表于 2025-8-8 10:40
这和丰田搞燃料电池一样，专利先申请了，剩下的问题别人解决。

我以前打算前级输出低频信号再加一对低音喇叭单独功放增强低音弥补300b低频不足 ，还特意买了两台晶体管功放，现在觉得300B也没有坛友们说得低频那么单薄也就放弃了

茹祥臣

YUJUNH 发表于 2025-8-8 10:51
我以前打算前级输出低频信号再加一对低音喇叭单独功放增强低音弥补300b低频不足 ，还特意买了两台晶体 ...

如果系统测试，加均衡器试一下，这个是成本比较低的方式。

均衡器可以对多个频段做增强和衰减，相对于其他方式简单很多。

胆之阁

YUJUNH 发表于 2025-8-8 10:51
我以前打算前级输出低频信号再加一对低音喇叭单独功放增强低音弥补300b低频不足 ，还特意买了两台晶体 ...

300B的强项就是解决低频问题。因为屏阻低，阻尼系数就比五极管大，低频控制力自然好。关于低频下潜问题，只需把电感量绕足即可

超人胆

输出变压器高中低不平衡，高低两端衰减多，应该从解决输出变压器的频响处入手。你前端再怎么提升都白费。

YUJUNH

胆之阁 发表于 2025-8-8 12:13
300B的强项就是解决低频问题。因为屏阻低，阻尼系数就比五极管大，低频控制力自然好。关于低频下潜问题， ...

在群里的时候讨论过300B，300b当初为电源调整管设计的，后来才被烧友拿来当音响管用，由于管子的内阻低低频单薄，所以输出牛就不好绕了，都是相互矛盾相互牵连，要想低频好电感要大，电感要大一是铁芯二是圈数，铁芯材料摆在那里提升不了，如果加大铁芯又会影响别的数据指标，管子内阻低摆在那里圈数又增加不了，所以说300B是残疾管，难做好，

胆之阁

YUJUNH 发表于 2025-8-8 15:17
在群里的时候讨论过300B，300b当初为电源调整管设计的，后来才被烧友拿来当音响管用，由于管子的内阻低低 ...

第一句话的结论就是误传；
第二句话的“由于。。。所以。。。”根本不成立；
第三句话是输出牛的矛盾体，与人一样，要会取舍，不需要照顾到方方面面；

YUJUNH

胆之阁 发表于 2025-8-8 17:58
第一句话的结论就是误传；
第二句话的“由于。。。所以。。。”根本不成立；
第三句话是输出牛的矛盾体 ...

舍取是一种达不到要求的一种无奈的选择，如果一样的价钱我肯定选择进口牛

HIFI5200

按照LZ意思，我在音频输入端加个100-10K的陷波器，让它衰减1-2dB不就好了吗？

ianzou

一套保留数年的配置：macOS系统--Foobar2000 MAC版+SACD 插件--BlackHole 虚拟声卡--CamillaDSP（卷积滤波、分频）--XonarU7MKII USB声卡(7.1声道)--6N1SRPP+6P15 单端功放（普通4夹3 EI66输出变压器）--直通丝膜高音喇叭。--XonarU7MKII USB声卡(7.1声道)--6N1SRPP+300B 单端功放（普通4夹3 EI96输出变压器）--直通PP膜低音喇叭。分频点基本固定2600Hz，有时也在2200Hz--2800Hz调整，动动鼠标的事，不到一分钟可达。