音頻功放失真（zhēn）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（zhēn）兩大類。電失真就（jiù）是信號（hào）電流在放（fàng）大過程中（zhōng）產生了失真，而聲（shēng）失真是信號電流通過揚聲器，揚（yáng）聲器未能如實地重現聲（shēng）音。
無論是電失真還是聲失真，按失真的性（xìng）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幅度和相位的關係變化，僅出現波（bō）形失真，不增（zēng）加新的頻率成分，屬於線性失（shī）真。而諧波失真（THD）、互調失真（IMD）等可產生新的頻率成分，或各頻率分量的調製產物（wù），這些多餘產物與原信號極不和（hé）諧，引起聲音畸變，粗糙刺耳，這些失真屬於非線（xiàn）性失真。在（zài）這裏，我們（men）分（fèn）別對諧波失（shī）真、互調（diào）失真、瞬（shùn）態互調（diào）失真（TIM）、交流接（jiē）口（kǒu）失真（IHM）等加以（yǐ）討論。
１．諧波失（shī）真
諧波失真是由功放中的非線性元（yuán）器件引起（qǐ）的一種失真（zhēn）。這種失真使音頻信號產生許多新的諧波成分，疊加在原信號上，形成了波形失真的信號。將各（gè）諧波引（yǐn）起的失真疊加起來，就是總諧波失真度，其值常用輸出信號中的所有諧波均方根（gēn）值與基波電壓有效值之比的百分數來表示。在這裏，基波信（xìn）號就是（shì）輸入信號（hào），所有諧波信號為由非線性失真引入的各次（cì）諧波信號。顯然，該百分數（shù）越小，諧波失真越小，電路性能越好。目前，Ｈｉ－Ｆｉ功放的諧波失真一般控製在0.05%以下，許多優質功放的（de）諧波失真已小於0.01%，而專業級音頻功放的（de）諧波失真度（dù）一般控製在0.03%以下（xià）。事實上，當總諧波失真度小於（yú）0.1%時，人耳就很難分辨了。另需說明的是，對於一台指（zhǐ）定的音頻功放而言，例如，某音頻功放的總諧波失真指標表示為THD<0.009%(1W)。初看起來，似乎總諧波失真很（hěn）小，但它（tā）隻是在（zài）輸出功率為1W時的總諧波失真，這與在有（yǒu）關（guān）標準要求的（de）測量條件下所（suǒ）得的總諧波失真值是不同（tóng）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（zhù）明測量條件。
眾所周知，人的聽（tīng）覺係統是極其複雜的，有時諧波失真小（xiǎo）的（de）功放不如諧波失真大的耐聽，這種現象的原因是多方（fāng）麵的。其中（zhōng），與各次諧（xié）波成分對音質的（de）影（yǐng）響程度不同有直接關係。盡管石機與膽機的穩態測試（shì）數據相同，但人（rén）們總覺得膽機（jī）的低音醇厚（hòu）激蕩、中音明亮圓潤、高音纖細（xì）清澈，極為耐聽；石機則低頻強勁有力（lì），中高頻通透明（míng）亮，但高頻發毛，聲音生硬，音色偏冷。經頻譜分析發現，石（shí）機（jī）含有大量的奇次諧波，奇次諧波給人耳造（zào）成刺耳難聽的感覺；膽機則含（hán）有豐富的偶（ǒu）次諧波，而人（rén）耳對偶次諧波不敏感。此外，人耳對偶次諧波失真分辨力較低，對高次諧（xié）波卻非常（cháng）敏感，這（zhè）也是上述現象的重要原因（yīn）之一。
降低諧波失真的辦法主要有：
1)施加適量的電壓負反（fǎn）饋或電流負反饋；2)選用ｆT高、NF小、線性好的放大（dà）元器件；3)盡可能地提高各單元電路中對管的一致性；4)采用甲類放大方式，選用優秀的電路程式；5)提高電源（yuán）的功（gōng）率（lǜ）儲備，改善電源的濾波性能（néng）。
2．互調失真
兩種或多種不同頻率的（de）信（xìn）號通過放大器後或揚聲器發（fā）聲（shēng）時互相調製（zhì）而產生了和頻與差頻以及各次諧波（bō）組合產生了（le）和頻與差頻信號，這些新增加的（de）頻率（lǜ）成分構（gòu）成的非線性失真稱為互調失真。通（tōng）常，將兩個振幅按一定比例（多取4:1）的（de）高低頻信號，混合進入電路，新產生的非線性信號的均方根值與原（yuán）較（jiào）高頻率信號的振幅之比（bǐ）的百分數來量度互（hù）調（diào）失真（zhēn），即互調失真的（de）大小，可用互調產物電（diàn）平與額定信號電平的百分比來表示。此值越大，互調失真越大。顯然，互調失真度的大小與輸出功率有關。由（yóu）於新（xīn）產生的這些頻（pín）率成分與原信號沒有相似性，因而較小的互調失真也很容易被人耳覺察到，聽起來感到又尖（jiān）、又刺耳，且伴有“聲染色”現象。也就是說，互調失真（zhēn）帶來（lái）的（de）影響（xiǎng），會使整個（gè）重放係統（tǒng）的聲場缺（quē）乏層（céng）次感，清晰度下降。在Hi-Fi功放中，總希望互調失真度越小越好，要做到這一點是（shì）非常困難的，因而高保真功放要求該值小於0.1%即可。當然，石機與膽機相比，前者的互調失真要大一些，這也是為什麽石機的音（yīn）色不及膽機甜美的一個原因。
減小互調失真的方法，常見的（de）有：
1)采用電子分頻方式，限製放大電路或揚聲器的（de）工作（zuò）帶寬；2)在音頻功放的輸入端增設高通濾波（bō）器，消除次低頻信號；3)選用線性（xìng）好的管子或電路結構。
3．瞬態失真
瞬態失（shī）真是現代聲學的一個重要指標，它（tā）反映了功放電路對瞬態（tài）躍變信號的保（bǎo）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（lè）信號缺少層次感和透明度。一般地，發生瞬態失真的原因有：
1)電路內電抗元（yuán）器件的作用過大，頻率範圍不夠寬；2)揚（yáng）聲器振動係統的動作（zuò）跟不上瞬變電信號的變化。
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率（lǜ）(SR)過低引起（qǐ）的失真。
A.瞬態互調失真
在輸入脈衝性瞬態信號時，因電路中電（diàn）容（róng）（如滯（zhì）後補償電容、管子極間電容等（děng））的存（cún）在使輸出端不能立即得到應有的輸出電壓（即相（xiàng）位滯後）而使（shǐ）輸入級不（bú）能及時獲得應有的負反（fǎn）饋，放（fàng）大器在這一瞬間處於開環狀態，使輸入級瞬間過載，此（cǐ）時的輸入電壓比正（zhèng）常時要高出（chū）好幾十倍，導致輸入級（jí）瞬間（jiān）的嚴重削波，這一削波失真稱為瞬態（tài）互調失（shī）真。它實質上是一種瞬態過載（zǎi）現象。
由於膽機抗過載（zǎi）能力強，放大倍數低，沒有深度級間負反饋，僅有一些局部負反饋，因而不易產（chǎn）生瞬（shùn）態互調失真。而一般石（shí）機都采用了大（dà）環（huán）路深度負（fù）反（fǎn）饋網絡來（lái）滿足低失真、寬頻帶的要求。可見，瞬態互調失真主要發生在石機中。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失真。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清晰，特別是中低檔（dàng）石機，往（wǎng）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（shēng）”和（hé）“金屬聲”。
瞬態互調失真是在20世紀70年（nián）代提出來的一項動態指標，主要由音頻功放內部的深（shēn）度負反饋引起的。被公認為是影（yǐng）響石機音質，導致“晶體管聲”和“金屬聲”的（de）罪魁禍首，人們對此極為重視。改善ＴＩＭ可從其形成機理入手，常采用（yòng）的方（fāng）法有：
1)將放大器的開環增益和負反饋量分別控製在50dB和20dB左右；2)選用高ｆT的（de）管（guǎn）子，前級（jí）采用ｆT大於100MHz的管子，末級功率管的ｆT應大於20MHz，盡量拓寬電路的開環（huán）頻（pín）響（xiǎng），並（bìng）加大各級自身的（de）電流負反饋，取（qǔ）消大環路負反饋。目前有部分（fèn）功放（如鍾聲JA-100）的末級擴流電路不（bú）介入環路負反饋，其（qí）目的之一便（biàn）在於此；3)采（cǎi）用全互補對稱電路，提高功率輸出級的工作電流，並在輸出級前增設緩衝放大級，改善電路的瞬態響（xiǎng）應（yīng）；4)取消相位滯（zhì）後電容，改滯後補償（cháng）為超前補償，即不用滯後補償電容，而在大環路反饋電阻上（shàng）並聯一隻適當容量的小電容；5)適當加大輸（shū）入級的靜態電流，增大其動態範圍，並在其輸入電路中（zhōng）設置低通濾波器（qì），消除80kHz以上（shàng）的高頻（pín）雜波（bō）信（xìn）號，防止高頻幹（gàn）擾信號導致輸入級瞬間（jiān）過載。
B.轉換速率（lǜ）過低引起的失真
轉換速率指音頻設備對猝（cù）發聲信號或脈衝信號的跟蹤或反應能力，是反映功放電路瞬態（tài）應變能力（lì）的重要參數。轉換速率過低引（yǐn）起的瞬態失真是由於放大器輸出信號的（de）變化跟不上輸入信號的迅速變化（huà）而（ér）引（yǐn）起的（de）。如果給放大器輸入一個足夠大的脈衝信號（hào）時，其電壓的最大變化速率應是電壓上升值與所需時間之比，單位是（shì）每秒（miǎo）上升多少伏，寫成數字表達式為SR=V/μｓ。SR對高保真功放來說，它直接影響放大（dà）器的瞬態響應和反應速度，SR值高的功放，解析力、層次感及定位感都好，聽感佳，重（chóng）放流行音樂更是如此（cǐ）。SR數值的大小與（yǔ）功放（fàng）的輸出電壓和輸出高頻（pín）截止（zhǐ）頻率（lǜ）等有關，輸出功率大的，SR值（zhí）就大；高頻截止頻率高的，SR值也大，優質功（gōng）放的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（zǐ），但SR值過高，易使電路自激，穩定（dìng）性（xìng）變差。此外，前級電路的SR值不應高於後級電路，否則易引起瞬態互調失（shī）真。順便多說幾句，功放的SR可用示波器來估測，方法是先給音頻功放饋送一方波信號，作為輸入信號，其輸出信號波形（xíng）前（qián）沿上升至額定值所（suǒ）需時間，所得的結果用V/μｓ表示便是轉換速率的大小。顯然（rán），如果音頻功放能夠很好地處理方波信號，那就表明它（tā）具有很好的轉換速率和較寬的（de）頻率特性。
4.交流接口失真
交流接口失真是（shì）由揚聲器的反（fǎn）電動勢（shì）通過線路反饋到電路而引（yǐn）起的。改（gǎi）善這種失真的方法有:1)減少電路級數，適（shì）當加大電路的（de）靜態工作電（diàn）流;2)選擇適（shì）合的揚聲器（qì），使阻尼係數更（gèng）趨合（hé）理;3)采用大容量優質電源變壓器，並（bìng）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，由於電（diàn）路直流工作點選擇不（bú）當或元器件質量不高，還會出現另一些非線性失真，諸如交叉失真和削波失真，它們（men）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（shì）對推挽功放而言的，主要由乙類推挽功放中的功率管起始導通非線性而引起的，特（tè）別是在小電流的情況下，其輸出電流（liú）在交界處產生非線性失真，且信號幅度越（yuè）小，失真越嚴（yán）重。削波失真是功放（fàng）管動態範（fàn）圍不夠，由（yóu）飽和導通引起大信號被（bèi）限幅削波而造（zào）成的，削波失真產生（shēng）了大量超聲波，使聲音變得模糊而抖動，聽久了使人頭痛。減小交叉失真常用的方法，是適當（dāng）提高推挽輸出管的直流工（gōng）作點;而改善削波失真（zhēn）的措施，一般（bān）是適當加大（dà）電路的線（xiàn）性工作範圍。
由於放大（dà）器件本身具有（yǒu）極間電容，以及放大電路中（zhōng）有時存在（zài）電抗性（xìng）元件，所以，當輸入不同頻（pín）率信號時，電路的放大倍數將成（chéng）為頻率的函數，這個特性就是頻率特性或者頻率響應。分為幅頻特性和相頻特性。 改（gǎi）變頻響曲線就是改（gǎi）變其幅度和相位響應，可以通過外加RC，LC網絡來改變其幅頻特性和相頻特性。
