音頻功放失真（zhēn）是指重放音頻信號波形畸（jī）變的現象（xiàng），通常分為電失真和聲（shēng）失（shī）真（zhēn）兩大類（lèi）。電失真就（jiù）是信號電流在放大過（guò）程中產生了失真，而聲失真是信號電流（liú）通過揚聲器，揚聲器未能如實地重現聲音。
無論是電失真還是（shì）聲失真，按失真的性質來分，主要有頻率失真和非（fēi）線性失真兩種。其中（zhōng），引起信號各頻率分量間幅度和（hé）相位的關係變化，僅出現波形（xíng）失真（zhēn），不增（zēng）加新（xīn）的頻率成分，屬於線（xiàn）性失真。而諧波失（shī）真（THD）、互調失真（zhēn）（IMD）等可產生新的頻率成分（fèn），或各頻率分量的調製產物，這（zhè）些（xiē）多餘產物與原信號極不和諧，引起（qǐ）聲音畸變，粗糙刺耳，這些失真屬於非線性失真。在這裏，我們分別對諧波失真、互調失真、瞬態互調失（shī）真（TIM）、交（jiāo）流接口失真（IHM）等加以討論。
１．諧波（bō）失真
諧波失真是由功（gōng）放中的非線性元器件引起的一種（zhǒng）失真。這種失真使音（yīn）頻信號產生許多（duō）新的諧波成分，疊加在原信號上，形成了波形失真的信號。將各諧波引起的失真疊加（jiā）起（qǐ）來，就是總諧波失真度，其值常用輸出信號中的（de）所有諧波均方根值與基波電壓有效值之比的百分數來（lái）表示（shì）。在（zài）這裏，基波信號就是輸入信號，所有諧波信號為由非線性失真引入的各次諧波信號。顯（xiǎn）然，該百分數越小，諧（xié）波（bō）失真（zhēn）越小，電路性能越好。目前，Ｈｉ－Ｆｉ功（gōng）放的諧波失真一般控製在0.05%以下，許多優（yōu）質功放的諧（xié）波（bō）失真已小於0.01%，而專業級音頻功放（fàng）的諧波失真度一般控（kòng）製在0.03%以下。事實上（shàng），當總諧（xié）波失真（zhēn）度小於0.1%時，人耳就（jiù）很難分辨了。另需說明的是，對於一台指定的音頻功放而言，例（lì）如，某音頻（pín）功放的總諧波（bō）失（shī）真指標表示為THD<0.009%(1W)。初看起（qǐ）來，似乎總諧波失真很小，但它隻是（shì）在輸（shū）出功率為1W時的總諧波失真，這與（yǔ）在有關標（biāo）準要（yào）求的測量條件下所得的總諧波失真值是不同的。所以（yǐ），在標（biāo）明音頻功（gōng）放的總諧波失真指標時（shí），一般都會注明測量（liàng）條件（jiàn）。
眾所周知，人的聽覺係統是極其複雜的，有時諧波失真小的功放不如諧波失真大的耐（nài）聽，這種現象的原（yuán）因是多方麵的。其（qí）中，與各次諧波成分（fèn）對音質的影響程度不同有直接關係。盡管石機與膽機的穩態測試數據相同，但人們總覺得膽機的低音醇厚激蕩、中（zhōng）音明亮圓潤、高音纖細清澈，極為耐聽；石機則低頻強勁有力，中高頻通透明亮，但高頻發毛，聲音生硬，音（yīn）色（sè）偏冷。經頻譜分析發現，石機（jī）含有大量的奇次（cì）諧波，奇次（cì）諧波給人耳造成刺耳難（nán）聽的感覺；膽機則含有豐富的偶次（cì）諧波，而人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（cì）諧波卻非（fēi）常敏感，這（zhè）也是上述現象的重要原因之一。
降低諧波失真（zhēn）的辦法主要有（yǒu）：
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（xìng）好的放大元器（qì）件；3)盡可能地提高各單元電路（lù）中對管的（de）一致性；4)采用甲類放大方式，選（xuǎn）用優秀的（de）電（diàn）路程式；5)提高電源的（de）功率儲備，改善電源的濾波性能。
2．互調失真
兩種或多種不（bú）同（tóng）頻率的信號通過放（fàng）大器後或揚聲器（qì）發聲時（shí）互相調製而產生了和頻與差頻以及各次諧波組合產生了和（hé）頻與差頻信號，這些新增加的頻率成分構成的非線性失真稱（chēng）為（wéi）互調失真。通常，將兩個振幅按一定比例（多取4:1）的高低頻信號（hào），混合（hé）進入電路，新產生的（de）非線性信號的均方根值與（yǔ）原較高頻率信號的振幅之比的百分數來量度互調失真，即互調失真的大（dà）小，可用互（hù）調產物（wù）電平與額定（dìng）信號電平的（de）百（bǎi）分比來表示。此值越大，互調失真越大。顯然，互調（diào）失真度的大小與輸出功率有關。由於新產生的這些頻率成分與原信號沒有相似性，因（yīn）而較小的互調失真也很容易被人耳覺察到，聽（tīng）起來感到又尖、又刺耳，且伴有（yǒu）“聲染色”現象。也就是說，互調失真帶來（lái）的影響，會使整個重放係（xì）統的聲場（chǎng）缺乏層次感，清晰度下降（jiàng）。在Hi-Fi功放中，總希望互調失真度越小越好，要做到（dào）這一點是非常困難的，因而高保真功放（fàng）要求（qiú）該值小於（yú）0.1%即可。當然，石機與膽機相比，前者的互調失真（zhēn）要大一些，這也是為什麽石機（jī）的音色不及膽機甜美的一個原因。
減小互調失真的方法，常（cháng）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（duān）增設（shè）高（gāo）通濾波器，消除次低頻信號；3)選用線性好的管子或電路（lù）結構。
3．瞬態失真
瞬態失真是現代聲學的一個重要指標（biāo），它反映了功放（fàng）電路對瞬態（tài）躍變信號的（de）保持跟（gēn）蹤能力（lì），故又稱為瞬（shùn）態反映。發生瞬態失真的高（gāo）保真係統（tǒng），輸出的音樂信號（hào）缺少層次感（gǎn）和透明度。一般地，發生瞬態失真的原因有：
1)電路（lù）內電抗元器件的作用過大，頻率範圍不夠寬；2)揚聲器（qì）振動係統的動作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（hù）調失真和轉換（huàn）速率（lǜ）(SR)過低引（yǐn）起的失真。
A.瞬態互調失真
在輸入脈衝性瞬態信號時，因電路中電容（如（rú）滯後補償電（diàn）容、管子極間電容等）的存在使輸出（chū）端不能立即得到應有（yǒu）的輸出電壓（yā）（即相位滯後）而使輸入級不能及時獲得應有（yǒu）的負反饋，放大器在這一瞬間處於開環狀態，使輸入級瞬間過載，此時（shí）的輸入電壓比正常時要高出好幾十倍，導致輸入級（jí）瞬間的（de）嚴重削波，這一（yī）削波（bō）失真稱為瞬態互調失真。它實質（zhì）上是一種瞬態過（guò）載現象。
由（yóu）於膽機抗（kàng）過載能（néng）力（lì）強，放大倍數低，沒有深度級間負反饋，僅有一（yī）些局部負反饋（kuì），因而不易（yì）產生瞬態互調失真。而一（yī）般石機都采用了大環路深度負反饋網絡來滿足低失真、寬頻帶的要求（qiú）。可見，瞬態互調失真主（zhǔ）要發生在石機中。此外，音量大（dà）、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（yú）：音樂（lè）在零信號（hào）電（diàn）平附近的時（shí）間變（biàn）化率最大，會使聲音變得不完全（quán）清晰（xī），特別是中（zhōng）低檔（dàng）石（shí）機，往往出現在高（gāo）頻部分，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（yī）項動態指標，主要由（yóu）音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“金屬聲”的（de）罪魁禍首，人們對此（cǐ）極為重視。改善ＴＩＭ可（kě）從其形成機理入手，常采用的（de）方（fāng）法有：
1)將放大器的開（kāi）環增益和負反（fǎn）饋量分別（bié）控製在50dB和（hé）20dB左右（yòu）；2)選用（yòng）高ｆT的管子，前級采用ｆT大於100MHz的管子，末（mò）級功率管的ｆT應大於20MHz，盡量拓寬電（diàn）路的開環頻響，並加大各級自身的電流負反饋，取消大（dà）環路（lù）負反饋。目前有部分功放（如鍾聲JA-100）的末級擴流電路不介入（rù）環路（lù）負反饋，其目的之一便在（zài）於此；3)采用全互（hù）補對稱電路，提高功率輸出級（jí）的（de）工作電流，並在（zài）輸出級（jí）前增設緩衝放（fàng）大級，改善電路的瞬態響應；4)取消相位滯後電容（róng），改滯後補（bǔ）償為超前補償，即不用（yòng）滯後補償電（diàn）容，而在（zài）大環路反饋電阻上並聯一隻適當容量的小電容；5)適當（dāng）加大輸入級的靜態電流，增大其動態範圍，並在其輸入電路中設（shè）置低通濾波器，消除80kHz以上的高頻雜波信（xìn）號，防止高頻幹擾信（xìn）號導致輸入級瞬間過載。
B.轉換速率過低引起（qǐ）的失真（zhēn）
轉換（huàn）速率指音頻設備對猝發聲信號或脈衝信（xìn）號的跟蹤（zōng）或反應能（néng）力，是反映功放電路瞬態應（yīng）變能力的重要參數。轉換速率過低引起的瞬態失（shī）真是由於放大器輸出信（xìn）號的變（biàn）化跟不上輸入信（xìn）號的迅速變化而引起的。如果給（gěi）放大（dà）器輸入一（yī）個足夠大的脈衝信號（hào）時，其電壓的（de）最大（dà）變（biàn）化速率應是電壓上升值與所需時間之比，單位是每秒上升（shēng）多少伏，寫（xiě）成數字表達式為SR=V/μｓ。SR對高（gāo）保真功放來說，它直接影（yǐng）響放大器的瞬態響應和反應速度，SR值高的功放，解析力、層（céng）次感及定（dìng）位感（gǎn）都好，聽（tīng）感佳，重放流行音樂更是如此。SR數值的大（dà）小與功放的輸（shū）出電壓和輸出高頻（pín）截止頻率等有關，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（fàng）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，但SR值過高，易使電路自激，穩定性變差。此外（wài），前（qián）級電路的SR值不應高於後級電路，否（fǒu）則易引起（qǐ）瞬（shùn）態（tài）互調失真。順便多（duō）說幾（jǐ）句，功放的（de）SR可（kě）用示波器來估測，方法（fǎ）是先（xiān）給音頻功放饋送一方波信號，作（zuò）為輸入信號（hào），其輸出信號波形前沿（yán）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，如果（guǒ）音頻功放能夠（gòu）很好地（dì）處理方波信號，那（nà）就（jiù）表明它具有很好的轉換（huàn）速率和較寬的頻率特（tè）性。
4.交流（liú）接口（kǒu）失真
交流接口失真是（shì）由揚聲器的反電動勢通過（guò）線路反饋到電路而引起的。改善（shàn）這種失真的方法有:1)減少電路級數，適（shì）當加大電路的（de）靜態工作電流（liú）;2)選擇適合的揚（yáng）聲器，使阻尼（ní）係數更（gèng）趨合理;3)采用大（dà）容量優質電源變壓器，並（bìng）適當提高（gāo）濾波電容的容量，在濾波電容上並聯小（xiǎo）容量CBB電容。
此外，由（yóu）於電路直流工（gōng）作點選擇不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，它們均可以（yǐ）引起諧波失真和互調失真。交（jiāo）叉失真又稱為交越失真，它是對推挽功放而言的，主要由乙（yǐ）類推挽功放中的功率管起始導通非線性而引起的，特別是在小電流的情況下，其輸出電流在交界處產生非線性（xìng）失真，且信號幅度越小，失真越嚴重（chóng）。削波失真是功放管動態範圍不夠，由（yóu）飽和導通引起大信（xìn）號（hào）被限幅削波而造成的，削波失（shī）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（fǎ），是適當提高推挽（wǎn）輸（shū）出管的直流工作點;而改善削波失真的措施，一般是適當加大電路（lù）的線性工作範圍。
由於放大器件本身具有（yǒu）極間（jiān）電容，以及放大電路（lù）中有時存在電抗性元（yuán）件，所以，當（dāng）輸入（rù）不同頻率信號時，電路的放大倍數將成為頻率的函數，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。 改變頻響（xiǎng）曲線就（jiù）是改變其幅度和相位（wèi）響應，可以（yǐ）通過外加RC，LC網絡來改變其幅頻特性和（hé）相頻特性。
