Re: [請益] 靈敏度跟擴的必要性

Hi all, 這是我在耳機版首發
想藉著J大的文章，也來闡述一下我的看法。
盡量用通俗的方式來講。

湊巧我也是學電的，對於放大器電路的印象
停留在大一的電子實驗與大二的電子學，
如果內容不精確請原諒我，因為已經十年了。

首先我這篇文的目的是想要嘗試回答兩個問題:

1. "放大器的功能是把訊號放大，那與音量旋鈕的放大一樣嗎?"
(其實這也是我最近在看這類的文章，自己的一個疑問)
結論是:不完全一樣

2. 推力是什麼意思?

## 先來講講第一個問題,

我們先來拆解一下電壓訊號(電流訊號也可同理)

Vall = Vdc + vs + vn

這裡的大寫指的是含有DC訊號的意思，小寫指的是小訊號的意思

Vdc :直流電壓，可以理解為湖面的水位

vs :小訊號，一般來說我們所聽到的音樂訊號就是這個，
可以類比為湖面水上的美麗的漣漪

vn :雜訊，可以類比為湖面上的碎浪，比較醜陋

一般的音量旋鈕原理，其實就是顆可變電阻與耳機的輸入阻抗並聯。
所謂的可變電阻，是一種被動元件，也就是它本身的能量完全來自於輸入訊號，
電阻可以類比為水管粗細，電阻越大水管管徑越小，水流(電流)越難通過，
而可變電阻是與耳機輸入阻抗並聯，意思就是在耳機的輸入水管旁邊也接出去一條水管，我們可以藉由音量旋鈕來調整進入耳機的電流大小，
可變電阻調小時，外接出去的這條水管越大，也就是流進耳機的電流會越少，音量就越小"重點是，音量旋鈕所控制的電壓或電流訊號指的是Vall"

而講到放大器電路，放大器電路是一種主動元件，
也就是除了輸入輸出的接頭以外，放大器元件本身還會接VDD以及GND，就是電源的意思。這樣的話，放大器電路本身就有能量的輸入。
"重點在，放大器電路的目的在於維持Vdc的情況下，放大小訊號也就是 vs"
這裡轉換為聽感就是，我們希望音樂訊號被放大。
(這裡所謂的維持Vdc的意思並不代表放大器電路永遠不會調整dc電位，而是不太會去調整有必要時它們也會利用level shift電路調整Vdc，但大多數的放大器電路不會去動Vdc)
眼尖的朋友會發現，疑~ 那vn是小訊號阿是不是也會被放大? 對會被放大，所以大家才說耳機系統的重點在於電源，也就是維持Vdc且降低vn。

這邊我想大家可以一起想想看
單純轉動音樂旋鈕改變Vall，以及只有放大vs在音感上的差別

##再來講講第二個問題，究竟推力是啥?

這個問題我想回到開頭講的我大一的電子實驗，
記憶中，我們也是要做放大器電路，並且要推動助教給的玩具喇叭，
這邊我需要定義一個參數叫做gain，gain指的是輸出訊號相對於輸入訊號的放大倍數。

當時我設計了好幾級的放大器電路，串在一起並且得到很好的gain值，
接上助教的喇叭(我說玩具喇叭)，也推的風生水起。

接著壞心眼的助教跟我們說，這個玩具喇叭音質不好，於是拿出了個小音響。
我一接上去後，我他媽原本gain值很高的電路，聲音突然變超小聲，真的是gain 你娘。

瘋狂翻課本最後找到答案的我，發現問題在於這個電路的輸出阻抗與小音響的輸入阻抗。所謂把電路接上小音響是指，把電路的輸出並聯在小音響的輸入阻抗上。
這時候會有第一個問題所講的，電阻分流問題。
若是小音響的輸入阻抗很大，也就是它的水管很小，
那這時我的放大器的輸出級的阻抗如果相對很小，也就是水管比較粗，
那水(也就是電流)會全部從我的輸出阻抗流向GND(地線)，流到音響的會變少。
那就會沒聲音囉!!

後來我解決的方法是用課本裡面的一個乍看之下沒屁用的電路 gain幾乎等於1，
但它的輸出阻抗夠大，能把電流引流至小音響去。

"所以推力就是輸出級放大電路的電流能力"

講完了，最後我想討論一下輸入阻抗小的耳機會有底噪問題，
引用一下J大的內容，如果要維持一樣的電壓訊號也就是音量的話，阻抗小的耳機會流入更大的電流，這時候vn也會跟著流比較多進耳機，底噪會出來。

然後再引用一下J大的內容，他提到放大器會有工作電壓的準位問題，
其實實務上會讓Vdc固定在放大器的線性放大的電位，然後再去當沖小訊號音訊。
這樣放大器就能如實的把輸入訊號放大成輸出訊號出去。

感謝大家在巴哈與ptt的討論，也讓我能重新思考耳機跟電路這兩個我都很熱愛的東西。另外我有講錯的話，真的要原諒我，我的本業是數位電路設計，
耳機這類的類比電路我確實沒有很強。

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