音頻功放（fàng）失真是指重（chóng）放（fàng）音頻信號波（bō）形畸變的現象，通常分為電失真和聲失真兩大類。電失真（zhēn）就是信號電流在放大過程中產生了（le）失真，而聲失真是信號電流通過揚聲器（qì），揚聲器（qì）未能如實地（dì）重（chóng）現聲音。
無（wú）論是電（diàn）失真（zhēn）還是聲失真，按失真的性質來分，主要有（yǒu）頻率失真和非線性失真兩種。其中（zhōng），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，不增加新的頻率成分，屬於線性失真。而諧波失真（THD）、互調失真（IMD）等可產生新的頻率成（chéng）分，或各（gè）頻率分量的調製產物（wù），這些（xiē）多餘產物與（yǔ）原信（xìn）號極不和諧（xié），引起聲音畸變，粗糙刺耳，這些失真屬於非線性失真（zhēn）。在這裏（lǐ），我們（men）分別（bié）對諧波失真、互調失真、瞬態互調失真（TIM）、交流接口失真（IHM）等加以討論。
１．諧波（bō）失真
諧波失真是由功放中的非（fēi）線性元器件引起的一種失真。這種失（shī）真使（shǐ）音頻信號產生許（xǔ）多新的（de）諧波成分，疊加在原信號上，形成了波（bō）形失真的信號。將各諧波引起的（de）失真疊加（jiā）起來，就是總諧波失真（zhēn）度，其值常用輸出信號中的（de）所有諧波均方根值與基（jī）波電壓有效值之比的百分數（shù）來表示。在這裏，基波信號就是輸（shū）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。顯然，該百分數越小，諧波失真越小，電路性能越好。目前（qián），Ｈｉ－Ｆｉ功放的（de）諧波失（shī）真一般控製在0.05%以下，許多優質功放的諧波失真已小於0.01%，而專業級音頻功放（fàng）的諧波（bō）失（shī）真度一般控製在0.03%以下。事實上（shàng），當總諧波失真度小於0.1%時，人耳就很難分（fèn）辨了。另需說明的是，對於一台指定的音頻功放而（ér）言（yán），例（lì）如，某（mǒu）音頻功放的總諧波失真指標表示為THD<0.009%(1W)。初看（kàn）起來，似乎總諧波失真很小，但它隻（zhī）是在輸出功率為1W時的總諧波失真，這與在有關標準要（yào）求（qiú）的測量條件下所得的總諧波失真值是不同的。所以，在標明音頻功放的總諧波失真指標時，一般都會（huì）注（zhù）明測量條件。
眾所周知（zhī），人的聽覺（jiào）係統是極其複雜的，有時諧波失真小的功放不（bú）如（rú）諧波失真大的耐聽，這種現象的原因是多方麵的。其中，與各次諧波成分對音質的影響程度不（bú）同有直接關係（xì）。盡管石（shí）機與膽機的穩（wěn）態測試數據相同，但人們總覺得（dé）膽機的低音醇厚激蕩（dàng）、中音（yīn）明亮圓潤、高音纖細清（qīng）澈，極為耐聽；石機則低頻強勁（jìn）有力，中高頻（pín）通透明亮，但高頻發毛，聲音生硬，音色偏冷。經（jīng）頻譜分析發現，石機含有大量的奇（qí）次諧波，奇次諧波給人耳造成刺耳難聽的感覺；膽機則含有豐富的偶次諧波，而人耳對偶次諧波不敏感（gǎn）。此（cǐ）外，人耳對偶次（cì）諧波失真分辨力（lì）較低，對高次諧波卻非常敏感，這（zhè）也（yě）是上述現象的（de）重要原（yuán）因之一。
降低諧波失真的辦法主要有：
1)施加（jiā）適量的電壓負反饋或電流負反饋；2)選（xuǎn）用ｆT高、NF小（xiǎo）、線性好的放大元器件；3)盡可能地提高（gāo）各單（dān）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）的功率儲備，改善電源（yuán）的濾波性能。
2．互調失（shī）真
兩種或多種不同頻率的信號通過放大器後或（huò）揚聲器發聲時互相調製而產生了和頻與差頻以及各次（cì）諧波組合產生了和頻與差頻信號，這些新增加（jiā）的（de）頻率成分構成的（de）非線性（xìng）失真稱為（wéi）互調失真。通常，將兩個振（zhèn）幅按一定比例（多（duō）取4:1）的高低頻信號，混合進入電路，新產生（shēng）的非線（xiàn）性信號（hào）的均方（fāng）根值與原較高頻（pín）率信號的振幅之比的百分數（shù）來量度互調失真，即互調失真的大小，可用互調產物電平與額定信號電平（píng）的百分比來表示。此值越大，互調（diào）失真越大。顯然，互調失真度的大小與輸（shū）出功（gōng）率有關。由於新（xīn）產生的這些頻率成分與原信號沒有相似性，因而較小（xiǎo）的互調失真（zhēn）也很容易被人耳覺察到，聽起來感到又（yòu）尖、又刺耳，且伴有（yǒu）“聲染色”現象。也就是說，互調失真帶來的（de）影響，會使整個重放係統的聲場缺乏（fá）層次感，清晰度下降。在（zài）Hi-Fi功放中，總希望互調失真度越小（xiǎo）越好，要做到這一（yī）點是非常困難的（de），因而高（gāo）保真功放要求該值小（xiǎo）於0.1%即可。當然，石機（jī）與膽機相比，前者的互調失真要大一些，這也（yě）是為（wéi）什麽石機的音色（sè）不及膽（dǎn）機甜美的一個原因。
減小互調失真的方法，常見的有：
1)采用電子分頻方式，限製放大電（diàn）路或揚聲器的工（gōng）作（zuò）帶寬；2)在音頻功放的輸入端增設高通濾波器，消除次低頻信號；3)選用線性好的管子或電路結構。
3．瞬（shùn）態失真
瞬態失真是現代聲學的一個重要指標，它反映了功放電（diàn）路對瞬態躍變信號的保持跟蹤能力，故又稱為瞬態反映。發生瞬態失真的高保（bǎo）真係統，輸出的（de）音樂信號缺少層次（cì）感和透明度。一般地，發生瞬態失真的原因有：
1)電路內電抗元器件的作用過大，頻率範圍不（bú）夠寬；2)揚聲器振動係統（tǒng）的動作跟不上（shàng）瞬（shùn）變電信號的變化。
瞬態失真的主要表現形式有（yǒu）兩種，即瞬態互調失真和（hé）轉換速（sù）率（lǜ）(SR)過（guò）低引起的（de）失真。
A.瞬（shùn）態互調失真
在（zài）輸（shū）入脈衝（chōng）性（xìng）瞬（shùn）態（tài）信號（hào）時，因電路中電容（如滯後補償電容、管子（zǐ）極間電容等）的存在使輸出端不（bú）能立即得到應（yīng）有的輸出電壓（即相位滯後）而（ér）使輸入級不能及時獲得應有的負（fù）反饋，放大器在這一瞬間（jiān）處（chù）於開環狀態，使輸入級瞬間過載，此（cǐ）時的輸入電壓（yā）比正常時要高出好幾十倍，導致輸入級（jí）瞬（shùn）間的嚴重削波，這一削波（bō）失真稱為瞬態互調失真。它實質上是一種瞬態過載現（xiàn）象。
由（yóu）於膽機（jī）抗過載能力強，放大倍數低，沒有深（shēn）度級間負反饋，僅有一些（xiē）局部負反饋，因（yīn）而不易產生瞬態互（hù）調失真。而一般石（shí）機（jī）都采用了大環路深度負反饋網（wǎng）絡來滿足低失真、寬頻（pín）帶的要求。可見，瞬態互調失真主（zhǔ）要發生在石機中。此外，音（yīn）量大、頻率高、動態範圍大的節（jiē）目源最容易產（chǎn）生瞬態互（hù）調失（shī）真。原因在於：音樂在零信號（hào）電平（píng）附近的時間變（biàn）化率最大，會（huì）使聲音變得不完全清晰，特別是中低檔（dàng）石（shí）機，往（wǎng）往出現在高頻部分，產生尖硬、刺耳的感覺，即所謂的“晶體管聲”和“金屬聲”。
瞬態互（hù）調失真是在20世紀70年代提出來的一項動態指標，主要由（yóu）音頻功放內部（bù）的深度（dù）負反饋引起的。被公認為是影響石機音質，導致“晶體管聲”和“金屬聲”的罪魁禍（huò）首，人們對此極為重視。改善ＴＩＭ可從其形成機理入（rù）手，常采用的方法有：
1)將放大器的開環增益和負（fù）反饋量分別控（kòng）製在50dB和20dB左（zuǒ）右；2)選用高ｆT的管子，前級采（cǎi）用（yòng）ｆT大於100MHz的管子，末級功率管的ｆT應大於20MHz，盡量拓（tuò）寬（kuān）電路的開環頻響，並加大各級自（zì）身的電流負反饋，取消大環路負反饋。目前有部分功放（如鍾聲JA-100）的末級擴流電路不介入環路負反（fǎn）饋，其目的之一便在於此（cǐ）；3)采用全互補對稱電路，提高（gāo）功率輸出級的工作電流，並（bìng）在輸出級前增設緩衝放大（dà）級，改善電路的瞬態（tài）響應；4)取消相位滯後（hòu）電容（róng），改滯後補償（cháng）為超前補償，即不用（yòng）滯後補償電（diàn）容，而（ér）在（zài）大環路（lù）反饋電阻上並聯一隻適當容量（liàng）的（de）小電容；5)適當加大輸入級的靜態電流，增大（dà）其動態範圍，並在其（qí）輸入電路中設（shè）置低通濾波器，消除80kHz以上的高頻雜（zá）波信號（hào），防止高頻幹（gàn）擾信號導致輸入級瞬間（jiān）過載。
B.轉換速率過低引起的失真
轉換速率指音頻設備對猝發聲（shēng）信號或脈衝信號的（de）跟蹤或反應能力，是反映功（gōng）放電路瞬態應變能力的（de）重要參數。轉換速率過低引起的瞬態失真是（shì）由於放（fàng）大器輸出信號的變化跟不上輸入信號的迅速變化而（ér）引起的。如果給放大器輸入一個足夠大的脈衝信號時，其電壓的最大變化（huà）速率應是電壓（yā）上升值與所需時間之比，單（dān）位是每（měi）秒上升（shēng）多少伏（fú），寫（xiě）成數字表達式為SR=V/μｓ。SR對高保真功放來說，它（tā）直接影響放大器的瞬態響應和反應速（sù）度，SR值高的功放，解析力、層次感及定位（wèi）感都好，聽感佳，重放流行音樂（lè）更是如此。SR數值的大小與功放（fàng）的輸出電壓和（hé）輸出高頻截止頻率等有關，輸出功率大的，SR值就大；高頻截止頻率（lǜ）高的，SR值（zhí）也大，優質功放的SR值可達100V/μｓ。為了提高功放的SR值，通常采用（yòng）超高速、低（dī）噪聲的管子，但SR值過高，易使電路自激，穩定性變差。此外，前級（jí）電路的SR值不應高於後級（jí）電（diàn）路（lù），否則易引起瞬態互調失真（zhēn）。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（yī）方波信（xìn）號，作為輸入信號（hào），其輸出信號（hào）波（bō）形前（qián）沿上升至額定值所需時間，所得的結果用V/μｓ表示便是轉換速率的大小。顯然，如果音（yīn）頻功放能夠很好地處（chù）理方波信號，那就表明它具有很好的（de）轉換速率和較寬的頻率特性。
4.交流接口失真
交流接口失真是由揚聲器的反電動勢（shì）通（tōng）過線路反饋到電路而引起的。改善這種失真的方法有（yǒu）:1)減少電路級數（shù），適當加大電路的靜態工作（zuò）電流;2)選擇適合的揚聲器，使阻尼係（xì）數更趨合理（lǐ）;3)采用大容量優質電源變壓器，並適當提高濾波電容的容量，在濾（lǜ）波電容上並聯小（xiǎo）容量CBB電容。
此（cǐ）外（wài），由於電（diàn）路直流工作點選擇不當或元（yuán）器件質量不高，還（hái）會出現（xiàn）另一些非（fēi）線性失真，諸如交（jiāo）叉失真和（hé）削波失（shī）真，它（tā）們均可以引起諧波失真和互調失真。交叉失真又（yòu）稱（chēng）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（fàng）中的功率管起始導通非線性而引（yǐn）起的，特別是（shì）在小電流（liú）的情況下，其輸出電流在（zài）交界處產生非線性失真，且信（xìn）號幅度越小，失（shī）真越嚴重。削波失真是（shì）功放（fàng）管動態範圍（wéi）不夠，由飽和導通引起大信號被限幅削波而造成（chéng）的，削波失真產生了（le）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，是適當提高推挽輸出（chū）管的直流工作點;而改善削波失（shī）真的（de）措施，一般是適當加大電路的線性工作範圍。
由於（yú）放大器件本身具（jù）有極間電容，以及放大電路中有時（shí）存在電抗性元件，所以，當輸入不同頻率（lǜ）信（xìn）號時，電（diàn）路的放（fàng）大倍數將成為頻率（lǜ）的函數，這個特性就是頻率特性或者頻率（lǜ）響應。分為幅頻特性和相頻特性。 改變頻響曲線就是改變其幅度和相位響（xiǎng）應，可以通（tōng）過外加RC，LC網絡來改變（biàn）其幅頻特性和相頻特性。
