上一篇文章（樂器篇）用小提琴的A4調(diào)諧波作為例子。在此多說幾句，讀者可以看到440Hz的基頻一直延伸到19次諧波8360Hz，頻率范圍很廣，跨躍了中頻和高頻，這對整個(gè)聽音系統(tǒng)提出了很高的要求。首先是小提琴的制造環(huán)節(jié)。小提琴誕生于16世紀(jì)早期的意大利，至今整體形態(tài)仍未有大的改動。由于每個(gè)音符都有大量的諧波，并且每把琴的同一音符諧波的數(shù)量和振幅都有差異，這就使得制作一把好的小提琴尤為困難。在16－18世紀(jì)出現(xiàn)了不少有名的制琴師，留下了出色的名琴。在日劇《交響情人夢》中，破產(chǎn)的企業(yè)家賣掉珍藏的一屋子小提琴后便東山再起，借此可窺見小提琴的收藏文化。小提琴的演奏環(huán)節(jié)和重放環(huán)節(jié)同要重要。比如，音箱大多有分頻器，分頻頻率在1k-4kHz之間，小提琴每個(gè)音都會受分頻器的影響，可以說小提琴是音箱的試金石。用好的音箱聽小提琴會聽起來絲滑順耳，而聽設(shè)計(jì)有問題的音箱則會感到嘈雜刺耳。

說了這么多，回到今天的正題。本篇文章主要探討功率放大器（簡稱功放）對音色的影響。功放是將音源（比如CD機(jī)、解碼器）傳過來的微弱聲音信號放大成可以推動音箱的大功率信號。功放又分為前級功放和后級功放。此篇文章不作區(qū)分，做實(shí)驗(yàn)用的功放均為集成了前級和后級的集成功放。理想的功放是完全等比例放大信號，但在實(shí)際環(huán)境中，功放也會對信號產(chǎn)生影響，相當(dāng)于加了特效或者說是味道。味道的一個(gè)方面就是產(chǎn)生的諧波對音色的影響。

首先交待測試環(huán)境。選用經(jīng)典的Epos ES11單只音箱。該音箱無分頻器，中低音單元直接連接功放輸出，高音單元串聯(lián)一只電感來隔離低頻。這樣可以盡量減少音箱電路部分對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。如下圖所示，將錄音筆放置于音箱正前方約1米處，高度與兩個(gè)單元的中點(diǎn)平齊?？紤]到高音的指向性，錄音筆略微朝向高音單元。同時(shí)音箱前障板與桌面對齊，以避免桌面對低音的反射。使用macbook作為音源，通過光纖輸出連接解碼器。解碼器分別連接兩臺功放。

接下來驗(yàn)證功放產(chǎn)生的諧波。用REW(Room EQ Wizard)軟件中的信號發(fā)生器產(chǎn)生1kHz的正弦波。

錄音后分析錄音文件，得到如下的頻譜圖：

理想情況下只在1000Hz處有一個(gè)能量的高峰，可在2k、3k、4k、5k處均有不同幅度的能量分布?？梢姽Ψ艜a(chǎn)生諧波，從而影響音色。

接下來驗(yàn)證不同功放產(chǎn)生不同的諧波。這里選用一臺常見的入門級晶體管功放（俗稱石機(jī)）和一臺電子管功放（俗稱膽機(jī)）來作測試。測試曲目是一首非常好聽的鋼琴與小提琴奏鳴曲 Grieg的Op.45 Sonata。

播放前20幾秒并分別錄音，錄音如下。把兩段錄音合成了一段，第一段是石機(jī)，第二段是膽機(jī)。建議使用耳機(jī)或音響系統(tǒng)來聽錄音。

諧波－石機(jī)－膽機(jī)來自音頻音樂音響

先來看兩段錄音的波形。整體看差別并不大。第一行是石機(jī)，第二行是膽機(jī)。

但放大后看，簡直像是兩首不同的曲子。由于膽機(jī)對微弱信號更為敏感，加上會產(chǎn)生更多的高頻諧波，從波形上看膽機(jī)的細(xì)節(jié)更多。

再來對比它們的頻譜。通過GIF動畫可以明顯得看出兩臺功放的頻率分布差別（如果未出現(xiàn)動畫請刷新頁面）。膽機(jī)高頻段能量更多，相應(yīng)的諧波也更多。而在低頻段，石機(jī)的能量更多。

至于膽機(jī)和石機(jī)的特點(diǎn)，簡單來說膽機(jī)諧波更豐富，聽感上更悅耳清脆（“暖厚糊”的老式膽機(jī)不在此列）；而石機(jī)低頻控制好，低頻干脆利落。當(dāng)然這些不能一概而論。不管膽機(jī)還是石機(jī)，電路設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵。好的膽機(jī)低頻控制也不錯(cuò)，而好的石機(jī)高頻延伸也不比膽機(jī)差。后續(xù)文章會詳細(xì)從原理和實(shí)驗(yàn)上探討膽機(jī)和石機(jī)的區(qū)別。本篇文章只是想給讀者傳達(dá)功放會對信號產(chǎn)生影響，并且不同的功放會產(chǎn)生不同影響的理念。

在整個(gè)音響回放系統(tǒng)中，功放會對聲音產(chǎn)生影響，音箱更會影響聲音。由于音箱既有箱體設(shè)計(jì)涉及的聲學(xué)，又有喇叭單元涉及的聲學(xué)、電磁學(xué)和材料學(xué)等，還有分頻器對應(yīng)的電路原理，音箱的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。音箱設(shè)計(jì)師需要掌握這么多學(xué)科知識并不斷積累經(jīng)驗(yàn)才能設(shè)計(jì)出好的音箱。下一節(jié)將比較不同音箱對聲音的影響，敬請期待。