音频功放失真分为电失真和声失真，分别由放大过程中的电路问题和扬声器重现声音时的不准确性引起。为了减少失真，可以优化电路设计，确保稳定的电源，选择合适的扬声器，并利用数字信号处理技术进行音质优化。同时，注意房间声学条件，以提升整体的音频播放质量。

音频功放失真主要包括频率失真和非线性失真。频率失真影响信号波形但不产生新频率，而非线性失真如谐波和互调失真会引入新的频率成分，导致音质下降。为了减少失真，应选择优质音频组件，优化电路设计，并采取适当的信号处理措施，同时保持功放工作环境的清洁和适宜温度，以提升音质。

１．谐波失真

        音频功放的谐波失真是由放大器中非线性元件引起的，导致原始音频信号产生额外的谐波成分，这些成分与原信号叠加，引起波形失真。总谐波失真度（THD）是衡量谐波失真程度的关键指标，表示为输出信号中谐波与基波电压有效值比值的百分数。Hi-Fi功放的THD通常控制在0.05%以下，而优质功放的THD可低于0.01%，专业级功放则在0.03%以下。THD值越低，音质越纯净。

为了降低谐波失真，可以采用负反馈技术、选择高线性放大元件、提高电路一致性、使用甲类放大方式以及优化电源滤波性能。这些措施有助于提升功放的音质表现，使声音更加清晰自然。

人们对于音响设备的音质感受是主观且复杂的，往往不完全与技术参数如谐波失真一致。例如，尽管晶体管放大器（石机）的谐波失真可能较低，但真空管放大器（胆机）因其产生的偶次谐波较多，听起来可能更悦耳。这是因为人耳对偶次谐波的敏感度较低，而对奇次谐波则感觉较为刺耳。因此，音质的优劣不仅取决于物理参数，还受到听者的心理声学感知和个人偏好的影响。

为了降低音频功放中的谐波失真，可以采取以下措施：

1. 施加负反馈：适量的电压或电流负反馈可以提高放大器的线性度，从而减少谐波失真。
2. 选择高质量元件：使用具有高转换频率（$f_T$）、低噪声系数（NF）和良好线性的放大元件。
3. 提高电路一致性：确保各单元电路中的晶体管或电子管具有高度一致性，以减少失真。
4. 采用甲类放大：甲类放大方式可以提供较低的失真，尽管这可能会牺牲一些效率。
5. 优化电源设计：提高电源的功率储备和改善滤波性能，以确保稳定的电源供应，减少由电源波动引起的失真。

2．互调失真

对于互调失真，它是由于不同频率信号在放大过程中互相调制产生的非线性失真。互调失真的大小通常通过比较两个不同频率信号混合后产生的非线性信号与原信号的振幅比来衡量。互调失真会导致声音出现尖锐和刺耳的感觉，影响音质的清晰度和层次感。为了减小互调失真：

1. 限制放大电路带宽：采用电子分频方式，限制放大电路或扬声器的工作带宽，以减少不同频率信号的互相调制。
2. 设置高通滤波器：在音频功放的输入端增设高通滤波器，以消除可能引起互调失真的次低频信号。
3. 选择线性好的管子或电路结构：选用具有良好线性的放大管或设计电路结构，以减少互调失真的产生。

在Hi-Fi功放中，追求尽可能低的互调失真度是提高音质的关键，通常要求该值小于0.1%。相比之下，晶体管放大器（石机）的互调失真通常比真空管放大器（胆机）要大，这也是晶体管放大器音色可能不如真空管放大器甜美的原因之一。

为了降低音频功放中的互调失真，可以采取以下几种有效的方法：

1. 电子分频：通过电子分频器将音频信号分为不同的频段，然后由专门的放大电路分别处理，这样可以减少不同频率信号在放大过程中的相互干扰，从而降低互调失真。

2. 高通滤波器：在功放的输入端增加高通滤波器，可以有效地去除低频信号，特别是那些可能引起互调失真的次低频成分，从而减少新频率成分的产生。

3. 选择高线性元件：使用具有良好线性特性的放大管或晶体管，以及设计合理的电路结构，可以提高放大电路的整体线性，减少互调失真的产生。

这些方法通过减少不同频率信号间的非线性相互作用，有助于提升音质，使声音更加清晰和自然。在设计和优化音频功放时，这些措施是降低互调失真、提高系统性能的重要考虑因素。

3．瞬态失真

瞬态失真是衡量音频放大器对快速变化信号处理能力的一个重要指标，它直接影响到音质的清晰度和层次感。当功放电路无法及时响应输入信号的快速变化时，就会发生瞬态失真。这种失真的发生通常与以下因素有关：

1. 电路设计：电路中的电容和电抗元件可能会阻碍对快速信号的响应，导致频率响应不够宽广。
2. 扬声器性能：扬声器的振动系统如果无法迅速响应电信号的变化，也会引起瞬态失真。

瞬态失真的两种主要表现形式包括：

A. 瞬态互调失真： 在处理脉冲性瞬态信号时，由于电路中的电容元件（如滞后补偿电容、管子极间电容等）的影响，输出端无法立即产生相应的输出电压，导致输入级在瞬间失去负反馈，放大器暂时处于开环状态，引发输入级过载和削波失真。这种失真通常在含有大动态范围和复杂瞬态变化的音乐信号中更为明显。

胆机由于其抗过载能力强、放大倍数较低，且通常不采用深度负反馈，因此不容易产生瞬态互调失真。而晶体管放大器（石机）由于普遍采用大环路深度负反馈，以追求低失真和宽频带，更容易在处理大动态和高频信号时产生瞬态互调失真，导致声音出现所谓的“晶体管声”或“金属声”。

为了减少瞬态失真，可以采取以下措施：

1. 优化电路设计：减少电路中的电抗元件对信号的影响，提高电路的响应速度。
2. 选择合适的扬声器：使用能够快速响应电信号的扬声器，以减少振动系统的滞后。
3. 调整负反馈：适当调整放大器的负反馈量，以改善瞬态响应。
4. 使用高速元件：在电路中使用高速、低噪声的电子元件，以提高放大器对快速信号的处理能力。

通过这些方法，可以有效降低瞬态失真，提升音频功放的音质表现。

瞬态互调失真（TIM）是音频功放中一个重要的动态指标，它反映了放大器对快速变化信号的响应能力。这种失真主要是由于放大器内部的深度负反馈引起的，尤其是在处理大动态范围的音频信号时，可能导致音质下降，出现所谓的“晶体管声”或“金属声”。

为了改善TIM，可以采取以下措施：

1. 控制开环增益和负反馈量：将放大器的开环增益控制在50dB左右，负反馈量控制在20dB左右，以优化放大器的瞬态响应。

2. 选择高速元件：使用高转换频率（$f_T$）的管子，前级采用$f_T$大于100MHz的管子，末级功率管的$f_T$应大于20MHz，以提高电路的瞬态响应。

3. 采用全互补对称电路：提高功率输出级的工作电流，并在输出级前增设缓冲放大级，以改善电路的瞬态响应。

4. 调整相位补偿：取消相位滞后电容，改用超前补偿，即在大环路反馈电阻上并联适当容量的小电容。

5. 增大输入级静态电流：适当加大输入级的静态电流，增大其动态范围，并设置低通滤波器，消除高频杂波信号，防止输入级瞬间过载。

此外，转换速率（SR）是衡量音频设备对快速变化信号跟踪能力的一个重要参数。转换速率过低可能导致放大器输出信号的变化跟不上输入信号的迅速变化，从而引起瞬态失真。提高SR值的方法包括：

• 使用超高速、低噪声的管子。
• 优化电路设计，以提高输出电压和高频截止频率。

SR值的高低直接影响放大器的瞬态响应和反应速度。优质的功放SR值可达100V/μs。通过示波器测量放大器对方波信号的响应，可以估测其SR值。如果放大器能够很好地处理方波信号，表明它具有较好的转换速率和宽频率特性。

总之，通过这些措施，可以有效地改善音频功放的瞬态响应，减少瞬态失真，从而提升音质，使音乐听起来更加清晰、自然和富有层次感。

4．交流接口失真

交流接口失真是音频放大过程中可能出现的一种失真现象，通常源于扬声器的反电动势反馈至放大器电路。为了降低这种失真，可以采取一些措施，如简化放大器的电路设计，增加静态工作电流，选择合适的扬声器以优化阻尼系数，以及使用大容量的优质电源变压器和提高滤波电容的容量。在滤波电容上并联小容量的CBB电容也能进一步提升电源的滤波效果。

此外，非线性失真，如交叉失真和削波失真，也是音频放大器中需要注意的问题。交叉失真主要出现在乙类推挽放大器中，由于功率管在导通时的非线性导致，尤其在小信号时更为显著。为了减少交叉失真，可以通过提高推挽输出管的直流工作点来扩展其线性工作范围。削波失真则发生在功放管无法处理过大信号时，导致信号被削波，产生不应有的超声波，使声音质量下降。解决削波失真的方法是增大电路的线性工作范围，确保放大器能够处理大幅度的信号变化。

通过这些技术手段，可以有效提升音频放大器的性能，减少失真，从而为听众提供更高质量的音频体验。