箱和功放的功率如何搭配?相信大家一般都會說出幾種方案,
有人說,功放功率要逼揚聲器系統(tǒng)大1.2-1.5倍,
有人說要功放功率比揚聲器系統(tǒng)要大兩倍,
有人說1:1也行。這里面到底有什么門道
這是音頻工程的老問題,即給定揚聲器系統(tǒng)后應(yīng)該用多大的功率放大器。
我們先從揚聲器系統(tǒng)額定功率和功率放大器輸出功率的測定說起:
1.揚聲器系統(tǒng)的功率定標(biāo)是以EIA RS-426或AES 2-1984粉紅噪聲為標(biāo)準(zhǔn)。
按照AES標(biāo)準(zhǔn),一般揚聲器系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)承受高于它額定輸入功率4倍(6分貝)的瞬間峰值輸入功率,也就是說,如果一個標(biāo)稱300W的揚聲器系統(tǒng),短時間可以承受1200W的輸入功率。它是一個熱功率定額,這是根據(jù)熱效應(yīng)累計而得到的。若用于甚低頻時還有一個位移功率定額(稱為降低定額) ,揚聲器系統(tǒng)的功率分為額定功率、,連續(xù)功率、峰值功率,
揚聲器系統(tǒng)標(biāo)稱阻抗:我們常說的揚聲器系統(tǒng)有8Ω,嚴(yán)格說著是指一個大約的交流阻抗,而不是直流電阻,一般揚聲器系統(tǒng)在標(biāo)明8Ω時,其直流電阻可能只有6Ω或者更小,而交流阻抗能達(dá)到8Ω的也只有很少的幾頻段.
從他們的銘牌可取得其額定值,根據(jù)系統(tǒng)的用途,大致可以合理地選取放大器的功率。
2.功率放大器輸出功率的測定是以正弦波測試信號的有效值為標(biāo)準(zhǔn)的。
給放大器1KHz信號,接4Ω或8Ω純電阻負(fù)載,失真在設(shè)計范圍內(nèi)的最大輸出功率。
問題在:
一,頻率1KHZ只是音頻范圍的一個點頻。
二,負(fù)載的是不會改變的純電阻負(fù)載,這與我們揚聲器系統(tǒng)的狀況是完全不同的。
先講功放的額定輸出功率就要等于揚聲器系統(tǒng)輸入功率的2倍。
先說揚聲器系統(tǒng),按照AES標(biāo)準(zhǔn),一般揚聲器系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)承受高于它額定輸入功率4倍(6分貝)的瞬間峰值輸入功率,也就是說,如果一個標(biāo)稱300W的揚聲器系統(tǒng),短時間可以承受1200W的輸入功率。
再說功放,按照美國FTC實驗室的標(biāo)準(zhǔn),在電源供應(yīng)能力足夠大的情況下,功放可以瞬間輸出高于其額定輸出功率3分貝的峰值輸出功率,也就是說一臺額定輸出功率為300瓦的功放,可以短時間提供2倍于額定輸出功率的峰值輸出功率,也就是在短時間內(nèi)提供600W的輸出功率。那么,如果要求一臺能夠提供1200W峰值輸出功率的功放,這臺功放的額定輸出功率就需要達(dá)到600W。
好了,現(xiàn)在大家可以通過上面的說明知道了,要讓功放和揚聲器系統(tǒng)都能夠完全把各種音樂峰值信號的表現(xiàn)完全表現(xiàn)出來,那么,功放的額定輸出功率就要等于揚聲器系統(tǒng)輸入功率的2倍。
但是,這種配置下,要求你不能把功放的額定功率完全加到揚聲器系統(tǒng)上,如果完全加上,那么揚聲器系統(tǒng)實際上在承受了超過它額定輸入功率1倍的輸入功率,也就是揚聲器系統(tǒng)始終處于超負(fù)荷工作狀態(tài),這對揚聲器系統(tǒng)而言,就是非常危險的狀態(tài)。
所以,用2倍于揚聲器系統(tǒng)輸入功率的功放推揚聲器系統(tǒng),雖然理論上也有依據(jù),但對系統(tǒng)電平設(shè)置的要求很高,如果針對于能正確操控電平的高手,可以采用這種方式,取得很完美的音樂表現(xiàn)。但是,如果操作人員對此不是很了解,那就很危險了。
怎樣設(shè)置這個電平?
需要配合限幅器(ratio:INF:1)的使用了。也就是說,一臺輸入靈敏度0.775v(0dB),輸出600W的功放,只要你把前面的限幅器限幅電平設(shè)置為-3分貝,不讓高于-3分貝的持續(xù)音頻信號進入功放,那么功放的輸出就不會超過300W,也就不會讓揚聲器系統(tǒng)產(chǎn)生過載。---即0分貝進-3分貝出。這一種方便。安全起見,最好用這種方式。
再說揚聲器系統(tǒng)與功放功率匹配為1:1的問題。
功放和揚聲器系統(tǒng)的功率采用1:1的匹配方式,同樣按300W的揚聲器系統(tǒng),峰值接受能力為1200W,而300W的功放,峰值輸出能力為600W,按照上面的敘述,也就是說,在功放進入峰值狀態(tài)下,揚聲器系統(tǒng)只能從功放那里獲得其峰值承受能力一半的峰值輸入功率。這樣有什么問題呢?
朋友們可以看出,揚聲器系統(tǒng)只是在峰值表現(xiàn)能力上有些折扣了。那么這樣有什么好處呢?這樣的好處就在于,在工作電平正常的情況下,揚聲器系統(tǒng)不會處于過載狀態(tài)。
但是有朋友同樣會問,我怎么能控制輸入信號不過載呢?而且工程交工了,也不是我操作。
要避免這樣的情況發(fā)生,也同樣需要配合限幅器(ratio:INF:1)的使用了。也就是說,一臺輸入靈敏度0.775v(0dB),輸出300W的功放,只要你把前面的限幅器限幅電平設(shè)置為0分貝,不讓高于0分貝的持續(xù)音頻信號進入功放,那么功放的輸出就不會超過300W,也就不會讓揚聲器系統(tǒng)產(chǎn)生過載。---即0分貝進0分貝出。這一種方便。安全起見,最好用這種方式。
綜上所述:
揚聲器系統(tǒng)要高質(zhì)量的重放出各種音樂節(jié)目,那么根據(jù)音樂信號的屬性,其峰值因子約為10-15dB,從保護音質(zhì)這個角度來說,功率應(yīng)在此動態(tài)范圍內(nèi)不發(fā)生任何限幅情況,即功放的最大輸出應(yīng)是揚聲器額定功率的5-8倍,這樣的配置音質(zhì)雖然好,但它的投資會很大,因此一般都會把這個功率比定在1-2倍揚聲器的額定功率。1-2倍這個范圍也許太空泛了,可以給讀者一個較具體的經(jīng)驗:
(1)在一些要求較低、投資有限的工程,功放的輸出起碼與揚聲器系統(tǒng)的額定功率相等。但使用時非常注意保持聲音不要發(fā)生限幅或削波失真。過小的功率配置看起來不會損壞揚聲器單元,其實不然,過小的功率極易發(fā)生過載削波,產(chǎn)生大量諧波,燒毀高音、低音單元。
(2)一般工程,建議功放的功率與揚聲器系統(tǒng)配比為1.5倍。低音部分最好超過1.5倍,這樣才能獲得足夠的力度感和信號的峰值范圍。
(3)要求極高的場地,例如錄音監(jiān)聽室,電視演播廳和音樂廳等,最理想的功率配比是2倍(這與國際電工委員會IEC指定的配接標(biāo)準(zhǔn)推薦值的一種方案一致)
附1:美國工程師聯(lián)合會AES-2-1984標(biāo)準(zhǔn)
1)測試信號源:連續(xù)粉紅噪聲
2)連續(xù)加載時間:2H(滿功率加載)
3)標(biāo)稱額定功率(或長期連續(xù)功率)的判據(jù):在該信號下滿負(fù)荷連續(xù)工作2小時,揚聲器機電性能的永久性變化不大于10%
4)峰值(最大瞬時)功率:長期連續(xù)功率的4倍(6Db)
附2: 請問r.m.s是什么意思?
均方根(r m s-root mean squre)指的是定義AC波的有效電壓或電流的一種最普遍的數(shù)學(xué)方法
在直流(DC)電路中,電壓或電流的定義很簡單,但在交流(AC)電路中,其定義就較為復(fù)雜,有多種定義方式。
均方根(r m s)指的是定義AC波的有效電壓或電流的一種最普遍的數(shù)學(xué)方法。
要得出r.m.s值需要對表示AC波形的函數(shù)執(zhí)行三個數(shù)學(xué)操作:
(1)計算波形函數(shù)(一般是正弦波)的平方值。
(2)對第一步得到的函數(shù)求時間平均值。
(3)求第二步得到的函數(shù)的平方根。
在一個阻抗由純電阻組成的電路中,AC波的rms值通常稱作有效值或DC等價值。比如,一個100V rms的AC源連接著一個電阻器,并且其電流產(chǎn)生50W熱量,那么對于100V連接著這個電阻器的電源來說也將產(chǎn)生50W的熱量。
對正弦波來說,rms值是峰值的0.707倍,或者是峰-峰值的0.354倍。家用電壓是以r m s來表示的。所謂的“117V”的交流電,其峰值(pk)約為165V,峰-峰值(pk-pk)約為330V。