在(zài)專業聲領域裏,功放與音箱配置所涉及的(de)方面很多,例如功率匹配、功率儲備量匹配、阻抗匹配、阻尼系數的(de)匹配等。在(zài)配接時(shí)認識到(dào)上(shàng)述幾點,可使所用器材的(de)性能得到(dào)充分的(de)發揮,達到(dào)理想的(de)效果。
1、功率匹配
爲(wéi / wèi)了(le/liǎo)達到(dào)高保真聆聽的(de)要(yào / yāo)求,額定功率應根據最佳聆聽聲壓來(lái)确定。大(dà)家都有這(zhè)樣的(de)感覺:音量小時(shí)聲音無力、單薄、動态較小、無光澤、低頻顯著缺少、豐滿度差;音量合适時(shí)聲音自然、清晰、圓潤、柔和(hé / huò)豐滿、有力、動态較大(dà);音量過大(dà)時(shí),聲音生硬不(bù)柔和(hé / huò)、毛糙、有刺耳的(de)感覺。因此重放聲壓級與聲音質量有較大(dà)關系,規定聽音區的(de)聲壓級最好爲(wéi / wèi)80-85dB(A計權),可以(yǐ)從聽音區到(dào)音箱的(de)距離與音箱的(de)特性靈敏度來(lái)計算音箱的(de)額定功率與功放的(de)額定功率。
大(dà)家都知道(dào),在(zài)進行廳堂聲學設計時(shí),需要(yào / yāo)根據一(yī / yì /yí)系列計算确定音箱功率,然後再由音箱功率确定功放功率。首先,通常在(zài)人(rén)耳聽域的(de)20Hz-20kHz内,集中大(dà)量能量的(de)音樂信号一(yī / yì /yí)般在(zài)中、低頻段,高頻段能量僅相當于(yú)中、低頻段能量的(de)1/10,一(yī / yì /yí)般音箱高音損失的(de)功率比低音低得多。而(ér)功放好比一(yī / yì /yí)個(gè)電流調制器,它在(zài)輸入音頻信号的(de)控制下,輸出(chū)大(dà)小不(bù)同的(de)電流給音箱,使之(zhī)發生大(dà)小不(bù)同的(de)聲音,在(zài)一(yī / yì /yí)定阻抗下,可以(yǐ)實現标稱功率200W的(de)功放達到(dào)400W或幾倍的(de)輸出(chū),但是(shì)功放的(de)失真(THD)将會大(dà)大(dà)增加,這(zhè)種失真主要(yào / yāo)産生在(zài)中、低頻信号中的(de)高頻諧波,其失真越大(dà),高頻諧波能量就(jiù)越大(dà),這(zhè)些高頻失真信号都将随高頻音樂信号一(yī / yì /yí)同進入高音頭,這(zhè)就(jiù)是(shì)爲(wéi / wèi)什麽小功率功放推大(dà)音箱會發生燒高音頭的(de)原因。其次,功放與音箱的(de)功率配置與目标響度以(yǐ)及所使用場合也(yě)有一(yī / yì /yí)定的(de)關系。在(zài)一(yī / yì /yí)定目标響度下,應該讓音樂信号的(de)動态在(zài)每件器材上(shàng)都能得到(dào)充分地(dì / de)保證,如果功放功率太大(dà),其增益設置很小時(shí),響度已達到(dào)要(yào / yāo)求,但這(zhè)時(shí)功放的(de)增益就(jiù)限制了(le/liǎo)信号的(de)動态範圍。所以(yǐ),功放功率不(bù)能太大(dà),否則,既浪費開支,又會帶來(lái)響度和(hé / huò)音樂動态無法兼顧以(yǐ)及音箱負荷過重的(de)麻煩。
總之(zhī),功放的(de)選定必須由音箱決定,在(zài)一(yī / yì /yí)定的(de)目标響度下,音箱可以(yǐ)比設計值大(dà)一(yī / yì /yí)些,以(yǐ)備不(bù)同用途,而(ér)功放的(de)功率應該嚴格由音箱決定,沒有太大(dà)的(de)靈活性。功放與音箱功率配置的(de)具體标準應該是(shì):在(zài)一(yī / yì /yí)定阻抗條件下,功放功率應大(dà)于(yú)音箱功率,但不(bù)能太大(dà)。在(zài)一(yī / yì /yí)般應用場所功放的(de)不(bù)失真功率應是(shì)音箱額定功率的(de)1.2-1.5倍;而(ér)在(zài)大(dà)動态場合則應該是(shì)1.5-2倍。參照這(zhè)個(gè)标準進行配置,既能保證功放在(zài)最佳狀态下工作,又能保證音箱的(de)安全,即使對經驗不(bù)足的(de)操作人(rén)員,隻要(yào / yāo)不(bù)是(shì)操作嚴重失誤或前級周邊設備調校不(bù)當,就(jiù)能讓音箱和(hé / huò)功放工作在(zài)穩定狀态。
2、功率儲備量匹配
所謂的(de)“功率儲備”是(shì)針對音箱而(ér)言,按照AES标準,一(yī / yì /yí)般音箱可以(yǐ)在(zài)短時(shí)間内承受高于(yú)它額定輸入功率4倍(6dB)的(de)瞬間峰值輸入功率,即一(yī / yì /yí)個(gè)标稱300W的(de)音箱,短時(shí)間可以(yǐ)承受1200W的(de)輸入功率。按照美國(guó)FTC實驗室的(de)标準,在(zài)電源供應能力足夠大(dà)的(de)情況下,功放可以(yǐ)瞬間輸出(chū)高于(yú)其額定輸出(chū)功率3dB的(de)峰值輸出(chū)功率,也(yě)就(jiù)是(shì)說(shuō)一(yī / yì /yí)台額定輸出(chū)功率爲(wéi / wèi)300W的(de)功放,可以(yǐ)短時(shí)間提供2倍于(yú)額定輸出(chū)功率的(de)峰值輸出(chū)功率(600W)。如果要(yào / yāo)求一(yī / yì /yí)台能夠提供1200W峰值輸出(chū)功率的(de)功放,這(zhè)台功放的(de)額定輸出(chū)功率就(jiù)需要(yào / yāo)達到(dào)600W,要(yào / yāo)讓功放和(hé / huò)音箱都能夠完全把各種音樂峰值信号表現出(chū)來(lái),功放的(de)額定輸出(chū)功率就(jiù)要(yào / yāo)等于(yú)音箱輸入功率的(de)2倍。
但是(shì),這(zhè)種配置下,要(yào / yāo)求你不(bù)能把功放的(de)額定功率完全加到(dào)音箱上(shàng),如果完全加上(shàng),音箱實際上(shàng)在(zài)承受了(le/liǎo)超過它額定輸入功率1倍的(de)輸入功率,也(yě)就(jiù)是(shì)音箱始終處于(yú)超負荷工作狀态,這(zhè)對音箱而(ér)言是(shì)非常危險的(de),所以(yǐ)按照功放輸出(chū)功率和(hé / huò)音箱輸入功率爲(wéi / wèi)2:1的(de)比例,目的(de)僅在(zài)于(yú)讓音箱可以(yǐ)表現其峰值輸出(chū)能力,但對功放輸入電平的(de)控制就(jiù)比較嚴格。在(zài)正常情況下,功放額定輸入電平爲(wéi / wèi)0dB,此時(shí)功放輸入電平設置要(yào / yāo)比額定功率輸入電平低3dB,也(yě)就(jiù)是(shì)說(shuō)在(zài)讓600W的(de)功放隻工作在(zài)300W的(de)狀态,當一(yī / yì /yí)個(gè)具有4倍(6dB)峰值特性的(de)信号進入功放的(de)時(shí)候,功放的(de)實際輸入電平就(jiù)達到(dào)了(le/liǎo)6+(一(yī / yì /yí)3):+3dB,而(ér)此時(shí)功放瞬間輸出(chū)功率也(yě)就(jiù)達到(dào)額定輸出(chū)功率的(de)l倍,正好和(hé / huò)音箱的(de)峰值輸入功率匹配。如果不(bù)這(zhè)樣控制電平,比如同樣額定600W的(de)功放推300W的(de)音箱,功放仍按照其額定輸入電平,那麽功放就(jiù)正常輸入600W的(de)功率,音箱等于(yú)有l倍的(de)輸入功率,當一(yī / yì /yí)個(gè)+6dB(4倍)的(de)峰值信号進入的(de)時(shí)候,功放峰值輸出(chū)功率要(yào / yāo)達到(dào)2400W,但是(shì)功放的(de)峰值輸出(chū)能力隻有2倍,它不(bù)能發出(chū)4倍的(de)不(bù)失真功率,此時(shí)就(jiù)對音頻信号進行削波,将正弦波的(de)音頻信号變成了(le/liǎo)方波信号,揚聲器就(jiù)很容易受損傷。
總結設置控制電平有兩種方式:第一(yī / yì /yí)種爲(wéi / wèi)設定系統正常工作電平全部爲(wéi / wèi)OdB,當功放前級的(de)設備輸出(chū)電平指示爲(wéi / wèi)OdB的(de)時(shí)候,把功放的(de)音量電位器減小3dB;第二種爲(wéi / wèi)設定系統正常工作電平全部爲(wéi / wèi)OdB.然後把調音台的(de)輸出(chū)電平在(zài)正常情況下減小3dB。
3、阻抗匹配
阻抗匹配是(shì)指功放的(de)額定輸出(chū)阻抗,應與音箱的(de)額定阻抗相一(yī / yì /yí)緻。此時(shí),功率處于(yú)最佳設計負載狀态,可以(yǐ)輸出(chū)最大(dà)不(bù)失真功率。如果音箱的(de)額定阻抗大(dà)于(yú)功放的(de)額定輸出(chū)阻抗,功放的(de)實際輸出(chū)功率将會小于(yú)額定輸出(chū)功率;如果音箱的(de)額定阻抗小于(yú)功放的(de)額定輸出(chū)阻抗,功放有過載的(de)危險,要(yào / yāo)求功放有完善的(de)過流保護措施來(lái)解決。對電子(zǐ)管功放來(lái)講,阻抗匹配要(yào / yāo)求更嚴。
4、阻尼系數的(de)匹配
阻尼系數KD定義爲(wéi / wèi):KD=功放額定輸出(chū)阻抗(等于(yú)音箱額定阻抗)/功放輸出(chū)内阻+線阻。由于(yú)功放輸出(chū)内阻實際上(shàng)已成爲(wéi / wèi)音箱的(de)電阻尼器件,KD值便決定了(le/liǎo)音箱所受的(de)電阻尼量。KD值越大(dà),電阻尼量越重,當然功放的(de)KD值并不(bù)是(shì)越大(dà)越好,KD值過大(dà)會使音箱電阻尼過重,以(yǐ)至使脈沖前沿建立時(shí)間增長,降低瞬态響應指标。保證放音的(de)穩态特性與瞬态特性良好的(de)基本條件,應注意音箱的(de)等效力學品質因素(Qm)與放大(dà)器阻尼系數(KD)的(de)配合。這(zhè)種配合需将音箱的(de)饋線作音響系統整體的(de)一(yī / yì /yí)部分來(lái)考慮。應使音箱的(de)饋線等效電阻足夠小,小到(dào)與音箱的(de)額定阻抗相比可以(yǐ)忽略不(bù)計。其實音箱饋線的(de)功率損失應小于(yú)0.5dB(約12%)即可達到(dào)這(zhè)種配合。
5、總結
綜上(shàng)所述,隻有充分考慮到(dào)影響功放與音箱匹配的(de)幾個(gè)重要(yào / yāo)因素,功率匹配、功率儲備量匹配、阻抗匹配、阻尼系數匹配等,才能使所用設備的(de)性能得到(dào)充分的(de)發揮,在(zài)達到(dào)理想擴聲效果的(de)同時(shí),保護了(le/liǎo)設備的(de)安全。