功率匹配
常有人將功率放大器的額定功率與揚聲器的額定輸入功率等同起來,認為只有這兩個功率指標完全相同時,才將為功率匹配。這種看法是片面的,因為功率放大器的額定輸出功率與揚聲器的額定輸入功率是兩個完全不同的概念,不可混淆。
功率放大器的額定輸出功率是指失真所限制的功率,超過這個輸出功率的電平,功放輸出將產生削波失真,必須留有相當大的動態余量。揚聲器的額定輸入功率是指揚聲器在規定時間內連續工作不損壞的極限功率。
國家標準規定揚聲器的額定輸入功率是指給揚聲器該功率粉紅噪聲信號電平,使揚聲器連續工作100h不損壞的極限功率。
如果采用小功率功放去驅動大功率的揚聲器,則功放動態范圍不夠,當揚聲器尚未達到所需輸出聲壓時,功放已限幅失真:
1.用小功率的功放去推動大功率的揚聲器就會出現“推不動”的情況,簡單地說“推不動”就是功率稍大的時候失真迅速增加,而且難以實現全頻段的平衡。
2.功放的持續輸出功率值小于揚聲器的持續輸出功率才最容易導致揚聲器的損壞。因為假如功放的持續輸出功率100W,揚聲器的持續輸出功率200W。當連接系統后,一旦調節音量旋鈕,輸出功率在100W左右時,功率放大器已經處于滿負荷運轉狀態。而揚聲器還有很多余量,一旦用戶繼續提高音量,這時候的輸出功率超過了功率放大器的持續輸出功率值,也就是失真開始的時刻,這種失真被稱為“削波失真”,在專業音響行業內被稱為“揚聲器殺手”。這種失真的信號,即使功率很小也能產生類似直流的電信號,很輕易地就能燒毀揚聲器的線圈。對于一款持續輸出功率200W的揚聲器來說,失真率為50%的150W電信號比無失真的300W信號更可怕!反之,若揚聲器的輸入功率過大,則在所需輸出聲壓級狀態連續工作,極易被燒壞。
所以一般要求功放的額定輸出功率要大于喇叭的額定輸入功率。
阻抗匹配
功放阻抗與揚聲器阻抗相等的情況最為理想。 此時功放與揚聲器均處于良好的工作狀態,功放工作在最佳的負載線狀態,可以給出最大的不失真功率,能獲得良好的聲音效果。
如果功放的阻抗小于揚聲器的阻抗?比如一只4Ω的功放接上一個8Ω的音箱?根據功率 P=U*U/R,可算出功放的輸出功率僅為額定功率的一半,此時感覺揚聲器的音量比較小,聲壓級不夠等等情況,但是不會造成設備損壞的情況,所以在某些情況下可以采用這種配置,但是不推薦。
如果一只阻抗為8Ω的功放接上了一只為4Ω的音箱會發生什么后果呢?這時,由于實際接的負載僅為4Ω,根據功率P=U*U/R,此時的電流 I 變成之前的1.4倍左右,此時功放處于過載的狀態,很容易將功放燒毀。所以,一定不能用大阻抗的功放推動小阻抗的揚聲器。
頻帶匹配為了獲得較快速的動態響應和較好的高頻特性,功率放大器的頻帶應相當寬。通常功率放大器的電頻率響應要求平直,其頻帶寬度應當遠大于揚聲器的聲頻率響應寬度。揚聲器的聲頻率響應寬度最多只能達到20Hz-20KHz,而功率放大器的電頻率響應寬度可達10Hz-100KHz。
審核編輯:陳陳
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原文標題:淺談功放與喇叭的匹配
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