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浅析音箱的放大功率

浅析音箱的放大功率

  • 分类:技术中心
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2023-01-03
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【概要描述】

浅析音箱的放大功率

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在为扬声器选择功放功率时,需要考虑三个不同因素。

 

  • 1、了解扬声器功率

例如,某些音箱参数表上的功率值表明,该扬声器已经通过标准功率测试。在这个测试中,扬声器被“操作”至受损或故障。测试得到的额定功率值将作为对比点,与其它扬声器的额定功率相比较。该值并不一定需要与功放的最佳额定功率相对应,也不用以衡量在真实操作条件下应该使用的“安全”功放功率。

事实上,音箱功率测试的主要目的,是了解扬声器热功率处理的极限。在信号持续输入(以RMS电压衡量)的情况下,由于热量而造成扬声器永久损害或故障的临界点即扬声器的热功率处理极限。在这个测试中,扬声器也被输入了峰值信号电平,该电平比输入信号的RMS电平高6 dB。从某种程度来说,这些峰值电平测试了扬声器的峰值功率处理能力。

用以测试全频扬声器的粉红噪声信号被塑造为标准的EIA(美国电子工业协会)频率响应形状,它模拟了典型音乐节目的平均频响形状。

然而,这个经过塑形的粉红噪声信号不能代表所有真实的音频信号。自然,扬声器对它的反应与扬声器对真实音频信号的反应也不能等同。一般就热极限而言,扬声器在重现这种粉红噪声信号时,比重现典型的音乐或语音信号要承受更多负荷。但是,有些音频信号--如摇滚和舞蹈音乐,甚至一些古典音乐--会比被塑形的粉红噪声信号给扬声器带来更多负荷。

由于没有通用的标准,大部分的专业扬声器制造商使用不同的测试方法得到功率参数。令人惊讶的是,尽管测试方法不同,有时得到的结果却很接近。这些值很不一样,有热功率、持续功率、RMS功率、AES功率和EIA功率等。这些功率值的差异主要源于测试方法或测试器材不同,而非扬声器的功率处理能力有事实上的差别。

因此,功率因数在±1.5左右的扬声器可被视为拥有同样的处理能力。±1.5左右的因数大约等同于±1.5dB的输出容差。比如,一只额定功率为600W的扬声器和一只额定功率为900W的扬声器,它们在处理真实音频信号的功率时,容量很可能是一致的。

在这里要注意的是:“音乐”、“节目”、“峰值”或类似的功率值通常是热功率值(或RMS与持续功率等)的两倍或多倍。但是,这些值很少是经过事实测量得出的值。通常,这些功率值只表明,扬声器可以处理高于最大额定热功率限制的峰值输入。

 

  • 2、选择合适额定功率的功放

应根据所需的声音电平和音频信号的类型,为扬声器挑选合适额定功率的功放。

在选购产品时,不要将标明的额定功率与所能达到的最大声音电平混为一谈。最大输出是功放功率和扬声器灵敏度的函数。因此,一只灵敏度为97dB(1W@1M)、使用100W功放的扬声器与一只灵敏度为94dB、功放功率为200W的扬声器,具有同样的最大输出。

扬声器驱动器,尤其是压缩驱动器,通常比功率测试中的驱动器能更好地承受瞬间峰值功率。像打击乐这样的动态音频信号具有很高的瞬间峰值电平;而像语言这样的音频信号,电平则在不断发生改变。为了充分利用扬声器的峰值处理功能并避免功放发生削波,应选用额定功率大于扬声器功率的功放来重现音频信号的峰值电平。

而对于低动态的音频信号,如重金属摇滚和高压缩音乐,可能需要额定功率小于扬声器功率的功放,避免给扬声器的热功率处理带来太大的负荷。

另外,有时可能使用500W持续功率(或RMS功率)的扬声器重现低电平的背景音乐。这时,只需25W的功放就能实现所需的声级。

因此,特定应用所需的功放,其额定功率可能会远远高于或远远低于扬声器标明的功率。

作为概测法,假定在正确操作的情况下,为了让扬声器充分发挥性能,实现合适的声音输出电平,推荐使用额定功率为扬声器功率两倍的功放。这可以让功放重现比标明功率高6dB的峰值信号。这与测试信号以及功率测试所使用的功放输出性能保持一致。但是,我们推荐的方法并不能保证操作永远万无一失,这涉及到我们在下一节谈论的问题。

  • 3、防止扬声器损害

防止扬声器受损或发生故障,并不是功放功率和扬声器额定功率的功能。要防止扬声器受损,必须正确操作音响系统,防止扬声器的负荷超过极限。如果音响系统操作不当,即便使用额定功率远远低于扬声器功率的功放,也有可能导致扬声器受损或出故障。相反,如果正确操作音响系统,即便使用额定功率超过扬声器持续功率(或RMS功率、平均功率等)的功放,也可以避免扬声器受损或出故障。

正确操作音响系统的方法包括:注意到音频信号的类型,控制相应的输出电平以及操作所有的电子设备,保证在信号链内不会发生电子削波。

一般不当操作的例子包括:

(1)持续的话筒反馈;

(2)在扬声器操作频率范围之外进行均衡提升;

(3)在扬声器操作频率范围之内进行过多的均衡提升;

(4)让电子削波存在于电子链中,电子链包括调音台、信号处理设备或功放;

(5)过度处理让扬声器明显失真;

(6)让功放全功率输出重现持续音调,如合成音调。

不管扬声器的额定功率和使用的功放功率是多少,以上操作都会轻易造成扬声器受损或故障。音响系统操作员有责任确保系统中所有的设备都在性能允许范围内操作。只有这样才能确保扬声器不会因负荷过大而导致受损和发生故障。

 

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