問:功放的規(guī)格是由“RMS(均方根功率)”或是“Peak(峰值功率)”來表示嗎?
答:請避開這個誤區(qū)… 其實根本沒有“RMS功率”這一說法。這的確是一個經常使用的術語,它通常被理解為“continuous”持續(xù)功率或者是“long term”長期功率,但在技術角度上來講,事實并非如此。所以不要把RMS理解為連續(xù)的功率。實際上你可以測量波形中任意部分的RMS 電壓(有效值電壓)或電流值,在長或短期內。
RMS是用來準確表達交流電壓或電流的專業(yè)術語,它有助于解決測量問題和表達交流電。相比之下,DC是很容易測量的,測量電壓為9V的電池,9V, 再測量一遍,仍舊是9V,沒有變化,除了一些由于負載或其它影響造成的輕微的波動或驟降。
另一方面,交流電不斷地迅速變化,你的電力做功周期為50或60次每秒,音頻運行周期則從20到20000次每秒。
你可以選擇很多的瞬時電壓去測量,像20,-2, 92, 12, -29V.,但它們所描述的交流信號不全是有意義或準確的, 你需要選擇一個時間段內的樣本 (所選取的樣本要么連續(xù)要么盡可能多)并取它們的平均值,并要描述其功率的含義。
因此,RMS代表的是均方根值,它是如何得來的呢?首先,它是交流電信號,以上圖為例,這是一個簡單的正弦波(綠色曲線),以零為起點,+1和-1為峰值,它可以是電壓也可以是電流,但出于簡單起見我們只將它認定為電壓。
功率與電壓的平方成正比,例如1V的負載是0.5V電壓的兩倍,但它對應著四倍的功率,因此我們確定了我們的第一條線索,電壓的平方V2用紅線表示。
請注意,它的頻率增加了一倍,總是成正比,并在+1或0的時候達到峰值。這條曲線類似于電路中的瞬時功率。而實際功率的大小將取決于電流以及電壓。
下一步,我們需要取功率的平均值,這就是我們要求的數(shù)值。在一個模擬測量電路中,這可以用積分電路,一些高級的AC RMS電壓表可以讓你選擇積分時間。在數(shù)字信號處理器中,它可以做一個簡單的數(shù)學運算。
平均功率的近似值(該近似值只是平均功率得模擬)用紫色的曲線表示。請注意,最初的波動后,中心的V2波形開始逐漸變得平緩并趨近于0.5。
現(xiàn)在繼續(xù)回到電壓問題,我們需要取平均功率近似值的平方根。我們求出的是RMS電壓的有效值,用藍線所表示?梢宰⒁獾皆谌≈禐0.707的時候曲線逐漸趨于平坦。
當你用電壓的值乘以電流的值,你會求出功率的值。當你用電壓有效值乘以電流的有效值,你求得的不是RMS功率有效值——你求得的是功率的平均值。因此,經常被我們稱之為“RMS功率”的值實際上應該稱之為“連續(xù)平均功率”。而將這些規(guī)格以數(shù)字的形式標示出來的功放才是可以信賴的功放。另外,請不要誤解關于功放規(guī)格中“峰值”的這一概念。
問:有關功率的規(guī)格“FTC”和“EIA”表示什么?
答:這些是目前測量功率放大器的兩種最常見的方法。不過多年前有一種被稱為IHF測量法的標準,其中只涉及到當放大器削波時,在負載為8.4歐姆或2歐姆時所測量出的最大RMS電壓。
測量中最重要的部分是在20毫秒內輸入一個帶有重復脈沖性質的1KHz正弦波信號,然后下降20dB(換句話說就是1%的功率)進行480毫秒測試,因此該規(guī)范測量出的是頭頂空間余量,而不是連續(xù)功率,于是造成了許多蹩腳的功放廠家把這個漂亮的數(shù)據(jù)作為吹噓自己的產品資本。
令人欣慰的是,IHF這種測量方式在現(xiàn)今已經停止使用。而EIA標準則是一個較為嚴謹?shù)姆椒,這就需要使用恒定振幅的中頻帶信號進行測量。大多數(shù)功放廠家選擇1kHz。放大器輸出一個正弦波給功放指標上所標明的負載,如8Ω、4Ω或 2Ω,增益旋轉達到功放削波點為止。
削波點被定義為正弦波的總諧波失真達到指定的數(shù)值時的電平,例如0.05%,0.1%或1%。
EIA規(guī)范的缺點是——除了有限的頻譜,它是允許制造商在有負載的情況下每次進行單一通道驅動,這可以掩飾功放功率較弱的缺點,但并非所有的廠商都會鉆這個漏洞的空子。[fenye]
FTC是更加嚴格的標準,于1974年5月被采用,美國聯(lián)邦貿易委員會為家庭娛樂設備所制定保護測量方法。FTC測試標準需要使用一個正弦波在指定的頻率帶寬內循環(huán)測試,取代了只使用單一中頻帶的EIA或是IHF。
盡管各類功放標稱指標的頻率范圍或有不同,但通常所使用的測試范圍為20Hz至20kHz。此外,所有通道將在同一時刻驅動負載,功率供給能力較弱的功放將會很容易“漏出馬腳”。
但是FTC標準的最為苛刻之處是在于必須預先滿足以下情形,包括:所有的通道要以1/3功率測試標準運行60分鐘、全部通道參與測試、按標稱阻抗測試、1KHz測試,在這期間功放不能出現(xiàn)過熱、自動關機、電流限制或其它問題。
現(xiàn)在,說實話,制造商不可能按照所公布得參數(shù)去測試每一臺功放,廠商已經將功放的耐久性作為設計過程中的一部分,因此我們可以知道功放部分指標是否合格。
但如果無法通過那些苛刻的測試要求,就無法達到FTC標準。這就是為什么有少數(shù)功放每個通道驅動2Ω的負載時可以通過EIA標準但是無法通過FTC標準的原因,盡管它們通常在2Ω的負載下可以正常運行。
與EIA標準一樣,F(xiàn)TC所標稱的最大功率取決于THD(總諧波失真)對應的失真電平。制造商所選擇的THD的典型數(shù)值是0.025%,0.03%,0.05%,0.1%等。
不過,“THD(總諧波失真標準)”的選擇,必須在250毫瓦時才開始生效,到達額定功率電平時,交越失真會變得更加明顯。FTC是嚴謹和苛刻的測量標準,但也有一個缺點,因為它無法描述大多數(shù)功放在2Ω負載下運行時的性能。
問:我有一個2400W的功放,但它的手冊上說,它在120W運行時電流僅12安培(110V)。他們是在開玩笑嗎?
答:沒有人在和你開玩笑,這確實有其道理。你需要讓你的功放滿功率運行來應付峰值和大的瞬態(tài)響應。幸運的是,對你的功放和供電系統(tǒng)來說,這些峰值和瞬態(tài)變化都不會持續(xù)很久。
具有良好功率貯備能力的功放可以短暫的釋放出超越AC供電系統(tǒng)負荷的功率,但如果平均計算一段時間內的功率,即使在短暫的幾秒內,表現(xiàn)出的實際功率也會遠遠低于峰值。
這就是所謂的峰值因數(shù)(又稱波峰因數(shù)), 不同類型的音樂和其它節(jié)目素材使它可高達20dB,這意味著,雖然達到了2400W的峰值削波點,但平均功率大概只有24W。
樂進行壓縮可以獲得一個低的峰值因數(shù),同時運行在輕微削波狀態(tài)下還可以提高一點平均功率。所以即使一個貝司手長時間演奏大音量和動態(tài)的音樂,如果利用壓縮器,聲音的處理將是很容易的事。
多數(shù)的安全機構測試使用的1/8倍全功率粉紅噪聲(與9dB的有效峰值因數(shù)相當)相當于典型的最大音樂電平,不會引起任何失真。
安全機構向來以嚴謹和保守著稱,對于一般的常規(guī)操作的使用者來說,電流消耗測量級別在1/8th功率是一個相當安全的指標。 |