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功放與喇叭的匹配原則
文章來源:永阜康科技 更新時間:2018/8/11 9:51:00
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在藍(lán)牙、Wi-Fi 音響應(yīng)用范圍內(nèi),主要考慮以下幾個匹配原則:功率匹配、阻抗匹配、頻帶匹配、阻尼匹配、功率儲備量匹配。其中最重要的是前兩個原則。

功率匹配

常有人將功率放大器的額定功率與揚(yáng)聲器的額定輸入功率等同起來,認(rèn)為只有這兩個功率指標(biāo)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(yáng)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(chǎn)生削波失真,必須留有相當(dāng)大的動態(tài)余量。揚(yáng)聲器的額定輸入功率是指揚(yáng)聲器在規(guī)定時間內(nèi)連續(xù)工作不損壞的極限功率。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定揚(yáng)聲器的額定輸入功率是指給揚(yáng)聲器該功率粉紅噪聲信號電平,使揚(yáng)聲器連續(xù)工作 100h 不損壞的極限功率。
如果采用小功率功放去驅(qū)動大功率的揚(yáng)聲器,則功放動態(tài)范圍不夠,當(dāng)揚(yáng)聲器尚未達(dá)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(yáng)聲器就會出現(xiàn)“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(xiàn)全頻段的平衡。
2. 功放的持續(xù)輸出功率值小于揚(yáng)聲器的持續(xù)輸出功率才最容易導(dǎo)致?lián)P聲器的損壞。因為假如功放的持續(xù)輸出功率100W,揚(yáng)聲器的持續(xù)輸出功率200W。當(dāng)連接系統(tǒng)后,一旦調(diào)節(jié)音量旋鈕,輸出功率在100W左右時,功率放大器已經(jīng)處于滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)。而揚(yáng)聲器還有很多余量,一旦用戶繼續(xù)提高音量,這時候的輸出功率超過了功率放大器的持續(xù)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(yè)音響行業(yè)內(nèi)被稱為“揚(yáng)聲器殺手”。這種失真的信號,即使功率很小也能產(chǎn)生類似直流的電信號,很輕易地就能燒毀揚(yáng)聲器的線圈。對于一款持續(xù)輸出功率200W的揚(yáng)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(yáng)聲器的輸入功率過大,則在所需輸出聲壓級狀態(tài)連續(xù)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(yáng)聲器阻抗相等的情況最為理想。此時功放與揚(yáng)聲器均處于良好的工作狀態(tài),功放工作在最佳的負(fù)載線狀態(tài),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(yáng)聲器的阻抗?比如一只 4Ω 的功放接上一個 8Ω 的音箱?根據(jù)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(yáng)聲器的音量比較小,聲壓級不夠等等情況,但是不會造成設(shè)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(fā)生什么后果呢?這時,由于實際接的負(fù)載僅為 4Ω,根據(jù)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(tài),很同意將功放燒毀。所以一定不能用大阻抗的功放推動小阻抗的揚(yáng)聲器。

頻帶匹配

為了獲得較快速的動態(tài)響應(yīng)和較好的高頻特性,功率放大器的頻帶應(yīng)相當(dāng)寬。通常功率放大器的電頻率響應(yīng)要求平直,其頻帶寬度應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)大于揚(yáng)聲器的聲頻率響應(yīng)寬度。揚(yáng)聲器的聲頻率響應(yīng)寬度最多只能達(dá)到 20Hz-20KHz,而功率放大器的電頻率響應(yīng)寬度可達(dá) 10Hz-100KHz。

 
 
 
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