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关于功放跟音箱的功率匹配问题

2020-09-24

       关于功放跟音箱的功率的匹配,这是个很多人关注的问题,行内也有很多说法,对于这个问题,如果只是单纯的寻找答案,而不是从系统的角度去看待,怎么匹配都存在问题。

       首先,我们要搞清楚音箱功率的概念,这个概念错了,一切关于功率匹配的讨论都是错,比如,经常能听到的说法有,这个音箱功率很大,没有功放够力推它。

       但这是个错误的认知!

       音箱功率的概念,跟一般的电器不同,一般的电器功率概念是“需要”,需要供应给它标称的功率才能有效工作,如一个1000瓦的电饭锅就需要给它提供1000瓦的功率才能工作;而音箱功率则是“承受”,概念完全不同,标称1000瓦表示这个音箱能承受1000瓦的功率,而不是必须要给它1000瓦才能工作,你给它1瓦功率它就发出对应1瓦的声压,这是本质上的区别。

       有时候,会出现一种现象,用一台功率不是很大的功放去推动一个标称功率很大的音箱,会感觉不够力,声音出不来,这个情况不能简单理解为音箱功率太大功放推不动;音箱或功放本身有问题,都会产生这种现象,而不是它们各自功率的大小问题。

       当我们搞清楚了音箱功率的概念,接下来我们就去讨论功放跟音箱的匹配问题。

       当然,我们不能孤立的去看功放音箱功率的匹配问题,而必须跟场景应用紧扣才能获得正确结果。

       不能单纯的去看功放音箱功率的匹配问题,必须要结合具体应用才能获得正确结果。

       首先,要知道这是个什么样的场景应用,比如,一个安静的会议厅跟一个电音酒吧,对声压的需求是完全不一样的,这种差异就会导致所需功率也很不一样。

       假设,一个对声压要求平缓的场所,需要在8米处产生100db声压,我们可以先随机设定一只灵敏度为98db/1m的音箱,根据距离和声压的物理规则计算所需要的功率。

       距离每增加一倍,声压降低6db物理定律可以得知,一只灵敏度为98db/1m的音箱在8米处的声压降至80db,再根据每增加一倍功率,声压增加3db的物理定律去推算,由此算出,给音箱加上128w的功率即可产生101db声压,结论是,在这个场所中,配置一只灵敏度为98db,承受功率130瓦的音箱即可满足场景的应用需要。

       然而根据实际应用的经验,由于音乐的动态因素,需要加上20db的功率余量,即10倍,1280瓦,才能确保功放自身不容易过载;一旦功放过载就会输出大量的高频失真成份,从而对喇叭造成严重的冲击,特别是高音单元。
       功放功率越小,越容易过载失真,越容易烧喇叭。

       有人会问,功放功率是喇叭的十倍,喇叭不会烧掉吗?

       答案是不会!

       因为,根据应用要求,在8米处只要有100db声压就足够,功放功率只需要128w即可满足需要;再大的功率就会超过需求,并且会让人听着不能忍受,所以,也不会继续往上推,因此,虽然所配功放功率大很多,但正常用不到,超出的部分只是用来应付瞬间峰值的需要,确保功放自身不过载,而不是要将全部功率都倾卸到音箱上!音箱是能短时间承受没过载失真的大功率信号,只要不是持续性的。

       没有功率余量的功放,在音乐峰值来临的时候,会因为过载而产生削波失真,轻则导致声音变差,严重的则会烧高音,直至低音喇叭也一块烧掉。

       另外,用户觉得声压够,就不会再继续推大音量,声压过大他自己会经受不住。
       接下来,我们看看如何选择音箱的功率。

       理论上讲,128瓦的音箱就可以满足需要,但没功率余量。

       喇叭的振膜是个运动部件,振幅越大失真就越大,在接近满负荷的状态下失真会变得很大,所以为了保持良好的音质,应尽量让音箱的工作在处于小功率轻载状态,远离满载。如果不是很激烈,且动态不是很大的应用,可考虑在音箱正常工作的情况下功率不超过额定功率的三分之一;按这个原则,我们应该选配承受功率为400瓦以上的音箱,但如果是大动态的激烈应用,那就最好也留10倍的余量。

图.jpg

       上图就是一个喇叭的输入电压跟失真的关系图,不同颜色的线代表不同的电压,可以看出,随着输入电压的增大,失真也跟着增加。

       经常满负荷工作,喇叭也容易损坏。

       在这个例子里,选择灵敏度为98db/1m,400瓦功率的音箱,配合1300瓦的功放,能够很好的满足在8米处产生100db声压的应用需要。

       以上是以一只音箱作为例子来说,实际应用中通常是很多音箱的组合,但原理一样。

       结论

       音箱跟功放的匹配问题必须结合具体的应用项目去考虑,否则,怎么匹配都可能是错的,只要匹配合理,哪怕是功放功率比音箱大上十倍以上也不会烧喇叭!


                                                                                                                                                                (本文参考转载自音响网)




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