功放和音箱之間怎么匹配?看要哪些數(shù)值,還要注意些什么呢?
首先我們做個實驗,先假設(shè)最大輸入電壓Emax為20 Vrms (IEC噪聲),持續(xù)3分鐘。有兩個公式可以確定額定功率數(shù)值。
▲公式1和2:電壓,電流和電阻的功率計算
第一個需要知道電壓和阻抗(簡化為等效電阻)。第二個需要知道電壓和電流。
▲ 圖1 揚聲器的阻抗圖
圖1上圖表顯示了揚聲器的阻抗曲線(Z)。下圖顯示的是普通揚聲器中標示的1/3- oct平均值。阻抗的值是多少?有三個可能。
最小阻抗(Zmin)為4.4Ω,位于157Hz。
額定阻抗(Znom)為5.5Ω。即Zmin乘以1.25。
平均阻抗(Zavg)為10.2Ω。
哪個阻抗應(yīng)該用來計算額定功率?
使用Zmin的額定功率是91W。
使用Znom額定功率為72W。
使用Zavg的額定功率是40W。
基于電流曲線得到的功率。
接下來,我們用一個電流分流器來測量Emax的實際電流。圖2顯示了在Emax下測量的功放輸出電壓(20 Vrms)和電流分流器的電壓(194 mV)。分流器電阻為0.1Ω。根據(jù)歐姆定律(I = E/R),電流是1.9A。功率使用第二個方程計算是40W。
▲ 圖2為Emax和Eshunt的時域圖(180秒中取了10秒)
也就是說,對于寬帶信號,功放能看到負載的平均阻抗。對于窄帶信號,如正弦波,功放可以看到阻抗曲線上的任何值。因此Z值的作用有兩個:
1.將阻抗曲線簡化成“一個數(shù)字”。
2.防止制造商夸大揚聲器的阻抗。如果一個4Ω揚聲器的額定阻抗標注為8Ω,用戶可能會用一個功放通道推兩只音箱。
電壓——公用數(shù)值
注意,功率計算方法的公用數(shù)值是Emax。它是精確測量的,無可爭議。一個揚聲器的額定功率只有在Emax可以計算的時候才有用(公式2)。標示最大功率會產(chǎn)生來自市場的壓力,發(fā)布保守的功率也同樣是有代價的。這些可能會給終端用戶帶來一些問題。
結(jié) 論
本研究中的揚聲器處理20 Vrms的IEC噪音3分鐘。無論額定功率如何,Emax都是20 Vrms。將Emax轉(zhuǎn)換為功率需要使用阻抗值。由于阻抗并非完全固定,會在溫度等因素作用下產(chǎn)生變化,所以得到的額定功率也不確定。
終端用戶的錯誤假設(shè)很容易導(dǎo)致?lián)P聲器損壞。
除了用于揚聲器的銷售,標注的揚聲器額定功率幾乎沒有實際用途。說一個揚聲器可以“處理” *W或功放可以輸出*W是非常危險的表述語言。有意義的揚聲器額定功率要確定Emax,可以很容易地對其進行監(jiān)控來保護揚聲器。因為它的峰值空間要求也能幫助選擇適當?shù)墓Ψ艁眚?qū)動揚聲器。
功放或揚聲器的額定功率是表示產(chǎn)品性能特征的簡明方式。兩者都涉及電壓,電流,阻抗和時間。功率公式能讓這些參數(shù)簡潔地表達為某個瓦數(shù)值。只要提供足夠的信息可以反向進行數(shù)學(xué)運算,以從額定值中獲取原始電壓,電流和阻抗值。但很少有廠商會這樣做,結(jié)果是功率標示影響了用戶的購買判斷。我們將努力推行良好的工程實踐標準,為音頻產(chǎn)品更好的匹配功放,同時做好保護工作。