在專業(yè)擴聲領域里,音響器材的配置是十分考究的,其中功放與音箱的配置是最重要的,功放與音箱的配置所涉及的方面很多,例如功放牌號、功率管類型的選擇及低靈敏度音箱應配置哪種功放等。大家都知道,在進行廳堂聲學設計后,需要根據一系列計算確定音箱功率,然后再由音箱功率確定功放功率,但是究竟兩者功率如何選配才能達到最佳匹配呢?
沒有經驗的調音師也許會認為,功率放大器的輸出功率太大,會造成高音單元的損壞,其實不然。在專業(yè)場合下,揚聲器一般可以承受3倍于額定功率的大信號沖擊,瞬時可承受5倍于額定功率的峰值沖擊而不損壞。所以,一般情況下,音箱額定功率取功率放大器的1/2,是不會有問題的。因而,如果不是因意外強沖擊或話筒長時間嘯叫,而是由功率放大器功率大而燒高音單元的情況是極少出現的。眾所周知,大部分音箱內有多個揚聲器單元,每個揚聲器單元所承受的功率,是按分頻點的不同進行不同分配。例如:一只分頻點為1.6kHz的二分頻音箱,高音單元承受功率為100%-78%=22%,低音單元承受功率為78%-0%=78%。
音箱的額定功率,一般專業(yè)音箱標明最大粉紅噪功率,而發(fā)燒及民用音箱標記則比較含糊,但基本都是各單元的總功率。也就是說,音箱的額定功率是指粉紅噪聲或寬頻帶能承受的模擬信號功率。例如,一只分頻點為1.6kHz、額定功率為100W的二分頻音箱,在額定功率時,低音單元可分配到78W的輸出功率,而高音單元僅分配到22W。因此,對該音箱施加100W的粉紅噪聲功率或普通節(jié)目信號功率,它可以承受;但用100W的單頻信號去測試時,無論高音和低音單元都有可能損壞。再如一只三分頻的音箱,中、高音的分頻點在4kHz,那么,高音單元的承受功率只有標稱功率的5%。如果功率分配不當,就會很容易造成高音單元的損壞。
我們知道,在人耳聽域的20Hz~20kHz內,真正集中大量能量的音樂信號一般在中、低頻段,而高頻段能量僅相當于中、低頻段能量的1/10。一般人聲和音樂信號中高音分量并不多,金屬樂器、絲弦樂曲中高音偏多些,所以,一般音箱高音損失的功率比低音喇叭低得多,以求高低音平衡;而功放好比一個電流調制器,它在輸入音頻信號的控制下,輸出大小不同的電流給音箱,使之發(fā)出大小不同的聲音,在一定阻抗條件下,要想讓標稱功率為200W的功放達到400W或幾倍的輸出其實很容易,只是功放的失真(THD)將會大大地增加,這種失真主要產生在中、低頻信號中的高頻諧波,其失真越大,高頻諧波能量就越大,而這些高頻失真信號都將隨高頻音樂信號一同進入高音頭,這會產生什么后果呢?一般音箱的功率分配比例基本附合所示規(guī)律。
以三分頻音箱為例,在正常情況下,若輸入給音箱的信號加大1倍,高音頭的功率僅增加5W;但如果功率放大器的功率不足,致使信號過載出現削幅,高次諧波分量就會劇增。除原為1kHz的正弦波外,還會產生大量的奇次諧波,如3kHz、5kHz等的正弦波能量,致使信號中高音成分的比例大大增加,進而會造成信號中的高音頻譜能量遠遠的超過高音單元所能承受的功率。即使此時的信號總功率還沒達到音箱的額定功率,但高音單元已經過載而造成損壞。這種情況比信號短時過載,但不出現削幅更加危險。在信號不失真時,短時過載的1kHz信號,功率能量落在功率較大的低音單元上,不一定超過揚聲器的短期最大功率,一般不會造成音箱功率分配的偏差而損壞揚聲器單元。因而,正常使用時,在一定阻抗條件下,功放功率應大于音箱功率,但不能太大。在一般應用場所,功放的不失真率應是音箱額定功率的1.2~1.5倍左右;而在大動態(tài)場合則應該是1.5~2倍左右。這樣才能保證在音箱的最大功率時功率放大器不造成失真。
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