如何保證功放與音箱的匹配(上)

在高保真音響領(lǐng)域里，器材的搭配是十分考究的，其中功放與音箱的配置是最重要的，雖然，一些音箱產(chǎn)品使用說明中向用戶推薦了所配功放的具體牌號或型號，但還是有局限性，因為用戶經(jīng)常面對諸多型號的功放，無從下手。

　　功放與音箱的配置所涉及的方面很多，例如功放品牌、功率管類型的選擇及低靈敏度音箱應配置哪種功放等。功放與音箱的具體配置，一般來說與設計人員的經(jīng)驗、愛好、聽音習慣等因素有關(guān)，很難找到一個統(tǒng)一的標準。有時我們發(fā)現(xiàn)一些用戶或設計人員為了節(jié)省開支常給音箱配置較小功率的功放，有些用戶又為了所謂的“功率儲備充足”給音箱配置很大功率的功放。顯然，這樣做都是不合適的。重要的是，這樣配置會給設備造成損壞。在功放與音箱配置中，功放功率的確是關(guān)鍵，也就是說，功放功率的確定原則應該是統(tǒng)一的。

　　大家都知道，在聲學設計后，需要根據(jù)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？慧聰網(wǎng)在這里整理了以下方法，供您參考。

　　1、功率匹配

　　為了達到高保真聆聽的要求，額定功率應根據(jù)最佳聆聽聲壓來確定。大家都有這樣的感覺：音量小時聲音無力、單薄、動態(tài)較小、無光澤、低頻顯著缺少、豐滿度差；音量合適時聲音自然、清晰、圓潤、柔和豐滿、有力、動態(tài)較大；音量過大時，聲音生硬不柔和、毛糙、有刺耳的感覺。因此重放聲壓級與聲音質(zhì)量有較大關(guān)系，規(guī)定聽音區(qū)的聲壓級最好為80-85dB（A計權(quán)），可以從聽音區(qū)到音箱的距離與音箱的特性靈敏度來計算音箱的額定功率與功放的額定功率。

　　大家都知道，在進行廳堂聲學設計時，需要根據(jù)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。首先，通常在人耳聽域的20Hz-20kHz內(nèi)，集中大量能量的音樂信號一般在中、低頻段，高頻段能量僅相當于中、低頻段能量的1/10，一般音箱高音損失的功率比低音低得多。而功放好比一個電流調(diào)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)生大小不同的聲音，在一定阻抗下，可以實現(xiàn)標稱功率200W的功放達到400W或幾倍的輸出，但是功放的失真（THD）將會大大增加，這種失真主要產(chǎn)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，這些高頻失真信號都將隨高頻音樂信號一同進入高音頭，這就是為什么小功率功放推大音箱會發(fā)生燒高音頭的原因。其次，功放與音箱的功率配置與目標響度以及所使用場合也有一定的關(guān)系。在一定目標響度下，應該讓音樂信號的動態(tài)在每件器材上都能得到充分地保證，如果功放功率太大，其增益設置很小時，響度已達到要求，但這時功放的增益就限制了信號的動態(tài)范圍。所以，功放功率不能太大，否則，既浪費開支，又會帶來響度和音樂動態(tài)無法兼顧以及音箱負荷過重的麻煩。

　　總之，功放的選定必須由音箱決定，在一定的目標響度下，音箱可以比設計值大一些，以備不同用途，而功放的功率應該嚴格由音箱決定，沒有太大的靈活性。功放與音箱功率配置的具體標準應該是：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功率應是音箱額定功率的1.2-1.5倍；而在大動態(tài)場合則應該是1.5-2倍。參照這個標準進行配置，既能保證功放在最佳狀態(tài)下工作，又能保證音箱的安全，即使對經(jīng)驗不足的操作人員，只要不是操作嚴重失誤或前級周邊設備調(diào)校不當，就能讓音箱和功放工作在穩(wěn)定狀態(tài)。

　　2、功率儲備量匹配

　　所謂的“功率儲備”是針對音箱而言，按照AES標準，一般音箱可以在短時間內(nèi)承受高于它額定輸入功率4倍（6dB）的瞬間峰值輸入功率，即一個標稱300W的音箱，短時間可以承受1200W的輸入功率。按照美國FTC實驗室的標準，在電源供應能力足夠大的情況下，功放可以瞬間輸出高于其額定輸出功率3dB的峰值輸出功率，也就是說一臺額定輸出功率為300W的功放，可以短時間提供2倍于額定輸出功率的峰值輸出功率（600W）。如果要求一臺能夠提供1200W峰值輸出功率的功放，這臺功放的額定輸出功率就需要達到600W，要讓功放和音箱都能夠完全把各種音樂峰值信號表現(xiàn)出來，功放的額定輸出功率就要等于音箱輸入功率的2倍。

　　但是，這種配置下，要求你不能把功放的額定功率完全加到音箱上，如果完全加上，音箱實際上在承受了超過它額定輸入功率1倍的輸入功率，也就是音箱始終處于超負荷工作狀態(tài)，這對音箱而言是非常危險的，所以按照功放輸出功率和音箱輸入功率為2：1的比例，目的僅在于讓音箱可以表現(xiàn)其峰值輸出能力，但對功放輸入電平的控制就比較嚴格。在正常情況下，功放額定輸入電平為0dB，此時功放輸入電平設置要比額定功率輸入電平低3dB，也就是說在讓600W的功放只工作在300W的狀態(tài)，當一個具有4倍（6dB）峰值特性的信號進入功放的時候，功放的實際輸入電平就達到了6+（一3）：+3dB，而此時功放瞬間輸出功率也就達到額定輸出功率的l倍，正好和音箱的峰值輸入功率匹配。如果不這樣控制電平，比如同樣額定600W的功放推300W的音箱，功放仍按照其額定輸入電平，那么功放就正常輸入600W的功率，音箱等于有l(wèi)倍的輸入功率，當一個+6dB（4倍）的峰值信號進入的時候，功放峰值輸出功率要達到2400W，但是功放的峰值輸出能力只有2倍，它不能發(fā)出4倍的不失真功率，此時就對音頻信號進行削波，將正弦波的音頻信號變成了方波信號，揚聲器就很容易受損傷。

　　總結(jié)設置控制電平有兩種方式：第一種為設定系統(tǒng)正常工作電平全部為OdB，當功放前級的設備輸出電平指示為OdB的時候，把功放的音量電位器減小3dB;第二種為設定系統(tǒng)正常工作電平全部為OdB.然后把調(diào)音臺的輸出電平在正常情況下減小3dB。

　　3、阻抗匹配

　　阻抗匹配是指功放的額定輸出阻抗，應與音箱的額定阻抗相一致。此時，功率處于最佳設計負載狀態(tài)，可以輸出最大不失真功率。如果音箱的額定阻抗大于功放的額定輸出阻抗，功放的實際輸出功率將會小于額定輸出功率；如果音箱的額定阻抗小于功放的額定輸出阻抗，功放有過載的危險，要求功放有完善的過流保護措施來解決。對電子管功放來講，阻抗匹配要求更嚴。

　　4、阻尼系數(shù)的匹配

　　阻尼系數(shù)KD定義為：KD=功放額定輸出阻抗（等于音箱額定阻抗）／功放輸出內(nèi)阻+線阻。由于功放輸出內(nèi)阻實際上已成為音箱的電阻尼器件，KD值便決定了音箱所受的電阻尼量。KD值越大，電阻尼量越重，當然功放的KD值并不是越大越好，KD值過大會使音箱電阻尼過重，以至使脈沖前沿建立時間增長，降低瞬態(tài)響應指標。保證放音的穩(wěn)態(tài)特性與瞬態(tài)特性良好的基本條件，應注意音箱的等效力學品質(zhì)因素（Qm）與放大器阻尼系數(shù)（KD）的配合。這種配合需將音箱的饋線作音響系統(tǒng)整體的一部分來考慮。應使音箱的饋線等效電阻足夠小，小到與音箱的額定阻抗相比可以忽略不計。其實音箱饋線的功率損失應小于0.5dB（約12%）即可達到這種配合。