在藍牙、Wi-Fi 音響應用范圍內,主要考慮以下幾個(gè)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(gè)原則。
功率匹配
常有人將功率放大器的額定功率與揚聲器的額定輸入功率等同起來(lái),認為只有這兩個(gè)功率指標完全相同時(shí),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聲器的額定輸入功率是兩個(gè)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(guò)這個(gè)輸出功率的電平,功放輸出將產(chǎn)生削波失真,必須留有相當大的動(dòng)態(tài)余量。揚聲器的額定輸入功率是指揚聲器在規定時(shí)間內連續工作不損壞的極限功率。
國家標準規定揚聲器的額定輸入功率是指給揚聲器該功率粉紅噪聲信號電平,使揚聲器連續工作 100h 不損壞的極限功率。
如果采用小功率功放去驅動(dòng)大功率的揚聲器,則功放動(dòng)態(tài)范圍不夠,當揚聲器尚未達到所需輸出聲壓時(shí),功放已限幅失真:
1. 用小功率的功放去推動(dòng)大功率的揚聲器就會(huì )出現“推不動(dòng)”的情況,簡(jiǎn)單地說(shuō)“推不動(dòng)”就是功率稍大的時(shí)候失真迅速增加,而且難以實(shí)現全頻段的平衡。
2. 功放的持續輸出功率值小于揚聲器的持續輸出功率才最容易導致?lián)P聲器的損壞。因為假如功放的持續輸出功率100W,揚聲器的持續輸出功率200W。當連接系統后,一旦調節音量旋鈕,輸出功率在100W左右時(shí),功率放大器已經(jīng)處于滿(mǎn)負荷運轉狀態(tài)。而揚聲器還有很多余量,一旦用戶(hù)繼續提高音量,這時(shí)候的輸出功率超過(guò)了功率放大器的持續輸出功率值,也就是失真開(kāi)始的時(shí)刻,這種失真被稱(chēng)為“削波失真”,在專(zhuān)業(yè)音響行業(yè)內被稱(chēng)為“揚聲器殺手”。這種失真的信號,即使功率很小也能產(chǎn)生類(lèi)似直流的電信號,很輕易地就能燒毀揚聲器的線(xiàn)圈。對于一款持續輸出功率200W的揚聲器來(lái)說(shuō),失真率為50%的150W電信號比無(wú)失真的300W信號更可怕!
反之,若揚聲器的輸入功率過(guò)大,則在所需輸出聲壓級狀態(tài)連續工作,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
功放阻抗與揚聲器阻抗相等的情況最為理想。此時(shí)功放與揚聲器均處于良好的工作狀態(tài),功放工作在最佳的負載線(xiàn)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聲器的阻抗?比如一只4Ω 的功放接上一個(gè)8Ω 的音箱?根據功率 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(shí)感覺(jué)揚聲器的音量比較小,聲壓級不夠等等情況,但是不會(huì )造成設備損壞的情況,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(huì )發(fā)生什么后果呢?這時(shí),由于實(shí)際接的負載僅為 4Ω,根據功率 P=U*U/R,此時(shí)的電流 I 變成之前的 1.4 倍左右,此時(shí)功放處于過(guò)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(dòng)小阻抗的揚聲器。
頻帶匹配
為了獲得較快速的動(dòng)態(tài)響應和較好的高頻特性,功率放大器的頻帶應相當寬。通常功率放大器的電頻率響應要求平直,其頻帶寬度應當遠大于揚聲器的聲頻率響應寬度。揚聲器的聲頻率響應寬度最多只能達到 20Hz-20KHz,而功率放大器的電頻率響應寬度可達 10Hz-100KHz。 |