舞美常識
音響小知識:何故燒喇叭
一、功率標稱數(shù)值是什么意思
以飛達FDS-120NC為例,音箱后面標稱為450W/8Ω,是指音箱的承載功率,意思是說只要不長時間輸入超過450W的功率,音箱就不會損壞。
而有些音箱的技術(shù)規(guī)格中有一個標注“建議功放功率:25W~150W,8歐姆不失真”,這是廠家推薦使用功率在8歐姆負載下輸出功率為25W~150W這一范圍的放大器來驅(qū)動。至于需要多少瓦的功放才能推動,主要看音箱的靈敏度高低和需要的輸出聲壓級有多大,以及為防止功放失真所需的儲備功率。
二、為什么小功率功放搭配大音箱會燒喇叭?
在人耳20Hz~20kHz內(nèi),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。而一只三分頻音箱,假設中、高音單元的分頻點在4kHz,高音單元的承受功率只有標稱功率的5%。所以,如果功率分配不當,或者高音單元承受過高的功率,就會很容易造成高音單元的損壞。
功放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。比如一臺小功率功放,我們一定要讓它以很大的聲音工作,超出了它的工作能力,它就會出現(xiàn)失真,這很容易理解。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,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。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(xiàn)削幅,高頻諧波就會劇增。原為1kHz的正弦信號,在過載削幅接近方波時,就會在1kHz的正弦波外,產(chǎn)生大量的奇次諧波,如3kHz、5kHz等的正弦波能量,使信號中高音成分的比例大大增加,進而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(jīng)過載而造成損壞。這種情況比信號短時過載,但不出現(xiàn)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。
上述分析,可以使我們很清楚的了解到:音箱燒高音單元的一個重要原因,是功率放大器的功率太小,而不是太大(當然如果功放功率過大,遠超音箱可承受峰值,仍會燒箱,這會在后面提到)。功率放大器送出的信號本聲就是削幅信號,導致?lián)p壞音箱。所以,在配置音響時,一定要建立正確的認識,要用“大馬拉小車”的方案,防止功率放大器送出削幅信號而損壞高、中音揚聲器單元。
三、音箱和功放的功率如何搭配?
先說音箱,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(6分貝)的瞬間峰值輸入功率。也就是說,如果一個標稱100W的音箱,短時間可以承受400W的輸入功率。
再說功放,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3分貝的峰值輸出功率。也就是說一臺額定輸出功率為100瓦的功放,應該能在瞬時山體提供2倍于額定輸出功率的峰值輸出功率,也就是在短時間內(nèi)提供200W的輸出功率。那么,如果要求一臺能夠提供400W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200W。
可見,要讓功放和音箱都能夠完全把各種音樂峰值信號的表現(xiàn)完全表現(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,那么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,就是非常危險的狀態(tài)。
所以,按照功放輸出功率和音箱輸入功率為2:1的比例,其目的僅在于讓音箱可以表現(xiàn)其峰值輸出能力。在實際工程中,專業(yè)人員通常會使用限幅器,通過調(diào)整功放的輸入電平,來確保音箱安全工作。但在我們?nèi)粘F胀☉弥?,大功率功放會燒掉小功放音箱嗎?/span>
對于用戶的20平米左右的房間來說,真正意義上的60W功率(指音箱的有效輸出功率30Wx2)是足夠的了!
那么用上面這臺200W的功放,驅(qū)動前面那款可承載功率為100的音箱,會不會燒喇叭?這要看你怎么使用這臺功放。確實,200W已經(jīng)超出了該音箱的最大承載功率的一倍了,如果將音量開到最大,一直讓功放處于滿功率輸出,那這對音箱必燒無疑。但這種情況幾乎不會發(fā)生,沒有人會把功放的音量猛然擰到盡頭來使用的。
事實上,當音量大到接近過載失真(破響)時,肯定不會有人再繼續(xù)猛增音量(等于增加輸入到音箱的功率)來使音箱徹底發(fā)出破響,反而會減小一些音量讓喇叭發(fā)出正常的聲音。這樣,輸入到音箱的平均功率始終都控制在它能夠承受的安全范圍內(nèi),就算功放的功率再大,也只輸出了音箱能夠承受的那一部分,又怎么會燒喇叭呢?相反,用大功率的功放提高了功率儲備量,能避免瞬間的大動態(tài)峰值音樂信號出現(xiàn)過載失真,對保證放音質(zhì)量還有好處。
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