舞美常識
音響小知識:何故燒喇叭
一、功率標(biāo)稱數(shù)值是什么意思
以飛達(dá)FDS-120NC為例,音箱后面標(biāo)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(biāo)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(fù)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(dāng)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(shè)中、高音單元的分頻點在4kHz,高音單元的承受功率只有標(biāo)稱功率的5%。所以,如果功率分配不當(dāng),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(jìn)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(jìn)而造成信號中的高音頻譜能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dá)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(yáng)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(yáng)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(dāng)然如果功放功率過大,遠(yuǎn)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(dǎo)致?lián)p壞音箱。所以,在配置音響時,一定要建立正確的認(rèn)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(yáng)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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)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(biāo)準(zhǔn),在電源供應(yīng)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(yīng)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(dá)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(fù)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☉?yīng)用中,大功率功放會燒掉小功放音箱嗎?
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?zé)裏o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(dāng)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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