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主题:扬声器和功率放大器的功率匹配

帅哥哟,离线,有人找我吗?
WANGFUYU
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等级:贵宾 帖子:155 积分:1867 威望:2 精华:10 注册:2005-11-6 2:59:06
  发帖心情 Post By:2006-3-25 20:55:39 [只看该作者]

关于功放与扬声器的功率匹配问题,在专业领域考虑到音响系统的可靠性,大多采用了压限器,但在汽车音响、家用等领域较少采用,可能还是成本问题,那该怎么搭配扬声器和功放的功率呢?

前面大家都讨论到功放功率小,使用中容易削波,产生较多的高次谐波,高音单元容易损坏,那就应该避免,我觉得可以将功放的输入灵敏度做的较低,即使碰到大的信号输入或将音量开得很大都不会太大削波。我曾经测试过不少国外的功放产品普遍比国内一些厂家的灵敏度低。当然这样就是压抑了功放的输出能力,但可以保证了音质和保护了扬声器。对于系统设计,确定扬声器的功率还是用最恶劣的试音碟音量开关置于最大位置去试验,保证不损坏。


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帅哥哟,离线,有人找我吗?
KGB-Oliver
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  发帖心情 Post By:2006-3-27 17:14:28 [只看该作者]

从实际应用的角度出发,相比在功放里做文章, 还是提高喇叭的功率及给高音更好的保护成本更低吧. 当然, 如果成本上有空间, 从功放入手是最好的办法.



这个人很聪明, 什么都不写
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松香味
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  发帖心情 Post By:2006-3-27 23:42:05 [只看该作者]

好帖子!

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珍桢
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  发帖心情 Post By:2006-3-28 8:23:50 [只看该作者]

问了一下电子工程师,说在前级前输入前加个限幅电路只要3-5元,那还是合算的,打算叫其做个PCB试试.


多说多错...少说少错...不说不错...
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珍桢
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  发帖心情 Post By:2006-3-28 8:41:47 [只看该作者]

对帮忙想办法的人表示崇高致意!!!!!!!图片点击可在新窗口打开查看图片点击可在新窗口打开查看


多说多错...少说少错...不说不错...
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松香味
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  发帖心情 Post By:2006-4-9 22:22:20 [只看该作者]

关于功放与扬声器的功率匹配问题,保证功放具备足够高的阻尼能力(或者说具备足够大的电流输出能力、足够小的内阻),比保证功放具备足够大的功率更有实际意义。

看上去有些矛盾,其实简单地说,功放可以是大电流、低内阻、低电压类型的,而且与扬声器非常容易匹配,工作也非常稳定。


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松香味
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  发帖心情 Post By:2006-4-11 14:36:31 [只看该作者]

为什么功放需要大电流、低内阻?需要高阻尼系数?

因为扬声器是一个阻抗(动态)变化非常大的负载,在最低阻抗时(例如2欧姆)如果功放不能够提供足够大的电流输出能力,就会引起输出电压的非线性失真,甚至导致“削顶”失真。


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珍桢
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  发帖心情 Post By:2006-4-12 9:36:27 [只看该作者]

低内阻高阻尼对成本有影响吧?



多说多错...少说少错...不说不错...
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松香味
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  发帖心情 Post By:2006-4-12 21:42:13 [只看该作者]

以下是引用珍桢在2006-04-12 09:36:27的发言:

低内阻高阻尼对成本有影响吧?

这是肯定的。

各种技术指标基本相同的情况下,同样50W的功率放大器,一台阻尼系数40左右的功率放大器可能300元内就可以生产出来了;阻尼系数达到200左右的功率放大器,大概需要2000元以上才有可能实现。


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松香味
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  发帖心情 Post By:2006-4-12 22:16:29 [只看该作者]

“如何保证”“输入功率/输出声压”的线性关系呢?

1、我们知道,表达功率的物理公式有:
(1)、W=VI ;
(2)、W=I²R ;

那么,这两个表达“功率”的物理公式,那一个更适合用来表达音响系统中“输入功率/输出声压的线性关系”呢?为什么呢?

有人认为不是一样吗?W=I²R 与W=VI 、V=RI;这些都是中学物理必须掌握的知识,用他们计算出来的功率(W)应该没有区别。
是的,计算出来的功率(W)是没有区别,但是联系到音响系统中的实际工作状态,它们的差别可大了。

我们知道,音箱的阻抗是一个“标称”值,频率不同,这个阻抗就会发生明显的变化,变化幅度也非常可观。“标称”4欧姆的音箱,可以从2欧姆至十欧姆之间变化;或者标称8欧姆的音箱,可以从4欧姆左右到接近20欧姆左右的范围里变化;最小阻抗到最大阻抗,往往达到3~5倍的差别。

那么,变化量如此可观的一个“变量”,用于计算它所承受的实际“功率”的公式里,如果按照W=VI ,把它当成“常量”而不包含进去,显然是非常错误的。
因此,我们把V=RI代入W=VI ;
得到 W=I²R ;(这里我们把R理解为喇叭的阻抗Z来分析问题,下同。)


这样,用于计算音箱所承受的实际“功率”的公式里,即W=I²R 式子里就包括了“标称阻抗”这个变量了。
因此,我们说,表达音响系统中用于计算音箱所承受的实际“功率”、或者用于计算功率放大器实际输出的功率;
公式:W=I²R 才是更符合实际工作状态的。


2、那么怎样才能保证“输入功率/输出声压的线性关系”呢?

A、功率放大器实际输出功率与什么最密切?
上面为什么要花费时间讨论——表达音响系统中用于计算音箱所承受的实际“功率”、或者用于计算功率放大器实际输出功率的实用公式为:W=I²R ……才是更符合实际工作状态呢?
按照常规,功率喜欢用“伏安”或者“瓦”称呼;
相对应的公式为,
(1)、W=VI ……“伏安”;
(2)、W=I²R ……“瓦”;
虽然它们的本质都是一样的——都是表达“电功率”的单位,而且相互对应并相等,但是实际应用时如果以
(1)、W=VI ……“伏安”;
来考虑问题,研究如何增加功率放大器的输出功率,我们就很容易走入“提高功率放大器的输出电压”的方向。以目前晶体管(或者电子管)的制造水平,耐压达到几百伏根本就不是问题,设计高电压输出的功率放大器也不是难事。实际上,不管设计师是不是真正了解现在这里讨论的问题,市场上很少看到民用“高电压输出”的功率放大器,经验也会告诉设计师——音响功率放大器必须重视电流的输出能力。电子管的输出变压器就是把“高电压小电流”的“功率”转换为“低电压大电流”的“功率”的一个实例。

但是,实际应用时如果以;
(2)、W=I²R ……“瓦”;
来考虑问题,研究如何增加功率放大器的输出功率时,我们就很容易发现,提高功率放大器电流输出能力,才是提高功率放大器输出功率的关键。因为输出功率与输出电流的平方成正比。

因此我们说:——功率放大器实际输出功率与功率放大器实际输出电流的能力关系最密切。
为了保证功率放大器实际输出功率,那么;
(a)、我们就应该设法降低功率放大器的输出内阻;
(b)、使用质量好、功率足够大的电源变压器;
(c)、提高电流储备水平和瞬间大电流供电、连续稳定大电流供电的能力水平;


B、音箱的“输入功率/输出声压”与什么最密切?

前面我们说过:音箱的阻抗是一个“标称”值,频率不同时这个“阻抗”就会发生非常明显的变化,变化幅度也非常可观。——如“标称”4欧姆的音箱,可以从低达2欧姆至十余欧姆之间变化;或者标称8欧姆的音箱,可以从低达4欧姆左右到接近20欧姆左右的范围里变化;最小阻抗到最大阻抗之间,往往达到3~5倍的差距。因此,音箱的输入功率如果没有功率放大器足够的输出电流做保证,功率W=I²R ……“瓦特”就没有保证。
在音响系统中功率放大器“实际输出功率”的一个“变形”指标——被称呼为“阻尼系数”;这个“阻尼系数”——反映了功率放大器的内阻大小;也反映了功率放大器的“电流输出能力”、以及对音箱“变量阻抗”的“阻尼”控制能力。
因此——要保证音箱(一个“变量阻抗”)这个“负载”获得真正的“有效功率”,“电流输入量”的大小,才是真正关键的指标。
——确保音箱“电流输入量”大小的关键——就是功率放大器的电流输出能力;即——功率放大器的“变形”指标——“阻尼系数”。

只要保证了音箱的“电流输入量”——即“有效输入功率”,“输出声压”就可以与“输入功率”基本保持“正比”的“线性关系”。(须扣除热损耗和阻尼损耗等)

因此我们说,要保证音箱的“输入功率/输出声压”的线性关系,功率放大器的电流输出能力;即——功率放大器电流输出能力的“变形”指标——“阻尼系数”,是至关重要的指标。能否具备良好的动态表现,阻尼系数——也是一个非常重要的参数指标。

有不少朋友常常问我:你这台“新德克6800”到底是多少瓦?怎么有如此推力?(新德克6800不就是A类30W,AB类80W吗)实际对比,两百多瓦的AB类功率放大器还不如它,的确让人不能理解。
其中奥妙——就是上面说的观点,或者说“理论”吧。
个人观点,只供参考,欢迎拍砖。


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