功率匹配
音箱的功率等于功放的额定功率称为等功率匹配。对电子管功放的使用要特别注意匹配问题,因为电子管功放的功率和阻抗的匹配要求非常严格:如果负载过大,输出变压器的初级和次级线圈由于电流过大会发热,功放管电路会因电流过大而损坏功放的元器件;如果负载太轻,尤其是在失载的情况下,更会损坏电子管功放输出变压器的初级线圈,此时形成了很强的反射电压,作用在电子管功放的输出回路里容易使电子管的屏极发红,或者由于电压过高引起输出变压器过热而烧毁输出变压器的初级线圈。所以在电子管功放负载太轻时,要加上假负荷。一般要经过计算选择不同瓦数的电灯泡来做“假负载”而实现阻抗和功率的匹配。音箱的功率大于功放的额定功率则称为“超载”,俗称“小马拉大车”。这在家庭音响中或者组合音响中是允许的。在家庭音响中,一家人无论大小都可以操作音响设备,即使是功放开到最大,由于功放功率小,也不会烧毁音箱。但是,在专业音响中,此种情况是不可取的,因为功放功率小于音箱功率时往往推动不了音箱,这样就得加大功放的输人电平,使功放在满功率、大负荷状态下工作,从而产生严重的失真现象,尤其是削波失真。削波失真将会使音频信号的正弦波波峰被削平,出现类似梯形的方波而产生直流成分。而这个直流分量进入扬声器的音圈后,没有对声音产生贡献,反而使得音圈中产生大量的热量,时间长了就会烧毁音圈。功率放大器的功率大于音箱的功率的情况。在歌舞厅、剧场和大型文艺演出的专业音响系统中,功放的功率要大于音箱的功率。同时也要求必须由专业音响师进行扩声系统的操作。这样,功放有一定的储备功率,减小了机器的本底固有噪声和失真度,使声音的质量得到提高。
音箱与功率放大器的匹配是音频工程的老问题,即给定音箱后应该用多大的功率放大器。通常可从音箱的铭牌可取得其额定功率值,根据系统的实际用途,大致可以合理地选取放大器的功率。通常有三种情况:
A.语言类场合的应用:此时建议选用的放大器额定功率为音箱额定功率的1.0~1.2倍。
B.音乐和语言混合类场合的应用:此时建议选用的放大器额定功率为音箱额定功率的1.5~2倍。C.音乐类场合的应用:此时建议选用的放大器额定功率为音箱额定功率的2倍。从原则上讲,音箱额定功率与功放额定功率的不一致对功放的工作没有直接影响,主要关系到音箱本身的安全。当音箱阻抗符合匹配要求时,如果音箱额定功率小于功放额定功率,这意味着推动功率充足,听起来会很舒服,这是功放储备功率大的表现,能够充分展现音乐的全部内涵,尤其是在低频部分。
功放与音箱的阻抗匹配是确保音响系统能够高效、安全运行的关键因素之一。 阻抗匹配主要涉及到功放的输出阻抗与音箱的输入阻抗是否一致,以及这种匹配对音质和设备安全的影响。通常原则上要求音箱的额定阻抗不能小于放大器的额定负载阻抗。功放的额定输出阻抗应与音箱的额定阻抗相一致,以确保功放处于最佳设计负载线状态,从而能够输出最大不失真功率。如果音箱的额定阻抗高于功放的额定输出阻抗,功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。反之,如果音箱的额定阻抗低于功放的额定输出阻抗,虽然音响系统能工作,但功放有过载的危险,要求功放具备完善的过流保护措施,尤其是对电子管功放来说,阻抗匹配的要求更为严格。除了阻抗和功率匹配外,频率响应也是功放与音箱匹配中不可忽视的因素。频率响应是指音箱能够重放的频率范围。不同品牌、不同型号的音箱有不同的频率响应曲线。在选择功放时,我们需要考虑其输出频率与音箱的频率响应是否相匹配。如果功放的输出频率范围与音箱不匹配,会导致音频信号中的某些频段被削减或增强,影响音质。综上所述,为了确保音响系统的性能和安全,选择功放和音箱时应注意它们的阻抗匹配和功率匹配。同时,频率响应的考虑也是不可或缺的,以确保音响系统的整体性能达到最佳状态。