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功放与音箱的配接技术

时间:2015-04-04


       在设计、安装一套音响系统时,总会遇到功放与音箱的配接问题。在音色方面,最终应使整套器材还原音色呈中性,这仅是从艺术方面考虑。从技术方面考虑,功放与音箱配接的要素有: 

  功率匹配 
  为了达到高保真聆听的要求,额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的体会:音量小时、声音无力、单薄、动态出不来,无光泽、低频显著缺少、丰满度差,声音好像缩在里面出不来;音量合适时,声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来;音量过大时,声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉,因此重放声压级与声音品质有较大的关系,规定听音区的声压级最好的80-85dBA计权),可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。 

  功率储备量匹配 
  为了使音箱能随节目信号中猝发强脉衝的衝击而不至于损坏或失真,这里有一个经验值得参考:所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的三倍。电子管功放和晶体功放相比,所需的功率储备是不同的。这里因为电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号巔峰,电子管功放并不产生明显削皮现象,只是使颠峰的尖端变圆;这就是常说的柔性剪峰。而电晶体功放在过荷点后,非线性畸变迅速增加,对信号产生严重削波,它不是使颠峰变圆而是把它整齐削平。由此对于电晶体功放储备量的选取是:高保真功放为10倍;应用高档功放为6-7倍;应用中档功放为3-4倍;而电子管功放则可以大大小于上述比值。对于系统的平均声压级与最大声压级应留有多少余量,应视放送的内容与工作环境而定。这个冗余量最低10dB,对于现代的流行音乐、蹦迪等音乐,则需要留有20-25dB冗余量。 

  阻抗匹配 
  它是指功放的额定输出阻抗,应与音箱的额定阻抗相一致。此时,功放处于最佳设计负载线状态,因此可以给出最大不失真功率,如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗,功放的实际输出功率会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗,音响系统能工作,但功放有超载的危险,要求功放有完善的过流保护措施来解决,对电子管功放来讲阻抗匹配要求更加严格。 

  阻尼系数的匹配 (这个最难理解) 
  阻尼系数KD定义为:KD=功放额定输出阻抗(等于音箱额定阻抗)/功放输出内阻。由于功放、输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件,KD值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD值越大,电阻尼越重。功放的KD值并不是越大越好,KD值过大会使音箱电阻尼过重,以至使脉衝前沿建立时间增长,降低瞬态回应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的KD值。作为家用高保真功放,阻尼系灵敏有一个经验值可供参考;电晶体功放KD值大于或等于40,电子管功放KD值大于或等于6。保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件,应注意音箱的等效力学品质因素(Qm)与放大器阻尼系数(KD)的配合,这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。音箱馈线的功率损失小0.5dB(12%)即可达到这种配合。 

  一般来说,线越粗越好,最好是双线分音,但是要求音箱是有双线分音的分频器,一般中高档的都有4个接线座,上下的2个负极是独立的,不连接在一起的,连接在一起的是假冒的。 

      在老烧友中,有一个不成文的认同,就是功放的价格应该至少是音箱价格的1.5-2倍,越是高档的产品这个比例就越高。换句话说,在配套上,宁可大马拉小车,不可小马拉大车。这是因为往往越是高档的音箱,一个只能发挥70%水准的高档产品,往往反不如一个发挥100%的低档产品。不过放到多媒体产品上,情况就倒了过来,越是高档的产品,其功放占整套产品成本的比例往往越低。有些产品几乎要用4000元档次的功放推其裸箱,才能将单元的水准发挥个八九不离十,但配的仅仅是个最多值100元的功放。有些多媒体发烧友还往往看好这些产品,其实,如果不考虑摩机的话(当然,对于摩机来说,这样的产品是最佳的,因为摩电路是可行的,摩单元,对大多数人是完全不可行的),这样的产品不管在实际发挥的效果上,还是作为商品的设计上(特别是这一点),都是不理想也不合理的。说到底,还是文章的主旨——合理搭配,在功放上下功夫,用差单元当然是不好的,但反过来,将成本全花在单元上,配一个仅仅是刚刚能用的功放同样是不可行的。单元虽然是多媒体音箱最重要的部件,但决不是单元好就是好箱子。 


  传输线音箱有什么特别之处?
  传输线音箱与密闭箱或倒相箱的设计思路完全不同,它利用了1/4波长的传输线来达到吸收单元谐振、抑制振膜位移、拓展低频下限这些目的。传输线音箱有以下一些基本特徵:低音单元后面接有一跟长长的导管(传输线),导管的长度取单元低频谐振频率(或稍高一点的频率)的1/4的波长,为了衫化,导管通常折叠于箱体内部,看上去象一个迷宫;连接喇叭单元那端的传输线截面积至少比单元的辐射面积大25%,然后逐渐变小,到传输线的出口处刚好等于单元振膜的辐射面积;传输线内敷设羊毛或玻璃棉等阻尼特质。传输线音箱与密闭箱和倒相箱等设计相比,具有更为深沉的低音,但以英国著名音箱专家Martin Colloms为代表的一些人则认为传输线音箱较难避免因传输线谐振所造成的音染。 

   有些多媒体产品现在也号称使用了迷宫结构,其实只是经过特殊设计的变形倒相箱而已,真正的传输线设计,到目前我还没在多媒体音箱上见过。


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