標籤:功率放大器儲備

超過音箱所要求的功率放大器最低輸出功率以上的功率部分,或達到所需要最大聲壓級的功率以上的功率。音響系統(一般指功放和音箱)的功率儲備越大,播放出的聲音越厚實豐滿、底氣越足、動態就越大;反之,再現強大、突變的聲音效果時,聽起來會有聲嘶力竭和沉悶之感,在一般情況下,功率放大器的功率應超過音箱功率的1.5倍,但有時可以達到音箱功率的3倍。

1英文名稱:

Reserve power

2經典理論

關於儲備功率有一個經典的「理論」,用通俗的話來講就是:在20平米的房間,有1/20W的聲功率,響度就夠了,由於音樂訊號的波形很複雜,訊號中不時會出現一些暫短的但幅度很高的脈衝訊號,該訊號如被功放削波,就會出現嚴重的削波失真,為了防止削波失真,必須將功放的最大不失真功率加大到放音功率的5到10倍。即便如此,仍會有少量脈衝訊號被削波,因此,專業功放應有10倍以上的儲備功率。
流派
儲備功率歸納起來,大致分為三個流派:一是以專家學者為代表,他們主張放音功率為RMS功率的1/5到1/10,這樣可儘可能地減少功放出現削波失真;二是以音響生產廠家為代表,他們將功放的放音功率定為RMS功率的1/2左右,在此功率下放音,既可保證有1倍的儲備功率又可有足夠的功率來推動揚聲器,還可以提高音響設備的可靠性;三是音響消費者,他們大多將音量開到RMS功率的8/10至9/10。至於功放瞬間削波失真,由於時間很短,往往並不介意,這也許是因為聽音者在多變而艱辛的社會生活中學會了寬容的緣故。

3儲備功率與標稱功率

功率放大器的儲備功率與揚聲器標稱功率之間的關係
在聲頻工程中功率放大器的主要功能是放大信號並提供負載(揚聲器系統)足夠的功率。功率放大器對音質的影響主要取決於輸入信號能否在不失真的狀態下得到放大與偉輸,給負載以足夠大的功率。功率放大器放大和傳輸的節目信號不同於簡諧信號,是一個瞬時變化的複雜信號。它具有很多尖峰,它們的能量不大,但是峰很尖、很高。這此示威峰對響度的貢獻很小,但對音質的影響卻很大。如果發生削波,則放大的聲音聽起來讓人感到發燥、發硬。如果只注意能量的傳輸(對應的量為響度),而不注意傳輸過程中波形的變化,那麼,我們有可能聽到的聲音很響,但是不好聽。
根據多種樂器和不同劇種節目信號的調查結果,在部分節目信號的最大均方根功率(即節目信號的峰——峰值在負載上的功率)與平均均方根功率(即節目信號在負載上的平均功率)之經為3—10,最高達12.7。如果功率放大器的額定功率對應於節目信號的平均均方根功率,那麼功率放大器的最大輸出功率應為其3—10倍方能保證輸出信號不出現削波。這就是為什麼我們選用功率放大器的功率要比放大節目信號的平均均方根功率大得多的緣由,這也是我們通常說的功率儲備。
功率放大器的功率與揚聲器的功率不是同一概念。
功率放大器的輸出功率一般是指一定失真限制條件上的正弦輸出功率。例如,廠家規定的總諧波失真為0.1%,當功放在額定負載上的輸出信號達到該失真時的輸出電壓稱為最大輸出電壓,用這電壓來計算功率放在器的輸出功率,就是功率放大器標稱的輸出功率,這也可以理解為該功放的最大輸出功率。而揚聲器的標稱功率,廠家經常提供的是粉噪功率,它是指在揚聲器額定頻率範圍內,饋給以規定的模擬節目信號,連續工作100小時而不產生熱和機械損壞的功率。顯然,這兩個功率是從完全不同的角度作出的規定和測試的,兩者是不可比的。如果廠家能提供揚聲器的正弦功率(指用正弦信號作為測試信號時饋給的功率),則兩者有可比性,然而,廠家一般不提供這一數據。那麼,對揚聲器而言,揚聲器的粉噪功率與正弦功率是否有一定的對應關係呢?正確的答案是——沒有!揚聲器的粉噪功率和正弦功率對於不同結構,不同材料和不同規格的揚聲器完全不同,後者還與頻率有關。因上我們可以在聲頻工程中用功率放大器的功率與揚聲器標稱功率作比較以表徵其功率儲備的方法是不可取的。
在聲頻工程中所需的揚聲器的功率與聽眾區所需的聲壓級,聲源的指向特性,聲源覆蓋的範圍以及擴聲場所的聲學環境等有關。而所需的功放的功率與揚聲器的輻射效率,被放大的信號的特性和對音質的要求等有關,並不是千篇一律地選用1——2倍的揚聲器的標稱功率就能滿足所有演出的需求。

4音箱與功率

音箱音質的好壞和功率沒有直接的關係。功率決定的是音箱所能發出的最大聲強,感覺上就是音箱發出的聲音能有多大的震撼力。
根據國際標準,功率有兩種標註方法:額定功率(RMS:正弦波均方根)與瞬間峰值功率(PMPO功率)。前者是指在額定範圍內驅動一個8Ω揚聲器規定了波形持續模擬信號,在有一定間隔並重複一定次數后,揚聲器不發生任何損壞的最大電功率;後者是指揚聲器短時間所能承受的最大功率。美國聯邦貿易委員會於1974年規定了功率的定標標準:以兩個聲道驅動一個8Ω揚聲器負載,在20~20000Hz範圍內諧波失真小於1%時測得的有效瓦數,即為放大器的輸出功率,其標示功率就是額定輸出功率。通常商家為了迎合消費者心理,標出的是瞬間(峰值)功率,一般是額定功率的8倍左右。所以在選購多媒體音箱時要以額定功率為準。
音箱的功率由功率放大器晶元的功率和電源變壓器的功率兩者主要決定,考慮到其他一些因素,可以算出如果變壓器的額定功率是100W的話,它實際能順利帶動的功放晶元的功率要在45W以下,所以通過算音箱變壓器與功放的功率關係也可以驗證音箱的實際額定功率是否能達到標稱值。
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