如何正確選購和使用音響功放器

  中國家庭影院網(www.jokopic.com):看了本文的題目,你會說“用功放還是問題”?的確,在一個音響系統中,要用好功放確實不是你所想象的那樣簡單,真有必要探討一番。 http://www.jokopic.com/play-hometheater/4430.html

  一.選用多大功率的功放? www.jokopic.com

  大凡在選用功放前,首先碰到的問題是選用多大輸出功率的功放,這不但關乎一個音響系統所能達到的效果和穩定性,而且關乎系統的造價。

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  大家知道一個功放的輸出功率有很多種表示方法,有額定輸出功率、音樂功率、峰值功率,他們之間可以相差數倍,有的相差十倍,而且這些輸出功率的數值跟負載阻抗成反比,即負載阻抗越小,同一功放的輸出功率越大。理論上,阻抗減小一半,輸出功率增大一倍。 轉自laowoniu.com

  現在我們來定義功放的額定輸出功率。所謂額定輸出功率是指在一定的負載阻抗下(通常是8Ω)及一定的諧波失真下(根據廠家給出的0.1%或0.3%等),在輸入端饋入正弦波信號,在輸出端負載上,獲得的最大功率,利用公式P=U2/R求得。

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  這里要提醒大家注意的是,雖然定義功放的額定輸出功率是一件非常嚴格的事,但有的廠家在宣傳時還是不那么嚴格。有的以小負載時的額定功率作為標稱值,有的甚至以音樂功率或峰值功率標注。大有誤導公眾之嫌。這就要靠我們利用掌握的知識及經驗來判斷。(后文將專門敘述)。

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  其次,在一個廳堂內如何來選功放?在實際應用中,我們一般不會直接選400W輸出或800W輸出的功放。因為功放輸出的大小,對我們關心的在廳堂里聲音夠不夠響,實在不是一回事。系統的功放輸出的功率,從類型來講,有是的推全頻主聲道音箱的,有是的推拉聲象音箱的,有的是推舞臺返送音箱的,有的是推超低音音箱的,數量、作用相差很大,同時又與所推的音箱的靈敏度相關,另外,還與廳堂的聲學環境有很大關系。這么多因素對聲壓級大小(通常說聲音響不響)的影響,我們可以用一個公式進行量化表征: http://www.jokopic.com/play-hometheater/1764.html

  W=10(LP-LS+20lgr)/10 微信號:860275582

  LP:測試點(音箱輻射距離處)要求的聲壓級dB;

  LS:音箱靈敏度dB,由音箱參數給出;

  r:音箱到測試點的距離m,也稱音箱輻射距離

  W:單只音箱所需的推動功率

  我們就可以以此為根據,進行合理的確定功放輸出的電功率大小。這里要注意的是:公式一般確定的是,主聲道功放的輸出功率。舞臺返送音箱可以按主聲道功率的30%-50%確定,超低音功放的輸出功率可以按主聲道功率的100%-150%確定,輔助音箱的功放功率可以按主聲道功率的50%-100%確定。絕不可以采用毛估估,憑想象來確定。如果以這種方法來確定,其后果要么浪費(功率選得過大),要么達不到效果,極易造成功放的損壞(功率選得小),除非你非常有經驗。

  二.如何判斷功放的好壞

  對于一臺功放,很多人往往不能判斷其質量優劣。僅憑廠商提供的指標往往大同小異給人一頭霧水,憑價格呢,在有的情況下也并不是價高就一定是好貨。下面筆者就來談談如何從實際使用時的情況來判斷功放的好壞,當然用儀器對指標測試另當別論。

  拿到一臺功放,我們可以簡單地從以下幾方面來判斷:

  1.外觀、包裝

  一臺功放外包裝,首先要看包裝盒是否正氣,印刷是否精美,信息是否完整(規格、產地、通過的認證等,)然后看包裝的防震填充材料是否是環保型的。那些包裝完好、合理、環保的,可認為是好功放。

  2.功放的外觀

  看面板表面處理是否精細,外殼板材是否厚實,螺絲、螺絲孔位是否精確,旋鈕、接插件、文字印刷等是否準確、清晰。如果都是比較好的,也可認為功放質地不錯。

  3.打開功放

  看環形變壓器的體積、重量是否與標注的輸出功率相匹配,外觀是否粗糙,再看濾波電容是否為正廠產品,容量、耐壓是否足夠(一般容量在10000uf耐壓在100—200v),布線是否清晰、合理,尤其是大功率管:一看其數量,隨輸出功率增大,大功率管數量可以從8只到24只配置,甚至更多;二看其封裝形式,是否為金屬封裝,塑封的就功率來說略小點;三看是否是知名廠家的產品,比如:三肯、東芝等。

  4.判斷保護電路

  看保護電路模塊是否較為簡單,正規的保護電路具有過流、過壓、過溫度、延時等功能。差的功放只有開機延時,無其他保護措施,電路很簡單。

  5.開機通電

  風扇噪音低、無變壓器振動聲、無其他異常聲音,反之功放即為不良產品。

  通過上述觀察,一般即使不專業的人員,也能大概了解功放的品質及輸出功率的大小,進而也可判斷其價位。這里筆者給出功放大致的價格,供朋友們參考。過高過低都是有問題的。

  進口品牌功放:輸出功率在200W*2左右的(8Ω時),其價格在5000~7000元

  輸出功率在400W*2左右的(8Ω時),其價格在12000~15000元

  國產品牌功放:輸出功率在200W*2左右的(8Ω時),其價格在2000~3000元

  輸出功率在400W*2左右的(8Ω時),其價格在4000~7000元。

  下面我們再來談談功放和音箱的連接問題。

  一.功放與音箱的接法

  我們知道功放是放大音頻信號用以推動音箱喇叭單元的。但在實際應用中問題卻相當復雜,為什么這樣說呢?

  大家知道,音箱有音箱的標稱功率,而這種功率在實際應用中,信號電壓并非都是某個頻率的正弦波,而是可以分解為諸多諧波的復合波,其平均功率并非就是正弦波條件下的平均功率;第二功放的輸出模式,前面我們分析過有立體聲輸出、并聯輸出和橋型輸出三種模式,究竟應該如何選用呢?第三.功放的輸出阻抗與音箱的輸入阻抗有不同的含義,究竟是一樣好還是盡量選擇小阻抗的音箱好?等等。

  因此,了解功放與音箱的接法是用好功放所必須了解的。

  1、功率匹配

  按照我們一般的理解,功放的功率與音箱相等是最合理、最安全的,其實不然。

  由于定義、測試功放的輸出功率,是采用正弦波平均額定功率,而音箱大都工作在放大音頻信號狀態,也就是非正弦波狀態,考慮到對音頻信號我們更多地以粉紅噪聲來代替,而粉紅噪聲信號的峰值電平比正弦波信號的平均值要大6倍,而要保證峰值信號完整放大(不削波),也即要求功放的輸出功率必須是音箱功率的6倍,當然這是比較奢侈的,一般音箱大都不會工作在額定功率狀態。我們可以選2倍,但不可以小于音箱的功率。#p#分頁標題#e#

  大家可能要問,為什么功放的輸出不能小于音箱的功率呢?功放的功率小對音箱不是更安全嗎?結論恰恰相反。

  我們知道,功放的額定輸出功率就是最大不失真功率(失真度一定),當我們加大輸入信號的強度,功放的輸出信號也會隨著增大,但此時,其失真度迅速加大。從功放管的工作狀態來說,處于飽和狀態,從波形分析來看是產生了消波失真。即輸入為正弦波時,輸出為接近方波的波形。

  

如何正確選購和使用音響功放器(圖2)

 

  從理論分析,這樣的波形按傅立葉級數展開,存在大量的高頻諧波。因而對音箱的高音頭是很大的沖擊,大都會把音圈燒掉。

  2、頻率匹配

  現在的功放,其頻率響應一般可輕松地做到20~20K,但一般音箱大多只能做到80~16K,很少能做到20~20K,因此,我們在系統工作時,不應該也沒有必要把功放的頻響都工作在20~20K,而是借助周邊設備進行低切或高切,以適應音箱的頻帶寬度,使聲音變得好聽。

  3、阻抗匹配

  功放與音箱都有各自的標稱阻抗值,前已述。音箱的阻抗越小,功放的輸出功率越大,但這時對功放的影響較大,主要是輸出功率及穩定性。功放的輸出功率增大,意味著流過功放管的電流增大,此時,功放管的溫度要上升,溫度上升,功放管的可靠性要下降;另一方面,由于功放的內阻及線阻的存在,音箱阻抗減少,相對線損增加,直接導致了音箱獲得的功率減少,導致效率下降,因此要求兩者阻抗要匹配,一般配8Ω或4Ω的音箱較合適,過大過小均不妥(尤其是多個音箱串、并聯的時候)。

  4、功放與音箱的聯接

  所謂聯接主要是3個方面:一是相位問題,一般功放和音箱均用紅、黑接線柱表示其極性(也即相位),一般在單個音箱的使用中,我們不需要考慮相位,在雙聲道(兩個音箱工作)時,如兩個音箱相距6~8米以上,我們也沒必要考慮相位,因為兩音箱的相關性不是很大,只有在多個音箱組合使用,且堆疊在一起時,我們才考慮相位問題,即相位必須一致。二是功放輸出采用何種形式。前面我們說過功放有三種輸出形式:雙路輸出、并聯輸出和橋型輸出。我們應該如何來選擇呢?據筆者的經驗:一般情況下可以選擇雙路輸出(立體聲接法),這是常見的,但有時,一臺功放不是作為立體聲擴大形式,而是需要推動同一路信號的眾多音箱或是超低音箱(無方向感,不分聲道),這時我們可以用同一路信號輸入的并聯形式,其輸出的兩路均為同一信號,分別推一個音箱,而如果功放的輸出功率小于音箱的功率(無條件換大,或者考慮經濟性),我們可以采用橋型輸出的方法,實際輸出功率可達標稱功率的3倍,輕松推音箱了(主要是超低音箱);但這里要求功放的可靠性要好,兩路放大器一致性要好,否則降低了功放的安全性,不宜提倡。三是音箱線的線徑,這個問題在音箱線比較長時,大于10米時,尤其是30~50米時是非常重要的,因此,要求選擇線徑粗,材質好的音箱線,不能貪便宜,導致線損增加,阻尼系數的下降。

  接下來談一下模擬功放與數字功放應該如何選擇的問題。前面我們談的均是模擬功放的使用問題,很多概念只有在此情況下成立,但隨著技術的發展、器件的成熟,數字功放(尤其是大功率的數字專業功放)擺在了我們的面前,因此有必要介紹一下數字功放。

  1.數字功放簡介

  籠統地講,數字功放就是采用數字技術的功放。所謂數字技術就是以01011等形式,器件以開關工作狀態對應來處理信號的一種技術。但是我們在音響領域以至自然界碰到的99%的信號均為連續變化的模擬量,直接是無法進行數字處理的。因而就有一個先把模擬轉數字(A/D)的裝置,再用數字的方式處理,然后再用受罪轉模擬(D/A)的裝置轉回模擬信號的過程。雖然數字功放采用的器件不同,但形式大同小異。由于數字技術在小信號處理方面,器件、電路、技術已相當成熟,因而與我們的實際生活還是比較密切的,我們對此也很不陌生,但數字功放由于處理的是大信號,因此只有近來才應用到音響領域。

  2.數字功放的分類

  依筆者理解,如按數字技術采用的過程不同,可以如下分類:

  a.全數字技術功放

  所謂全數字技術功放就是數字技術應于功放的前級、后級及電源部分,是真正意義上的數字功放。

  其信號處理是經A/D轉換后,數字信號經小信號處理后,直接送數字功率放大,再經過D/A處理后,完成放大作用,同時其電源也采用數字技術的開關電源。

  這類功放,理論上性能十分優異:失真度小于0.01%,轉換速率40-70v/μs,阻尼系統>600,動態范圍≥95dB,輸出阻抗低至1Ω,電源效率>90%,體積高為1-2U,因而是今后功放發展的方向。

  b.采用開關電源的功放

  大家知道開關電源的效率高、干擾小、體積小(無需10000μF的大電容及笨重的電源變壓器),在其它中小功率電器上廣泛采用。目前由于器件技術的發展,大功率的開關電源開始實際應用,這給專業功放有了應用的條件。這種采用PWM技術(脈寬調制)也是數字技術,姑且也把它稱做數字功放。

  c.小信號采用數字技術的功放

  與第一類功放類似,只是在功率放大部分仍采用傳統的模擬技術及器件,既保留了數字功放信號處理方便、控制、保護完善的優勢,同時延用了模擬功率放大技術,具有技術成熟、可靠的優勢,也是一類可選擇的數字專業功放。

  3.數字功放的選用

  理論上數字功放具有十分優異的性能,但現實是純數字功放的售價還沒有什么優勢,尤其是大功率的數字功放,可以說十分昂貴,因而使用很少,只有在高檔系統有應用,如高檔場館、電影還音等領域。同時大功率的數字放大(D類、T類放大器)的器件安全性還未完全解決,大功率的D/A轉換不易實現,筆者建議,近期在專業音響領域,非必要不選用數字功放,至于小功率的AV音響、高保真的有源音箱,則有SONY、NUMAN、GENELEC等品牌的器材可選用。