音箱與功率放大器的合理配置

    在許多專業場合中，如演播廳、劇場、會議室、歌舞廳等，經常出現燒毀音箱的中、高音單元的現象。

    音箱與功率放大器的合理配置

    沒有經驗的調音師會認為，是功率放大器的輸出功率太大，造成高音單元的損壞，其實不然。在專業場合下，揚聲器一般可以承受3倍于額定功率的大信號沖擊，瞬時可承受5倍于額定功率的峰值沖擊而不損壞。所以，音箱額定功率取功率放大器的1/2，是不會有問題的。因而，不是因意外強沖擊或話筒長時間嘯叫，而由功率放大器功率大而燒高音單元的情況是極少出現的。

    眾所周知，音箱內有多個揚聲器，揚聲器所承受的功率，按分頻點的不同進行不同分配。圖1是自然界中聲音能量分布圖，一般情況下，各揚聲器單元的功率分配的百分比如圖所示。圖中，將某只揚聲器分配到的頻率段由橫坐標讀出，對應縱坐標的百分數差值即為分配到的功率。例如，一只分頻點為1.6kHz的二分頻音箱（附圖中的A點），高音單元承受功率為100%-78%=22%，低音單元承受功率為78%-0%=78%。發燒及民用音箱標記比較含糊，但都是各單元的總功率。也就是說，音箱的額定功率是指粉紅噪聲或寬頻帶能承受的模擬信號功率。一只分頻點為1.6kHz、額定功率為100W的二分頻音箱，在額定功率時，低音單元可分配到78W的輸出功率，而高音單元僅分配到22W。因此，對該音箱施加100W的粉紅噪聲功率或普通節目信號功率，它可以承受；而用100W的單頻信號去測試時，無論高音和低音單元都有可能損壞。

自然界中聲音能量分布圖

    音箱的額定功率，一般專業音箱標明最大粉紅噪功率，

    如果一只三分頻的音箱，中、高音的分頻點在4kHz，那么，高音單元的承受功率只有標稱功率的5%。如果功率分配不當，就會很容易造成高音單元的損壞。

    我們知道，一般人聲和音樂信號中高音分量并不多，金屬樂器、絲弦樂曲中高音偏多些，但音箱的功率分配比例基本附合附圖所示規律。以三分頻音箱為例，在正常情況下，若輸入給音箱的信號加大1倍，高音頭的功率僅增加5W；但如果功率放大器的功率不足，致使信號過載出現削幅，高次諧波分量就會劇增。原為1kHz的正弦波外，產生大量的奇次諧波，如3kHz、5kHz等的正弦波能量，使信號中高音成分的比例大大增加，進而造成信號中的高音頻譜能量遠遠的超過高音單元所能承受的功率。即使此時的信號總功率還沒達到音箱的額定功率。但高音單元已經過載而造成損壞。這種情況比信號短時過載，但不出現削幅更加危險。在信號不失真時，短時過載的1kHz信號，功率能量落在功率較大的低音單元上，不一定超過揚聲器的短期最大功率，一般不會造成音箱功率分配的偏差而損壞揚聲器單元。因而，正常使用條件下，功率放大器的額定輸出功率是音箱額定功率的2-3倍，才能保證在音箱的最大功率時功率放大器不造成失真。

分頻器使用不當

    輸入端分頻點使用不當，或揚聲器工作頻率范圍不合理也是導致高音單元損壞的一個原因。在使用分頻器時，應嚴格按廠家提供的揚聲器工作頻率范圍來合理的選擇分頻點。高音揚聲器的分頻點如果選擇偏低，承受功率負擔過重，就很容易燒毀高音單元，中音號筒也是如此。

    均衡器調試不當

    均衡器的調整也是至關重要的。頻率均衡器是為了補償室內聲場的各種缺陷和揚聲器的各頻率不均勻性而設置的，應該用實際頻譜分析儀或其他的儀器進行調試。調試后的傳輸頻率特性應在一定范圍內是比較平坦的。許多不具備音響知識的調音員隨意地進行調試，甚至有相當多的人，把均衡器的高頻和低頻部分提得過高，形成“V”字形。如果這些頻率與中音頻率相比被提升被提升高于10dB（均衡器的調節量一般都在±12dB）的話，其電功率就比中音部分提高3倍以上。這種情況下，不僅均衡器造成的相位畸變要對音樂聲嚴重染色，同時，也極易造成音箱高音單元燒毀，這類情況也是燒毀揚聲器的主要原因。當然，音響系統的設計要根據實際情況，如場地大小、用途、建聲條件等綜合考慮，要根據實際的使用條件來確定最大連續聲壓級，進而確定音箱的最大SPL值。

    音量的調節

    不少使用者把后級功放的衰減器置在-6dB、-10dB，即音量旋鈕的70%-80%，甚至一半的位置上，靠加大調音臺輸入來達到合適的音量，以為功率放大器留有余量，音箱就安全了，實際上這也是錯誤的。功率放大器的衰減旋鈕衰減的是輸入信號，若將功率放大器的輸入衰減-6dB，也就意味著，要保持同等的音量，調音臺或前級必須多輸出6dB,電壓要高1倍,輸入的上動態余量,俗稱“頭頂空間”,就要被砍掉一半。這時，若有突發的大信號，就會早6dB使調音臺輸出過載，出現削幅波形。盡管功放沒有過載，但輸入的是削幅波形，高音分量過重，不但高音失真，高音單元也有可能燒壞。

    上述分析，可以使我們很清楚的了解到：音箱燒高音單元的一個重要原因，是功率放大器的功率太小，而不是太大。功率放大器送出的信號本身就是削幅信號，導致損壞音箱。所以，在配置音響時，一定建立正確的認識，要用“大馬拉小車”的方案，防止功率放大器送出削幅信號而損壞高、中音揚聲器單元。在進行音響系統的設計時，功放與音箱的設計功率要按上述原則進行匹配，實際操作中各個環節的設備要運用合理，才能做到既保護好設備，又能使音響系統達到最佳的效果。