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功率匹配與儲備功率的發燒經

來源:艾維商橋 更新日期:2008-06-14 作者:佚名

    關于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,由于音樂訊號的波形很復雜,訊號中不時會出現一些暫短的但幅度很高的脈沖訊號,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,仍會有少量脈沖訊號被削波,因此,專業功放應有10倍以上的儲備功率。

    筆者在三十多年前就熟讀過儲備功率的理論,但是,多年來我對一個現象感到困惑,筆者從上世紀70年代制作電子管功放器,大概制作了十多臺功放,其功率總是一代比一代大。而在用自制的音響欣賞音樂時,不管是第一代的10W電子管功放,還是目前使用的60W*2的晶體管功放,都是喜歡將音量開到接近滿功率的狀態,幾乎不留儲備功率。環顧身邊發燒友,他們在欣賞音樂時,也多喜歡將音量開的很大。我有一位朋友,使用的是一套進口功放,最大不失真功率(RMS)為30W+30W,他在播放音樂時,常將音調調到 “平直”的位置,為的是獲得更大的音量。
 
    為什么大家都不約而同地喜歡大音量呢?這里有一個“等響度”的說法:當功效的音量開的很大時,人耳對高,低音的靈敏度提高,聽到的音頻頻響較寬,所以感到音質好,而將音量關小時,人耳對高,低音的靈敏度下降嚴重,聽到的頻響較窄,所以感到音質不好,筆者為了改善小音量時的音質,在音量電位器上加裝了具有等響特性的阻容網絡,但試用后,發現效果并不明顯。
 
    一次偶然的機會,使我對儲備功率學說有了新的看法。去年的一天,一位朋友說他的音響低音出不來,叫去看看。我將他音響的低音調至最大位置,逐漸地將音量開至滿功率,傾聽了數分鐘,覺得低音音量很小,且低音發干發散,而中高音正常。該功放的電壓為正負37V,RMS功率應該是每聲道60W。聽得出該功放比我的功放低音音量明顯偏小。拆開功放檢查,正常。該功放原來使用的50W低音喇叭燒了,朋友為了防止喇叭再次燒毀,新買的喇叭銘牌標的是“功率650W”。筆者不相信該喇叭有如此大的額定功率,估計是“音樂功率”之類。那么其額定功率到底是多少?我將我用的喇叭拆下拿來對比,以估測該喇叭的額定功率。兩個喇叭都是10英寸8歐,都是符合布邊低檔喇叭,不同的是:該喇叭的磁鋼比我的更大。用雙手向音圈方向按壓,支承系統硬很多,紙盆也更硬更厚,音圈也大一些。我的喇叭銘牌標稱額定功率為100W。據以上對比,估計該喇叭的額定功率為200W以上。初步判斷該音響低音出不來的原因是喇叭功率過大,與功放功率不匹配。

    為了證實此判斷,將我的100W喇叭裝上該機,低音表現良好。又將該喇叭裝到另一臺功率較大的功放(功率不詳)進行試聽,低音表現正常。

    通過以上實驗,筆者認為,當功放輸送給喇叭的電功率小于喇叭的額定功率太多時,會出現功放推不動喇叭的現象。所有正常工作的功放,當音量開得較大時,功率是匹配的,當音量開得很小時,功率就失配了,也會出現上述現象,其原理應當是相同的。筆者用60W功放推動100W的喇叭,音量關小后,音質會明顯變差。

    功放與喇叭的功率匹配,使不少發燒友為之困惑。在上世紀70年代,人們一般取功放功率為喇叭功率的2到4倍。這主要是考慮功放的儲備功率,當功放音量關小時,喇叭還可得到足夠的功率,不會出現推不動喇叭的現象,而即使有4倍的脈沖信號輸入,功放仍不會削波。

那么,現代功放的功率為喇叭功率2倍以上時,喇叭為何容易燒毀呢?筆者認為以前使用的是全頻帶紙盆邊喇叭,特點是諧振頻率高,效率高。而目前普遍使用的是橡皮邊喇叭,這種喇叭比紙盆邊喇叭最低放音頻率低,而頻率越低,喇叭的功率就越低,意味著更高的電功率變成了熱能消耗在音圈上,使音圈溫度升高而發生燒毀現象。另一個原因是頻率越低,人耳的靈敏度越低,于是喇叭需要輸出更大的功率。還有一個原因是以前使用的音源主要是磁帶,唱片,調諧器。它們的共同點是噪音大,特別是在音頻的高端和低端,噪音更嚴重。所以當時為了提高信噪比,采用了限制功放帶寬的方法。而今年普及的激光音源,信噪比很高,即使音頻頻帶做得再寬,高低音提升量再大,仍可獲得滿意的信噪比,因此一般的功放帶寬都做得很大。

    綜上所述,現代使用的橡皮邊喇叭(含泡沫邊喇叭),由于放音頻率低,低音提升量大和效率低的原因,較紙盆邊喇叭能承受的功率要小。筆者認為功放功率為喇叭功率的0.5到2倍為宜。而放送超重低音的喇叭,上述現象更為突出,宜取0.5到1倍教好。

    關于儲備功率,是一個長期爭議的話題,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,這樣可盡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,他們將功放的額定功率定為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。至于功放瞬間削波失真,由于時間很短,往往并不介意,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。

    怎樣解決功率匹配與儲備功率這一對矛盾,有待于我們進一步去探討。

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