揚聲器系統要高質量的重放出各種音樂節目,那么根據音樂信號的屬性,其峰值因子約為10-15dB從保證音質這個角度來說功放應在此動態范圍內不發生任何限幅情況,即功放的最大輸出功率應是揚聲器額定功率的5—8倍,這樣的功率配置音質雖然很好,但它的投資會很大,因此一般都會把這個功率配比定在1—2倍揚聲器單元的額定功率。1—2倍這個范圍也許太空泛了,我們可以給大家一個較具體的經驗。
1.在一些要求低而投資有限工程功放的功率起碼相當于音箱的額定功率,但要非常注意保持聲音不失真,過小的功率配置看起來不會損壞揚聲器單元,其實不然,過小的功率極易發生過載削波,產生大量諧波,燒毀高音單元。
2.一般工程建議功放的功率是1.5倍,而低音部份最好超過1.5倍,這樣才能獲得足夠的力量感。
3.要求極高的聲地,例如錄音室監聽,音樂廳等,最理想是音箱功率的兩倍匹,(這與國際電工委員會 IEC制定的配接標準推薦值中的一種方案一致)。
功放-配接方式
在設計、安裝一套音響系統時,不免遇到功放與音箱的配接問題。在音色方面,會注意其搭配上是否冷暖相宜、軟硬適中,最終使整套器材還原音色呈中性,這僅是從藝術方面考慮。從技術方面考慮功放與音箱配接的要素有:一、功率匹配,二、功率儲備量匹配,三、阻抗匹配,四、阻尼系數的匹配。如果我們在配接時認識到上述四點,可使所用器材的性能得到充分的、最大的發揮。
功率匹配
為了達到高保真聆聽的要求,額定功率應根據最佳聆聽聲壓來確定。我們都有這樣的感覺:音量小時、聲音無力、單薄、動態出不來,無光澤、低頻顯著缺少、豐滿度差,聲音好像縮在里面出不來。音量合適時,聲音自然、清晰、圓潤、柔和豐滿、有力、動態出得來。但音量過大時,聲音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感覺。因此重放聲壓級與聲音質量有較大關系,規定聽音區的聲壓級最好為80~85dB(A計權),我們可以從聽音區到音箱的距離與音箱的特性靈敏度來計算音箱的額定功率與功放的額定功率。
功率儲備量匹配
音箱:為了使其能承受節目信號中的猝發強脈沖的沖擊而不至于損壞或失真。這里有一個經驗值可參考:所選取的音箱標稱額定功率應是經理論計算所得功率的三倍。
功放:電子管功放和晶體管功放相比,所需的功率儲備是不同的。這是因為:電子管功放的過荷曲線較平緩。對過荷的音樂信號巔峰,電子管功放并不明顯產生削波現象,只是使顛峰的尖端變圓。這就是我們常說的柔性剪峰。而晶體管功放在過荷點后,非線性畸變迅速增加,對信號產生嚴重削波,它不是使顛峰變圓而是把它整齊割削平。有人用電阻、電感、電容組成的復合性阻抗模擬揚聲器,對幾種高品質的晶體管功放進行實際輸出能力的測試。結果表明,在負載有相移的情況下,其中有一臺標稱100W的功放,在失真度1%時實際輸出功率僅有5W!
由此對于晶體管功放的儲備量的選取:
高保真功放:10倍
民用高檔功放:6~7倍
民用中檔功放:3~4倍
而電子管功放則可以大大小于上述比值。對于系統的平均聲壓級與最大聲壓級應留有多少余量。應視放送節目的內容、工作環境而定。這個冗余量最低10dB,對于現代的流行音樂、蹦迪等音樂,則需要留有20~25dB冗余量,這樣就可使得音響系統安全,穩定地工作。
阻抗匹配
它是指功放的額定輸出阻抗,應與音箱的額定阻抗相一致。此時,功放處于最佳設計負載線狀態,因此可以給出最大不失真功率,如果音箱的額定阻抗大于功放的額定輸出阻抗,功放的實際輸出功率將會小于額定輸出功率。如果音箱的額定阻抗小于功放的額定輸出阻抗,音響系統能工作,但功放有過載的危險,要求功放有完善的過流保護措施來解決,對電子管功放來講阻抗匹配要求更嚴格。
阻尼系數的匹配
阻尼系數KD定義為:KD=功放額定輸出阻抗(等于音箱額定阻抗)/功放輸出內阻。
由于功放輸出內阻實際上已成為音箱的電阻尼器件,KD值便決定了音箱所受的電阻尼量。KD值越大,電阻尼越重,當然功放的KD值并不是越大越好,KD值過大會使音箱電阻尼過重,以至使脈沖前沿建立時間增長,降低瞬態響應指標。因此在選取功放時不應片面追求大的KD值。作為家用高保真功放阻尼系數有一個經驗值可供參考,最低要求:晶體管功放KD值大于或等于40,電子管功放KD值大于或等于6。
保證放音的穩態特性與瞬態特性良好的基本條件,應注意音箱的等效力學品質因素(Qm)與放大器阻尼系數(KD)的配合,這種配合需將音箱的饋線作音響系統整體的一部分來考慮。應使音箱的饋線等效電阻足夠小,小到與音箱的額定阻抗相比可以忽略不計。其實音箱饋線的功率損失應小于0.5dB(約12%)即可達到這種配合。
功放-注意事項
集成功放使用注意事項
用TDA7294、LM3886、LM1876等高保真功放IC制作的功放,體積小、失真低、效果好,信噪比高,但使用中還要注意以下幾方面:
1、要確保在安全電壓內使用,最好用220V交流穩壓電源或直流高壓穩壓模組供電。
2、V+、V-誤差不要大於1V,并且正負電源、地要焊接牢固,焊接完畢確認無誤才能通電。
3、功放IC通電正常後的初始階段,其穩定性相對分立元件功放是較差的,因此,至少要“煲機”或小音量放送10分鐘以上,方能穩定且高效率地發揮其優異性能。
4、在制作功放中要嚴格一點接地,地線用多股粗銅線效果較好甚至還可用雙橋整流配合浮地技術,最大限度提高其信噪比。
5、如當地電網污染嚴重,低壓電網接有電焊機、矽整流器等電氣設備時,可使用電源濾波器,若還不能消除,則用電源隔離變壓器,但功率要有馀量。
6、要嚴格注意音響設備的開關次序,對於用Hi-Fi功放IC制作的功放,要牢記最後開機,最先關機。
7、新購來的功放IC上機前,最好采用插座,不要焊接,并固定好散熱器,通電後如發熱嚴重,并輸出直流,拆下可退回郵購單位。
8、為了避免功放IC輸出直流損壞音箱,一定要安裝一個喇叭保護器。
9、必須將系統設備良好接大地。因低壓配電線路三相負荷不對稱,會使中線帶電,而接大地後,電位為零,這樣對提高信噪比非常有利。方法是:用∮10mm長1.5m的圓鋼,用2.5mm2多股銅線焊接好(不能鉚接或纏上),插入戶外潮濕地中。
其它PCB布線時注意,電源腳與水溏不能太遠,太遠可加1000--470U放在它腳邊。
其它都是常識:如大電流地與信號地分開,等等。