如何正确选购和使用音响功放器

  中国家庭影院网(www.hdav.com.cn):看了本文的题目,你会说“用功放还是问题”?的确,在一个音响系统中,要用好功放确实不是你所想象的那样简单,真有必要探讨一番。

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  一.选用多大功率的功放?

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  大凡在选用功放前,首先碰到的问题是选用多大输出功率的功放,这不但关乎一个音响系统所能达到的效果和稳定性,而且关乎系统的造价。 https://www.hdav.com.cn/play-hometheater/4897.html

  大家知道一个功放的输出功率有很多种表示方法,有额定输出功率、音乐功率、峰值功率,他们之间可以相差数倍,有的相差十倍,而且这些输出功率的数值跟负载阻抗成反比,即负载阻抗越小,同一功放的输出功率越大。理论上,阻抗减小一半,输出功率增大一倍。 转自laowoniu.com

  现在我们来定义功放的额定输出功率。所谓额定输出功率是指在一定的负载阻抗下(通常是8Ω)及一定的谐波失真下(根据厂家给出的0.1%或0.3%等),在输入端馈入正弦波信号,在输出端负载上,获得的最大功率,利用公式P=U2/R求得。

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  这里要提醒大家注意的是,虽然定义功放的额定输出功率是一件非常严格的事,但有的厂家在宣传时还是不那么严格。有的以小负载时的额定功率作为标称值,有的甚至以音乐功率或峰值功率标注。大有误导公众之嫌。这就要靠我们利用掌握的知识及经验来判断。(后文将专门叙述)。

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  其次,在一个厅堂内如何来选功放?在实际应用中,我们一般不会直接选400W输出或800W输出的功放。因为功放输出的大小,对我们关心的在厅堂里声音够不够响,实在不是一回事。系统的功放输出的功率,从类型来讲,有是的推全频主声道音箱的,有是的推拉声象音箱的,有的是推舞台返送音箱的,有的是推超低音音箱的,数量、作用相差很大,同时又与所推的音箱的灵敏度相关,另外,还与厅堂的声学环境有很大关系。这么多因素对声压级大小(通常说声音响不响)的影响,我们可以用一个公式进行量化表征: 转自www.laowoniu.com

  W=10(LP-LS+20lgr)/10

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  LP:测试点(音箱辐射距离处)要求的声压级dB;

  LS:音箱灵敏度dB,由音箱参数给出;

  r:音箱到测试点的距离m,也称音箱辐射距离

  W:单只音箱所需的推动功率

  我们就可以以此为根据,进行合理的确定功放输出的电功率大小。这里要注意的是:公式一般确定的是,主声道功放的输出功率。舞台返送音箱可以按主声道功率的30%-50%确定,超低音功放的输出功率可以按主声道功率的100%-150%确定,辅助音箱的功放功率可以按主声道功率的50%-100%确定。绝不可以采用毛估估,凭想象来确定。如果以这种方法来确定,其后果要么浪费(功率选得过大),要么达不到效果,极易造成功放的损坏(功率选得小),除非你非常有经验。

  二.如何判断功放的好坏

  对于一台功放,很多人往往不能判断其质量优劣。仅凭厂商提供的指标往往大同小异给人一头雾水,凭价格呢,在有的情况下也并不是价高就一定是好货。下面笔者就来谈谈如何从实际使用时的情况来判断功放的好坏,当然用仪器对指标测试另当别论。

  拿到一台功放,我们可以简单地从以下几方面来判断:

  1.外观、包装

  一台功放外包装,首先要看包装盒是否正气,印刷是否精美,信息是否完整(规格、产地、通过的认证等,)然后看包装的防震填充材料是否是环保型的。那些包装完好、合理、环保的,可认为是好功放。

  2.功放的外观

  看面板表面处理是否精细,外壳板材是否厚实,螺丝、螺丝孔位是否精确,旋钮、接插件、文字印刷等是否准确、清晰。如果都是比较好的,也可认为功放质地不错。

  3.打开功放

  看环形变压器的体积、重量是否与标注的输出功率相匹配,外观是否粗糙,再看滤波电容是否为正厂产品,容量、耐压是否足够(一般容量在10000uf耐压在100—200v),布线是否清晰、合理,尤其是大功率管:一看其数量,随输出功率增大,大功率管数量可以从8只到24只配置,甚至更多;二看其封装形式,是否为金属封装,塑封的就功率来说略小点;三看是否是知名厂家的产品,比如:三肯、东芝等。

  4.判断保护电路

  看保护电路模块是否较为简单,正规的保护电路具有过流、过压、过温度、延时等功能。差的功放只有开机延时,无其他保护措施,电路很简单。

  5.开机通电

  风扇噪音低、无变压器振动声、无其他异常声音,反之功放即为不良产品。

  通过上述观察,一般即使不专业的人员,也能大概了解功放的品质及输出功率的大小,进而也可判断其价位。这里笔者给出功放大致的价格,供朋友们参考。过高过低都是有问题的。

  进口品牌功放:输出功率在200W*2左右的(8Ω时),其价格在5000~7000元

  输出功率在400W*2左右的(8Ω时),其价格在12000~15000元

  国产品牌功放:输出功率在200W*2左右的(8Ω时),其价格在2000~3000元

  输出功率在400W*2左右的(8Ω时),其价格在4000~7000元。

  下面我们再来谈谈功放和音箱的连接问题。

  一.功放与音箱的接法

  我们知道功放是放大音频信号用以推动音箱喇叭单元的。但在实际应用中问题却相当复杂,为什么这样说呢?

  大家知道,音箱有音箱的标称功率,而这种功率在实际应用中,信号电压并非都是某个频率的正弦波,而是可以分解为诸多谐波的复合波,其平均功率并非就是正弦波条件下的平均功率;第二功放的输出模式,前面我们分析过有立体声输出、并联输出和桥型输出三种模式,究竟应该如何选用呢?第三.功放的输出阻抗与音箱的输入阻抗有不同的含义,究竟是一样好还是尽量选择小阻抗的音箱好?等等。

  因此,了解功放与音箱的接法是用好功放所必须了解的。

  1、功率匹配

  按照我们一般的理解,功放的功率与音箱相等是最合理、最安全的,其实不然。

  由于定义、测试功放的输出功率,是采用正弦波平均额定功率,而音箱大都工作在放大音频信号状态,也就是非正弦波状态,考虑到对音频信号我们更多地以粉红噪声来代替,而粉红噪声信号的峰值电平比正弦波信号的平均值要大6倍,而要保证峰值信号完整放大(不削波),也即要求功放的输出功率必须是音箱功率的6倍,当然这是比较奢侈的,一般音箱大都不会工作在额定功率状态。我们可以选2倍,但不可以小于音箱的功率。#p#分页标题#e#

  大家可能要问,为什么功放的输出不能小于音箱的功率呢?功放的功率小对音箱不是更安全吗?结论恰恰相反。

  我们知道,功放的额定输出功率就是最大不失真功率(失真度一定),当我们加大输入信号的强度,功放的输出信号也会随着增大,但此时,其失真度迅速加大。从功放管的工作状态来说,处于饱和状态,从波形分析来看是产生了消波失真。即输入为正弦波时,输出为接近方波的波形。

  

如何正确选购和使用音响功放器(图2)

 

  从理论分析,这样的波形按傅立叶级数展开,存在大量的高频谐波。因而对音箱的高音头是很大的冲击,大都会把音圈烧掉。

  2、频率匹配

  现在的功放,其频率响应一般可轻松地做到20~20K,但一般音箱大多只能做到80~16K,很少能做到20~20K,因此,我们在系统工作时,不应该也没有必要把功放的频响都工作在20~20K,而是借助周边设备进行低切或高切,以适应音箱的频带宽度,使声音变得好听。

  3、阻抗匹配

  功放与音箱都有各自的标称阻抗值,前已述。音箱的阻抗越小,功放的输出功率越大,但这时对功放的影响较大,主要是输出功率及稳定性。功放的输出功率增大,意味着流过功放管的电流增大,此时,功放管的温度要上升,温度上升,功放管的可靠性要下降;另一方面,由于功放的内阻及线阻的存在,音箱阻抗减少,相对线损增加,直接导致了音箱获得的功率减少,导致效率下降,因此要求两者阻抗要匹配,一般配8Ω或4Ω的音箱较合适,过大过小均不妥(尤其是多个音箱串、并联的时候)。

  4、功放与音箱的联接

  所谓联接主要是3个方面:一是相位问题,一般功放和音箱均用红、黑接线柱表示其极性(也即相位),一般在单个音箱的使用中,我们不需要考虑相位,在双声道(两个音箱工作)时,如两个音箱相距6~8米以上,我们也没必要考虑相位,因为两音箱的相关性不是很大,只有在多个音箱组合使用,且堆叠在一起时,我们才考虑相位问题,即相位必须一致。二是功放输出采用何种形式。前面我们说过功放有三种输出形式:双路输出、并联输出和桥型输出。我们应该如何来选择呢?据笔者的经验:一般情况下可以选择双路输出(立体声接法),这是常见的,但有时,一台功放不是作为立体声扩大形式,而是需要推动同一路信号的众多音箱或是超低音箱(无方向感,不分声道),这时我们可以用同一路信号输入的并联形式,其输出的两路均为同一信号,分别推一个音箱,而如果功放的输出功率小于音箱的功率(无条件换大,或者考虑经济性),我们可以采用桥型输出的方法,实际输出功率可达标称功率的3倍,轻松推音箱了(主要是超低音箱);但这里要求功放的可靠性要好,两路放大器一致性要好,否则降低了功放的安全性,不宜提倡。三是音箱线的线径,这个问题在音箱线比较长时,大于10米时,尤其是30~50米时是非常重要的,因此,要求选择线径粗,材质好的音箱线,不能贪便宜,导致线损增加,阻尼系数的下降。

  接下来谈一下模拟功放与数字功放应该如何选择的问题。前面我们谈的均是模拟功放的使用问题,很多概念只有在此情况下成立,但随着技术的发展、器件的成熟,数字功放(尤其是大功率的数字专业功放)摆在了我们的面前,因此有必要介绍一下数字功放。

  1.数字功放简介

  笼统地讲,数字功放就是采用数字技术的功放。所谓数字技术就是以01011等形式,器件以开关工作状态对应来处理信号的一种技术。但是我们在音响领域以至自然界碰到的99%的信号均为连续变化的模拟量,直接是无法进行数字处理的。因而就有一个先把模拟转数字(A/D)的装置,再用数字的方式处理,然后再用受罪转模拟(D/A)的装置转回模拟信号的过程。虽然数字功放采用的器件不同,但形式大同小异。由于数字技术在小信号处理方面,器件、电路、技术已相当成熟,因而与我们的实际生活还是比较密切的,我们对此也很不陌生,但数字功放由于处理的是大信号,因此只有近来才应用到音响领域。

  2.数字功放的分类

  依笔者理解,如按数字技术采用的过程不同,可以如下分类:

  a.全数字技术功放

  所谓全数字技术功放就是数字技术应于功放的前级、后级及电源部分,是真正意义上的数字功放。

  其信号处理是经A/D转换后,数字信号经小信号处理后,直接送数字功率放大,再经过D/A处理后,完成放大作用,同时其电源也采用数字技术的开关电源。

  这类功放,理论上性能十分优异:失真度小于0.01%,转换速率40-70v/μs,阻尼系统>600,动态范围≥95dB,输出阻抗低至1Ω,电源效率>90%,体积高为1-2U,因而是今后功放发展的方向。

  b.采用开关电源的功放

  大家知道开关电源的效率高、干扰小、体积小(无需10000μF的大电容及笨重的电源变压器),在其它中小功率电器上广泛采用。目前由于器件技术的发展,大功率的开关电源开始实际应用,这给专业功放有了应用的条件。这种采用PWM技术(脉宽调制)也是数字技术,姑且也把它称做数字功放。

  c.小信号采用数字技术的功放

  与第一类功放类似,只是在功率放大部分仍采用传统的模拟技术及器件,既保留了数字功放信号处理方便、控制、保护完善的优势,同时延用了模拟功率放大技术,具有技术成熟、可靠的优势,也是一类可选择的数字专业功放。

  3.数字功放的选用

  理论上数字功放具有十分优异的性能,但现实是纯数字功放的售价还没有什么优势,尤其是大功率的数字功放,可以说十分昂贵,因而使用很少,只有在高档系统有应用,如高档场馆、电影还音等领域。同时大功率的数字放大(D类、T类放大器)的器件安全性还未完全解决,大功率的D/A转换不易实现,笔者建议,近期在专业音响领域,非必要不选用数字功放,至于小功率的AV音响、高保真的有源音箱,则有SONY、NUMAN、GENELEC等品牌的器材可选用。