我来教你玩音响(4)

好推。而灵敏度低的音箱在同样输入功率下发出的声音就比灵敏度高的音箱要小，给人感觉是不好推，吃功率。

过去有些人配系统时只注意音箱的输入功率大小，经常说多大面积配多少瓦的音箱，这个概念是错误的。

举例说明，一只灵敏度100 dB/W·m、承受功率为200W的音箱，与一只灵敏度97 dB/W·m、承受功率为400W的音箱，输入其标称额定输入功率时发出的音量是一样大的，所以单纯从功率的角度去配音箱是不全面的。

关于为什么上述两只音箱会发出同样大的声压级，接下来我们就来讲一下第二个方面：音箱发出的标称声压级和输入功率的关系，它们的关系是：

音箱村称声压级（dB）=音箱的灵敏度（dB）+10Log输入功率按照上面的例子，灵敏度 100 dB/W·m、承受功率为200W的音箱在1m处的声压级为：

100+10Log200=123 dB

灵敏度97 dB/W·m，承受功率为400W的音箱在1m处的声压级为： 97+10Log400=123 dB

所以这两只音箱虽然承受功率相差了一倍，但是由于灵敏度相差了3 dB，所以最终的结果是一样的。

知道了音箱的灵敏度概念以及音箱发出的声压级和输入功率的关系之后，我们还要再了解一下音箱发出的声压级和与音箱之间的距离的关系。

大家都知道，面对一只发声的音箱，我们离它的距离越远，感觉声压级越小，那么音箱发出的声压级与距离有什么关系呢？

这个关系就是距离音箱的距离每增加一倍，声压级下降6 dB。为什么是减少6 dB而不是4 dB或5 dB呢？这就要从音箱的扩散特性来讲了。 常规的音箱都是一种点声源形式的音箱，它们发出的声波扩散形式是一种以球面波扩散的形式，这种扩散形式的覆盖面是随距离音箱的距离不断增大而增大的。 虽然音箱发出的声波是按球面波形式扩散的，但我们可以近似想象一下，音箱发出的声音的扩散面好比一个投影机投射出来的画面，假设距离投影机1m的时候，投射面的高度和宽度都为1m，投射面的面积是1㎡；那么当距离投影m的时候，投射面的宽度和高度也会相应增加到2m宽、2m高，投射面的面积就变成了4㎡。2m距离上的投射面比1m距离上的投射面面积增大了4倍，单位面积的投射面里面分布的能量密度就减少到原来1米的时候的1/4，能量密度减少也就意味着功率降低为原来的1/4，当减少1/2为衰减3 dB，在减少1/2的基础上再减1/2就减到了原来的1/4，又下降了3 dB，合计下降了6 dB。 H2 H1 Ll W1 L2 L1

W2 L1 根据上面的两个图形来看，距离音箱的距离为L，音箱的投射面的高度为H，宽度为W，单位为米，那么投射面的面积为： S=W×H 当L2=2L1时，W2=2W1，H2=2H1，那么投射面积S2=W2×H2=2W1、4（W1×H1）4S1，也就是说，距离音箱的距离加倍，音箱覆盖面积增加到原先的4倍。

比如刚才那只音箱在距离1m上的声压级输出是123 dB,那么在距离它2m的地方,声压级就减

少为123－6=117 dB,在距离它4m的地方声压级就是117－6=111 dB,到8m处,声压级就只剩下111－6=105 dB了。

上面的算法是按照距离翻倍的概念来推算的，音箱发出的声压级衰减量和距离的关系的计算公式是：

距离音箱N米处的声压级衰减量LogN(dB)

通过这个算法,你就可以算出你手头上的音箱在多少距离上的声压级能达到多少,或者通过衰减量计算公式先计算出衰减量,然后再根据实际使用所需要的声压级加上意味着量数值来推算你需要什么样声压级输出的音箱。

比如你在演出现场距离音箱30m的距离上的环境噪声是60 dB，要想在这个位置上得到良好的扩声效果，音响发出的声压级到达这里就应该不低于95 dB。30m距离的声压级衰减量是： 20Log30=29.5 dB

那就要求你的音箱的标称声压级不能低于： 95+29.5=124.54 dB 在实际使用中，有时你手头上有的音箱产品的声压级输出能力不一定能满足使用的要求，如声压级水平不够高，此时你可以采用多只音箱的方式来满足使用的要求.比如你经过计算需要音箱在1m处要能提供132 dB的声压级,但是你手头只有能够发出123 dB声压级的音箱,音箱数量加倍就等于功率加倍，功率每增加一倍，声压级就提高3dB，这时候你就可以采用只123dB声压级输出能力的音箱一起——2只叠加声压级变成126dB，4只叠加达到129dB，再增加4只就达到了132dB的要求了。

经过上面的测算，你就可以确定你将要使用的音响品种及数量了。在确定了音箱之后，我们就需要给音箱配备合适的功率放大器。

给音箱配备功率放大器是一个保证系统效果和安全的重要环节，音箱和功放是两种不同的东西，要让它们能够安全正常地工作，就要讲究两者之间的匹配，其中包括两个方面：功率（POWER）匹配及阻抗（IMPEDANCE）匹配。 功率匹配

音箱是输入功率的，功放是输出功率的，在音箱与功放的功率匹配之前，咱们先得了解一下音箱的输入功率和功放的输出功率都是怎么一回事。 音箱的额定输入功率（R.M.SPOWER HANDLING）

一说一只音箱有300W的输入功率，大家好像都很明白，但是要是深入问一下，这300W是个什么概念，是怎么得出来的，可能很多人就都不清楚了。 音箱是一种工业产品，既然是工业产品，生产厂家就要按照某些工业标准来生产和检测他的产品是否能够达到标准，能够达到标准的才是合格的产品。

音箱的额定输入功率作为一个重要的技术指标，它的概念是：按照某一工业标准的要求，采用这一标准所规定的测量信号，按照待测音箱的设计频响范围，给这只音箱输入一个恒定的不失真电功率，经过标准所规定的测量时间后，检测这只音箱所有部件无任何损坏，那么前面输入给这只音箱的恒定的电功率即为这只音箱在某个标准下的额定输入功率，也称连续输入功率。

一般国际上常用三种工业：EIA、IEC、和AES。下面简要介绍一下。 EIA RS426B，EIA标准测量信号，测量时间8～100小时； IEC285-5，采用IEC标准测量信号，测量时间8～96小时； AES，采用粉红噪声测量信号，测量时间2～8小时。 一般来说，正规厂家的产品在其产品说明书上有标明是在什么测量条件下测得的额定输入功率，供用户使用时参考。比如一只音箱的额定输入功率标称为300W AES，你就可以明白，这只音箱给它输入300W的连续输入功率，最起码连续工作2小时不会有任何损坏。

了解完音箱的额定输入功率后，咱们再来了解一下功率放大器的额定输出功率是怎么回事。 功率放大器的额定输出功率（R.M.S OΩTPΩT POWER）

跟音箱一样,功率放大器也是一种工业产品,它的额定输出功率也需要按照某些工业标准来执行,一般是按照以下方式来进行测量的

电流表 A

待测功放 V 4/8Ω

电压表 假负载

信号发生器

1KHz正弦波

失真检测仪或 示波器

给待功率放大器接上一个固定阻值的假负载(比如8Ω或者Ω4),在功放的信号输入端和输出端之间连接一个示波器或带有失真检测功能的音频测试仪,在楞放输出端串接一个示波器表,并接一电压表,给功放输入1000Hz正弦波信号,逐渐加大输入信号强度,当示波器或失真检测仪显示此功主的总谐波失真度(THD)达到设计允许值时,停止增大输入信号并保持一段时间.苦没有出现损坏,观察电压表及电流表的数值,按P=Ω×I的计算公式计算出此功放在负载阻抗多少欧姆、失真度为百分之多少的情况下的额定输出功率。 这里要注意的是，在同一阻值的负载情况下，功率放大器的额定输出功率与允许失真度大小有直接关系，同一放大电路，允许的失真度越大，功放的输出功率也越大；允许的失真度越小，功放的输出功率就越小。

一般来说，当失真度允许加大一个数量级（10倍），如从0.01%增大到0.1时，功放的输出功率可增加20%左右；失真度从0.01%增加到1%时，输出功率可增加40%～50%。

比如一台功放，8Ω负载下，失真度0.01%时输出功率为2×300W；当失真度为1%时，其输出功率可能达到2×450W左右。

所以在注意功放的输出功率时，不仅仅要注意它的输出功率值，还要注意它的失真度指标。 一般国际名牌产品的失真度普遍控制在0.01%左右，而一些不正规厂家的产品，虽然标称失真度很低，但实际失真度都可能超过1%。这就是有些杂牌产品虽然在技术资料上看起来功率很大，但是和一些名牌产品相比，功放的力度还不如输出功率更小的名牌产品的原因，这一点在使用的时候要注意。

另一点是，功放的输出功率一般用1000Hz正弦波信号测量，但实际使用的时候，都是全频带信号，功放在全频带工作情况下的输出功率比在1000Hz条件下要更小一些，一般要在原基础上打个九折到九五折。比如在1000Hz状态下测量出来的功放功率是400W，在20～20000Hz的使用状态下，输出功率就在360～380W了。

还有一点，一般专业功放都是双通功放，但测量大多数只是单边测量，有些不正规的杂牌产品为了降低成本，在电源供应方面存在不足的现象，这样的功放号称2×1000W，单边使用的时候可能能够达到，但双边使用的时候，输出功率往往要比标称值打个五到七折了。 功率放大器和输出功率有关的数据还有一个很重要的参数就是功率放大器的输入灵敏度电压值（INPΩT SENSITIVITY）。

功放的输入灵敏度电压就是当化功放的输入信号电压达到某个电压值时，功放的输出功率达到标称额定输出功率，此时，输入信号的电压值就为这台功放的输入灵敏度电压值，功放上的指示灯的红灯开始点亮。

专业功率放大器的输入灵敏度电压值多为0.775V,也有一些功放的输入灵敏度电压值为

1.0V或者1.4V或其他数值。

当输入信号的电压值达不到输入灵敏度电压值时，功放的输出功率就达不到标称值。 而当输入信号的电压值高于功放输入灵敏度电压值时，功放自身的失真就会加大。当输入信号电压值远高于功放的输入灵敏度电压值时，功放由于供电能力的限制就会出现一种叫做削波失真（CLIP）的现象，表现为功放上的红灯常亮，这种含有削波失真成分的信号对跟功放连接的音箱有极大的破坏作用，这点要特别注意。

对有输入灵敏度电压选择功能的功放，一般来说，如果用于信号动态范围不大的场合，就可以选择较高的灵敏度（电压值较低）。而用于信号动态较大的应用场合，就可以选择较低的灵敏度（电压值较高）的挡位，这样抗过载的能力较强。比如一台功放具有0.775V、1V和1.4V,在多功能扩声场合则可以选择中间的1V挡位。

在我们搞清楚音箱的额定输入功率和功放的额定输出功率这两个概念后，我们就可以进行音箱和功放的功率匹配工作了。音箱和功放的功率匹配根据不同的应用场合和要求有不同的方式。

功放的输出功率和音箱的输入功率采用的1：1的配比方式：根据对音箱额定输入功率和功放额定输出功率的了解，我们知道，给音箱按照它的额定输入功率给它配备功放，可以在一定的时间内连续使用而音箱不会有任何损坏。

在关于音箱输入功率一节里我们曾讲过这种情况下音箱虽然不会损坏，但是有个前提，即测量时采用的是一个恒定的输入功率。所谓恒定，也就是信号没有什么动态变化或者叫动态变化小，信号是平稳的。那么什么是信号动态呢？

信号动态或动态范围(Dynamics或Dynamics Range)：这是指节目信号中，最强的信号和最弱的信号之间的电平差值，单位为dB。

在实际运用中，什么样的节目是动态比较小的、比较平稳的呢？不知你注意到没有，除非大声地喊，或者说悄悄话，一般人在正常说话时候的音量都不能是相对稳定的，不会出现突然的大声或者小声的情况，这就可以理解为动态较小。那么很显然，这种1：1的配比方式是适合作为语言扩声的。

在实际应用中，还有一种信号的动态是不大的，但是说出来可能就会令一些人意想不到了，那就是DISCO舞曲中的低频部分。很多人认慢摇吧之类的场所，整个晚上那种低音都是基本上保持不变的。

其实这种舞曲信号听起来很猛是因为它的低频分量是很足的，但是低频成分的动态基本上是没有什么变化的。所以对这种音乐，你需要的是有足够数量的超低音音箱来表现那种充足的低频量感而不是去适应它的动态。

这是第一种配比方式，大家明白了吧。这里面要注意的是，这种方式只适合信号动态变化小的节目源，对于信号动态大的信号就不合适了。

信号动态变化大，信号的强弱变化就大。如果你按照平均值来配备功率的话，那么当强信号出现的时候，输入到功放的信号就有可能超过或者远超过功放的输入灵敏度电压值，这时候功放就会出现比较大的失真或者削波失真，轻者，令人听起来不舒服，重者就可能烧毁设备。那么针对动态大的信号我们要如何进行功率匹配呢？接下来我们讲第二种匹配方式。

在讲解之前，我们要了解一下什么信号动态大。在实际运用当中，动态最大的节目往往是类似交响乐这类节目，小信号时候可能只有一只三角铁在叮叮作响，大信号的时候可能整个乐队一起轰鸣。还有一些电声乐队的演出，往往在演出当中出现一些强烈的猝发性的信号成分，这些在瞬间内爆发出来的信号往往是音乐的高潮部分，同时也是音乐中最具有华彩的部分，它们的能量很强，往往能达到平均强度的4倍左右，但是它们的持续时间很短，往往是一瞬间飘过。

那么要想让音响系能够完美地完美地诠释音乐，让音乐的表现力得到全部发挥。音响系统必

须要能够在瞬间（注意瞬间的时间概念，一般不超过1秒）内能够提供出超过正常额定水平4倍左右的瞬态表现力。要达到这个目的，首先是音箱要在瞬间内能够承受超过额定输入功率4倍的峰值输入功率。 这一点倒是不用担心，由于音箱中的喇叭是一个机电一体化的产品，音箱本身是具备这个承受能力的，大家在音箱的说明书上也可以看到音箱的峰值承受功率（PEAK POWER HANDING）这个参数，就是实际连续随功率的4倍。比如一只额定输入功率为300W的音箱，它可以承受的瞬间输入功率为1200W。 但是功放这个产品就是纯电子产品了，它可没有音箱那么牛，能瞬间输出达到其额定输出功率4倍的瞬间输出能力。那么功放能够在瞬间提供多大的瞬态输出功率呢？

美国有一个FTC实验室经过测量，发现功放在瞬间可以提供达到其额定功率两倍的瞬间输出功率。也就是一台300W的功放，在瞬间能够发出600W的功率。那么针对前面那只300W的音箱而言，要让它能把音乐的全部表现出来，它需要有1200W的功放的额定输出功率就需要达到600W。那么，600W的功放对300W的音箱,它们是具有相同的瞬态功率指标了,可以表现音乐的全部了。这样第二种功率配比方式就出来了，那就是功放输出功率与音箱输入功率的比例为2：1。

这种配比方式适合什么样的场合呢？首先是对音乐厅的现力要示高：其次，由于600W的功放肯定比300W的功放要贵，这种方法对于造价的要求也高，资金要充足；再有就是对操作人员的要求也高了，因为我们知道，给300W的音箱加300W的功率，它可以长时间正常工作不至于损坏。但是你现在给它配备的的600W的功放，如果操作人员对信号电平的控制能力不足，调音台输出电平过高，就会导致600W的功放长期输出超过300W的功率给300W的音箱，音箱就会不堪重负。本来这只300W的音箱你给它300W功率连干8小时不会出问题，你给他加上600W的功率可能是15分钟就挂掉。所以这种配比方式对各方面的要求都比较高。其实大多数情况下并不是什么场合都有这么高的要求，同时，也没有那么多钱，操作人员水平也不是很高，那这种情况下，又该怎么对功放和音箱的功率进行配比呢？

那就是平常说的功放和音箱的功率在1：1到2：1之间选择，一般使用1.2：1到1.5：1这样的方式，这就没有什么特别之处了。这种方式是一种从权的折中方式，比1：1的配比可承受的动态范围大一点，比2：1的配比造价低一点，对人员的要求也比2：1的方式低一点，所以适合大部分的语言与音乐扩声相结合的多功能场合。 阻抗匹配

功率放大器的输出功率一般是在8Ω负载或者4Ω 负载状态下测量出来的，在不同的负载阻抗情况下，功主的输出功率也不相同。比如一台功放，8Ω负载的情况下，输出功率是2× 700W左右;而在4Ω负载的的下,可能达到到2×1200W左右。 而专业音箱的阻抗是由安装内部的喇叭单元的阻抗所决定的，一般专业音箱用的喇叭单元的阻抗多数为4Ω、8Ω和16Ω几种，其中最常见的是8Ω。

一般来说，采用单只低音单元的音箱产品的阻抗大多数为8V，而采用两只低音阐铁产品成本，其阻抗大多为4Ω。同样，如果两只阻抗为8Ω的音箱并联起来的时候，这两只音箱组成的音箱级的总阻抗就变成了单只音箱阻抗的一半为4，而音箱级的总功率变成两只音箱功率之和。

例如两只8Ω的300W的音箱并联起来，音箱级的总阻抗就是4Ω，而总功率就是600W。所以，在功放和音箱进行功率匹配的同时，也要注意音箱的阻抗和功放负载阻抗的匹配。 如右图，一般音箱背后都有两个音箱插座，通过音箱线把这两个插座连起来，就等于把这两只音箱并联起来了。记住，这是并联而不是串联。

功放对于负载音箱的阻抗是自动适应的，一般不需要做任何设置，你给功放连接一个8Ω的音箱，功放就按照8Ω的负载条件输出功率；你把音箱换成4Ω的，功放就会自动按照4Ω

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