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功放与喇叭的配接及有关计算方式

2015-05-05 浏览量：1
首先要说的是，我们在音响工程中功放机输出分定压式和定阻式两种。定压式与定阻式功放有不一样的效果，下面详细解释功放与喇叭的配接与相关计算。
 
一、定压式功放机

    定压式功放机输出内阻非常低，可以把它想像成一台发电机，只要电压合适的负载都可以连接到它的输出端。采用线间变压器时，选择变压器的输入电压与功放机的输出电压相同，功率和阻抗与喇叭适合的即可。总负载功率可以小于功放机的输出功率，但不能超过。如一台150W的定压输出的功放机只带1只1W的小喇叭都没问题。
 
    定压式功放机输出的电压高、电流小，可输出百伏高电压，不随负载的增减而变化，它的输出可以减小线路损耗，可以远距离接喇叭，可作远距离有线广播用。一般都是采用并联接法。因为有升、降压变压器，使频率响应、瞬态响应明显不良，大大影响音质，但却有独特的人声还原效果。因而在广播、会议等场合得到应用。这类功放往往是单声道的。定压音箱因为扬声器一般还是用普通喇叭，所以箱内有变压器，把高压变为低压再送给喇叭。这个过程也是高阻变低阻的过程。
 
    在定压式功放机中，如果额定负载电压发生变化，功率就发生相应变化。100V，10W的音箱接在70V上变成了4.9W(100V与70V两种电压下的功率相差近一倍)。
 
    原因是：因音箱电阻为R =U2/P = 1002/10=1000(Ω)，所以当音箱接在70V电压上时，功率为 P′=U′2 /R = 702/1000 = 4.9(W) 国内的定压标准是120V、240V，国外的定压标准是70V、100V 定压式扩音机与扬声器的配接原则：
 
    只要扬声器所得功率总和不超过扩音机额定输出功率，那么就可以按照接电灯的方法一样，把扬声器一个个并联接好。此时，主要注意扩音机输出电压和各扬声器的承受电压是否相同，否则，就要用用线间变压器来配接。公式如下：
 

    例：一部250W扩音机，输出电压为120V。现有25W16Ω、12.5W8Ω、2W4Ω等几种扬声器，如何选择线间变压器?
 
    解：各种扬声器承受的电压

 
    所以线间变压器的变压比分别为 120:20、120:10和120:2.8等几种，功率分别与扬声器额定功率相同。
 
二、定阻式功放机

    定阻式功放机输出的电流大、电压低，是高品质功放，如家用、KTV娱乐场所、车载功放，适合与标准阻抗喇叭直接配合。喇叭的阻抗多用4—8Ω，音质上好，传输限100米以内。这类功放多为双声道，现在大量出现更多声道的环绕功放。
 
    定阻式功放机负载总阻抗必须与功放机输出阻抗必需匹配。负载的总功率可以大于功放机的输出功率。
 
    阻抗匹配是功放技术中常见的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输。反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电子元器件产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间等。例如，功放机的输出电路与扬声器之间必 须做到阻抗匹配，不匹配时，功放机、的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于功放机的输出阻抗，功放机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏。反之，如果扬声器的阻抗高于功放机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于功放机的工作，声音还会产生失真。因此功放机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好，最好是负载阻抗等于功放机的输出阻抗，这时输出功率最大，也是最佳状态。
 
    在中学物理电学中曾讲述这样一个问题：把一个电阻为R的用电器，接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上，在什么条件下电源输出的功率最大呢?当外电阻等于内电阻时，电源对外电路输出的功率最大，这就是纯电阻电路的功率匹配。假如换成交流电路，同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配, 这时输出功率最大，也是最佳状态。
 
    定阻式功放机若使用不当，有可能烧坏功放机或扬声器，其主要表现在超负载和轻负载(或无负载)，也就是阻抗和功率不匹配造成的。定阻式功放机，要求负载的阻抗恒定。输入信号一定时，输出电压随负荷改变而变化很大。
 
    定阻式功放机的输出阻抗常有4Ω、8Ω、16Ω、25OΩ等，可以分为低阻抗输出和高阻输出两种。在教室或会场中单独使用功放机时，一般都采用低阻输出;在学校的有线广播线路中，一般都使用高阻输出或定压式输出。低阻抗输出时，可以和扬声器直接配接;高阻抗输出时，要通过线间变压器与扬声器进行间接配接。
 
    定阻式功放机与扬声器的配接原则：
    1.扬声器所得功率总和应等于或稍小于功放机额定输出功率，而扬声器额定功率总和必须大于或至少等于功放机输出功率，以防扬声器过载而损坏。通常所说的“负载总功率”指的是各扬声器所得功率之和，而不是各扬声器额定功率之和。
    2.扬声器连接好以后，负载线总阻抗应等于功放机输出阻抗。若条件有限，相差不应超过10%。此时，应使负载线总阻抗稍大于功放机输出阻抗，而不应小于其输出阻抗。
    3.每只扬声器所得功率不得超过其额定功率，一般达到额定功率 75%～ 80%即可。这样声音虽然轻一些，但失真小，寿命长。
 
    低阻输抗出的定阻式功放机与扬声器的配接

    高阻抗输出的定阻式功放机与扬声器的配接
 
    在高阻抗输出的情况下，一般都使用线间变压器来进行“阻抗匹配”。线间变压器的次级阻抗与扬声器阻抗相同，初级阻抗按照线路的实际需要确定;线间变压器的功率和扬声器额定功率相同。
 
    当扬声器总的输入阻抗不等于功放机输出阻抗时,需加线间变压器, 功放机的输出阻抗R出与线间变压器的初级输入阻抗R入间的关系式，由P=U2 / R得: R入 = P出R出 / P入 。
高阻抗输出一般都采用并联方式连接扬声器。
 
    例：学校有一台100W功放机，输出阻抗250Ω;有3只25W16Ω扬声器，2只12.5W8Ω扬声器，如何选择线间变压器?
解：
P总 = 3 × 25+2 × 12.5 = 100(W)
R25 = 100 × 250 / 25 = 1000(Ω)
R12.5 = 100 × 250 /1 2.5 = 2000(Ω)
 
    因此功放机与扬声器的配接应按下图所示连接。

    如果定阻的功放接定压的音箱，结果主要是音量小。 如果定压的功放接定阻的音箱，结果是严重不匹配，极易功放机或音箱过载而损坏。一般远距离广播系统使用定压输出，近距离音响系统使用定阻输出。
 
 
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