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詳解功放與喇叭的配接及有關計算
發(fā)布日期:2020-5-13   點擊次數(shù):

  功放機輸出分定壓式和定阻式兩種。定壓式與定阻式功放有不一樣的效果,下面詳細解釋功放與喇叭的配接與相關計算。

  一、定壓式功放機

  定壓式功放機輸出內阻非常低,可以把它想像成一臺發(fā)電機,只要電壓合適的負載都可以連接到它的輸出端。采用線間變壓器時,選擇變壓器的輸入電壓與功放機的輸出電壓相同,功率和阻抗與喇叭適合的即可?傌撦d功率可以小于功放機的輸出功率,但不能超過。如一臺150W的定壓輸出的功放機只帶1只1W的小喇叭都沒問題。

  定壓式功放機輸出的電壓高、電流小,可輸出百伏高電壓,不隨負載的增減而變化,它的輸出可以減小線路損耗,可以遠距離接喇叭,可作遠距離有線廣播用。一般都是采用并聯(lián)接法。因為有升、降壓變壓器,使頻率響應、瞬態(tài)響應明顯不良,大大影響音質,但卻有獨特的人聲還原效果。因而在廣播、會議等場合得到應用。這類功放往往是單聲道的。定壓音箱因為揚聲器一般還是用普通喇叭,所以箱內有變壓器,把高壓變?yōu)榈蛪涸偎徒o喇叭。這個過程也是高阻變低阻的過程。

  在定壓式功放機中,如果額定負載電壓發(fā)生變化,功率就發(fā)生相應變化。100V,10W的音箱接在70V上變成了4.9W(100V與70V兩種電壓下的功率相差近一倍)。

  原因是:因音箱電阻為R =U2/P = 1002/10=1000(Ω),所以當音箱接在70V電壓上時,功率為 P′=U′2 /R = 702/1000 = 4.9(W) 國內的定壓標準是120V、240V,國外的定壓標準是70V、100V 定壓式擴音機與揚聲器的配接原則:

  只要揚聲器所得功率總和不超過擴音機額定輸出功率,那么就可以按照接電燈的方法一樣,把揚聲器一個個并聯(lián)接好。此時,主要注意擴音機輸出電壓和各揚聲器的承受電壓是否相同,否則,就要用用線間變壓器來配接。公式如下:


詳解功放與喇叭的配接及有關計算

 

  例:學校一部250W擴音機,輸出電壓為120V。現(xiàn)有25W16Ω、12.5W8Ω、2W4Ω等幾種揚聲器,如何選擇線間變壓器?

  解:各種揚聲器承受的電壓


詳解功放與喇叭的配接及有關計算

 

  所以線間變壓器的變壓比分別為 120:20、120:10和120:2.8等幾種,功率分別與揚聲器額定功率相同。

  二、定阻式功放機

  定阻式功放機輸出的電流大、電壓低,是高品質功放,如家用、KTV娛樂場所、車載功放,適合與標準阻抗喇叭直接配合。喇叭的阻抗多用4—8Ω,音質上好,傳輸限100米以內。這類功放多為雙聲道,現(xiàn)在大量出現(xiàn)更多聲道的環(huán)繞功放。

  定阻式功放機負載總阻抗必須與功放機輸出阻抗必需匹配。負載的總功率可以大于功放機的輸出功率。

  阻抗匹配是功放技術中常見的一種工作狀態(tài),它反映了輸人電路與輸出電路之間的功率傳輸關系。當電路實現(xiàn)阻抗匹配時,將獲得最大的功率傳輸。反之,當電路阻抗失配時,不但得不到最大的功率傳輸,還可能對電子元器件產(chǎn)生損害。阻抗匹配常見于各級放大電路之間、放大器與負載之間等。例如,功放機的輸出電路與揚聲器之間必 須做到阻抗匹配,不匹配時,功放機、的輸出功率將不能全部送至揚聲器。如果揚聲器的阻抗遠小于功放機的輸出阻抗,功放機就處于過載狀態(tài),其末級功率放大管很容易損壞。反之,如果揚聲器的阻抗高于功放機的輸出阻抗過多,會引起輸出電壓升高,同樣不利于功放機的工作,聲音還會產(chǎn)生失真。因此功放機電路的輸出阻抗與揚聲器的阻抗越接近越好,最好是負載阻抗等于功放機的輸出阻抗,這時輸出功率最大,也是最佳狀態(tài)。

  在中學物理電學中曾講述這樣一個問題:把一個電阻為R的用電器,接在一個電動勢為E、內阻為r的電池組上,在什么條件下電源輸出的功率最大呢?當外電阻等于內電阻時,電源對外電路輸出的功率最大,這就是純電阻電路的功率匹配。假如換成交流電路,同樣也必須滿足R=r這個條件電路才能匹配, 這時輸出功率最大,也是最佳狀態(tài)。

  定阻式功放機若使用不當,有可能燒壞功放機或揚聲器,其主要表現(xiàn)在超負載和輕負載(或無負載),也就是阻抗和功率不匹配造成的。定阻式功放機,要求負載的阻抗恒定。輸入信號一定時,輸出電壓隨負荷改變而變化很大。

  定阻式功放機的輸出阻抗常有4Ω、8Ω、16Ω、25OΩ等,可以分為低阻抗輸出和高阻輸出兩種。在教室或會場中單獨使用功放機時,一般都采用低阻輸出;在學校的有線廣播線路中,一般都使用高阻輸出或定壓式輸出。低阻抗輸出時,可以和揚聲器直接配接;高阻抗輸出時,要通過線間變壓器與揚聲器進行間接配接。

  定阻式功放機與揚聲器的配接原則:

  1.揚聲器所得功率總和應等于或稍小于功放機額定輸出功率,而揚聲器額定功率總和必須大于或至少等于功放機輸出功率,以防揚聲器過載而損壞。通常所說的“負載總功率”指的是各揚聲器所得功率之和,而不是各揚聲器額定功率之和。

  2.揚聲器連接好以后,負載線總阻抗應等于功放機輸出阻抗。若條件有限,相差不應超過10%。此時,應使負載線總阻抗稍大于功放機輸出阻抗,而不應小于其輸出阻抗。

  3.每只揚聲器所得功率不得超過其額定功率,一般達到額定功率 75%~ 80%即可。這樣聲音雖然輕一些,但失真小,壽命長。

  低阻輸抗出的定阻式功放機與揚聲器的配接


詳解功放與喇叭的配接及有關計算

 

  高阻抗輸出的定阻式功放機與揚聲器的配接

  在高阻抗輸出的情況下,一般都使用線間變壓器來進行“阻抗匹配”。線間變壓器的次級阻抗與揚聲器阻抗相同,初級阻抗按照線路的實際需要確定;線間變壓器的功率和揚聲器額定功率相同。

  當揚聲器總的輸入阻抗不等于功放機輸出阻抗時,需加線間變壓器, 功放機的輸出阻抗R出與線間變壓器的初級輸入阻抗R入間的關系式,由P=U2 / R得: R入 = P出R出 / P入 。

  高阻抗輸出一般都采用并聯(lián)方式連接揚聲器。

  例:學校有一臺100W功放機,輸出阻抗250Ω;有3只25W16Ω揚聲器,2只12.5W8Ω揚聲器,如何選擇線間變壓器?

  解:

  P總 = 3 × 25+2 × 12.5 = 100(W)

  R25 = 100 × 250 / 25 = 1000(Ω)

  R12.5 = 100 × 250 /1 2.5 = 2000(Ω)

  因此功放機與揚聲器的配接應按下圖所示連接。


詳解功放與喇叭的配接及有關計算

 

  如果定阻的功放接定壓的音箱,結果主要是音量小。 如果定壓的功放接定阻的音箱,結果是嚴重不匹配,極易功放機或音箱過載而損壞。一般遠距離廣播系統(tǒng)使用定壓輸出,近距離音響系統(tǒng)使用定阻輸出。

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