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音頻設(shè)備間的匹配及信號(hào)傳輸
發(fā)布日期:2020-11-19   點(diǎn)擊次數(shù):
我們?cè)谝纛l系統(tǒng)施工過程中,常常碰到音頻設(shè)備間有關(guān)阻抗的匹配、傳輸方式的匹配、動(dòng)態(tài)范圍的匹配等問題,有的不注意造成聲音失真甚至損壞音頻設(shè)備,因此正確地了解廣播電視音頻設(shè)備間所接收、傳遞音頻信號(hào)的阻抗電子以及動(dòng)態(tài)線路,合理地進(jìn)行設(shè)備間的匹配是十分必要的。


一、音頻設(shè)備間的匹配問題


(1)阻抗的匹配 阻抗的匹配要求音頻前、后級(jí)設(shè)備彼此的輸入、輸出阻抗相等或近似,若阻抗值相關(guān)太大時(shí),只能用前段設(shè)備的低阻抗輸出與后段高阻抗輸入相配接,切不可用前段的高阻抗輸出與后段低阻抗輸入相配接。在任何情況下只能是后者(輸入)的阻抗高于前者(輸出)的阻抗。如:音頻頻率放大器與音箱(又稱揚(yáng)聲器或喇叭)的配接問題如果配接不正確,音頻功率放大器就不能高保真地傳輸出最大功率,這不僅使音箱的聲頻功率減小產(chǎn)生畸變,而且會(huì)損壞音頻功率放大器。通常音頻功率放大器的額定輸出功率至少要等于音箱的額定功率,最大不超過音箱額定功率的2-3倍,一般音頻功率放大器的最大輸出功率要大于音箱瞬時(shí)功率的1.2-2倍。目前國內(nèi)生產(chǎn)的音箱功率放大器按其輸出方式可分為定阻式和定壓式兩種,一般小功率的聲頻功率放大器的定阻輸出為主,大功率的定壓輸出為主,因此它們與音箱的配接方式也稍有不同。


(2)定阻輸出的連接(阻抗匹配)按照前面所述,阻抗匹配的要求是:全部音箱的總阻抗等于或稍大于音頻功率放大的輸出阻抗。定阻式音頻功率放大器的輸出阻抗有低阻輸出(2Ω、4Ω、8Ω、16Ω、32Ω)和高阻輸出(100Ω、250Ω)兩種,低阻輸出的音頻功率放大器可直接與音箱配接。對(duì)阻抗、功率不一樣的多只音箱,可以用下面串、并聯(lián)公式計(jì)算出它們的總阻抗后,再與音頻功率放大器配接。

 

(串)Z總=Z1+Z2+??+Zn 

(并)1/Z總=1/Z1+1/Z2+??+1/Zn 


在實(shí)際工作,經(jīng)常遇到兩只音箱的并聯(lián)情況,這時(shí)計(jì)算總阻抗:


Z總=(Z1×Z2)/(Z1+Z2) 


若所配音箱的阻抗相等,則其總阻抗為:(n:音箱的只數(shù))

(串)Z總=nZ分(并)Z總=Z分/n 


串聯(lián)電路中標(biāo)稱阻抗低的音箱獲得的功率低。并聯(lián)電路中標(biāo)稱阻抗低的音箱獲得的功率高。如果阻抗不匹配應(yīng)使用匹配變壓器,其圈數(shù)比:Z輸出=(Z1÷Z2)2×Z負(fù)載Z1、Z2分別為變壓器初級(jí)和次級(jí)繞組的圈數(shù)。定阻式音頻功率放大器的負(fù)載太輕時(shí),會(huì)使音箱的聲音產(chǎn)生畸變,音頻輸出變壓器也容易擊穿。若負(fù)載太重,音頻功率放大器的功放模塊容易損壞。


(3)定壓輸出的連接(電壓匹配)電壓匹配要求每個(gè)音箱分配的音頻功率等于或稍小于組合音箱的標(biāo)稱功率。定壓式音頻功率放大器的輸出電壓有20V、30V、120V、240V等幾種,為了保證音箱功率的準(zhǔn)確分配,音箱的標(biāo)稱陰抗應(yīng)滿足:( V音箱功率放大器的輸出電壓 W:音箱額定功率Z:組合的標(biāo)稱阻抗


 V =√W×Z 


當(dāng)負(fù)載阻抗在一定范圍內(nèi)變化,甚至開路時(shí),仍能使音頻功率放大器輸出電壓保持恒定,定壓工作方式下應(yīng)防止音頻功率放大器嚴(yán)重過載。


二、傳輸方式的匹配


音頻設(shè)備按其傳輸方式分為平衡式和非平衡式,也稱音端式兩種,所謂的平衡式和非平衡式是針對(duì)聲頻信號(hào)的按“地”而言的,平衡式輸出方式輸出阻抗一般在600Ω以下,音端式則在20KΩ以上在正常的音頻技術(shù)工程中,平衡式與非平衡式是不能直接對(duì)接的,一般平衡式與平衡式對(duì)接,非平衡式與非平衡式對(duì)接,否則會(huì)造成電子方式的失配,影響音頻設(shè)備的正常工作。


三、信號(hào)傳輸?shù)母弑U嬷械钠ヅ鋯栴}


從傳聲器(話筒)CD、VCD或DVD接受聲源,經(jīng)前段調(diào)音臺(tái)均衡放大,再經(jīng)過音頻功放,推動(dòng)音箱還原聲音,在這個(gè)過程中,要求每一個(gè)環(huán)節(jié)的電子變化都在它的線路范圍內(nèi),否則要么引起過載失真,要么S/N差,要做到這一點(diǎn),要熟悉各聲源的動(dòng)態(tài)范圍,對(duì)設(shè)備作適度調(diào)整。比如電容傳聲器靈敏度比較高,而承受的最大聲壓級(jí)又不太強(qiáng),如果去近距離拾取象打擊樂、銅管樂等聲音,很容易出現(xiàn)聲音過載失真,輕者使音質(zhì)硬而發(fā)生嚴(yán)重的會(huì)使聲音有破炸的感覺,甚至出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象,遇到這種情況,一般應(yīng)衰減電容傳聲器本身的靈敏度,或改用靈敏度較低的高質(zhì)量的動(dòng)圈傳聲器拾音,這樣音響效果反而更好(一般低阻動(dòng)圈傳聲器的靈敏度要比電容傳聲器低200dB左右)。


為了與各種聲源以及不同類型靈敏度的傳聲器相匹配,現(xiàn)代多功能高級(jí)調(diào)音臺(tái)均采用可變?cè)鲆娣糯笃鳌_@種電路形式在輸入端一般有-70dB~0dB分檔式輸入電子的選擇,而且每一檔在額定電子以上有30dB的線路余量,這樣既加大了輸入口的線路,同時(shí)也改善了放大器的傳噪比和失真度,由于每一路的音量電位器均置于前置放大的之后,故音量衰減不能過多,一般10dB左右,如果那一路衰減得過多,則說明這一路的輸入電子過高,為防止聲音一進(jìn)來,在前級(jí)調(diào)音臺(tái)口子上就生線路失真,需要將輸入端的電子重新選擇或調(diào)整,另一個(gè)方面,如果輸出電子太低,平均幅值過小,這樣雖然能保證聲源的上限不致于產(chǎn)生過載失真,確保音質(zhì),但聲源的下限又將影響S/N,前級(jí)調(diào)音臺(tái)的輸出電子主要電總路即后級(jí)放大的音量電位器來控制的,要盡量控制音量幅值的上限,在它的線路范圍之內(nèi),音量幅值的下限又不被噪聲至少要比聲源中的最小音量低檔6dB,這樣才能滿足聽清楚的要求。信號(hào)經(jīng)前級(jí)調(diào)音臺(tái)輸出與聲頻功率放大器連接也需要恰當(dāng)?shù)碾娮悠ヅ,前?jí)調(diào)音臺(tái)輸出線路也要與聲音功率放大器的輸入線路相適應(yīng)。高級(jí)的音頻功率放大器都應(yīng)具有一定的功率余量,如有的音頻功率放大器額定標(biāo)稱為4×100W。實(shí)際上人們?cè)谡B犚魰r(shí)所需要的功率一般不超過最大功率的1/10,目的就是為了確保在強(qiáng)聲級(jí)時(shí)它的上限至少要有10dB左右的線路保證。此時(shí)如能選擇最大功率與之相匹配的組合音箱,在擴(kuò)聲過程中就能夠較好地重現(xiàn)出聲源原來的動(dòng)態(tài)范圍。


總結(jié)


綜上所述,我們?cè)诠ぷ髦信龅降囊糍|(zhì)不佳的原因,除設(shè)備本身質(zhì)量好壞外,很大程度上是因?yàn)闆]有處理如音源動(dòng)態(tài)的線路匹配,因此要求從傳聲器能夠接受的最大聲壓級(jí),前級(jí)調(diào)音臺(tái)輸入端的線路、音頻功率放大器的輸入電子和輸出的功率余量,直到組合音箱能夠承受的最大峰值功率,都能在各自的線路范圍內(nèi),這樣才能保證凌晨源在整個(gè)音頻系統(tǒng)中達(dá)到高保真。

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