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揚聲器阻抗與功放輸出功率的關(guān)聯(lián)
發(fā)布日期:2020-12-10   點擊次數(shù):

在之前討論過需要多大功率的功放之后,各位朋友大概會發(fā)現(xiàn)看功放的標(biāo)稱規(guī)格時,輸出功率的規(guī)格不只一個數(shù)字。我們就以日本Accuphase E-270功放為例,標(biāo)示的規(guī)格是:4歐姆負載 120W/每聲道、8歐姆負載90W/每聲道,我們會發(fā)現(xiàn)兩件事情:1.揚聲器阻抗至少有8歐姆與4歐姆兩種規(guī)格、2.輸出功率是隨著揚聲器的阻抗而有所變化的。


為什么會這樣?這要回到兩個很基本的物理電學(xué)公式:

P=I×V也就是功率=電流×電壓

但I=V/R就是電流=電壓/電阻


所以當(dāng)功放輸出電壓固定的情況下,揚聲器阻抗愈低也就是電阻愈低的,電流就會愈大,因此乘上電壓之后功率也會隨著阻抗的降低而提高。當(dāng)然按公式的算法,阻抗由8歐姆減為4歐姆時電流倍增,理論上功放的功率應(yīng)該是「倍增」的,也就是8歐姆負載時100W輸出的功放,在4歐姆負載時就應(yīng)該能200W輸出。不過大家應(yīng)該也發(fā)現(xiàn)實際上絕大部份的功放,都沒有辦法在負載阻抗減半時得到倍增的功率,這又是為什么呢?



大多數(shù)揚聲器都會在背板的銘牌上標(biāo)示額定的阻抗值提供使用者作為參考。


這是因為要「輸出電流倍增」在功放制作上是一件高成本的事情,有兩個部份會決定功放的輸出電流,第一個部份是「電源」,包括電源變壓器與濾波電路的容量,都會影響供電的電流;第二個部份就是輸出功率晶體的電流容量,一對晶體電流不夠就并聯(lián)配置,需要輸出更大的電流量就要并聯(lián)更多晶體。但為考慮成本一般功放制作時,都不會配置在4歐姆負載時足夠容量的電源與輸出晶體,只是設(shè)定成在4歐姆負載時不至于過載燒機能「安全工作」的配置而已,當(dāng)然4歐姆負載的輸出功率還是會比8歐姆負載時稍大。


功放要輸出愈大的電流,就需要并聯(lián)更多的晶體管來取得足夠的電流容量,否則就有燒毀功率晶體的風(fēng)險。


不過如果換成真空管功放情況又不同了,真空管是電壓組件工作在高電壓之下,但輸出電流有限不適合一般揚聲器低至10歐姆不到的負載,因此都會配置「輸出變壓器」來進行阻抗匹配,以利與揚聲器耦合。通常會在輸出變壓器抽出適合4、8甚或16歐姆的輸出端來匹配揚聲器,因為已經(jīng)經(jīng)過阻抗匹配,因此輸出功率就不再受揚聲器阻抗的影響,所以真空管機的輸出功率是完全不受揚聲器阻抗所影響的。



這是一款采用輸出變壓器的功放,可以見到有2、4與8歐姆三種阻抗匹配的輸出接線端子,不同阻抗端子輸出的功率都相同。


最后要回到揚聲器本身的阻抗特性,由于喇叭單體是藉由電氣訊號通過音圈所產(chǎn)生的磁動力與單體磁力系統(tǒng)互動而動作,再加上分頻網(wǎng)絡(luò)也是由電容、電感與電阻串并聯(lián)構(gòu)成,因此揚聲器的阻抗也會隨頻率而起伏,阻抗高時可至數(shù)十歐姆,但低時通常僅3-4歐姆,變化相當(dāng)劇烈。一般揚聲器規(guī)格上標(biāo)稱的阻抗就是大致上最低阻抗的數(shù)值,但對于一般功放來說不論標(biāo)稱的阻抗是8或4歐姆負載與驅(qū)動上都不會有問題。


至于真空管功放,一般是建議依照揚聲器標(biāo)稱的阻抗來接駁功放的輸出端,但建議玩家朋友不妨也試試看將揚聲器接駁在不同阻抗的輸出端,比較一下音色表現(xiàn)的差異,再以聽感上的喜好來決定要如何接駁,以取得最滿意的音色表現(xiàn)。晶體管功放雖然沒有阻抗選擇的問題,但接駁揚聲器務(wù)要注意避免讓功放正負極輸出端發(fā)生短路現(xiàn)象,雖然目前市面上的功放都已設(shè)有保護電路,但畢竟短路時趨近于0的阻抗是會讓功放的輸出晶體甚或電源過載,保護電路只是立時切斷負載降低風(fēng)險,所以還是盡量避免短路為宜喔!

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