[噱头系列]1000W?音箱的N种功率解析
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前面谈到,功率放大器放大的信号是一个复杂的信号,根据声学工程方面的多种乐器和不同剧种节目信号的调查结果,大部分节目信号的最大均方根功率(即节目信号的峰——峰值在负载上的功率)与平均均方根功率(即节目信号在负载上的平均功率)之比为3~10,最高达12.7。
如果功率放大器的额定功率对应于节目信号的平均均方根功率,那么功率放大器的最大输出功率应为其3~10倍方能保证输出信号不出现削波。这就是为什么我们选用功率放大器的功率要比放大节目信号的平均均方根功率大得多的缘由,这也是我们通常说的功率储备。
多媒体音箱功率完整合理的标注
从目前低端产品来看,功率放大器的最大输出功率应该做不到10倍于信号均方根功率的功率储备,大家在设计时功率储备也肯定是不一样的。这也就是我们在平时测试时会遇到在不同音量或者较大音量下出现失真问题的原因之一。而另一方面,多媒体音箱在标注功率时也很少有说明这个功率到底是额定功率、最大输出功率、输出RMS功率甚至扬声器功率,这是一个非常混乱的参数指标。
扬声器功率与输出功率无关
另外,在我们如果留意一些扬声器上的铭牌,上面也有一个与功率相关的值,这个值和功率放大器的输出有什么关系?在设计文档中,我们可以看到如下的叙述:“为了保证功放所配接的扬声器系统的安全,要求功放的额定输出功率与所配接的扬声器系统的标称功率相当”,“为了保证足够的功率储备,通常选用扬声器功率的1.2~2倍的功率放大器”等。这种提法实际是不正确的,功率放大器的功率与扬声器的功率不是同一概念。
功率放大器的输出功率一般是指一定失真限制条件上的正弦输出功率。我们通常看到的厂家在功率后都标明规定的总谐波失真为0.1%,当功放在额定负载上的输出信号达到该失真时的输出电压称为最大输出电压,用这电压来计算功率放大器的输出功率,就是功率放大器标称的输出功率,这也可以理解为该功放的最大输出功率。
而扬声器的标称功率,厂家经常提供的是粉噪功率,它是指在扬声器额定频率范围内,馈给以规定的模拟节目信号,连续工作100小时而不产生热和机械损坏的功率。显然,这两个功率是从完全不同的角度作出的规定和测试的,两者是不可比的。如果厂家能提供扬声器的正弦功率(指用正弦信号作为测试信号时馈给的功率),则两者有可比性。
然而,厂家一般不提供这一数据。那么,对扬声器而言,扬声器的粉噪功率与正弦功率是否有一定的对应关系呢?答案是——没有!扬声器的粉噪功率和正弦功率对于不同结构、不同材料和不同规格的扬声器完全不同,后者还与频率有关。因此,在音箱和功放设计中用功率放大器的功率与扬声器标称功率作比较以表征其功率储备的方法也是不可取的。
显然,将扬声器功率与功放功率的数字去做比较没有任何意义。而从上文大家也可以了解到,目前我们谈论的类似功率是否充足、功率储备是否足够的话题,基本只能建立在主观听音的感受上,去看音箱上的标注实在没有什么意义,因为大家的标注方法并不规范,标准不同,自然也就没有什么可比性了。