功放與揚(yáng)聲器

本文格式為Word版，下載可任意編輯——功放與揚(yáng)聲器功放機(jī)與揚(yáng)聲器配接方法舉例XX省泗陽縣李口中學(xué)沈正中一、基本概念理解1．定阻式功放機(jī)

定阻式功放機(jī)輸出端子用阻抗值標(biāo)出，輸出阻抗常有4Ω、8Ω、16Ω、250Ω等。其輸出阻抗不隨負(fù)載的增減而變化，過載、負(fù)載過輕或開路時(shí)，功放機(jī)易損壞。2．定壓式功放機(jī)

定壓式功放機(jī)輸出端子用電壓值標(biāo)出，輸出電壓常有120V、240V等。當(dāng)負(fù)載在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，功放機(jī)的輸出電壓基本保持不變，即輸出電壓不隨負(fù)載的增減而變化，因此負(fù)載很小甚至開路時(shí)，功放機(jī)仍能正常工作，不至于損壞。在過載的狀況下，它和定阻式功放機(jī)一樣，也會造成末級功放管損壞或輸出減小，因此對定壓式功放機(jī)過載也是不允許的。造成過載的原因，一般是輸出線路有短路或嚴(yán)重漏電、配接不恰當(dāng)?shù)仍斐傻摹?．揚(yáng)聲器

在配接揚(yáng)聲器時(shí)，必需了解揚(yáng)聲器額定功率和阻抗兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

額定功率是指揚(yáng)聲器在這一功率下長期連續(xù)工作而不致?lián)p壞的功率，它與揚(yáng)聲器接在線路上實(shí)際所得的實(shí)際功率的含義是不同的。使用時(shí)，揚(yáng)聲器所得的實(shí)際功率不應(yīng)大于它的額定功率，否則將損壞揚(yáng)聲器；但也不能比額定功率小好多，以便充分發(fā)揮揚(yáng)聲器的放音能力。一般總是保證揚(yáng)聲器所得的實(shí)際功率等于或略小于它的額定功率。為了獲得較好的音質(zhì)，尋常使揚(yáng)聲器工作在額定功率的2／3左右。

揚(yáng)聲器的阻抗是對廣播信號的交流阻抗值，由于阻抗和頻率關(guān)，對于不同頻率的信號，揚(yáng)聲器的阻抗也不同。一般產(chǎn)品上標(biāo)明的阻抗是在400Hz音頻時(shí)揚(yáng)聲器的交流阻抗。尋常電動式揚(yáng)聲器的阻抗為幾歐姆～十幾歐姆。

在配接中，除要知道標(biāo)稱功率和阻抗外，還要知道揚(yáng)聲器的額定工作電壓，可通過

來計(jì)算。式中，U為揚(yáng)聲器的額定工作電壓，P為揚(yáng)聲器的額定

功率；R為揚(yáng)聲器的阻抗。例如，1只號筒式揚(yáng)聲器的額定功率25W，阻抗16Ω，則可計(jì)算出其額定工作電壓U=20V。當(dāng)加到揚(yáng)聲器上的信號電壓大于此額定工作電壓時(shí)，就相當(dāng)于輸入功率超過揚(yáng)聲器的額定功率，簡單損壞揚(yáng)聲器。4．線間變壓器

連接線路較長時(shí)，無論是定阻式或定壓式功放機(jī)在與揚(yáng)聲器配接時(shí)，都需要用線間變壓器來轉(zhuǎn)換阻抗或變換電壓。定阻式和定壓式線間變壓器的初級都有2組線圈，在配接時(shí)，可根據(jù)不同的阻抗或電壓要求將2組線圈串聯(lián)或并聯(lián)使用。定壓式線間變壓器的各輸出端子上都標(biāo)有電壓數(shù)值。定阻式線間變壓器的次級線圈各輸出端子上都標(biāo)有阻抗數(shù)值。二、定阻式功放機(jī)的匹配

1．對于定阻式功放機(jī)的匹配，應(yīng)考慮4個(gè)方面：

①揚(yáng)聲器得到的實(shí)際功率總和應(yīng)等于或小于功放機(jī)的額定輸出功率，防止功放機(jī)因過負(fù)荷而損壞。從另一方面來看，揚(yáng)聲器額定功率的總和必需大于或至少等于功放機(jī)的實(shí)際輸出功率，以防止揚(yáng)聲器因過負(fù)荷而損壞。尋常所說的負(fù)載的總功率應(yīng)指揚(yáng)聲器所得功率的總和，而不是揚(yáng)聲器額定功率之和。

②在匹配計(jì)算中，是按最理想的狀況進(jìn)行的，即功放機(jī)的額定功率等于負(fù)載的額定功率。在實(shí)際配接中，往往使揚(yáng)聲器所得到的總功率只有功放機(jī)額定輸出功率的90％左右，這對延長功放機(jī)的壽命有好處。③負(fù)載的總阻抗應(yīng)等于功放機(jī)的輸出阻抗，若受條件限制，相差也不能太大，不得超過10％。④每只揚(yáng)聲器所得到的功率最好不要超過其額定功率的80％，這樣可使揚(yáng)聲器音質(zhì)幽美，又不會損壞。2．低阻輸出的匹配采用低阻輸出時(shí)，將揚(yáng)聲器串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)之后直接接到功放機(jī)的輸出端子上，配接可按三步進(jìn)行：①揚(yáng)聲器的額定功率之和應(yīng)等于功放機(jī)的額定輸出功率。②根據(jù)每只揚(yáng)聲器的阻抗應(yīng)用串、并聯(lián)特點(diǎn)計(jì)算出總阻抗R揚(yáng)，確定揚(yáng)聲器應(yīng)接到功放機(jī)的哪個(gè)輸出端子上。③檢驗(yàn)每只揚(yáng)聲器所得的實(shí)際功率與其額定功率是否相符。例1：

1臺50W定阻式功放機(jī)，輸出端子如圖1所示，要接25W、16Ω的揚(yáng)聲器兩只，如何配接?分析：兩只揚(yáng)聲器總額定功率P揚(yáng)=25W×2=50W，等于功放機(jī)的額定功率，滿足條件①。因兩只揚(yáng)聲器的阻抗均為16Ω，故采用并聯(lián)方式可得，R揚(yáng)=8Ω，即將兩只揚(yáng)聲器并聯(lián)接在功放機(jī)的0、8Ω輸出端子上，滿足條件②。由于兩只揚(yáng)聲器所得實(shí)際功率均為25W，不超過功放機(jī)其額定功率，滿足條件③。有時(shí)也可根據(jù)實(shí)際狀況將揚(yáng)聲器適當(dāng)?shù)卮?、并?lián)，完成配接工作。

例2：在例1中如改接一只25W／16Ω的揚(yáng)聲器，兩只12.5W／8Ω的揚(yáng)聲器，應(yīng)如何配接?分析：三只揚(yáng)聲器總的額定功率P揚(yáng)=25W+12.5W×2=50W，等于功放機(jī)的額定功率，滿足條件①。兩只12.5W／8Ω的揚(yáng)聲器串聯(lián)后的阻抗為R串=16Ω，再將R串與25W／16Ω的揚(yáng)聲器并聯(lián)可得R揚(yáng)=8Ω，可將這

組揚(yáng)聲器接到功放機(jī)0、8Ω的端子上，如圖2所示。由于三只揚(yáng)聲器所得的實(shí)際功率為50W，不超過功放機(jī)其額定功率，滿足條件③。當(dāng)揚(yáng)聲器所得的總功率遠(yuǎn)小于功放機(jī)額定輸出功率(一般在70％以下)時(shí)，為使功放機(jī)正常工作和保證揚(yáng)聲器的安全，應(yīng)接上假負(fù)載來消耗多余的功率。假負(fù)載吸收的功率P假=P功－P揚(yáng)，則假負(fù)載的阻值R假=R功P功／P假。

例3：例1中，假使只有一只10W／16Ω的揚(yáng)聲器，如何配接?揚(yáng)聲器的額定功率只有10W，遠(yuǎn)低于功放機(jī)額定輸出功率，應(yīng)另接一假負(fù)載，分擔(dān)多余的50W－10W=40W的電功率。分析：由，求得10W／16Ω的揚(yáng)聲器的額定電壓是12.6V，功放機(jī)的端子4Ω、8Ω、16Ω、250Ω對應(yīng)的電壓為14.1V、20V、28.3V、111.8V。12.6V最接近的4Ω端子上電壓14.1V，所以可將揚(yáng)聲器接在4Ω端子上，這時(shí)揚(yáng)聲器承受的功率雖超過其額定功率，但由于超過得不多，揚(yáng)聲器基本上還能正常工作。為了更好匹配，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)計(jì)算得，可串聯(lián)1.9Ω、3W左右的電阻。將40W的假負(fù)載也接在功放機(jī)的4Ω端子上，則R假=功R功／P余=50×4／40=5Ω(當(dāng)然假負(fù)載接其它端子上也可以，但要重新計(jì)算出假負(fù)載的阻值)。假負(fù)載可采用線繞電阻。為安全起見，一般所用假負(fù)載的額定功率為其承受功率的2倍左右。所以選用阻值5Ω、額定功率80W以上的線繞電阻接在功放機(jī)的4Ω端子上，如圖3所示。注意給假負(fù)載有足夠的散熱空間。3．高阻輸出的匹配在功放機(jī)的饋送距離較遠(yuǎn)100m以上時(shí)，為減少線路上電功率的損失，必需采用高阻抗輸出，這時(shí)揚(yáng)聲器通過線間變壓器變換阻抗后，接在功放機(jī)的高阻輸出端。高阻輸出的功放機(jī)，主要確定線間變壓器的初、次級阻抗和功率容量及連接方法。一般要保證線間變壓器的功率容量P變等于揚(yáng)聲器的實(shí)得功率P揚(yáng)，次級阻抗應(yīng)等于揚(yáng)聲器的總阻抗，初級阻抗R初由揚(yáng)聲器的實(shí)得功率確定，即。R初=P功R功／P揚(yáng)。假使P變>P揚(yáng)，如用25W線間變壓器與10W揚(yáng)聲器配接，只要滿足初、次級阻抗比，也是允許的。定阻式線間變壓器有大量端子，高阻抗端子一般有：OΩ、500Ω、1250Ω、2500Ω、3750Ω、5000Ω;低阻

抗端子一般有：0Ω、8Ω、16Ω，有些線間變壓器還有4Ω端子。

例4：有一臺100W功放機(jī)，輸出阻抗250Ω，要裝三只25W／16Ω揚(yáng)聲器、2只12.5W／8Ω揚(yáng)聲器，如何進(jìn)行配接?五只揚(yáng)聲器的總額定功率P揚(yáng)=25W×3+12.5W×2=100W，與功放機(jī)輸出功率一致。

25W揚(yáng)聲器用的線間變壓器，初級阻抗R25(初)=100W×250Ω／25W=1000Ω。12.5W揚(yáng)聲器用的線間變壓器，初級阻抗R12.5(初)=100W×250Ω／12.5W=2000Ω。

25W／16Ω揚(yáng)聲器采用25W的線間變壓器，接在線間變壓器次級線圈的0、16Ω兩接線柱上；初級線圈的0、1000Ω兩接線柱接在功放機(jī)的0、250Ω兩接線柱上。12.5W／8Ω揚(yáng)聲器采用15W的線間變壓器(也可采用25W的線間變壓器)，仿照上述接法。如圖4所示。

與低阻抗輸出的狀況一樣，當(dāng)揚(yáng)聲器所得的總功率遠(yuǎn)小于功放機(jī)的額定輸出功率時(shí)，要用假負(fù)載來承受多余部分的功率。

例5：一臺額定輸出功率為150W的功放機(jī)，現(xiàn)選用0、250Ω兩接線端子作高阻

輸出，只接兩只25W／16Ω的揚(yáng)聲器，如何配接?揚(yáng)聲器必需通過線間變壓器轉(zhuǎn)換阻抗后接在0、250Ω端子間。線間變壓器的額定功率為25W，初級阻抗R25初=150W×250Ω／25W=1500Ω。

假負(fù)載承受的功率為150W－25W×2=100W，其電阻值為R假=P功R功／P假=150W×250Ω／100W=375Ω，額定功率200W以上的線繞電阻為假負(fù)載。圖5所示。

同樣要注意給假負(fù)載有足夠的散熱空間。在各種狀況下，假負(fù)載最好不要使用電燈泡，由于電燈泡鎢絲的阻值在冷態(tài)和熱態(tài)時(shí)能相差10倍左右，在燈泡忽暗忽亮閃動時(shí)，輸出變壓器的初級阻抗變化很大，會發(fā)生失真和影響末級功放管的壽命。所以最好用線繞電阻作假負(fù)載，而且要求線繞電阻的額定功率為實(shí)際承受功率的1.5—2.0倍。

三、定電壓輸出的匹配現(xiàn)在大多數(shù)功放機(jī)，特別是大功率功放機(jī)，輸出端以電壓來標(biāo)志，這類機(jī)器稱為定電壓輸出。定電壓輸出在輸出電路中加有深度負(fù)反饋，使輸出電壓很穩(wěn)定，在額定功率范圍內(nèi)，負(fù)載接得多一點(diǎn)或少一點(diǎn)，對功放機(jī)輸出電壓的影響很小，即輸出電壓基本上不隨負(fù)載的變化而變化；功放機(jī)的性能也較穩(wěn)定，即使負(fù)載很輕或開路，也不會發(fā)燒壞功放機(jī)。定電壓輸出的功放機(jī)一般要求揚(yáng)聲器的額定電壓符合功放機(jī)的額定輸出電壓，所接揚(yáng)聲器的總功率不大于功放機(jī)的額定輸出功率。揚(yáng)聲器的額定電壓是在其獲得額定功率時(shí)所需要的電壓?？紤]定電壓輸出功放機(jī)的揚(yáng)聲器配接問題時(shí)，首先要求出額定電壓值，假使它等于功放機(jī)的輸出電壓，就可把揚(yáng)聲器直接接到功放機(jī)的輸出端子上；否則，就需用線間變壓器配接。

例6：一臺50W定電壓輸出功放機(jī)的定壓輸出為20V和50V兩擋，負(fù)載是兩只25W／16Ω揚(yáng)聲器，如何配接?揚(yáng)聲器所承受的電壓

，因此，這兩只揚(yáng)聲器可直接

并接在20V輸出端，揚(yáng)聲器的總功率是50W。如只有一只25W／16Ω揚(yáng)聲器，同樣可直接接到20V輸出端，雖然揚(yáng)聲器的額定功率只是功放機(jī)輸出功率的一半，但因揚(yáng)聲器實(shí)際得到的電壓是20V，即它只能得到25W的功率，功放機(jī)也只輸出了25W功率。定電壓輸出功放機(jī)允許這樣使用。不過在輕負(fù)載的狀況下，功放機(jī)輸出級的負(fù)載特性電抗性加強(qiáng)，在大信號沖擊下可能出現(xiàn)瞬時(shí)大功率，使功率輸出管受到損傷，所以負(fù)載最好不輕于50％。為了安全運(yùn)用，還是并接上假負(fù)載電阻為好。連接線路較長時(shí)，定壓功放機(jī)與負(fù)載之間要用線間變壓器配接。這種定壓線間變壓器的初次級都以電壓標(biāo)志。在功放機(jī)額定輸出電壓U功已知的狀況下，只要算出揚(yáng)聲器的額定電壓

，就可求出線間變

壓器的變壓比n=U功／U揚(yáng)，定壓式線間變壓器(SBV系列產(chǎn)品)的一次側(cè)（初級）有90V、120V；二次側(cè)（次級）有20V、30V、60V，繞組各有1～2組。

并接在20V輸出端，揚(yáng)聲器的總功率是50W。如只有一只25W／16Ω揚(yáng)聲器，同樣可直接接到20V輸出端，雖然揚(yáng)聲器的額定功率只是功放機(jī)輸出功率的一半，但因揚(yáng)聲器實(shí)際得到的電壓是20V，即它只能得到25W的功率，功放機(jī)也只輸出了25W功率。定電壓輸出功放機(jī)允許這樣使用。不過在輕負(fù)載的狀況下，功放機(jī)輸出級的負(fù)載特性電抗性加強(qiáng)