音箱功率參數(shù)的秘密

談到音箱的參數(shù)，功率是最多被我們提到的。我們甚至很容易看到，兩款同樣功率的音箱，在中等或較大音量下有截然不同的表現(xiàn)，聲音失真的情況更是時(shí)有發(fā)生，難道這組與功率輸出相關(guān)的數(shù)據(jù)又是“數(shù)字游戲”?

在音箱*率放大器的主要功能是放大信號(hào)并提供負(fù)載(揚(yáng)聲器)足夠的功率。功率放大器對(duì)音質(zhì)的影響主要取決于輸入信號(hào)能否在不失真的狀態(tài)下得到放大與傳輸，給負(fù)載以足夠大的功率。功率放大器放大和傳輸?shù)男盘?hào)不同于簡(jiǎn)諧信號(hào)，是一個(gè)瞬時(shí)變化的復(fù)雜信號(hào)。

如果我們從波形來看這個(gè)信號(hào)，這個(gè)原始的信號(hào)具有很多尖峰，它們的能量不大，但是峰很尖、很高。這些尖峰對(duì)響度的貢獻(xiàn)很小，但對(duì)音質(zhì)的影響卻很大。如果發(fā)生削波，則放大的聲音聽起來讓人感到發(fā)燥、發(fā)硬。這與我們平時(shí)所說的主觀聽音中的細(xì)節(jié)有一定的關(guān)系。如果在功率放大時(shí)，只注意能量的傳輸(對(duì)應(yīng)的量為響度)，而不注意傳輸過程中波形的變化(造成失真)，那么，我們有可能聽到的聲音可以很響，但是不好聽。

對(duì)于有源音箱來說，功放部分是做在音箱內(nèi)部，它要做的工作同樣是驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，為揚(yáng)聲器帶來足夠的輸出功率。而我們看到的關(guān)于音箱功率的標(biāo)稱寫法并不是很標(biāo)準(zhǔn)，一般音箱廠商標(biāo)注“音箱”的功率指的都是功率放大器(有源音箱的功率放大電路部分)的“輸出功率(RMS)”，RMS(root mean square)是指均方根，目前在多媒體音箱標(biāo)注中，大多為均方根功率。

均方根功率與平均功率、額定功率都不相同。具體算法是對(duì)樣本每一點(diǎn)功率值平方取均值后再開方，具體均方根如何計(jì)算我們暫且不去深究，我們接下來需要討論的是“均方根”功率與額定功率、揚(yáng)聲器功率的關(guān)系。

前面談到，功率放大器放大的信號(hào)是一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)，根據(jù)聲學(xué)工程方面的多種樂器和不同劇種節(jié)目信號(hào)的調(diào)查結(jié)果，大部分節(jié)目信號(hào)的最大均方根功率(即節(jié)目信號(hào)的峰——峰值在負(fù)載上的功率)與平均均方根功率(即節(jié)目信號(hào)在負(fù)載上的平均功率)之比為3～10，最高達(dá)12.7。

如果功率放大器的額定功率對(duì)應(yīng)于節(jié)目信號(hào)的平均均方根功率，那么功率放大器的最大輸出功率應(yīng)為其3～10倍方能保證輸出信號(hào)不出現(xiàn)削波。這就是為什么我們選用功率放大器的功率要比放大節(jié)目信號(hào)的平均均方根功率大得多的緣由，這也是我們通常說的功率儲(chǔ)備。

從目前低端產(chǎn)品來看，功率放大器的最大輸出功率應(yīng)該做不到10倍于信號(hào)均方根功率的功率儲(chǔ)備，大家在設(shè)計(jì)時(shí)功率儲(chǔ)備也肯定是不一樣的。這也就是我們?cè)谄綍r(shí)測(cè)試時(shí)會(huì)遇到在不同音量或者較大音量下出現(xiàn)失真問題的原因之一。而另一方面，多媒體音箱在標(biāo)注功率時(shí)也很少有說明這個(gè)功率到底是額定功率、最大輸出功率、輸出RMS功率甚至揚(yáng)聲器功率，這是一個(gè)非?；靵y的參數(shù)指標(biāo)。

另外，在我們?nèi)绻粢庖恍P(yáng)聲器上的銘牌，上面也有一個(gè)與功率相關(guān)的值，這個(gè)值和功率放大器的輸出有什么關(guān)系?在設(shè)計(jì)文檔中，我們可以看到如下的敘述：“為了保證功放所配接的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的安全，要求功放的額定輸出功率與所配接的揚(yáng)聲器系統(tǒng)的標(biāo)稱功率相當(dāng)”，“為了保證足夠的功率儲(chǔ)備，通常選用揚(yáng)聲器功率的1.2～2倍的功率放大器”等。這種提法實(shí)際是不正確的，功率放大器的功率與揚(yáng)聲器的功率不是同一概念。

功率放大器的輸出功率一般是指一定失真限制條件上的正弦輸出功率。我們通?？吹降膹S家在功率后都標(biāo)明規(guī)定的總諧波失真為0.1%，當(dāng)功放在額定負(fù)載上的輸出信號(hào)達(dá)到該失真時(shí)的輸出電壓稱為最大輸出電壓，用這電壓來計(jì)算功率放大器的輸出功率，就是功率放大器標(biāo)稱的輸出功率，這也可以理解為該功放的最大輸出功率。

而揚(yáng)聲器的標(biāo)稱功率，廠家經(jīng)常提供的是粉噪功率，它是指在揚(yáng)聲器額定頻率范圍內(nèi)，饋給以規(guī)定的模擬節(jié)目信號(hào)，連續(xù)工作100小時(shí)而不產(chǎn)生熱和機(jī)械損壞的功率。顯然，這兩個(gè)功率是從完全不同的角度作出的規(guī)定和測(cè)試的，兩者是不可比的。如果廠家能提供揚(yáng)聲器的正弦功率(指用正弦信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)時(shí)饋給的功率)，則兩者有可比性。

然而，廠家一般不提供這一數(shù)據(jù)。那么，對(duì)揚(yáng)聲器而言，揚(yáng)聲器的粉噪功率與正弦功率是否有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢?答案是——沒有!揚(yáng)聲器的粉噪功率和正弦功率對(duì)于不同結(jié)構(gòu)、不同材料和不同規(guī)格的揚(yáng)聲器完全不同，后者還與頻率有關(guān)。因此，在音箱和功放設(shè)計(jì)中用功率放大器的功率與揚(yáng)聲器標(biāo)稱功率作比較以表征其功率儲(chǔ)備的方法也是不可取的。

顯然，將揚(yáng)聲器功率與功放功率的數(shù)字去做比較沒有任何意義。而從上文大家也可以了解到，目前我們談?wù)摰念愃乒β适欠癯渥?、功率?chǔ)備是否足夠的話題，基本只能建立在主觀聽音的感受上，去看音箱上的標(biāo)注實(shí)在沒有什么意義，因?yàn)榇蠹业臉?biāo)注方法并不規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)不同，自然也就沒有什么可比性了。

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