功放与音箱的配接
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在设计、安装一套音响系统时,不免遇到功放与音箱的配接问题。从艺术方面考虑,功放与音箱的配接在音色方面应冷暖相宜、软硬适中,最终使整套器材还原音色呈中性。从技术方面考虑,功放与音箱配接有下面几点注意:功率匹配;功率储备量匹配;阻抗匹配;阻尼系数的匹配。如果我们在配接时认识到上述四点,可使所用器材的性能得到充分的发挥。
一、 功率匹配:为了达到高保真聆听的要求,额定功率应根据最佳聆听声压来确定。我们都有这样的感觉:音量小时声音无力、单薄、动态出不来,无光泽、低频显著缺少,丰满度差,声音好像缩在里面出不来。音量合适时声音自然、清晰、圆润、柔和丰满、有力、动态出得来。但音量过大时,声音生硬不柔和、毛糙、有扎耳根的感觉。因此重放声压级与声音质量有较大关系,规定听音区的声压级最好为80~85dB(A计权),我们可以从听音区到音箱的距离与音箱的特性灵敏度来计算音箱的额定功率与功放的额定功率。
二、 功率储备量匹配:音箱:为了使其能承受节目信号中的猝发强脉冲的冲击而不至于损坏或失真。这里有一个经验值可参考:所选取的音箱标称额定功率应是经理论计算所得功率的3倍。
功放:电子管功放和晶体管功放相比,所需的规律储备是不同的。这是因为电子管功放的过荷曲线较平缓。对过荷的音乐信号颠峰,电子管功放并不明显产生削波现象,只是使颠峰的尖端变圆。这就是我们常说的柔性剪峰。而晶体管功放在过荷点后,非线性畸变迅速增加,对信号产生严重削波,它不是使颠峰变圆而是把它整齐削平。有人用电阻、电感、电容组成的复合性阻抗模拟扬声器,对几种高品质的晶体管功放进行实际输出能力的测试。结果表明,在负载有相移的情况下,其中有一台标称100W的功放,在失真度1%时实际输出功率仅有5W!由此对于晶体管功放的储备量的选取:
高保真功放:10倍
民用高档功放:6~7倍
民用中档功放:3~4倍
而电子管功放则可以大大小于上述比值。
对于系统的平均声压级与最大的声压级应留有多少余量,应视放送节目的内容、工作环境而定。这个冗余量最低10dB,对于现代的流行音乐、蹦迪等音乐,则需要留有20~25dB冗余量,这样就可使得音响系统安全、稳定地工作。
三、 阻抗匹配:它是指功放的额定输出阻抗,应与音箱的额定阻抗相一致。此时,功率处于最佳设计负载线状态,因此可以给出最大不失真功率,如果音箱的额定阻抗大于功放的额定输出阻抗,功放的实际输出功率将会小于额定输出功率。如果音箱的额定阻抗小于功放的额定输出阻抗,音响系统能工作,但功放有过载的危险,要求功放有完善的过流保护措施来解决,对电子管功放来讲阻抗匹配要求更严。
四、 阻尼系数的匹配:阻尼系数KD定义为:KD=功放额定输出阻抗(等于音箱额定阻抗)/功放输出内阻。由于功放输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件,KD值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD值越大,电阻尼量越重,当然功放的KD值并不是越大越好,KD值过大会使音箱电阻尼过重,以至使脉冲前沿建立时间增长,降低瞬态响应指标。因此在选取功放时不应片面追求大的KD值。作为家用高保真功放阻尼系数有一个经验值可供参考,最低要求:晶体管功放KD值大于或等于40,电子管功放KD值大于或等于6。
保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件,应注意音箱的等效力学品质因素(Qm)与放大器阻尼系数(KD)的配合。这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。应使音箱的馈线等效电阻足够小,小到与音箱的额定阻抗相比可以忽略不计。其实音箱馈线的功率损失应小于0 .5dB(约12%)即可达到这种配合。
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怎样减少变压器对放大器的干扰
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电源变压器可通过磁场、电磁感应和电路对放大器形成干扰,是音响机器中最大的干扰源。所以,要处理好它的工作状态和应用环境,才能有效地避免由电源变压器产生的干扰,使放大器得到优良的音效。下面我将对此与大家做一讨论,请不吝赐教。
1、电源变压器除了为放大器供电外,还能够将放大器与电源偶合起来,使电网中的干扰源进入放大器,同时也将放大器产生的电压、电流变化反射到电网中。为了切断绕组间的静电场及容性偶合,隔离和共模抑制由此产生的干扰,避免将电网或电路中的共模电压偶合到次级或初级中去,对音响用电源变压器的绕组加法拉第静电屏蔽是很关键的。这种屏蔽可以是层间交替的铜箔,也可以是完整的合状结构,总之对绕组(尤其是对初级的绕组)包围得越多,共模抑制越好。
2、由电源变压器产生的磁场干扰一直是困扰放大器质量提高的问题,即使有纯净的电源,来自它的磁场感应也能造成放大器质量严重下降。由于磁屏蔽隔离罩价格高昂(甚至高过了变压器本身,这也是一些进口变压器价格居高的原因),一般的国产机器很少使用磁屏蔽隔离罩切断变压器的磁干扰,许多只是采用简单的铁皮罩隔离,甚至干脆将变压器裸露安装,所以就不能进行有效的磁屏蔽。国外优质的变压器常采用多层锰游合金和粗铜层相间的结构,把变压器包围起来,一方面利用锰游合金高电阻、高磁导的特性进行磁短路,另一方面通过铜层内引起的涡流产生一个与干扰磁场相反的磁场抵消磁干扰,因此极大的降低了变压器的磁场外泄。业余条件下是很难得到锰游合金罩的,但也可用1.5毫米的软铁板和铜板制成多层结构的磁屏蔽罩。
3、当变压器初级阻抗等于源电阻同负载的反射电阻的并联值时,将出现低频截止,增大源于变压器的噪声,所以电源变压器也必须有足够的电感。但这并不能成为盲目加大变压器输出功率的理由。因为,变压器初级电感是随铁芯磁通密度而变化的,次级负载功率小时,铁芯磁通密度也会减小,使电感下降。一般,电源变压器的功率可在次级供电功率的1.4—2倍之间选择,比较适当。
4、优质变压器的铁芯导磁率很高,磁致伸缩效应也很高,对外界磁场、压力、振动的影响敏感,能够因此而产生附加电压,造成干扰。为此,在装配或安装变压器时,
要采取以下措施:
—铁芯或屏蔽装配前须退磁处理。
—避免铁芯短路,产生涡流,降低磁通,使电感下降。
—变压器应真空浸渍,使叠片不能互相移动。
—变压器要安装在减震基座上,任何磁场源也要减震安装。
—如果安装空间允许,对变压器应当进行声学隔离。
5、变压器的形式对减少干扰也很重要。一般,环型或O型的变压器效率高,漏磁小,
但磁通容易饱和,反而不利于抵抗电网的干扰。EI型的则相反,并且因为存在一定的
气隙,能使铁芯的导磁率稳定。R型的则介于此两者之间。由于,我国电网污染较严
重,故许多“发烧友”更多地选择了EI型变压器作为音响电源。 | | |
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