如何用好音响系统中的功率放大器

 前两次我们谈了功放功率的确定和如何判断功放的好坏,今天我们来谈谈功放和音箱的接法。

    一．功放与音箱的接法

    我们知道功放是放大音频信号用以推动音箱喇叭单元的。但在实际应用中问题却相当复杂，为什么这样说呢？

    大家知道，音箱有音箱的标称功率，而这种功率在实际应用中，信号电压并非都是某个频率的正弦波，而是可以分解为诸多谐波的复合波，其平均功率并非就是正弦波条件下的平均功率；第二功放的输出模式，前面我们分析过有立体声输出、并联输出和桥型输出三种模式，究竟应该如何选用呢？第三.功放的输出阻抗与音箱的输入阻抗有不同的含义，究竟是一样好还是尽量选择小阻抗的音箱好？等等。

    因此，了解功放与音箱的接法是用好功放所必须了解的。

    1、功率匹配

    按照我们一般的理解，功放的功率与音箱相等是最合理、最安全的，其实不然。

    由于定义、测试功放的输出功率，是采用正弦波平均额定功率，而音箱大都工作在放大音频信号状态，也就是非正弦波状态，考虑到对音频信号我们更多地以粉红噪声来代替，而粉红噪声信号的峰值电平比正弦波信号的平均值要大6倍，而要保证峰值信号完整放大（不削波），也即要求功放的输出功率必须是音箱功率的6倍，当然这是比较奢侈的，一般音箱大都不会工作在额定功率状态。我们可以选2倍，但不可以小于音箱的功率。

    大家可能要问，为什么功放的输出不能小于音箱的功率呢？功放的功率小对音箱不是更安全吗？结论恰恰相反。

    我们知道，功放的额定输出功率就是最大不失真功率（失真度一定），当我们加大输入信号的强度，功放的输出信号也会随着增大，但此时，其失真度迅速加大。从功放管的工作状态来说，处于饱和状态，从波形分析来看是产生了消波失真。即输入为正弦波时，输出为接近方波的波形。进一步从理论分析，这样的波形按傅立叶级数展开，存在大量的高频谐波。因而对音箱的高音头是很大的冲击，大都会把音圈烧掉。

    2、频率匹配

    现在的功放，其频率响应一般可轻松地做到20~20K，但一般音箱大多只能做到80~16K，很少能做到20~20K，因此，我们在系统工作时，不应该也没有必要把功放的频响都工作在20~20K，而是借助周边设备进行低切或高切，以适应音箱的频带宽度，使声音变得好听。

    3、阻抗匹配

    功放与音箱都有各自的标称阻抗值，前已述。音箱的阻抗越小，功放的输出功率越大，但这时对功放的影响较大，主要是输出功率及稳定性。功放的输出功率增大，意味着流过功放管的电流增大，此时，功放管的温度要上升，温度上升，功放管的可靠性要下降；另一方面，由于功放的内阻及线阻的存在，音箱阻抗减少，相对线损增加，直接导致了音箱获得的功率减少，导致效率下降，因此要求两者阻抗要匹配，一般配8Ω或4Ω的音箱较合适，过大过小均不妥（尤其是多个音箱串、并联的时候）。

    4、功放与音箱的联接

    所谓联接主要是3个方面：一是相位问题，一般功放和音箱均用红、黑接线柱表示其极性（也即相位），一般在单个音箱的使用中，我们不需要考虑相位，在双声道（两个音箱工作）时，如两个音箱相距6~8米以上，我们也没必要考虑相位，因为两音箱的相关性不是很大，只有在多个音箱组合使用，且堆叠在一起时，我们才考虑相位问题，即相位必须一致。二是功放输出采用何种形式。前面我们说过功放有三种输出形式：双路输出、并联输出和桥型输出。我们应该如何来选择呢？据笔者的经验：一般情况下可以选择双路输出（立体声接法），这是常见的，但有时，一台功放不是作为立体声扩大形式，而是需要推动同一路信号的众多音箱或是超低音箱（无方向感，不分声道），这时我们可以用同一路信号输入的并联形式，其输出的两路均为同一信号，分别推一个音箱，而如果功放的输出功率小于音箱的功率（无条件换大，或者考虑经济性），我们可以采用桥型输出的方法，实际输出功率可达标称功率的3倍，轻松推音箱了（主要是超低音箱）；但这里要求功放的可靠性要好，两路放大器一致性要好，否则降低了功放的安全性，不宜提倡。三是音箱线的线径，这个问题在音箱线比较长时，大于10米时，尤其是30~50米时是非常重要的，因此，要求选择线径粗，材质好的音箱线，不能贪便宜，导致线损增加，阻尼系数的下降。