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专业音响容易烧毁原因
来源:航天广电软件-校园广播系统设备|智能广播系统|智能公共广播系统设备|背景音乐系统|广播音响系统厂家 时间:2013/8/16 关键词:音箱 专业音响 音响 舞台音响

        音箱,特别是其中的高音扬声器,是整个音响系统中最为脆弱、最易损坏的部件,为了减少扬声器烧毁的危险,需要从系统设计、操作使用以及音箱本身增加保护电路等多方面采取措施。

1.操作使用的注意事项

  操作使用时应特别注意功率放大器输出的音量要适当,尤其要避免一些强大冲击信号造成扬声器损毁。每逢开机、关机,插拔电源插头以及插拔各个部件的信号线等动作时,都应先把调音台音量控制适当关小;话筒跌落地面以及强烈的反馈啸叫都会对扬声器造成威胁,应力求避免。音响系统的启动和关闭应有正确的顺序:开机时,应先接通各个前级(包括信号源、调音台、处理器)的电源,最后才接通功率放大器电源;关机时则先把调音台音量关至最小,再切断功放电源,最后才关闭各个前级的电源,这样就可以把对扬声器的冲击减至最小。 

2.避免因削波失真而危及高音扬声器

  烧毁扬声器单元的电能量全部来自于功率放大器。从直觉考虑,额定输出功率过大的功放级,会对额定输出功率偏小的扬声器构成威胁,这是任何一名音响系统设计人员和操作人员都很容易想得到并会力求避免这种情况出现。但在大量营业性歌舞厅直到不少单位的礼堂、俱乐部中,人们经常遇到的烦恼问题却是一台功率不大(小于或等于音箱功率)的功率放大器反而在不知不觉中把高音扬声器烧毁。这种现象往往令人迷惑难解。

  要想找出为什么小功率功率放大器竟然会烧毁较大功率音箱中的高音扬声器的原因,首先要弄清两个问题:一是音乐信号的特性,二是功率放大器输出功率的特性。

  当我们唱一首歌或听一首乐曲时,乐音中包含了从低音到高音的不同频率成分,而这些不同频率成分中所具有的能量并不是均匀分布的,而是比较集中于中音区和低音区,这称为音乐信号能量分布的自然属性。通常在3KHz以上的高音区的能量要比中、低音区的能量低10dB-20dB。因此在正常情况下一个由高音单元和低音单元组成的2分频音箱中,高音扬声器承受的功率仅为低音扬声器承受功率的十分之一左右。例如一只100W的音箱,通常就选用一只100W的低音扬声器,再配一只20W左右的高音扬声器,在这种情况下这个高音扬声器已经具备了双倍的承受过载能力了。

  关于功率放大器的额定输出功率,在专业功放中,我们通常都用“最大不失真输出功率”这个指标来表征功放的额定容量,以一台100W/8Ω的功率放大器为例,这个指标表示这台功率放大器在合适的输入信号推动下,在谐波失真(THD)不超过0.5%时,在8Ω负载上可以提供100W的功率而长期安全地工作。但这并不表明这台功率放大器在任何情况下都是输出100W,特别是当负载阻值变化或输入信号电平变化时,这台功放的功率会在很大范围内(例如从0变化到200W甚至更多)变化。先讨论负载阻抗值的影响:这台功放在保持失真度为0.5%的前提下,如果负载阻抗降为4Ω例如两只8Ω扬声器并联连接),其输出功率就会上升到约150W,而功放的发热程度也随之增加,但通常仍可长期安全工作;如果负载阻抗再降为2Ω(四只8Ω扬声器并联)时,输出功率会增加到200W左右,发热更严重。一般的功率放大器都不宜在这种状态下长期工作,以免过热损坏。也有例外的情况,如产品说明书上明确标出了在2Ω负载时的额定不失真输出功率,则应当可以放心使用。

  下面再讨论输入信号电平大小对功率放大器工作状态的影响。在负载为8Ω不变的条件下,如果输人信号为零(话筒无人说话或音量控制关死),则输出功率当然也为零。随着输入信号电平增大则功率放大器的输出功率也增大,当输入信号达到额定数值时,输出功率将达到额定值(100W),此时失真会等于或低于额定值(0.5%)。如果继续增大输入信号电平(例如把调音台的推子推得很高),则功率放大器的输出功率将超过其额定值100W而继续升高,且失真系数也会增大,往往超过其额定值(0.5%),这种状态称为过荷驱动。

  以一间歌舞厅为例,用一台200W或150W的功放去推一只200W音箱,看似很安全,但由于激励不足,放音乏力,于是操作者就可能会情不自禁地继续推大调音台的输出,结果当有突发的瞬态很大的信号来到时,就出现前述的过荷驱动,由于削波失真而产生大量高次谐波,轻则使音质恶化(模糊、暗淡),严重时就有可能烧毁高音扬声器。反过来,如换用一台200W以上但不超过400W的功放来推这只200W的音箱,亦即功放留有足够的功率储备余量(Headroom直译为“头顶空间”),这时对突发的瞬态很大的信号仍能承受而不会失真,听起来很清晰、明亮,而且安全。当然也不能无限制地加大功率放大器的功率。否则,强大的虽然并不失真的信号功率也会导致扬声器(包括低音扬声器)的音圈发热变形甚至烧毁。

  音箱的用户应按“功率放大器功率是扬声器额定功率的一倍半或二倍”进行匹配。即200W的音箱,功放功率不应低于300W至400W。认为这样的匹配能确保声音不失真,并减少损毁扬声器的危险。

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