剑在飘
发表于 2010-7-10 19:39:21
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9 s# s% b7 e) g) @8 \& U专业音箱高音单元的损坏分析. @" e( X$ w6 R$ u$ t$ S
在许多专业场合中,如演播厅、剧场、会议室、歌舞厅等,经常出现烧毁音箱的中、高音单元的现象。在音响设备中,高音单元至关重要。但又因它的结构上的特性而经常烧毁,不仅会造成经济上的损失还会破坏演出效果,甚至导致无法正常演出。那如何避免此问题的出现?应注意以下几个方面:9 e; h: J- A4 ?% a5 L
7 c. f/ a" V$ y+ t8 `( E9 u 一、音箱与功率放大器的合理配置9 ~# S& F& Y- N- A! y
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在专业扩声领域里,音响器材的配置是十分考究的,其中功放与音箱的配置是最重要的,功放与音箱的配置所涉及的方面很多,例如功放牌号、功率管类型的选择及低灵敏度音箱应配置哪种功放等。大家都知道,在进行厅堂声学设计后,需要根据一系列计算确定音箱功率,然后再由音箱功率确定功放功率,但是究竟两者功率如何选配才能达到最佳匹配呢?
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% @' Z$ J1 H9 s: [( B- H: K 没有经验的调音师也许会认为,功率放大器的输出功率太大,会造成高音单元的损坏,其实不然。在专业场合下,扬声器一般可以承受3倍于额定功率的大信号冲击,瞬时可承受5倍于额定功率的峰值冲击而不损坏。所以,一般情况下,音箱额定功率取功率放大器的1/2,是不会有问题的。因而,如果不是因意外强冲击或话筒长时间啸叫,而是由功率放大器功率大而烧高音单元的情况是极少出现的。众所周知,大部分音箱内有多个扬声器单元,每个扬声器单元所承受的功率,是按分频点的不同进行不同分配。图1是自然界中声音能量分布图,一般情况下,各扬声器单元的功率分配的百分比如图1所示。图中,将某只扬声器分配到的频率段由横坐标读出,对应纵坐标的百分数差值即为分配到的功率。例如:一只分频点为1.6kHz的二分频音箱(附图中的A点),高音单元承受功率为100%-78%=22%,低音单元承受功率为78%-0%=78%。3 z# t/ B0 a, x* K
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音箱的额定功率,一般专业音箱标明最大粉红噪功率,而发烧及民用音箱标记则比较含糊,但基本都是各单元的总功率。也就是说,音箱的额定功率是指粉红噪声或宽频带能承受的模拟信号功率。如图1,一只分频点为1.6kHz、额定功率为100W的二分频音箱,在额定功率时,低音单元可分配到78W的输出功率,而高音单元仅分配到22W。因此,对该音箱施加100W的粉红噪声功率或普通节目信号功率,它可以承受;但用100W的单频信号去测试时,无论高音和低音单元都有可能损坏。再如一只三分频的音箱,中、高音的分频点在4kHz,那么,高音单元的承受功率只有标称功率的5%。如果功率分配不当,就会很容易造成高音单元的损坏。
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, l/ J3 @; i, D! K2 Y$ E+ p 我们知道,在人耳听域的20Hz~20kHz内,真正集中大量能量的音乐信号一般在中、低频段,而高频段能量仅相当于中、低频段能量的1/10。一般人声和音乐信号中高音分量并不多,金属乐器、丝弦乐曲中高音偏多些,所以,一般音箱高音损失的功率比低音喇叭低得多,以求高低音平衡;而功放好比一个电流调制器,它在输入音频信号的控制下,输出大小不同的电流给音箱,使之发出大小不同的声音,在一定阻抗条件下,要想让标称功率为200W的功放达到400W或几倍的输出其实很容易,只是功放的失真(THD)将会大大地增加,这种失真主要产生在中、低频信号中的高频谐波,其失真越大,高频谐波能量就越大,而这些高频失真信号都将随高频音乐信号一同进入高音头,这会产生什么后果呢?一般音箱的功率分配比例基本附合附图所示规律。2 A* r. c1 Z, k1 t8 ?9 Q, }- m
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以三分频音箱为例,在正常情况下,若输入给音箱的信号加大1倍,高音头的功率仅增加5W;但如果功率放大器的功率不足,致使信号过载出现削幅,高次谐波分量就会剧增。除原为1kHz的正弦波外,还会产生大量的奇次谐波,如3kHz、5kHz等的正弦波能量,致使信号中高音成分的比例大大增加,进而会造成信号中的高音频谱能量远远的超过高音单元所能承受的功率。即使此时的信号总功率还没达到音箱的额定功率,但高音单元已经过载而造成损坏。这种情况比信号短时过载,但不出现削幅更加危险。在信号不失真时,短时过载的1kHz信号,功率能量落在功率较大的低音单元上,不一定超过扬声器的短期最大功率,一般不会造成音箱功率分配的偏差而损坏扬声器单元。因而,正常使用时,在一定阻抗条件下,功放功率应大于音箱功率,但不能太大。在一般应用场所,功放的不失真率应是音箱额定功率的1.2~1.5倍左右;而在大动态场合则应该是1.5~2倍左右。这样才能保证在音箱的最大功率时功率放大器不造成失真。# x0 ]' a8 M6 W2 W6 c3 Z1 Z
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