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有了这些公式，大家也许能更加容易明白为什么常看见的音箱为什么要这样那样摆放，或者能看明白音箱上的参数是怎么理解的。9 N& d$ R* g' L
6 m$ v* j1 o# F* g! w# \5 E+ h. c5 y
# d; _ v; T6 {! ?6 c+ Z0 V0 r9 G（1）电声学所需公式：
* E+ k, |$ z% [5 h
3 w" s# t* N& r+ w& U' g/ L2 g) O) @6 d: ^
$ f( i5 {( ?6 [, B3 K
) c& ?0 m& m# E% C( @8 M( F1 ~
（a） 两种不同电功率下人耳听到的响度变化量：
: `( J- i' H' u( v+ ?2 L6 Y. D- `3 g) ^% i0 w2 T) ]
①lg（电功率B÷电功率A）
: p4 i" ^$ O6 h) B2 C, s
" R- D' w2 p: @例：当A功率（100W）增大到B功率（200W）时，得出的音量变化量lg（200÷100）=0.3010贝尔（Bell）
9 b2 ~, d8 f) U0 j2 ~! }% R, ?( Z
4 O7 k; H- V+ ~% `# c1 n1 l: s C/ _1 t; Y, s8 C
2 R3 E; t/ {5 S+ }( x& h6 D, x! a
单位：分贝的十分之一为贝尔
- t7 u$ |! I- ]4 M# `, j" v: t5 X1 d2 b7 ?! `
∴响度变化量的公式为 ② 10lg（电功率B÷电功率A）$ {, [7 L1 Y6 a1 z0 `
" \+ W9 M9 q) A
, Q- l+ u. n- o/ x
h: t; h: o# D- S2 G: x3 L) U1 {2 S8 Q! m* T& @7 n
得出结论：音响的电功率变化一倍，人耳感受到的声压级变化3dB, O0 M( P: G& ?
: Q/ P9 K) Q) P0 E' Z. Z# f. P5 K
反之可得：声压级变大或变小3dB，电功率变大或变小一倍（2^1 或 2^0.5）" @! C: L6 x* \
6 ~( `6 S# K! u
" u8 S5 Q. o( _! B# ~
5 J2 @( b+ ~. N/ {
1 K: X2 [9 J8 |) y例：声压级变大9dB（3×3dB）那么音响的电功率就是原来的8倍（2^3）
( P+ ^& F- }& |! V; \
. ?1 i+ _8 S2 ^/ E- Q, C4 |* C7 | $ O4 |; ?/ ]: r/ c K9 K5 W. j& H
5 G, m, F- t3 V
（b）信号电压和声压级的变化量关系：
- J7 ^' b, z" C0 o) g- R+ B0 Y7 a0 ]
电功率（P）=电压（U）^2÷电阻（R）* a3 V# s1 I& L% Q6 D% b! L
) I. r2 c! X! L o7 a# E$ v/ K+ r, ~. e+ Y9 W$ h! {
4 j7 a& Z, X. J% a8 b. V" h, r: o: g W+ n# Q2 b. [7 I
从例1可知：dB=10lg（电功率B÷电功率A）. w4 G* h$ |0 q
8 H7 P% [( V U; b0 \; e
∴dB=20lg（电压B÷电压A）
6 f+ k$ E! p& ]5 t" g3 t x [4 E# p( A- C9 }1 A3 J
∴当信号电压从0.775V提高到1.1V时
, c7 U5 T" }2 a5 _! f1 T2 B" d
3 L: \: ] P9 t+ |! i20lg（1.1÷0.775）=3dB7 l' l' F4 G. U: o3 Q+ J
* M( P. {# V- s" A/ d0 ]; d即电平值上升了3dB- ~2 T9 c b8 h
5 b" ]. R! X; j' m) _3 c
1 Z; r% x( i) h4 i0 Y0 o
; p) r/ j7 s6 I
得出结论：电平值提高3dB，音箱音量大一倍。电平值每变化N×3dB，音箱的音量就会变化N倍，音响的电功率也变化2的N次方倍。
5 o4 G% u* h5 Z/ n! _* r3 s1 @; j4 Q" R/ Q/ j+ Q
2 k8 o5 r# x% @- h0 V2 b' J+ s( M2 }3 O$ d8 s! c4 u
（2） 音箱的灵敏度（Sensitivity）
0 q( m( U# k4 L
' z8 u4 o2 ` H) j9 @1 h4 w这是描述音箱电声转换效率的一个技术参数：给音箱输入1W的电功率，在距离音箱1m的距离上测量这只音箱发出的声压级数值,单位是dB/W·m5 q* ]4 ~8 h8 P: J
& h) |- ?0 @" p# U. u: {6 O例：一只灵敏度100dB/W·m，承受功率为200W的音箱，与一只灵敏度97dB/W·m，承受功率400W的音箱。输入其标称的额定功率时发出的音量是一样大的。
" D* U9 f: r# R7 t# B& X0 \& P0 l) O w
4 p4 ]( n- H% u
: U' Q1 e3 B5 C B6 t- A3 c! F0 X5 o
7 B7 q1 _0 ^# W5 ^1 D+ n2 [$ c4 j; h∵公式：音箱标称声压级（dB）=音箱灵敏度（dB）+10lg输入功率
. ^ |5 m" F/ w: Y" ]9 X* p+ b! |. [7 X @/ G
按照上面的例子：
3 D7 }6 o4 S! k7 H. f
. w) R3 f) |" J4 p8 i( @灵敏度100dB/W·m，承受功率200W的音箱在1m处的声压级为：
" M$ n5 a; [4 ]% `! J8 a( r
* I$ E0 P: \* b, F2 e3 S100+10lg200=123dB
* t3 x* _- r b: B/ F2 v9 x& h$ N% }( `+ ]9 i/ W; X8 d! l
灵敏度97dB/W·m，承受功率400W的音箱在1m处的声压级为：% a, r, o4 h3 p$ s. E. O' V9 D
+ R( O2 C* z; t: K( H8 ]: k, F97+10lg400=123dB, y/ U. v F1 v: Y6 I) l, @ f
7 `5 {* I9 b) r0 N8 p u
+ G: N. m3 O6 r: ~4 T( h4 ?
9 o# Z( M% Z2 O7 a+ n4 o
' B; g- D4 E% k3 H∴两只音箱虽然承受功率相差一倍，但是由于灵敏度相差3dB，所以最终声压级是一样的。1 F+ Y; s) q$ q) f5 M6 A2 b) S
# d s4 }6 a% ?1 a j
/ N# ]6 C5 Y4 @& V1 N' E, l, w6 k
: M- o* b9 K) x8 Y2 W6 H, ?6 a6 _* Q- }（3） 音箱发出的声压级与距离的关系：
) v7 ^: \, |! p V# I: s# c* ~+ Z- G4 k* L. u; ]+ E: J
* x* r2 q5 P0 Y7 ]- _, l. ]
\6 q, l( k* o: R! ?7 O6 c! N" K
( v2 d# X3 }+ z距离音箱距离为L，音箱的投射面高度为H，宽度W，那么投射面的面积为：6 V. r. N3 c6 |6 Z8 X
, S( |4 h5 I z- N) t( B) dS=W×H+ T- b, U1 s9 j* f
N/ H+ _" d& U& d
当L2=2L1时，W2=2W1，那么投射面积S2=W2×H2=4S1
& T9 o6 C* O6 i+ W& `5 X; b t2 c, w4 @9 m \
& V: s! E7 _9 Q9 t3 ^7 E
0 w1 U" u' }& p6 G& T5 ~
; l. w, _! R: d. ]+ d S∴距离音箱的距离加倍，音箱覆盖面积增加到原来4倍，那么意味着功率减少到原来的1／4，当减少1／2时衰减3dB，再减少1／2就再衰减3dB，合计下降6dB。
0 z, X5 ?# D5 s7 `$ m( d2 e8 h# O6 W! T" K2 n
( K6 j& K5 m) u. `! M( t
$ g) ^) U# D7 o9 ], N
- s/ k% J. T4 r! H* D
∴这个关系是：距离音箱的距离每增加一倍，声压级下降6dB。8 `5 \. I/ B& x& E2 k% c
3 U, l) c" L z
. |% |! y( S0 |
% q, i6 z: ~1 ?6 @8 h J4 ]公式：音箱发出的声压级衰减量和距离的关系计算公式
6 V# N0 s/ S% ?; S+ G' l* w+ w: P+ Z4 O! I% n$ L4 N
距离音箱N米处的声压级衰减量=20lgN（分贝）' {0 H7 j( y! Q+ Z+ c! A0 z
% u0 B& N" q: m0 a
2 {( B( d* w6 a9 q; A5 b( r9 ^
$ y* K; V* u# x例：在距离音箱30m的声压级衰减量是：20lg30=29.5dB
* i" W/ v8 x4 ^- c7 B& G7 L. K6 X( F+ X9 M% _& n3 k
- Y% S" }( {4 _2 F, O3 U& \
, @9 X+ a3 I/ I+ S/ z C& _, e' R) m1 `9 |- P
（4） 一般国际上常用三种工业标准：EIA、IEC和AES：# C4 w' B" m+ E: p4 j- m9 R0 {
' A& T& }" a2 WEIA RS428B，采用EIA标准测量信号，测量时间8~100小时；
+ s7 p0 E- f8 c" i9 u; L4 [3 P! E: }; K6 V7 {* g6 s4 h W" P
IEC 285-5，采用IEC标准测量信号，测量时间8~96小时；
+ ~8 T$ k" o% u- |0 P; b( s7 d8 h+ c: g
AES，采用粉红噪声测量信号，测量时间2~8小时。% v3 K" c0 M6 I; n5 O3 y- J
; u8 l1 n1 F, J1 Y- b6 { , {+ J' D. E$ {' J, q( a
4 R! `- `) R+ D9 B. [( N如一只音箱的额定输入功率标称为300W AES，这是代表这只音箱给它连续输入300W的连续输入功率。4 @' _, y5 x' k5 c
* K& F! Z9 x& D, J0 \7 t# d# s2 S
! V9 z& n: d( ]; |5 N$ a4 r8 Q" y3 D$ |3 S3 x8 B$ M k3 [; H
（5） 功放输入灵敏度（Input Sensitivity）：
' _3 y1 l0 E/ g8 V( K1 d* k' Z5 K
8 ]& H. y5 d" M: h& q当给功放的输入信号电压达到某个电压值时，功放的输出功率达到标称的额定输出功率。
! m* H2 k( i! L
( H+ i/ S* e; S7 M% O+ a当给功放输入的信号电压达不到输入灵敏度电压值时，功放的输出功率就达不到标称值。# w V) ^! a% T8 V
- ?% S9 @" a% C0 N* _, P当给功放的输入信号电压远大于功放的输入灵敏度电压值时，功放由于供电能力的限制会出现一种叫削波失真（CLIP）的现象，表现为功放上的红灯亮。2 y3 k1 X! y- b" q$ q& ?8 g
) ~. u" o6 l/ X6 N* x. m$ p) f专业功率放大器输入灵敏度电压值多为0.775V，也有一些功放有1.0V或者1.4V等其他数值。
$ ~# a. R F9 s1 d" ?' v6 `3 w- |8 L H* t: d
1 T- }' X* Q- O/ Z9 ~9 U4 K- C0 {8 P; `
（6） 动态范围（Dynamics Range）：
* k! H; T% l& q" U! W1 s6 ]. ^+ b* Z/ B
最强信号与最弱信号之间的电平差值，单位为dB。
% y5 x4 F2 n& }, n2 j" o/ q' m8 o; V I" @( j- @6 A
7 `; J2 G* M3 u
& Y, i& Y- s# k6 {- E（7） 阻尼系数（Dumping Factor 简称DF）
$ b* C+ [$ y0 b0 M) L3 }2 L9 f& i+ L
& e( C, D- b# ~/ m: [$ y: P阻尼系数是描述功放对音响的控制力的一个参数
9 s3 c0 R+ [* i6 u& T0 y9 _& b/ d! z0 W
/ D2 Y" _! [+ K) h. l. e3 ^阻尼系数的计算公式：DF=负载音箱的阻抗÷（功放内阻+音箱线线阻）
- X- W8 O1 ]" N. L4 I. d4 A8 y& p- ?8 S7 Z( m1 o' u) A3 w. T- z3 y
音箱线线阻=（铜的电阻率÷线的截面积）×2倍线长度（单位m）
4 o# Y7 ~9 x* x* Y' [. m- Q- R; t, l, K5 C$ D
铜的电阻率=0.017Ω／mm²·m3 Z2 W4 w: c5 X4 t) v2 x% m$ H
! F' D% A# a8 U ! N: O$ h+ [7 T) F! o/ X5 \
" Q; P- D7 ~0 I+ |9 m5 d
（8） +4dBu和-10dBV& a4 {. [3 t. j! p6 p7 \4 o
9 a: |) D# ~- y4 b
+4dBu和-10dBV之间的差异是11.79dB. L+ T8 m( R: A4 a! [/ w. F7 w
' v6 i) R) r: t( ?7 c
如果要将一个+4dBu的信号输入到一个-10dBV的设备中去0 z& K9 K% T( ~
4 p# ~. Z, B6 {% m
那我们应该把信号电平衰减11.79dB来防止信号在-10dBV的设备中失真。
1 Z& \- r% W4 Q% x; Q- e |
发表于 2006-7-4 02:20:00
