浅谈音箱烧高音原因分析

小巴跑 · 发表于 2006-8-11 18:46:00

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浅谈音箱烧高音原因分析

　　在音响设备中，高音喇叭是最薄弱的环节，即使是专业级、发烧级的音响也不能幸免，当有造成音箱损坏的情况发生时，首先损坏的往往就是高音喇叭。当然，使用不当的也会烧低音喇叭。那么，为什么受伤的总是高音喇叭呢，这到底是怎么回事？本文首先介绍了音箱的工作原理及喇叭的发声原理，其次分析了专业音箱为什么总是烧高音的原因是什么，具体的跟随小编一起来了解一下。

　　音箱简介
　　音箱指可将音频信号变换为声音的一种设备。通俗的讲就是指音箱主机箱体或低音炮箱体内自带功率放大器，对音频信号进行放大处理后由音箱本身回放出声音，使其声音变大。

　　音箱是整个音响系统的终端，其作用是把音频电能转换成相应的声能，并把它辐射到空间去。它是音响系统极其重要的组成部分，担负着把电信号转变成声信号供人的耳朵直接聆听的任务。

　　音箱的工作原理
　　要知道音箱发声的原理，我们首先需要了解声音的传播途径。声音的传播需要介质（真空不能传声）；声间要靠一切气体，液体、固体作媒介传播出去，这些作为传播媒介的物质称为介质。就好比水波，你往平静的水面上抛一个石子，水面就有波浪，再由对岸传播到4周；声波也是这样形成的。声波的频率在20——20，000Hz范围内，能够被人耳听到；低于或高于这个范围，人耳都听不到。波与声波的传播方式是一样的，通过介质的传播，人耳才能听到声音。声波可以在气体、固体、液体中传播。

　　下面在来说说喇叭的工作原理。喇叭是把电信号转换为声信号的一种装置，它由线圈、磁铁、纸盆等组成。由放大器输出大小不等的电流（交流电）通过线圈在磁场的作用下使线圈移动，线圈连接在纸盆上带动纸盆震动，再由纸盆的震动推动空气，从而发出声音。

　　喇叭的发声原理
　　当喇叭接收到由音源设备输出的电信号时，电流会通过喇叭上的线圈，并产生磁场反应。而通过线圈的电流是交变电流，它的正负极是不断变化的；正极和负极相遇会相互吸引，线圈受到喇叭上磁铁的吸引向后（箱体内）运动；正极和正极相遇则相互排斥，线圈向外（箱体外）运动。这一收一扩的节奏会产生声波和气流，并发出声音，它和我们讲话的喉咙振动是同样的效果。

　　频率响应曲线SPLvsFreq

　　人耳所能听到的频率范围为20Hz─20KHz，（《20hz称为次声，》20KHz称为超声）图标纵坐标─表示声压级，单位是dB。图标横坐标─表示频率，单位是Hz。

　　上图为低音单体频响曲线，右侧为高音单体，包含左右的是音箱。从频响曲线可以知道几个重要参数：

　　特性灵敏度（SPL）：以一瓦电功率，在一米距离处所测得的声压，并由频响曲线取四个点所得平均值即为平均音压。

　　有效频率范围（F0~20KHz）：可由SPL-10dB，这样一条直线与曲线相交两点，这两点之间就是有效频率范围。如上图音箱的有效频率范围是45Hz─20KHz，低音单体有效频率范围是40Hz─3KHz，高音单体有效频率范围则是1800Hz─20KHz。频响曲线越平直越好，带宽则越宽越好。

　　专业音箱为什么总是烧高音的原因
　　1、音箱与功率放大器配置不合理

　　功率放大器的输出功率太大，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会有问题的。因而，不是因意外强冲击或话筒长时间啸叫，而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，音箱内有多个扬声器，扬声器所承受的功率，按分频点的不同进行不同分配。

　　音箱的额定功率，一般专业音箱标明最大粉红噪功率，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。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;而用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。如果一只三分频的音箱，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。

　　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。原为1kHz的正弦信号，在过载削幅接近方波时，就会在1kHz的正弦波外，产生大量的奇次谐波，如3kHz、5kHz等的正弦波能量，使信号中高音成分的比例大大增加，进而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，正常使用条件下，功率放大器的额定输出功率应是音箱额定功率的2—3倍，才能保证在音箱的最大功率时功率放大器不造成失真。

　　2、分频器使用不当

　　输入端分频点使用不当，或扬声器工作频率范围不合理也是导致高音单元损坏的一个原因。在使用分频器时，应严格按厂家提供的扬声器工作频率范围来合理的选择分频点。高音扬声器的分频点如果选择偏低，承受功率负担过重，就很容易烧毁高音单元，中音号筒也是如此。

　　3、均衡器调试不当

　　均衡器的调整也是至关重要的。频率均衡器是为了补偿室内声场的各种缺陷和扬声器的各频率不均匀而设置的，应该用实际频谱分析仪或用其它的仪器进行调试。调试后的传输频率特性应在一定范围内是比较平坦的。许多不具备音响知识的调音员随意的进行调试，甚至有相当多的人，把均衡器的高频和低频部分提得过高，形成“V”字形。如果这些

　　频率与中音频率相比被提升高于10dB（均衡器的调节量一般都在 12dB）的话，不仅均衡器造成的相位畸变要对音乐声严重染色，同时，也极易造成音响高音单元烧毁，这类情况也是烧毁扬声器的主要原因。当然，音响系统的设计要根据实际情况，如场地大小、用途、建声条件等综合考虑，要根据实际的使用条件来确定最大连续声压级，进而确定音箱的最大SPL值。

　　4、音量的调节

　　不少使用者把后级功放的衰减器置在-6dB、-10dB，即音量旋钮的70%—80%，甚至一般的位置上，靠加大调音台输入来达到合适的音量，以为功率放大器留有余量，音箱就安全了，实际上这也是错误的。功率放大器的衰减旋钮衰减的是输入信号，若将功率放大器的输入衰减6dB，也就意味着，要保持同等的音量，调音台或前级必须多输出6dB，电压要高1倍，输入的上动态余量，俗称“头顶空间”，就要被砍掉一半。这时，若有突发的大信号，就会早6dB使调音台输出过载，出现削幅波形。尽管功放没有过载，但输入的是削幅波形，高音分量过重，不但高音失真，高音单元也有可能烧坏。

　　上述分析，可以使我们很清楚的了解到：音箱烧高音单元的一个重要原因，是功率放大器的功率太小，而不是太大。功率放大器送出的信号本声就是削幅信号，导致损坏音箱。所以，在配置音响时，一定要建立正确的认识，要用“大马拉小车”的方案，防止功率放大器送出削幅信号而损坏高、中音扬声器单元。在进行音响系统的设计时，功放与音响的设计功率要案上述原则进行匹配，实际操作中各个环节的设备要运用合理，才能做到既保护好设备，又能使音响系统达到最佳的效果。

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