音响系统匹配问题探讨

vic · 发表于 2007-4-30 11:01:28

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匹配是音响系统连接时必须高度重视和着力解决的问题。如果匹配不好，不仅会使系统性能下降，而且还会导致设备或整个音响系统不能正常工作。音响系统的匹配是音响专业人员经常面对的问题。如在学校重大活动及重要考试（如高考英语听力）中，必须做好设备间的匹配，以免影响听音效果。音响系统的匹配主要涉及三个方面：电平匹配、阻抗匹配、功率匹配，下面分别进行阐述。

一、电平匹配

电平是指电路中两点或几点在相同阻抗下电量的相对比值。这里的电量可以是“功率”、“电压”、“电流”，并将倍数化为对数，用“分贝”表示，记作“dB”。这里要讨论的电平匹配是指电压匹配，相应的电平指电压电平。所谓电压电平，是电路中某点电压与一个参考电压Uo比值的常用对数乘以20，如下式所示：

dBu=20lg(U/Uo)

参考电压Uo按规定取1V，1 mV，1μV，相对应的电压电平的单位分别为dBV、dBmV、dBμV。另外，还经常使用dBm作为电压电平的单位，它是以在600 Ω电阻的负载上产生1 mW功率时的电压为参考电压，此时的电压值为0.775V。专业音响系统一般以dBm表示电压电平，民用、家用音响系统一般以dBV表示电压电平。由于两者的实际参考电压不同，同一分贝值对应的信号电压是不同的。

音响系统中的信号电平可以分为三类：传声器电平、线路电平、音箱电平。传声器的电平非常低，为毫伏数量级。线路电平是指录音机、专业卡座、CD机、调音台、周边信号处理设备的输入、输出信号电平。这类信号电平值在2-20 dBV之间。音箱电平是功放输出的信号电平，是放大了的功率电平，属于高电压、大电流信号，该信号只能和音箱配接，而不能和信号处理设备配接，以防烧坏设备。

信号处理设备间连接时需考虑电平的匹配，即前一级设备的输出电平值要和后级设备的输入电平相一致，必要时还需进行适当地放大或衰减。如动圈话筒的输出信号电平为-60 dBV左右，如果直接将话筒和功率放大器连接，由于功率放大器的输入电平在-12-0 dBV之间，肯定会出现话筒信号太弱而不能驱动功率放大器的现象，必须在两者之间加一电平匹配器件。而有的专业器材的输出电平为4 dBm，其电压已达到了1.228V，如和其他输入电平较低的设备连接时需要对其进行衰减。由于音响系统一般以调音台为中心，因此需注意调音台和节目源及各周边设备连接时的电平匹配问题。在用调音台进行信号电平调整时需注意以下几点。

1) 单位的统一。dBV和dBm这两个电平单位对应的实际电压是不一样的，所以在进行电平调整时，一定要把这两个电平单位所对应的实际电压值计算清楚，并换算成统一的电平值。

2) 调整时，调音台各通道上的多段频率均衡器的旋钮要全部置于0刻度线位置，与调音台相连的各周边设备的各功能旋钮也应置于0刻度线位置。

3) 在调整多信号源输入时，要考虑到多路电平叠加时产生的增益，即当某一路调整到标准电平时，要向下衰减3 dBV，使得当多路电平叠加时的总电平接近标准电平。调音台总输出的推子应一直置于0dB。

这里以英语听力考试信号播放系统为例，谈谈电平调整做法。调音台的主输出推子置于0 dB，播放听力材料，调节输入信号电平，使调音台输出信号在-3-6 dB之间。然后根据考场信号检查人员的反馈意见调整功率放大器的音量大小。在条件允许的情况下，可以用声压计在考场靠中间位置测量声场的声压大小，使声压大小在40-50 dB之间f语言声压的动态范围为40-50 dB)。如没有声压计，应根据多个检查人员的主观感受确定合适的音量大小。功率放大器的音量增益一旦调好后，不要轻易改变。在播放考试信号尤其在播放英语听力材料时，注意控制好音量，不能太高，可适当降低调音台的输出电平。因为当信号太强时，声音在考场的墙壁、地面、窗户玻璃硬质规则表面等来回反射，造成的混响较大，会对考生造成干扰。同时可以调节调音台的均衡旋钮，适当衰减低频并提升中高频率，以提高语言的清晰度。

二、阻抗匹配

阻抗匹配也是音响系统连接需要注意的问题。不同的设备间相连接时，对阻抗匹配有不同的要求。如信号源或各信号处理设备之间连接时，要求后级设备能从前级设备的输出信号中取得最大电平值，以实现信号的无损耗传输，要求负载的阻抗要远大于信号源的阻抗。目前的专业音响设备的输入／输出端口都满足这一要求，因此在信号源或各信号处理设备之间连接时，如没有特别要求，可以不必考虑设备间阻抗的匹配，而将重点放在信号的电平匹配上。

但在功率放大器和扬声器等放音设备连接时，要同时考虑阻抗匹配和功率匹配。应使功率放大器的输出阻抗等于或接近扬声器的阻抗，这时功放的输出效率最高，失真也小。如果负载阻抗大于功放的输出阻抗，这时功放的输出电压将升高，功放的工作点将会偏离设计的最佳工作点，而实际的输出功率也会减小，产生轻载失真。而该轻载失真会使功放变压器的初级电压升高，严重时会烧毁变压器的线圈。反之，如果负载阻抗小于功放的输出阻抗，则将使输出电压降低，导致输出电流增大，将会加重功放负载，同时引起输出信号失真，严重时将烧毁功放。

通常情况下，负载阻抗和功放阻抗相差不能超过10%。如果相差过大，可选用定值电阻和负载进行串联、并联、混联，使两者阻抗匹配。

三、功率匹配

功率匹配是功放和音箱连接时必须认真考虑的问题。功放和音箱的阻抗匹配与功率匹配是相互联系的，在阻抗匹配的前提下，对于功率匹配，原则上是功放的额定功率略大于音箱的额定功率，即“大马拉小车”。采用这种配接方式的原因是功率放大器需具备一定的功率储备，一方面以适应较大动态范围的节目信号，另一方面由于音箱可承受3倍其额定功率的信号冲击，因此允许功放的功率大一些。但也不能过大，过大会导致音箱过载，严重时甚至会烧毁音箱。一般情况下，晶体管甲类放大器的额定功率为音箱额定功率的1.3倍、晶体管乙类放大器的额定功率为音箱额定功率的1.5倍为宜。

对于一个功放驱动多个音箱的情况，也要同时考虑阻抗匹配和功率匹配。首先，负载的总阻抗要和功放的输出阻抗相一致，可以采用物理上的串联、并联、混联的方法来实现；其次，多个音箱的额定功率之和也要接近功放的额定功率。使功放和箱的阻抗和功率都尽可能匹配。

以上功率匹配针对定阻抗式功率放大器而言的。在实际使用当中还有一种定压式功率放大器，如校园定压广播系统中使用的功率放大器。这类功率放大器在内部电路中都装有深度负反馈回路，因此其输出电压基本不随负载的增减发生变化。这类功放在和扬声器配接时，只要功放的输出电压不超过扬声器的承受电压，就可以连接。在多个扬声器并接时，注意所接扬声器的总功，率不能超过功放的额定功率。

由于结构上的不同，不能用定阻抗式功率放大器驱动和定压功放配接的扬声器，也不能用定压功放驱动专业音箱，以防出现意外。有兴趣的读者可尝试在两者间加上适当的变压器，进行不同类型的配接。

总之，设备之间的匹配是音响系统正常工作的前提。只有正确的匹配，系统才能稳定、可靠地工作，才能产生好的听音效果。电平匹配、阻抗匹配、功率匹配三者之间既有联系又有区别，不同设备之间互联时的侧重点不同，应合理把握。

mute4 · 发表于 2007-4-30 20:07:04

分享了，谢谢啊

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