调音台之功放的匹配详解

调音台之功放的匹配详解

功放的匹配
功放的最佳工作状态是前后的匹配，也就是输入端应与信号源相匹配，输出端与扬声器负载RL相匹配。在此情况下，功放的功率效率能得到充分的发挥，功放能长期可靠地运行，传送功率高，声信号不失真，一般输入端的匹配比较简单，通常信号源的输出阻抗在600Ω左右，而专业功放的输入阻抗大都在10kΩ以上，显然，信号源的输出信号大部分都能输入到功放的前置放大级上。功放的输出是声音的功率信号，这些功率信号能有效地不失真地传送到扬声器上，转换成声音，这里涉及到以下几方面的匹配问题。

1. 阻抗的匹配
把功放看做一个等效电路，其输出阻抗为R0和扬声器负载RL形成电流回路，回路上的作用电压U，负载RL上的电压即输出电压为U。
负载上获得的功率在什么情况下负载两端能取得最大的功率？很明显，把W当做函数，把RL当做变量，求W极值，便会得到R0= RL时，W最大，也就是说，扬声器要获得功放的输出的最大功率，条件是：扬声器负载阻抗应等于功放的输出阻抗。若扬声器负载阻抗大于功放的输出阻抗，功放的功率不能得到很好的传送，导致内热增加，影响功率管工作稳定性，甚至会因过热而损坏。若扬声器负载阻抗小于功放的输出阻抗，输出的功率信号失真，功率管内部耗损功率急剧上升，会过度发热而烧毁。所以，只有满足上述阻抗匹配条件，功放才能正常运行。

2. 功率的匹配
在满足功放阻抗匹配的条件下，若功放输出的功率大于扬声器长期可靠运行的额定功率，扬声器虽能得到最大功率，但必然使扬声器音圈发热，机械性能被破坏。若功放的输出功率小于扬声器的额定功率，扬声器发声功率不能充分发挥，还可能引起发声频段变窄，辐射声音不平衡。因此，必须使功放工作时的输出功率等于扬声器的额定功率。即功放的工作功率等于扬声器的额定功率，这是功放功率匹配条件。功放经常运行在音乐信号下，而音乐信号的起伏是很大的，就一般音乐而言，音乐峰值功率是功放的额定功率的4倍，为了使功放长期可靠地运行，须让功放工作时留有储备量，功放的储备量定义为：

功放的最大不失真功率P0定义为：在负载8Ω时，总谐波失真不大于1%的条件下，功放所输出的连续正弦波功率。而功放的额定功率则取为功放最大不失真功率的一半，即P0/2;功放的储备量可取3～8，如果取3，则可以得到功放的工作功率=2/3×功放的额定功率，也等于扬声器的额定功率。此关系式可作为音响工程配置扬声器额定功率和功放的额定功率的关系式。

3. 阻尼因子
功放的负载并非纯电阻，而是扬声器音圈，音圈有一定的电感，是感性负载，其阻抗值与信号频率有关，输出信号能否得到很好的输送，牵涉到输出路的阻尼问题，阻尼因子（或叫阻尼系数）定义为：扬声器负载阻抗/功率管的内部电阻（含接线线阻），这个比值愈大，说明扬声器振动阻尼快，功率管工作状态愈稳定，通常大于200:1。

使用功放的注意事项
功放本身的操作功能键很少，操作极为简单，通常只要将电源开关打开，便可进行工作。但它前面接的是信号源，后面接的是扬声器负载，前后操作不当，对功放危害甚大，因此，使用时应注意以下几点：
（1） 功放接放扩声系统中，开机时，先开启其他音响设备，最后打开功放。关机时，先关闭功放，后关闭其他设备。这样，可以避免因开、关其他音响设备产生脉冲信号，使功放过载，烧毁功放或音箱。
（2） 功放工作时，音量（在调音台上控制）由小到大，直到适中。关闭时，音量（在调音台上控制）由大到小，然后关闭。
（3） 功放工作过程中，不能任意更换功放的工作模式或扬声器负载，否则容易损坏功放。通常是先确定功放的工作模式，根据工作模式，接好音箱扬声器负载。
（4） 功放工作过程中，不能任意更换扩声系统中各音响设备的插头，包括调音台的插头。否则容易产生脉冲信号，经功放后形成功率脉冲，直到引向音响的高频头，使高频头烧毁或使功放过载而损坏。