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揚聲器阻抗與功放輸出功率的關聯
更新時間:2019-5-27 9:02:21 編輯:寒風 文章來源:西派電子 調整文字大小:【

在之前討論過需要多大功率的功放之后,各位朋友大概會發現看功放的標稱規格時,輸出功率的規格不只一個數字。我們就以日本Accuphase E-270功放為例,標示的規格是:4歐姆負載 120W/每聲道、8歐姆負載90W/每聲道,我們會發現兩件事情:1.揚聲器阻抗至少有8歐姆與4歐姆兩種規格、2.輸出功率是隨著揚聲器的阻抗而有所變化的。為什么會這樣?這要回到兩個很基本的物理電學公式:

P=I×V也就是功率=電流×電壓

但I=V/R就是電流=電壓/電阻

所以當功放輸出電壓固定的情況下,揚聲器阻抗愈低也就是電阻愈低的,電流就會愈大,因此乘上電壓之后功率也會隨著阻抗的降低而提高。當然按公式的算法,阻抗由8歐姆減為4歐姆時電流倍增,理論上功放的功率應該是「倍增」的,也就是8歐姆負載時100W輸出的功放,在4歐姆負載時就應該能200W輸出。不過大家應該也發現實際上絕大部份的功放,都沒有辦法在負載阻抗減半時得到倍增的功率,這又是為什么呢?

大多數揚聲器都會在背板的銘牌上標示額定的阻抗值提供使用者作為參考。

這是因為要「輸出電流倍增」在功放制作上是一件高成本的事情,有兩個部份會決定功放的輸出電流,第一個部份是「電源」,包括電源變壓器與濾波電路的容量,都會影響供電的電流;第二個部份就是輸出功率晶體的電流容量,一對晶體電流不夠就并聯配置,需要輸出更大的電流量就要并聯更多晶體。但為考慮成本一般功放制作時,都不會配置在4歐姆負載時足夠容量的電源與輸出晶體,只是設定成在4歐姆負載時不至于過載燒機能「安全工作」的配置而已,當然4歐姆負載的輸出功率還是會比8歐姆負載時稍大。

功放要輸出愈大的電流,就需要并聯更多的晶體管來取得足夠的電流容量,否則就有燒毀功率晶體的風險。

不過如果換成真空管功放情況又不同了,真空管是電壓組件工作在高電壓之下,但輸出電流有限不適合一般揚聲器低至10歐姆不到的負載,因此都會配置「輸出變壓器」來進行阻抗匹配,以利與揚聲器耦合。通?;嵩謔涑霰溲蠱鞒槌鍪屎?、8甚或16歐姆的輸出端來匹配揚聲器,因為已經經過阻抗匹配,因此輸出功率就不再受揚聲器阻抗的影響,所以真空管機的輸出功率是完全不受揚聲器阻抗所影響的。

這是一款采用輸出變壓器的功放,可以見到有2、4與8歐姆三種阻抗匹配的輸出接線端子,不同阻抗端子輸出的功率都相同。

最后要回到揚聲器本身的阻抗特性,由于喇叭單體是藉由電氣訊號通過音圈所產生的磁動力與單體磁力系統互動而動作,再加上分頻網絡也是由電容、電感與電阻串并聯構成,因此揚聲器的阻抗也會隨頻率而起伏,阻抗高時可至數十歐姆,但低時通常僅3-4歐姆,變化相當劇烈。一般揚聲器規格上標稱的阻抗就是大致上最低阻抗的數值,但對于一般功放來說不論標稱的阻抗是8或4歐姆負載與驅動上都不會有問題。

至于真空管功放,一般是建議依照揚聲器標稱的阻抗來接駁功放的輸出端,但建議玩家朋友不妨也試試看將揚聲器接駁在不同阻抗的輸出端,比較一下音色表現的差異,再以聽感上的喜好來決定要如何接駁,以取得最滿意的音色表現。晶體管功放雖然沒有阻抗選擇的問題,但接駁揚聲器務要注意避免讓功放正負極輸出端發生短路現象,雖然目前市面上的功放都已設有?;さ緶?,但畢竟短路時趨近于0的阻抗是會讓功放的輸出晶體甚或電源過載,?;さ緶分皇橇⑹鼻卸細涸亟檔頭縵?,所以還是盡量避免短路為宜喔!


 

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