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電聲技術:音響調音的重要計算公式

 

        假如已知一個音箱的****持續功率(AES/ANSI)和標明的負載阻抗,則可以計算出此音箱的****電壓,例如A音箱的****功率是600WRMS(ES/ANSI),阻抗是8Ω,希望通過系統的壓限器或者音箱控制器設定功放的****輸出電壓值,對A音箱進行保護。
  (1)****功率容量與****電壓容量的計算
  公式一:****電壓容量V=√****功率W×負載阻抗Ω
  公式二:****功率容量W=****電壓V2×負載阻抗Ω
  假如已知一個音箱的****持續功率(AES/ANSI)和標明的負載阻抗,則可以計算出此音箱的****電壓,例如A音箱的****功率是600WRMS(ES/ANSI),阻抗是8Ω,希望通過系統的壓限器或者音箱控制器設定功放的****輸出電壓值,對A音箱進行保護,把相關的數據套進公式一:
  ****電壓容量V=√600W×8Ω
  =√4800
  =69.28V
  由此得出69.28V電壓加在8Ω負載阻抗時,可以產生****600WRMS的功率,所以我們要在壓限器或者音箱控制器上設定功放的****輸出電壓值不能超過69.28V,才能有效保護A音箱不致燒毀。
  (2)功放電壓增益的計算
  公式三:電壓增益=輸出電壓V/輸入電壓V
  增益由音頻電路的輸入和輸出之間的關系決定,增益表示為倍數(×),或者用單位dB表示,若我們想知道一臺功放的增益(稱為電壓增益),則必須知道輸入信號電平和其相應的輸出信號電平。例如已知從系統前級輸入至A功放的信號電平是0.775V,輸出信號是31V,把相關的數據套進公式三可以得知A功放的電壓增益:
  電壓增益=輸出電壓V/輸入電壓V
  =31V/0.775V
  =40×(倍)
  又如已知從系統前級輸入至B功放的信號電平是0.5V,輸出信號是20V,把相關的數據套進公式三同樣可以得知B功放的電壓增益:
  電壓增益=輸出電壓V/輸入電壓V
  =20V/0.5V
  =40×(倍)
  注意,從以上兩例可以看到A、B兩臺功放的電壓增益一樣是40×,所以電壓增益大小與輸入信號的大小無關。
  (3)輸入靈敏度與電壓增益
  公式四:輸入靈敏度V=****電壓容量V/電壓增益×
  與習慣的說法相反,功放不能自我產生功率。功放使輸入信號電平放大某一倍數輸出,輸出的電平大小由放大倍數決定,標準的說法應該是:功放的輸出電壓驅動了音箱的負載阻抗并由此轉成電聲功率。專業音響。一臺功放能接受的****輸入電壓又稱為輸入靈敏度,如果輸入電壓超過了****輸入電壓,功放的輸出容量也將會超出****范圍,并產生較大的頻響失真。所以如果用****電壓容量除以電壓增益,即可得到****輸入電壓(輸入靈敏度)。例如A功放與A音箱連接,二者的相關參數如下:
  A功放:FTC功率550W@8Ω,電壓增益40倍;A音箱:600WRMS(AES/ANSI),阻抗8Ω(音箱的功率比功放高50W)。
  計算步驟1:A功放的****電壓容量計算
  A功放****電壓容量V=√550W×8Ω
  =√4400
  =66.33V 計算步驟2:A功放的輸入靈敏度計算 
A功放輸入靈敏度V=****電壓容量V/電壓增益
=66.33V/40×
=1.65V(****輸入限制閥值)
計算結果:A功放在輸入有1.65V時,輸出電壓為66.33V,加在阻抗為8Ω負載上時,相當于產生550W的功率,意味著如果我們想避免過度驅動A功放,就應避免輸入電壓達到1.65V(本系統的****輸入限制閥值)。專業音響。我們可以確信在A功放之前接上限制值為1.65V的限制電路之后(音箱處理器或數字分頻器),A功放的輸入就不會超過1.65V放。因此,當音箱處理器或數字分頻器輸出1.65V至A功放時,A功放會輸出66.33V至音箱(66.33V=550W@8Ω),如果音箱處理器或數字分頻器輸出大于1.65V的電壓至功放,將導致功放產生失真和輸出更大的電壓,并會轉化成更大的功率和線圈熱量,極有可能會對音箱產生破壞。為了保護音箱,需要將音箱處理器或數字分頻器的限制閥值定在1.65V(6.5dBu)。
又如A功放與B音箱連接,二者的相關參數如下:
A功放:FTC功率550W@8Ω,電壓增益40倍;A音箱:400WRMS(AES/ANSI),阻抗8Ω(音箱的功率比功放低150W)。
計算步驟1:B音箱的****電壓容量計算
B音箱****電壓容量V=√400W×8Ω
=√3200
=56.56V專業音響。
計算步驟2:A功放的輸入靈敏度計算
A功放輸入靈敏度V=****電壓容量V/電壓增益
=56.56V/40×
=1.41V(****輸入限制閥值)
計算結果:A功放在輸入有1.41V時,輸出電壓為56.56V,加在阻抗為8Ω負載上時,相當于產生400W的功率,意味著如果我們想避免超過音箱的****承受功率,就應避免功放輸入電壓達到1.41V(本系統的****輸入限制閥值)。專業音響。我們可以確信在A功放之前接上限制值為1.41V的限制電路之后(音箱處理器或數字分頻器),A功放的輸入就不會超過1.41V放。因此,當音箱處理器或數字分頻器輸出1.41V至A功放時,A功放會輸出56.56V至音箱(
(4)功放的電平控制
在上述的示例里,所有功放的電平控制音量都假設在****的位置(0dB衰減),當功放電平調節鈕變化時,功放的輸入靈敏度和電壓增益也將會變化。當功放的電平控制減低時,其電壓增益降低,輸入靈敏度將增加。
(5)功率容量的匹配
一個音箱的AES/ANSI短期峰值功率容量允許超過連續功率容量的6dB,也就是說峰值功率是連續功率的四倍。例如一個音箱的連續功率為100W,則它的峰值功率為400W。
同樣,一臺功放的連續FTC功率容量,允許其峰值超過連續功率的3dB,也就是說一臺功放允許其峰值功率為連續功率的兩倍。例如如果連續功率為100W,其峰值功率為200W。
因此,如果一臺功放能夠提供400W的峰值功率,則要求它的連續FTC功率為200W。換言之,如果功放要達到音箱的峰值功率容量,則要求功放的連續FTC功率兩倍于音箱的連續功率。
例如:C音箱的ASE/ANSI連續功率為300W,則它的峰值功率為1200W(300W×4),如果功放要求提供1200W的峰值功率,則這臺功放要求其連續FTC功率為600W(600W×2),由此得出:ASE/ANSI連續功率容量為300W的音箱,需要FTC連續功率為600W的功放來驅動。
 

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