功放与扬声器

功放机与扬声器配接方法举例江苏省泗阳县李口中学沈正中一、基本概念理解 1．定阻式功放机定阻式功放机输出端子用阻抗值标出，输出阻抗常有4Ω、8Ω、16Ω、250Ω等。

其输出阻抗不随负载的增减而变化，过载、负载过轻或开路时，功放机易损坏。

2．定压式功放机定压式功放机输出端子用电压值标出，输出电压常有120V、240V等。

当负载在一定范围内变化时，功放机的输出电压基本保持不变，即输出电压不随负载的增减而变化，因此负载很小甚至开路时，功放机仍能正常工作，不至于损坏。

在过载的情况下，它和定阻式功放机一样，也会造成末级功放管损坏或输出减小，因此对定压式功放机过载也是不允许的。

造成过载的原因，一般是输出线路有短路或严重漏电、配接不恰当等造成的。

3．扬声器在配接扬声器时，必须了解扬声器额定功率和阻抗两项技术指标。

额定功率是指扬声器在这一功率下长期连续工作而不致损坏的功率，它与扬声器接在线路上实际所得的实际功率的含义是不同的。

使用时，扬声器所得的实际功率不应大于它的额定功率，否则将损坏扬声器；但也不能比额定功率小很多，以便充分发挥扬声器的放音能力。

一般总是保证扬声器所得的实际功率等于或略小于它的额定功率。

为了获得较好的音质，通常使扬声器工作在额定功率的2／3左右。

扬声器的阻抗是对广播信号的交流阻抗值，由于阻抗和频率关，对于不同频率的信号，扬声器的阻抗也不同。

一般产品上标明的阻抗是在400Hz音频时扬声器的交流阻抗。

通常电动式扬声器的阻抗为几欧姆～十几欧姆。

在配接中，除要知道标称功率和阻抗外，还要知道扬声器的额定工作电压，可通过来计算。

式中，U为扬声器的额定工作电压，P为扬声器的额定功率；R为扬声器的阻抗。

例如，1只号筒式扬声器的额定功率25W，阻抗16Ω，则可计算出其额定工作电压U =20V。

当加到扬声器上的信号电压大于此额定工作电压时，就相当于输入功率超过扬声器的额定功率，容易损坏扬声器。

4．线间变压器连接线路较长时，无论是定阻式或定压式功放机在与扬声器配接时，都需要用线间变压器来转换阻抗或变换电压。

定阻式和定压式线间变压器的初级都有2组线圈，在配接时，可根据不同的阻抗或电压要求将2组线圈串联或并联使用。

定压式线间变压器的各输出端子上都标有电压数值。

定阻式线间变压器的次级线圈各输出端子上都标有阻抗数值。

二、定阻式功放机的匹配1．对于定阻式功放机的匹配，应考虑4个方面：①扬声器得到的实际功率总和应等于或小于功放机的额定输出功率，防止功放机因过负荷而损坏。

从另一方面来看，扬声器额定功率的总和必须大于或至少等于功放机的实际输出功率，以防止扬声器因过负荷而损坏。

通常所说的负载的总功率应指扬声器所得功率的总和，而不是扬声器额定功率之和。

②在匹配计算中，是按最理想的情况进行的，即功放机的额定功率等于负载的额定功率。

在实际配接中，往往使扬声器所得到的总功率只有功放机额定输出功率的90％左右，这对延长功放机的寿命有好处。

③负载的总阻抗应等于功放机的输出阻抗，若受条件限制，相差也不能太大，不得超过10％。

④每只扬声器所得到的功率最好不要超过其额定功率的80％，这样可使扬声器音质优美，又不会损坏。

2．低阻输出的匹配采用低阻输出时，将扬声器串联、并联或混联之后直接接到功放机的输出端子上，配接可按三步进行：①扬声器的额定功率之和应等于功放机的额定输出功率。

②根据每只扬声器的阻抗应用串、并联特点计算出总阻抗R扬，确定扬声器应接到功放机的哪个输出端子上。

③检验每只扬声器所得的实际功率与其额定功率是否相符。

例1：1台50W定阻式功放机，输出端子如图1所示，要接25W、16Ω的扬声器两只，如何配接? 分析：两只扬声器总额定功率P扬=25W×2=50W，等于功放机的额定功率，满足条件①。

因两只扬声器的阻抗均为16Ω，故采用并联方式可得，R扬= 8Ω，即将两只扬声器并联接在功放机的0、8Ω输出端子上，满足条件②。

由于两只扬声器所得实际功率均为25W，不超过功放机其额定功率，满足条件③。

有时也可根据实际情况将扬声器适当地串、并联，完成配接工作。

例2：在例1中如改接一只25W／16Ω的扬声器，两只12.5W／8Ω的扬声器，应如何配接? 分析：三只扬声器总的额定功率P扬= 25W + 12.5W×2 = 50W，等于功放机的额定功率，满足条件①。

两只12.5W／8Ω的扬声器串联后的阻抗为R串= 16Ω，再将R串与25W／16Ω的扬声器并联可得R扬= 8Ω，可将这组扬声器接到功放机0、8Ω的端子上，如图2所示。

由于三只扬声器所得的实际功率为50W，不超过功放机其额定功率，满足条件③。

当扬声器所得的总功率远小于功放机额定输出功率(一般在70％以下)时，为使功放机正常工作和保证扬声器的安全，应接上假负载来消耗多余的功率。

假负载吸收的功率P假= P 功－P扬，则假负载的阻值R假= R功P功／P假。

例3：例1中，如果只有一只10W／16Ω的扬声器，如何配接? 扬声器的额定功率只有10W，远低于功放机额定输出功率，应另接一假负载，分担多余的50W －10W = 40W的电功率。

分析：由，求得10 W／16Ω的扬声器的额定电压是12.6V，功放机的端子4Ω、8Ω、16Ω、250Ω对应的电压为14.1V、20V、28.3V、111.8V。

12.6V最接近的4Ω端子上电压14.1V，所以可将扬声器接在4Ω端子上，这时扬声器承受的功率虽超过其额定功率，但由于超过得不多，扬声器基本上还能正常工作。

为了更好匹配，根据串联电路特点计算得，可串联1.9Ω、3W左右的电阻。

将40W的假负载也接在功放机的4Ω端子上，则R假=功R功／P 余= 50×4／40 = 5Ω(当然假负载接其它端子上也可以，但要重新计算出假负载的阻值)。

假负载可采用线绕电阻。

为安全起见，一般所用假负载的额定功率为其承受功率的2倍左右。

所以选用阻值5Ω、额定功率80W以上的线绕电阻接在功放机的4Ω端子上，如图3所示。

注意给假负载有足够的散热空间。

3．高阻输出的匹配在功放机的馈送距离较远100m以上时，为减少线路上电功率的损失，必须采用高阻抗输出，这时扬声器通过线间变压器变换阻抗后，接在功放机的高阻输出端。

高阻输出的功放机，主要确定线间变压器的初、次级阻抗和功率容量及连接方法。

一般要保证线间变压器的功率容量P变等于扬声器的实得功率P扬，次级阻抗应等于扬声器的总阻抗，初级阻抗R初由扬声器的实得功率确定，即。

R初= P功R功／P扬。

如果P变> P扬，如用25W线间变压器与10W扬声器配接，只要满足初、次级阻抗比，也是允许的。

定阻式线间变压器有许多端子，高阻抗端子一般有：OΩ、500Ω、1250Ω、2500Ω、3750Ω、5000Ω;低阻抗端子一般有：0Ω、8Ω、16Ω，有些线间变压器还有4Ω端子。

例4：有一台100W功放机，输出阻抗250Ω，要装三只25W／16Ω扬声器、2只12.5W／8Ω扬声器，如何进行配接? 五只扬声器的总额定功率P扬=25W×3+12.5W×2=100W，与功放机输出功率相同。

25 W扬声器用的线间变压器，初级阻抗R25(初)= 100 W×250Ω／25W=1000Ω。

12.5W扬声器用的线间变压器，初级阻抗R12.5(初)=100 W×250Ω／12.5W=2000Ω。

25W／16Ω扬声器采用25W的线间变压器，接在线间变压器次级线圈的0、16Ω两接线柱上；初级线圈的0、1000Ω两接线柱接在功放机的0、250Ω两接线柱上。

12.5W／8Ω扬声器采用15W的线间变压器(也可采用25W的线间变压器)，仿照上述接法。

如图4所示。

与低阻抗输出的情况一样，当扬声器所得的总功率远小于功放机的额定输出功率时，要用假负载来承担多余部分的功率。

例5：一台额定输出功率为150W的功放机，现选用0、250Ω两接线端子作高阻输出，只接两只25W／16Ω的扬声器，如何配接? 扬声器必须通过线间变压器转换阻抗后接在0、250Ω端子间。

线间变压器的额定功率为25W，初级阻抗R25初=150W×250Ω／25W = 1500Ω。

假负载承受的功率为150W－25W×2 = 100W，其电阻值为R假= P功R功／P 假= 150W×250Ω／100W =375Ω，额定功率200W以上的线绕电阻为假负载。

图5所示。

同样要注意给假负载有足够的散热空间。

在各种情况下，假负载最好不要使用电灯泡，因为电灯泡钨丝的阻值在冷态和热态时能相差10倍左右，在灯泡忽暗忽亮闪动时，输出变压器的初级阻抗变化很大，会发生失真和影响末级功放管的寿命。

所以最好用线绕电阻作假负载，而且要求线绕电阻的额定功率为实际承受功率的1.5—2.0倍。

三、定电压输出的匹配现在大多数功放机，特别是大功率功放机，输出端以电压来标志，这类机器称为定电压输出。

定电压输出在输出电路中加有深度负反馈，使输出电压很稳定，在额定功率范围内，负载接得多一点或少一点，对功放机输出电压的影响很小，即输出电压基本上不随负载的变化而变化；功放机的性能也较稳定，即使负载很轻或开路，也不会发烧坏功放机。

定电压输出的功放机一般要求扬声器的额定电压符合功放机的额定输出电压，所接扬声器的总功率不大于功放机的额定输出功率。

扬声器的额定电压是在其获得额定功率时所需要的电压。

考虑定电压输出功放机的扬声器配接问题时，首先要求出额定电压值，如果它等于功放机的输出电压，就可把扬声器直接接到功放机的输出端子上；否则，就需用线间变压器配接。

例6：一台50W定电压输出功放机的定压输出为20V和50V两挡，负载是两只25W／16Ω扬声器，如何配接?扬声器所承受的电压，因此，这两只扬声器可直接并接在20V输出端，扬声器的总功率是50W。

如只有一只25W／16Ω扬声器，同样可直接接到20V输出端，虽然扬声器的额定功率只是功放机输出功率的一半，但因扬声器实际得到的电压是20V，即它只能得到25W的功率，功放机也只输出了25W功率。

定电压输出功放机允许这样使用。

不过在轻负载的情况下，功放机输出级的负载特性电抗性加强，在大信号冲击下可能出现瞬时大功率，使功率输出管受到损伤，所以负载最好不轻于50％。

为了安全运用，还是并接上假负载电阻为好。

连接线路较长时，定压功放机与负载之间要用线间变压器配接。

这种定压线间变压器的初次级都以电压标志。

在功放机额定输出电压U功已知的情况下，只要算出扬声器的额定电压，就可求出线间变压器的变压比n = U功／U扬，定压式线间变压器(SBV系列产品)的一次侧（初级）有90V、120V；二次侧（次级）有20V、30V、60V，绕组各有1～2组。