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汽車音響知識：功放和喇叭的匹配原則

匹配應從功率配合、頻帶配合、阻抗配合、阻尼配合等方面處理好功率放大器和揚聲器的連接關系。

1）功率配合 功率配合是指當選取一定數(shù)量的揚聲器后，如何根據(jù)揚聲器輸出聲級所需鐀入的功率去選取合適的功率放大器，同時還須注意功率放大器的輸出功率應與揚聲器所能承受的功率相匹配。如果采用小功率功放去驅動大功率揚聲器，則功放動態(tài)范圍不夠，當揚聲器尚未達到所需輸出聲壓時，功放已限幅失真；反之，若揚聲器的輸入功率不夠，則在所需輸出聲壓級狀態(tài)下連續(xù)工作，極易被燒壞。 常有人愛將功率放大器的額定功率與揚聲器的額定輸入功率等同起來，認為只有這兩個功率指標完全相同時，才將為功率匹配。這種看法是片面的，因為功率放大器的額定輸出功率與揚聲器的額定輸入功率是兩個完全不同的概念，不可混淆。功率放大器的額定輸出功率是指失真所限制的功率，超過這個輸出功率的電平，功放輸出將產(chǎn)生削波失真，必須留有相當大的動態(tài)余量。揚聲器的額定輸入功率是指揚聲器在規(guī)定時間內連續(xù)工作不損壞的極限功率。標準規(guī)定揚聲器的額定輸入功率是指鐀給揚聲器該功率粉紅噪聲信號電平，使揚聲器連續(xù)工作100h不損壞的極限功率。況且揚聲器在聲場中的工作狀況，還與它本身的靈敏度有關。同樣功率的兩種揚聲器，用同樣的功率放大器推動，效果有時不一樣，這是因為揚聲器靈敏度不一樣。揚聲器靈敏度低的，也就是說較“沉”或吃功率不易被推動，對于這類揚聲器要用試驗和試聽來選定功率放大器。 2）頻帶配合 為了獲得較快速的動態(tài)響應和較好的高頻特性，功率放大器的頻帶應相當寬。通常功率放大器的電頻率響應要求平直，其頻帶寬度應當遠大于揚聲器的聲頻率響應寬度。揚聲器的聲頻率響應寬度多只能達到20Hz-20KHz，而功率放大器的電頻率響應寬度可達10Hz-100KHz。 3）阻抗配合 功率放大器的輸出阻抗應和揚聲器的額定輸入阻抗相一致，二者才能獲得匹配。此時傳輸效率較高，失真度小。揚聲器的額定阻抗與功率放大器輸出阻抗相比，阻抗過大或過小均不能形成匹配。 若揚聲器額定阻抗大于功率放大器的額定輸出阻抗，功率放大器的輸出電壓將升高，電路工作點偏離設計的工作點，因而失真可能增大。對恒定輸出電壓的功率放大器來說，負載電阻增大，輸出電流減少，輸出功率也相應減小，這種現(xiàn)象稱為輕載失配。當輕載失配較嚴重時，輸入信號的變化使功率放大器輸出電壓達到集——發(fā)極間電壓，而燒毀晶體管，因此功率放大器不允許開路（負載阻抗無窮大）工作。 若揚聲器的額定阻抗小于功率放大器的額定輸出阻抗，將使輸出電壓降低，輸出電流增大，加重了功率放大器的負擔，稱為重載失真。此時容易引起輸出信號失真，過大的輸出電流將會擊穿輸出管，因此，功率放大器也不允許在短路狀態(tài)下工作。 近年來，國內外不少廠家生產(chǎn)出高保真大功率晶體管功率放大器，采用了對稱互補輸出電路，并選用了頻率特性好，正向擊穿電壓更高、性能更好的大功率晶體管器件，增大了輸出功率，增強了適應不同負載性質能力，一般可以配接不同阻抗（4-16Ω）的揚聲器。在配接負載時，須注意到，負載阻抗愈大，輸出功率愈小。 4）阻尼系數(shù)配合 阻尼系數(shù)是指功率放大器的輸出阻抗與輸出內阻的比值，它表示了功率放大器輸出內阻給予揚聲器電阻尼狀況。具體表現(xiàn)在對揚聲器阻抗曲線低頻部分影響，從而改變了揚聲器輸出聲特性，同時它還與瞬態(tài)失真、非線性失真有關，也影響揚聲器的高頻特性，結果是影響揚聲器的放聲質量，通常功率放大器的阻尼系數(shù)較大時，可以減少失真，并減小頻率響應對輸出的影響，而且選配揚聲器的阻抗范圍也較大。但是，過大的阻尼系數(shù)，將會引入較大的負反饋，影響和破壞電路的瞬態(tài)特性并減少增益。標準規(guī)定，功率放大器的一級機阻尼系數(shù)大于（或等于）10，二級機阻尼系數(shù)大于（或等于）4。 阻尼系數(shù)的配合是功率放大器與揚聲器互聯(lián)時須考慮的一個重要環(huán)節(jié)。在考慮阻尼系數(shù)配合時，應著眼于兩者互聯(lián)鐀線的影響，假若鐀線的電阻加大，必定會降低阻尼系數(shù)。因此，互聯(lián)聯(lián)鐀線應盡可能短，在較長距離傳輸時，應采用盡可能粗的多股軟線作為互聯(lián)鐀線，以降低鐀線對信號的損耗，并使原功率放大器的阻尼系數(shù)少受損失。