谈音响中的阻抗.docx

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1、谈音响中的阻抗 2022-08-11 09:40:22来源：作者:【大中小】 扫瞄:2947次 评论:0条谈音响中的阻抗笔者发觉消费者在选购前级、后级扩大器时，常会询问它的输入阻抗、输出阻抗及输出内阻是多少？功率和驱动力量有多强？胆机好还是晶体管机好？桥 接又如何？选购扬声器时也想了解它的功率、效率、阻抗等等感觉似是而非的问题。首先从阻抗谈起。阻抗是音响是最常看到的字眼了，那么它究竟是指什么呢？阻抗与电阻的概念不是完全一样的。阻抗就是电阻加电抗，具体地说，就是 电阻、电容抗、电感抗在向量上的总和。在相现电压下，阻抗越高电流越小，阻抗越低电流越大。一般音响器材常提到阻抗的地方有：扬声器的阻抗，前

2、后级放大器的输入阻抗，前级的输出阻抗，(后级常常不称作输出阻抗，而称输出内阻)，信号导 线的传输阻抗等。若说到器材内部电子线路及零件和各部分阻抗那就简单了在此只介绍有关音响器材标称的阻抗具有什么实质意义。1、扬声器的电阻抗现在先从扬声器的阻抗谈起。目前，世界各国的扬声器厂家每天都在制造出千万只品种与性能各异的扬声器，以满意日益增长的Hi-Fi市场与AV市场的需 要，但扬声器的标称阻抗却都遵循4。，8Q, 16Q, 32。这样一个国际化的标准系列。这代表了什么呢？这代表了扬声器谐振频率的峰值f。至第2个共振峰 fr之间呈现的最低阻抗值，如图1所示，实际上扬声器构成的输出线路是一个带电抗的电阻，只

3、不过它的电阻随播放音乐的频率而变，这个动态的电阻就称为 阻抗，它可不是一个常数值，而是随频率的不同而不同，甚至可能会起伏得很厉害，可能在某频率高到十几C或二十几Q,也可能在某频率低到或以下。 当后级输出一固定电压给扬声器时，依照欧姆定律，4。的扬声器会比8c的扬声器多流过一倍的电流，因此假如你会计算功率的话，你就会明白为何一部8c 输出100W的晶体后级，在接上4。扬声器时会变成200W 了。当然除非特别需要，没有一个扬声器的设计专家会冒天卜.众多音视器材阻抗匹配要求之大不魅， 设计出类似于2.5C, 5Q, 10Q, 15。这样非标称阻抗系列的扬声供应市场。谁都知道一个二单元的音箱91个高音

4、2个低音。通常都采纳1只8。的高音 单元和2只4。的低音单元串联组成，或者用1只8Q的高音单元和2只16Q的低音单元并联组成，以达到整个音箱的8。输入阻抗与功率放大器8Q输出阻 抗相匹配；但不肯定每个人都知道扬声器的标称阻抗是随频率而变化的对数曲线。其阻抗公式由下式表示：Zr=R+jwL+ (BL) 2YZ.扬声器的电阻抗R，L扬声器音圈的等效电阻与电感(BL) 2Ym一一力学系统产生的“动生电阻抗”其阻抗曲线示意图如图1所示图1扬声器阻抗曲线示意图从图1中可以看出。在频率fz处就是扬声器的标称阻抗，在频率f。处扬声器的阻抗最大：在其它频率时扬声器的阻抗变化跌荡起伏。当频率小于f。时， 扬声器

5、的阻抗会趋向偏低，目前市售的扬声器几乎都是如此。般来说，低频从数十赫兹到数百赫兹这段，扬声器的阻抗达到最低点，这时要求功率放大器 输出足够大的电流才能满意扬声器圆满工作的要求，产生既有低频又有力度的震撼效果来。这在发烧友播放动态激烈的LD盘或低频丰满的VCD, CD盘时均可以 特别明显地体会出来。因此不同型号的扬声器对功率放大器的吃电流力量也不同，吃电流力量大的扬声器，即使2X100W以上功率的放大器在低频段重放时， 也不能正常工作、往往消失失真。即使不消失失真.，扬声器也刚刚达到启动工作状态，没有足够的电流能量使其进入最佳工作状态，它的低频必定会苍白无力， 没有厚度；同时由于电流能量不够，也

6、使扬声器振膜的振动速度跟不上频率变化的速度。这在当前，不少发烧友把原来只适用于Hi-FI发烧的扬声器去充当家 庭影院专用扬声器时，上述这些状况就是有发生了。当如上所述，扬声器的阻抗值不断下降时，后级输出一个固定电压，它的电流就会愈来愈大，你确定你的后级能输出这么大的电流吗？你知道扬声器阻抗 不断下降的结果到后来就相当于是把扬声器线直接短路，仝部的晶体管后级放大器，莫输出电流的力量均有其设计上的限制，超出此范围，机器就要烧掉辽也 就是为什么一般人常说的：后级的功率不用大，但输出电流要大的道理。当然这种讲法也不太法律规范。由于现今的高保真晶体管功率放大器基本属定压型放 大器，以输出功率;负载的电流

7、平方X负载阻抗来计算，大功率时电流大，小功率时电流小亦属于正常。真正有机会在既定的负载上有“大电流输出”的，还是 大功率放大器。早期H本放大器给人的印象就是功率标示很高，但输出电流力量则令人质疑，其实输出功率和驱动力量之间的关系特别微妙。讲到“输出功率”的凹凸与 “驱动力量”的强弱，两者虽然没有肯定的关系，但却有相对的联系。输出功率很简单从数字显示，50W, 100W, 200W甚至更多，但是驱动力量的辨识就得依 靠慧眼，甚至得真正试过才知道。功率放大器的驱动对象是扬声器，驱动力量越强，也就表示越能压得住扬声器。当然您会问，什么样的扬声器难推？笔者认 为：低效率的（86dB以下的），低阻抗的（

8、4Q或以下的），静电式和铝带式等等，都是很讲究功放搭配的。而功放的驱动力量则完全体现在电流的供应上， 电压X电流，就是真正的“功率”。假如有一部功放，其功率标称是100WX2 （8Q） , 200WX2 （40） , 400WX2 （2Q）,通常称他是“大电流”设计，这种 功放的驱动力量就会比较强。小小一套日本产的床头音响组合动不动就是300N,可是KRELL的300W后级你想一个人扛是扛不动的。这种高电压低电流的日本 放大器如遇上现在满街都是的低阻抗扬声器，一下子就软了脚。4Q的需求电压比8。低，但需求电流却比较大，就以4W为例，8Q扬声器是0.7A,而4Q扬 声器则吃1A电流，故为何大家都

9、说低阻抗扬声器比较难推动。正由于低阻抗扬声器吃电流，故晶体后级渐渐形成大电流设计。只要负载电流够，晶体机的输出 功率会随着扬声器阻抗的降低而提升。但胆机因有输出变压器隔离，功率不随扬声器用抗变化，因此当扬声器阻抗猛往下降时，胆机就可能使不上力，此时扬 声器欲吃电流，但胆机却是电压组件，无法供应电流，此时是不是晶体机比胆机够力？有些放大器的设计是可以把两个声道结合起来成为一个单声道来运作。通常其功率比原来两个声道功率之和不要大。这种技术称为桥接或同极耦合。放大 器是否可以桥接是取决于原来的设计的。大部分的放大器都不能桥接，假如说明书没有说明，则不要作此尝试，否则可能会损坏机器，其实这样做亦非是好

10、事， 由于它会使放大器忍受低阻抗的力量降低。假如有一对扬声器的阻抗很高，像早期的Rogers LS3/5A,那放大器的输出功率岂不是减小？这是对晶体管机而言的，对于胆机却是好事；由于胆机有输 出变压器，故无论负载阻抗变大或变小，胆机可维持稳定的功率输出，遇到3/5a等高阻抗扬声器时，胆机比晶体机来得够力。品体现驱动高阻抗扬声器会降低 功率，但也有例外，由于有个别晶体管机亦使用输出放大器，其输出功率不会随负载阻抗变动而变动。2、放大器的输入和输出阻抗在多级放大器中前级放大器对于后级来说是信号源，它的输出阻抗就是信号源的内阻；而后级相对于前级来说就是负载，它的输入阻抗就是信号源（前级 放大器）的负

11、我阻抗。放大器的输入阻抗是愈高愈好，而输出阻抗是愈低愈好。假设信号源输出一个固定电压往上一级，假如这一级的输入阻抗高，是不是由 信号源所供应的信号电流就可以降低呢？假如输入阻抗特别高，则几乎不会消耗信号电流就可以驱动这一级电路工作，由于输入高阻抗所需的信号电流较少， 则连接其上的信号线中的电流必较小，因此对于信号线品质的要求就可以不必那么高，这就少了一个电流干扰的机会。缺点：易感染噪声其实所谓放大器输入 阻抗愈高愈好，输出阻抗愈低愈好，其主要缘由是与其它器材相互搭配时，其匹配性比较高。通常低输出阻抗多数是指前级放大器的输出阻抗，后级通常是称作输出内阻的。前级的低输出阻抗有几个好处：（1） 般强

12、调低输出阻抗即表示了它有较 大的电流输出力量，简单搭配一些低输入阻抗的器材（后级）。（2）低输出阻抗可以驱动长的信号线及电容量较大的负载。此外感染噪声的问题会降得很低， 可以大幅提高信号信噪比，使音乐的纯度提高，音质就比较好。后级的低输出阻抗的好处是：可更有效地掌握扬声器的有害的自由振动。在电场的学中得知，扬声器是音圈流过肯定频率的电流使振膜移位而发声的，当这一频率电流结束时，其振膜自身质量所产生的惯性使其连续自由振动， 而下一音频电流来时，其振膜还不能完全回复到静止状态位置就被这下一个音频电流再驱动。扬声器的振膜是在偏离静止状态位置的状态下接受驱动的，所以 必定会引起其振动不完全随下一个音频

13、电流的变化而变化。换句话来说，当接入音频信号激励后，即使激励信号停止，扬声器的振动也不不会马上停止，而是 渐渐衰减，声音有拖尾感，发出原始信号中没有的失真声音，使音响表现的音频清楚度降低。抱负的状况是上个音频电流结束时，扬声器的振膜应回复到静 止状态时的位置而不再连续自由振动。此外，由于音圈切割磁力线，使得扬声器本身会产生一个感应电压，这个感压电压与功放输出级的电压叠加后产生信号 失真。综上所述，为消退这种余振而带来的信号失真，必需对扬声器的自由振动进行阻尼。功放的输出相当于一只低值的电阻，它与扬声器相关联，扬声器得到音频电流而移位发声，当频率电流结束时，扬声器振膜还会产生自由振动，这时音圈

14、也在磁体的磁场中切割磁力线而产生感生电压，功放的内阻由于是与其相关联的，故此时对音圈自由振动产生的感生电压通过功放的输了，等效内阻形成电流 短接而使音圈受到阻尼，从而加快扬声器振膜的停振。大家都知道，功率放大器的阻尼系数DF=扬声器的额定阻抗/功率放大器额定输出阻抗（也就是内阻+音 箱线阻），其值的大小表示功放对其负载扬声器的驾驭力量的强弱，其值愈大表示对扬声器的驾驭力量愈强，反之则愈弱。所以当功放的内阻很小时，能够有 效地汲取扬声器共振时产生的感生电动势，这种阻尼力量强，迫使振膜的停振加快（这也是人们为什么选用低阻音箱线的重要缘由之一）：当功放的内阻较大 时，这种阻尼力弱，振膜自由振动的时间长，位移大。一般来说，阻尼系数DF大一些好，但并不是DF愈大愈好，专业功放阻尼系数DF值通常由几百到1000, 而家用功放阻尼系数低一些，一般选取应大于50,低于100为宜。DF值过低，则放大器对扬声器低频段的掌握力量减弱，导致低音单元失控，低音无力浑浊不 清，拖尾音加重并掩美国了部分的中低音，使播出的音乐失去力度：DF值过高，则消失过阻尼，使声音发干，失去弹性。当然扬声器的口径愈大，要求DF值 就愈高。（作者：阿细） 来源：摘自电声技术