扬声器的额定功率「我们的扬声器需要多少功率阜新声艺视听」
声明:功放是电压驱动的功率放大器,输出功率的测量方法很多,不同的测量方法和取值会影响功率的标定。由于交流电压的准确测量十分困难,用下图所示的四种电压类型标定功放输出功率都是对的,但结果相差比较大。
为了避免误解,本文测得功率数值为功放在8欧负载下,120Hz/250Hz测试信号的平均功率。
一些背景
扬声器需要多大的功率是一个非常复杂的问题,与听音室的大小和听音乐偏好有关,您需要的
“人类看到的不是真实的现实,而只是他感知到的现实,他的感知可能是错误的或有偏见的。”
声明:功放是电压驱动的功率放大器,输出功率的测量方法很多,不同的测量方法和取值会影响功率的标定。由于交流电压的准确测量十分困难,用下图所示的四种电压类型标定功放输出功率都是对的,但结果相差比较大。
为了避免误解,本文测得功率数值为功放在8欧负载下,120Hz/250Hz测试信号的平均功率。
一些背景
扬声器需要多大的功率是一个非常复杂的问题,与听音室的大小和听音乐偏好有关,您需要的功放输出的瓦数和质量又会各种原因动态的变化,例如您聆听的扬声器的灵敏度、阻抗特性以及您房间的大小、与聆听位置的距离、扬声器的放置以及空间中的吸收/反射表面。
多年来,关于功放输出功率的讨论就很多,选购功放的时候,经常会听到这样的问题:我到底需要买多大功率的功放?在很多时候,功放的价钱差不多跟功率的大小成正比。我们可不想浪费金钱在永远都用不上的功率上。
需要多少功率呢?
在前作,我们提出“宝贵的第一瓦”的概念,详见这个链接:声艺探索测评报告 | 宝贵的“第一瓦”,说明我们更加关心小功率时,功放的整体素质。因为在一般的家庭环境下,1-5瓦的功率已经足够,下面我们通过一个小实验来验证一下。
1. 首先通过REW软件生成两个-12dB RMS正弦波测试信号,分别是250Hz和120Hz,格式是16bit/44.1kHz。假如扬声器的低音单元直径小于4英寸,则选择250Hz信号,假如是全频扬声器就可以使用120Hz,会更准确一点,最后确认它们能在Foobar2000播放器中播放。假如您的播放设备不能接入电脑,那么就需要用刻录机把测试信号刻录成CD光盘。
2.播放一些大动态音乐,确定耳朵和房间能承受的最大音量,尽可能的调大音量,但不要让自己觉得难受。
对我来说,我选择了几首音乐,如下图所示。
第一首是交响曲,来自Eiji Oue & Minnesota Orchestra的《基辅大门》,DR12,平均 RMS 振幅约为 -17dB,第二首是电子音乐,来自李安纳度主演的《The Beach》电影原声带,DR9,平均 RMS 振幅约为 -12dB,第三首也是电子音乐,来自Massive Attack的《Teardrop》,DR6,平均 RMS 振幅约为 -7dB。显然这三首音乐的录制电平是递增。
那么我就从第三首开始播放吧,如果使用的是A类或者AB类功放需要先预热几分钟。我把前级的音量调到-20dB已经有震耳欲聋的声压,估计邻居还有5秒钟到达我家拍门了。我现役的这台前级可以精确的控制0.25dB音量变化,在做这个测试的时候,这带来很多便利,播到第一首交响曲,我可以把音量继续调到-16dB。
请记住,当我们听音乐时,通常只需要几瓦。不过重播大动态音乐时,例如交响曲,我们的功放需要短暂的功率爆发,正是在这些时候,需要大量的储备功率以避免削波失真。
所以我把音量控制继续调大2dB作为额外的功率输出余量,现在整体音量保持在较高的参考水平。
3. 现在拿起万用表,将测量单位设置为 AC 刻度,并将探针放在扬声器端子上锁紧。量程选择20V,放心,这个量程已经足够了。
4. 不要调整音量旋钮,做这一测试的时候请务必带上隔音耳塞,保护自己的耳朵,因为接下来的几十秒会让您十分不舒服。在播放测试信号时,测量扬声器输入端子上的电压。
那么,你得到什么电压?我的是这样的。
5.根据该电压读数,因为输入信号是标准的-12dB RMS正弦波测试信号,利用欧姆定律,只需计算读数的平方就能快速估算出功率,对我来说,它是 2.46 x 2.46 = 6W 功率(注意,如果您的扬声器额定阻抗低于8欧,这条公式不适用)。
因此,我可以从这个测量结果中得出的结论是,在我的 4.6*3.4 x 2.8 ,15平米左右听音室中,测试扬声器是额定阻抗8欧,灵敏度为 90dB/2.83V/m的Wharfedale Linton三分频8英寸低音单元书架式扬声器,我的最佳听音位置距离扬声器约2米。大约 6W 功率,就能达到听音室和我个人听觉最高的峰值声压。假如平时聆听的只是一些轻柔的流行音乐,功放输出功率远远低于6W。
写在最后
请注意,这个计算是理想化的。扬声器阻抗是动态变化的,很多额定阻抗4欧的扬声器最低可以下降至3欧,使用平板和静电等其他技术的扬声器就更难了,这个时候都需要更大功率的功放去驱动它。而习惯使用 DSP 或进行 EQ平滑频响曲线的人,由于平均信号振幅会被EQ削弱很多,所以要达到正常的声压,同样可能需要更大功率的放大器。但至少这个测试会让我们大致了解我们的对功率需求。
再请注意,如果扬声器在一个大型听音室,那么它的输入峰值功率是很容易就突破数百瓦的,因为在聆听位置距离扬声器的距离与功率并非线性增长,而是几何级增长,这个投资跟烧钱没区别,因此听音室的空间并非越大越好。最好在选购功放前先用声压级计算器根据自己的实际情况算清楚。
上图计算器的结果,一对85dB灵敏度的扬声器,距离聆听位置4米,需要输入300W峰值功率才能达到101dB声压。现在300W的立体声后级,以Hegel H30前代旗舰后级为例,它大概需要将近9万元。而它的定价在全进口机型里面已经非常克制了。
(本文转载自:声艺探索,仅用于行业交流学习,并不用于商业用途。文中观点为作者独立观点。)
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