关于功放功率和音箱功率的匹配问题

关于功放功率和音箱功率的匹配问题

音箱和功放的功率如何搭配？小动态场合功放功率应是音箱功率的1.2-1.5倍，大动态场合功放功率应是音箱的1.5-2倍。这里面到底有什么门道？

先说音箱，按照AES标准，一般音箱可以在短时间内承受高于它额定输入功率4倍（6分贝）的瞬间峰值输入功率。也就是说，如果一个标称300W的音箱，短时间可以承受1200W的输入功率。

再说功放，按照美国FTC实验室的标准，在电源供应能力足够大的情况下，功放可以瞬间输出高于其额定输出功率2倍（3分贝）的峰值输出功率。也就是说一台额定输出功率为300瓦的功放，可以短时间提供2倍于额定输出功率的峰值输出功率，也就是在短时间内提供600W的输出功率。那么，如果要求一台能够提供1200W峰值输出功率的功放，这台功放的额定输出功率就需要达到600W。

所以，要想让功放和音箱都能够完全把各种音乐峰值信号的表现完全表现出来，功放的额定输出功率就至少要等于音箱输入功率的2倍。

但是，这种配置下，不能把功放的额定功率完全加到音箱上，如果完全加上，那么音箱承受的实际功率就超过它额定输入功率1倍，也就是音箱始终处于超负荷工作状态，这对音箱而言，就是非常危险的状态。所以，使功放输出功率和音箱输入功率为2:1的比例来配置，其目的仅在于让音箱可以表现其峰值输出能力，而且此时对功放输入电平的控制的要求就比较严格。

在正常情况下，比如功放额定输入电平（输入灵敏度）为0分贝，那么此时功放输入电平设置要比额定功率输入电平低3分贝。也就是说在让600W的功放只工作在300W的状态。当一个具有4倍（6分贝）峰值特性的信号进入功放的时候，功放的实际输入电平为：6＋（－3)＝＋3分贝，此时功放瞬间输出功率也就达到额定输出功率的2倍（1200W），正好和音箱的峰值输入功率(1200W)匹配。

如果不这样控制电平，会出现什么样的情况呢？比如同样600W的功放推300W的音箱，功放仍按照其额定输入电平输入信号，那么功放就正常输出600W的功率，音箱等于吃进2倍的功率。当一个＋6分贝（4倍）的峰值信号进入的时候，按说功放峰值输出功率要达到2400W，但是功放的峰值输出能力只有2倍，它不能发出4倍的不失真功率，发不出来的时候会怎样呢？信号被削波了（过载失真），正弦波音频信号被削成了接近方波的音频信号，产生大量谐波失真，高频谐波高出原信号的几倍而烧毁高音喇叭。

所以，用2倍于音箱输入功率的功放推音箱，理论上也有依据，只不过对系统电平设置的要求很高。如果针对于能正确操控电平的高手，可以采用这种方式，取得很完美的音乐表现，但如果操作人员对此不是很了解，那就很危险了。

怎样设置这个电平？

有两种方式：

第一种，设定系统正常工作电平全部为0分贝，当功放前级的设备输出电平指示为0分贝的时候，把功放的音量电位器减小3分贝（旋到-3dB）。

第二种，设定系统正常工作电平全部为0分贝，然后把调音台的输出电平在正常情况下减小3分贝。

我个人倾向前一种方法，这样系统前端的信噪比可以提高3分贝。

那么怎么来控制这个电平？

这就需要用限幅器来控制了。如果按照前一种方法，假如功放输入灵敏度为0.775v（0dB)，那么限幅器就设置为＋6分贝。这样，前级信号就是加大了，加到功放上的峰值信号电平也

就不会超过6分贝，系统就安全了。如果按照后面一种方法，限幅器就设置为＋3分贝。

假如没有限幅器，就要严格控制调音台的输出电平了，无论是第一种方法还是第二种方法，都要使电平表指示灯在6dB以下跳跃。

再看看音箱与功放功率匹配为1：1的问题。

功放和音箱的功率采用1：1的匹配方式，同样按300W的音箱，峰值接受能力为1200W，而300W的功放，峰值输出能力为600W。按照上面的叙述，在功放进入峰值状态下，音箱只能从功放那里获得其峰值承受能力一半的峰值输入功率。

这样有什么问题呢？音箱只是在峰值表现能力上有些折扣了。

那么这样有什么好处呢？在工作电平正常的情况下，音箱不会处于过载状态。

但是怎么能控制输入信号不过载呢？同样需要配合限幅器来使用了。也就是说，一台输入灵敏度0.775v（0dB），输出300W的功放，只要你把前面的限幅器限幅电平设置为0分贝，不让高于0分贝的持续音频信号进入功放，那么功放的输出功率就不会超过300W，也就不会让音箱产生过载。

然而在很多情形下，功放与音箱的功率配比α不是2，为了方便调试，在下面做一个总结。

设：音箱的额定功率是P Y，功放的额定功率是P G，且P G/P Y＝α，功放电位器旋钮所在位置的分贝指示值为B0，输入到功放的信号电平值为B入；

易知B0＝10lg(P Y / P G)＝－10lgα；

按照美国FTC实验室的标准，音箱能承受的功率范围是0—4P Y，那么可得：

B0＋B入≤10g(4P Y / P G)；

⇒B0＋B入≤6dB－10lgα；

⇒B入≤6dB；

当α≥2，即P G≥2P Y时，B0≤－3dB，故B0＋B入≤3dB，功放输出功率始终在2倍（3dB）额定功率以内，不会引起功放过载失真，音箱也在可承受功率范围内，系统安全；

当1≤α＜2，即P G＜2P Y时，－3dB＜B0≤0 dB，故B0＋B入≤6dB，这样就不能保证功放机的输出功率在2倍（3dB）额定功率以内了，功放机会产生过载失真，容易烧毁音箱高音单元。要想系统安全，则必须保证：

B0＋B入≤3dB，故B入≤3dB－B0，即B入≤3dB＋10lgα。

结论：

功放电位器旋钮所在位置的分贝指示值为：B0＝－10lgα；

当α≥2时，B入≤6dB；当1≤α＜2时，B入≤3dB＋10lgα。