功率放大器與揚(yáng)聲器

關(guān)于功率放大器與揚(yáng)聲器第1頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1、功放的配接原理及技術(shù)參數(shù)2、音箱的工作原理及技術(shù)參數(shù)第2頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)：功率放大器

功率放大器（簡(jiǎn)稱“功放”）是音響系統(tǒng)的一個(gè)重要單元。它要將從調(diào)音臺(tái)輸出的音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)壓限器，均衡器、激勵(lì)器進(jìn)行加工處理，最后將這個(gè)音頻信號(hào)的能量進(jìn)行放大后來(lái)推動(dòng)音箱，把聲音送入聲場(chǎng)。

第3頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一：功率放大器的分類

1、按照功放與音箱的配接方式來(lái)分：定壓式功放、定阻式功放。

A、定壓式功放：為了進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸音頻信號(hào)，減少在傳輸線的能量損耗，以較高的電壓形式傳送功率信號(hào)。一般有75V、120V、240V等不同的電壓輸出端子提供使用者選擇。使用定壓式功放要求在功放和揚(yáng)聲器之間加裝線間變壓器以進(jìn)行阻抗的匹配，使用多只揚(yáng)聲器時(shí)，其功率總和不得超過(guò)功放的額定功率，且傳輸線直徑不能過(guò)小。B、定阻式功放：即功放以固定阻抗形式輸出音頻信號(hào)，要求音箱必須按規(guī)定的阻抗進(jìn)行匹配，才能得到額定功率的分配。

第4頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、按功放使用的元件來(lái)分：電子管式、晶體管式、集成電路式。

A、電子管功放：以電子管作為功率放大的主件。（70年代前使用）。優(yōu)點(diǎn)：音色柔和，富有彈性，空間感強(qiáng)。缺點(diǎn)：體積大、笨重、功率小，耗能多，工作時(shí)需預(yù)熱和散熱。B、晶體管功放：體積小，功率大，耗能低，技術(shù)指標(biāo)高，具有良好的瞬間特性。C、集成電路功放：噪聲小，動(dòng)態(tài)范圍大，無(wú)需保護(hù)。

第5頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、功放的性能指標(biāo)

1、輸出功率：是功放送給揚(yáng)聲器的電功率，它包括：

A、額定功率：指在不失真的前提下，功放的最大輸出功率。B、最大輸出功率：不考慮失真的大小，將功放音量開到最大，此時(shí)它所提供的電功率。C、音樂(lè)輸出功率：在輸出不失真的情況下，功放對(duì)音樂(lè)信號(hào)的瞬間最大輸出功率。D、峰值音樂(lè)輸出功率：不考慮失真的大小，功放所能提供的最大音樂(lè)功率。

第6頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、頻率響應(yīng)：指在指定頻帶內(nèi)各頻率成分的增益特性，即不允許產(chǎn)生高（低）頻音的增益不平均的情況，高質(zhì)量的功放的頻率響應(yīng)在20――20KHz內(nèi)，不平均度應(yīng)保持在（正負(fù)）0.5dB以內(nèi)。

3、非線性失真：包括總諧波失真和互調(diào)失真，專業(yè)功放的總諧波失真要在0.1%以下，互調(diào)失真在0.02%以下。

4、噪聲與信噪比：噪聲指功放輸入端不加任何信號(hào)時(shí)，作為負(fù)載的揚(yáng)聲器所發(fā)出的聲音（來(lái)自內(nèi)部電路），信噪比指功放輸出的有用信號(hào)與噪聲之比，專業(yè)功放的信噪比值應(yīng)大于100dB。

第7頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、阻尼系數(shù)：指揚(yáng)聲器阻抗與功放輸出阻抗的比值，該系數(shù)的大小會(huì)影響重放音質(zhì)，通常阻尼系數(shù)大，表明功放的輸出內(nèi)阻很低。6、動(dòng)態(tài)特性：指瞬態(tài)響應(yīng)。如打擊樂(lè)器、彈奏樂(lè)器等發(fā)出猝發(fā)聲脈沖信號(hào)時(shí)，若功放的瞬態(tài)響應(yīng)性差就跟不上這些瞬態(tài)信號(hào)的變化，從而產(chǎn)生失真。

第8頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、功放的匹配與選擇

1、功放與音箱的匹配A、音箱功率等于功放的額定功率（即等功率匹配）在電子管功放常用。B、音箱功率大于功放功率，俗稱“小馬拉大車”，僅限家庭用。C、功放功率大于音響功率，在專業(yè)音響系統(tǒng)中常用。因?yàn)楣Ψ庞幸欢ǖ墓β蕛?chǔ)備，減少了機(jī)器的本底固有噪聲和失真度，使聲音質(zhì)量得到提高，因?yàn)榇蠊β室谉龎囊粝涞母咭魡卧?，所以必須有專業(yè)人士進(jìn)行操作，常規(guī)情況下，專業(yè)功放的功率比音箱功率大2/3既可。

第9頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、

如何選擇功率放大器A、根據(jù)廳堂的性質(zhì)，環(huán)境和用途來(lái)選擇不同類型的功放·舞廳、DISCO廳選擇大功率功放·專業(yè)使用選擇頻率響應(yīng)范圍寬，失真度小，信噪比大，音色優(yōu)美的功放?！TV選用小功率，多功能的功放。B、根據(jù)音頻信號(hào)傳輸距離來(lái)選擇·多功能廳的會(huì)議系統(tǒng)采用遠(yuǎn)距離分散式揚(yáng)聲器系統(tǒng)，需要選用定壓式功放?！じ栉鑿d、劇院主音箱系統(tǒng)選擇定阻式功放。C、根據(jù)音箱功率選擇功放，功放功率大于音箱功率2/3。

第10頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、功放的使用

1、

專業(yè)功放一般只有開關(guān)、旋鈕和指示燈三部分?！ら_關(guān)使用時(shí)應(yīng)注意開機(jī)時(shí)應(yīng)是整個(gè)擴(kuò)聲系統(tǒng)最后一個(gè)開啟；關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)最先關(guān)閉?！にp器旋鈕（也叫音量鈕）：旋至最左邊時(shí)，進(jìn)入功放的輸入信號(hào)為零，變壓器無(wú)輸出。旋至最右邊時(shí)，進(jìn)入功放的輸入信號(hào)最大，變壓器輸出也最大?！ぶ甘緹粢话惴譃榉逯禑艉瓦^(guò)載削波燈。2、

功放在長(zhǎng)時(shí)間工作后，搬運(yùn)及安放時(shí)注意免受振動(dòng)和撞擊，與音箱連接時(shí)注意極性正確接駁。3、在固定系統(tǒng)中，功放輸出音量一經(jīng)確定，一般不需要隨意調(diào)整。

第11頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)：揚(yáng)聲器（音箱）

揚(yáng)聲器俗稱喇叭，它作為高保真放聲系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其任務(wù)是把功率放大器輸出的信號(hào)能量不失真地轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝庹駝?dòng)的聲能。通常把揚(yáng)聲器，箱體和分頻器三者的組合稱為“揚(yáng)聲器系統(tǒng)”。第12頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、揚(yáng)聲器的種類結(jié)構(gòu)

1、

按聲波輻射方向分：直射式（紙盆揚(yáng)聲器）、反射式（號(hào)筒揚(yáng)聲器）。2、按換能原理來(lái)分：電動(dòng)式、電容式、電壓式、電磁式。

第13頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、

按頻率特性來(lái)分：低音、中音、高音和全音域揚(yáng)聲器。A、高音揚(yáng)聲器：僅為重放音頻中高頻成分而設(shè)計(jì)的揚(yáng)聲器單元。通常采用口徑較小的揚(yáng)聲器。B、中音揚(yáng)聲器：適用頻域在500Hz－5KHz中頻音發(fā)音的號(hào)筒型或錐型揚(yáng)聲器。C、低音揚(yáng)聲器：專為重放500Hz以下低音信號(hào)而設(shè)計(jì)的揚(yáng)聲器單元。低音通常分為中低音頻段（100－500Hz）；低音頻段（40－150Hz）；超低音頻段（20－50Hz）。D、全音域揚(yáng)聲器：指一個(gè)揚(yáng)聲器單元能重放全音域的聲音，此類揚(yáng)聲器一般頻率范圍控制在中低音至高音范圍，低音頻的下限大于100Hz，常使用在電視機(jī)，錄音機(jī)等民用產(chǎn)品中。第16頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、按用途來(lái)分：

A、監(jiān)聽(tīng)揚(yáng)聲器：供調(diào)音人員來(lái)評(píng)價(jià)音色質(zhì)量的揚(yáng)聲器。要求：頻響寬、失真低，指向性好，功率大，動(dòng)態(tài)范圍大，抗過(guò)載。B、主聲揚(yáng)聲器：面對(duì)觀眾，輻射全場(chǎng)。C、補(bǔ)聲揚(yáng)聲器：側(cè)后方，彌補(bǔ)主聲不足。D、巡回演出揚(yáng)聲器：大功率，移動(dòng)方便。E、影院揚(yáng)聲器：適應(yīng)數(shù)碼技術(shù)，語(yǔ)言清晰，穿透力強(qiáng)。5、按外形來(lái)分：圓錐形、球頂形、號(hào)角形。

第18頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、揚(yáng)聲器的工作原理（以電動(dòng)式紙盆揚(yáng)聲器為例）：

1、紙盆揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)（如圖）：由錐形紙盆、音圈、定心支片組成。紙盆由盆架與定心片支撐，音圈直接連在紙盆上。

第19頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、工作原理：當(dāng)功率放大器輸出的音頻電流通過(guò)音圈時(shí)，由于磁場(chǎng)與音圈的相互作用，音圈就會(huì)產(chǎn)生高變運(yùn)動(dòng)，音圈被固定在紙盆上，音圈隨信號(hào)振動(dòng)，通過(guò)振動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電聲轉(zhuǎn)換。紙盆面積越大越有利于聲輻射，通常低音紙盆口徑為20－30cm，高音紙盆口徑在10cm以下。紙盆揚(yáng)聲器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、音質(zhì)柔和，頻率范圍寬、低音好的特點(diǎn)。

第20頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、音箱的種類和結(jié)構(gòu)

一只揚(yáng)聲器不帶任何附件而單獨(dú)使用時(shí)，稱之為揚(yáng)聲器單元。第21頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月音箱又稱為揚(yáng)聲器箱，一般由單只或多只揚(yáng)聲器、分頻器、衰減器、箱體等組成。常見(jiàn)的音箱有敞開式、密閉式、倒相式、聲阻尼式。

第22頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、敞開式：由障板與共鳴腔組合而成，蓋面上有許多孔眼，如家用收錄機(jī)，電視機(jī)等。2、聲阻尼式：在音箱的開口孔道內(nèi)，裝有許多玻璃石等聲阻材料以此來(lái)降低箱內(nèi)的共振頻率，改善音箱的低頻特性。3、密閉式：把音箱封閉起來(lái)，在面板上只留喇叭口，減少聲反射。使揚(yáng)聲器前后的墀不會(huì)產(chǎn)生干涉，改善低頻特性，同時(shí)豐富中、高音，體積小，訊息工期方便。第23頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、倒相式：在揚(yáng)聲器面板上開一個(gè)口或插入一根倒相管，使箱內(nèi)的彈性空氣和管內(nèi)空氣發(fā)生共振，使之產(chǎn)生180度倒相，當(dāng)紙盆振動(dòng)時(shí)，前后聲波相疊加，增加低頻輻射。第24頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、聲柱：是一種特殊音箱，常用于大型劇場(chǎng)，用金屬板材或木料制成一個(gè)長(zhǎng)方形的柱狀體，在柱體內(nèi)以直線排列一定數(shù)量的揚(yáng)聲器，形成同軸輻射聲的揚(yáng)聲器系統(tǒng)（如圖）。

第25頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、揚(yáng)聲器的性能指標(biāo)

揚(yáng)聲器的技術(shù)性能決定音箱質(zhì)量的高低，會(huì)場(chǎng)用揚(yáng)聲器要考慮其指向性，以保證會(huì)場(chǎng)有均勻的聲壓級(jí)；語(yǔ)言用揚(yáng)聲器，其頻率范圍不太寬，低音也不要太豐富，以免影響語(yǔ)言的清晰；高保真重放系統(tǒng)則頻響要寬，動(dòng)態(tài)范圍要大，瞬間特性要好。

第27頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、揚(yáng)聲器的口徑尺寸：指聲波輻射口的最大幾何尺寸。對(duì)于低音揚(yáng)聲器而言，口徑尺寸越大，放音頻率越低；對(duì)于高音揚(yáng)聲器而言，口徑尺寸越大，指向性越強(qiáng)。2、標(biāo)稱功率：分為額定功率和最大功率。

A、額定功率：指揚(yáng)聲器在允許的失真范圍內(nèi)，所允許的最大輸入功率（一般由廠家給出）。

B、最大功率：指揚(yáng)聲器在某一瞬間所能承受的最大峰值功率，通常是額定功率的2－4倍。第28頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、有效頻率范圍：當(dāng)給揚(yáng)聲器一個(gè)恒壓信號(hào)時(shí)，并使該信號(hào)由低頻到高頻改變頻率時(shí)，揚(yáng)聲器產(chǎn)生的電壓也隨之變化，比變化曲線越寬說(shuō)明放聲特性越好。4、靈敏度：指給揚(yáng)聲器輸入1W的電功率，在離揚(yáng)聲器軸向正面1米處所測(cè)得的聲壓值、靈敏度越高，說(shuō)明揚(yáng)聲器效率越高。第29頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、失真：

A、諧波失真：由揚(yáng)聲器磁場(chǎng)不均勻及振動(dòng)系統(tǒng)失衡引起，一般在低頻重放時(shí)易產(chǎn)生，該指標(biāo)不應(yīng)超過(guò)3%。根據(jù)有關(guān)資料和實(shí)際聽(tīng)音的經(jīng)驗(yàn)，諧波失真在1％以下時(shí)，就有良好的主觀聽(tīng)感；諧波失真在3％就容易被人們所察覺(jué)；諧波失真達(dá)到5％時(shí)，主觀聽(tīng)感就令人煩躁；如果諧波失真超過(guò)10％，主觀聽(tīng)感就令人難以忍受。同時(shí)，人們對(duì)奇次諧波失真更為敏感。通常三次諧波失真應(yīng)遠(yuǎn)小于二次諧波失真（在不同的數(shù)量級(jí)上）才會(huì)有良好的主觀聽(tīng)感。

第30頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B、互調(diào)失真：因兩種不同頻率信號(hào)同時(shí)加入揚(yáng)聲器時(shí)，互相調(diào)制而引起。會(huì)造成音調(diào)失真，當(dāng)該指標(biāo)較大時(shí)會(huì)使合唱，合奏等節(jié)目音質(zhì)變壞。

第31頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C、瞬態(tài)失真：因揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的慣性而造成。慣性使紙盆不能緊跟瞬息變化的信號(hào)，從而引起輸入信號(hào)變形。第32頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月D相位失真電信號(hào)通過(guò)揚(yáng)聲器單元后，電相位與聲相位發(fā)生了變化而形成的失真。聲相位失真對(duì)主觀聽(tīng)音評(píng)價(jià)的影響越來(lái)越被人們所重視，尤其是揚(yáng)聲器系統(tǒng)，聲相位的失真對(duì)聲場(chǎng)、定位等主觀聽(tīng)音評(píng)價(jià)產(chǎn)生不容忽視的影響。有資料說(shuō)明人們的聽(tīng)覺(jué)對(duì)高頻部分的相位失真比低頻部分要敏感得多。

第33頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、指向性：指揚(yáng)聲器將聲波輻射各個(gè)方向的能力。300Hz以下的低頻指向性不明顯，而高頻則尖銳，口徑大，指向性尖銳，口徑小，指向性寬；紙盆深，高頻指向性強(qiáng)，紙盆淺，低頻指向性強(qiáng)。第34頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8英寸低音單元的指向特性頻率響應(yīng)曲線第35頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1英寸高音單元的指向特性頻率響應(yīng)曲線第36頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、揚(yáng)聲器（音箱）的選用

1、

專業(yè)擴(kuò)聲用揚(yáng)聲器多用于各種類型的室內(nèi)外演出，主要是向廣大觀眾或聽(tīng)眾播放音樂(lè)，歌曲等節(jié)目。要選用功率大、頻帶寬、失真小、靈敏度高的揚(yáng)聲器，高頻單元一般選用號(hào)角式揚(yáng)聲器。中、低頻單元多選用紙盆揚(yáng)聲器，大型劇場(chǎng)使用聲柱。

第37頁(yè)，課件共41頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、

監(jiān)聽(tīng)用揚(yáng)聲器A、供調(diào)控人員及演奏人員監(jiān)聽(tīng)用：監(jiān)控室監(jiān)聽(tīng)由調(diào)控人員來(lái)監(jiān)聽(tīng)節(jié)目信號(hào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)節(jié)目聲音出現(xiàn)的問(wèn)題并加以調(diào)整和處理