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擴聲系統中阻抗匹配的意義

所屬欄目 : 技術解答 發布時間 : 2021-06-03 點擊量 : 331

       擴聲系統中的阻抗匹配與功率值要求的阻抗匹配不同。一般的網絡傳輸,為取得更大功率,要求輸出阻抗與負載阻抗(后級設備的輸入阻抗)的模值完全相同,其目的是為了取得更高的傳輸效率,而對傳輸信號的質量要求不太高。但是,在廳堂擴聲系統中,對傳輸信號質量的要求是第一位的,由于它屬于小信號的電壓傳輸,而且是“定位”傳輸。信號源的內阻應小于后級設備的阻抗,這對提高信號質量有很重要的意義,一般要求信號源輸出阻抗與負載阻抗之比應滿足1:10的比例。

       其實,在擴聲系統中,幾乎所有設備都采用跨接方式,即設備的輸出阻抗設計得很小,輸入阻抗卻很大。這是由于在系統中,除非信號作遠距離傳輸,一般都當作短線處理,而且信號電平低,要求信號能高質量地傳輸,且負載的變化基本不影響信號的質量。因此,只有將信號源設計為一個恒壓源,或者說負載遠大于信號源內阻抗時才能滿足上述要求。這實際是電路中的恒壓傳輸方式。信號源內阻低,這樣可以加大信號的有效傳輸距離,發送傳輸的頻率響應。

       事實上,專業音響設備的阻抗都是按上述原則設計的,設備互連采用跨接方式,這就是音響設備的阻抗匹配。在對擴聲系統進行設計時,一般不必考慮阻抗問題。但當一臺設備的輸出端需要連接多臺設備時,即一個信號源驅動幾個負載時必須采用有源或無源聲頻信號分配器,以滿足設備阻抗匹配的要求(若為兩臺設備,一般可直接并在設備的輸出端)。

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       現代聲頻功率放大器的輸出阻抗都很?。ㄖ付ㄗ枋焦Ψ?,以下若無特殊說明均為指定阻式功放),以使功放能適應揚聲器阻抗的變化,從而達到優良的瞬態響應。許多優質功放的阻尼系系數都在數十以上,有的達到幾百(阻尼系數定義為負載阻抗與功放內阻抗之比)。

       實際上,功放與音箱是按照功放標稱的輸出阻抗和音箱標稱的輸入阻抗來連接的。功放的輸出阻抗有4Ω和8Ω兩種,即可接4Ω音箱,也可接8Ω音箱。接4Ω音箱時,功放的輸出功率較8Ω時大。兩只8Ω音箱可并接在功放輸出端,此時為4Ω工作狀態。必須注意,音箱并接時阻抗會減小,其并聯等效阻抗不得小于功放標稱的最小阻抗(有些功放還標有2Ω阻抗),否則會造成功放負載過荷而無法正常工作。

       此外,功率放大器的4Ω輸出與8Ω輸出對傳輸線的阻抗要求是不一樣的。應采用4Ω負載阻抗時,所要求的傳輸線阻抗比8Ω的要低一倍。在高質量的擴聲系統中應考慮適當的儲備,4Ω輸出時的傳輸阻抗不得超過0.2Ω(不計放大器內阻),若傳輸線長度小于100mm,則要求其截面不小于9mm2。要減小其截面,需用8Ω輸出來代替4Ω輸出,或者在傳輸線截面減半的情況下,才用4Ω輸出,這時線纜截面積可減半。由于只允許傳輸線有0.2Ω的阻抗,因此還應要求傳輸線兩端的接觸電阻更小。選用可靠性高和接觸面大的接插件也相當重要。

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