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扩声系统中阻抗匹配的意义

所属栏目 : 技术解答 发布时间 : 2021-06-03 点击量 : 133

       扩声系统中的阻抗匹配与功率值要求的阻抗匹配不同。一般的网络传输,为取得更大功率,要求输出阻抗与负载阻抗(后级设备的输入阻抗)的模值完全相同,其目的是为了取得更高的传输效率,而对传输信号的质量要求不太高。但是,在厅堂扩声系统中,对传输信号质量的要求是第一位的,由于它属于小信号的电压传输,而且是“定位”传输。信号源的内阻应小于后级设备的阻抗,这对提高信号质量有很重要的意义,一般要求信号源输出阻抗与负载阻抗之比应满足1:10的比例。

       其实,在扩声系统中,几乎所有设备都采用跨接方式,即设备的输出阻抗设计得很小,输入阻抗却很大。这是由于在系统中,除非信号作远距离传输,一般都当作短线处理,而且信号电平低,要求信号能高质量地传输,且负载的变化基本不影响信号的质量。因此,只有将信号源设计为一个恒压源,或者说负载远大于信号源内阻抗时才能满足上述要求。这实际是电路中的恒压传输方式。信号源内阻低,这样可以加大信号的有效传输距离,发送传输的频率响应。

       事实上,专业音响设备的阻抗都是按上述原则设计的,设备互连采用跨接方式,这就是音响设备的阻抗匹配。在对扩声系统进行设计时,一般不必考虑阻抗问题。但当一台设备的输出端需要连接多台设备时,即一个信号源驱动几个负载时必须采用有源或无源声频信号分配器,以满足设备阻抗匹配的要求(若为两台设备,一般可直接并在设备的输出端)。

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       现代声频功率放大器的输出阻抗都很小(指定阻式功放,以下若无特殊说明均为指定阻式功放),以使功放能适应扬声器阻抗的变化,从而达到优良的瞬态响应。许多优质功放的阻尼系系数都在数十以上,有的达到几百(阻尼系数定义为负载阻抗与功放内阻抗之比)。

       实际上,功放与音箱是按照功放标称的输出阻抗和音箱标称的输入阻抗来连接的。功放的输出阻抗有4Ω和8Ω两种,即可接4Ω音箱,也可接8Ω音箱。接4Ω音箱时,功放的输出功率较8Ω时大。两只8Ω音箱可并接在功放输出端,此时为4Ω工作状态。必须注意,音箱并接时阻抗会减小,其并联等效阻抗不得小于功放标称的最小阻抗(有些功放还标有2Ω阻抗),否则会造成功放负载过荷而无法正常工作。

       此外,功率放大器的4Ω输出与8Ω输出对传输线的阻抗要求是不一样的。应采用4Ω负载阻抗时,所要求的传输线阻抗比8Ω的要低一倍。在高质量的扩声系统中应考虑适当的储备,4Ω输出时的传输阻抗不得超过0.2Ω(不计放大器内阻),若传输线长度小于100mm,则要求其截面不小于9mm2。要减小其截面,需用8Ω输出来代替4Ω输出,或者在传输线截面减半的情况下,才用4Ω输出,这时线缆截面积可减半。由于只允许传输线有0.2Ω的阻抗,因此还应要求传输线两端的接触电阻更小。选用可靠性高和接触面大的接插件也相当重要。

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