要怎么不烧掉你的音箱！ 浅谈阻抗匹配——阜新声艺视听
▲先承认这张照片有点太夸张了，而且喇叭的部位其实不会烧起来
但是当讯号经过后级放大成高电流时，若是作为负载的箱体(Cabinet，本文将以CAB简称)和音箱头的阻抗没有匹配的话，轻微的话会导致不正确的音色，严重的话有可能会使音箱故障，直接变成一块昂贵的砖头。所以在搭配时还是要谨慎一点，才能避免这种令人心痛的结果。
这篇文章我们会提到箱体和负载的关系，常见的阻抗值和阻抗不匹配时会产生的影响。
什么是箱体(Cab)?
吉他音箱通常可以分成1.前级 2.后级 3.喇叭单体(Speaker) 三个部位。把三个全部做进一个箱子里的我们会称呼他为Combo音箱；把前级和后级做成音箱头(Head)，再把喇叭单体独立做成箱体(Cab)的组合是Stack音箱。
Stack音箱能有许多不同品牌型号的搭配，音色的变化性更灵活，但因为Cab有不同的阻抗设计，所以在选择时也需要考虑是否匹配；Combo类的音箱已经把Head和Cab做在一起了，所以使用者通常不用去思考阻抗匹配的问题(除非要另外接一组CAB)。
▲音箱可简单分成Combo和Stack两种。图片来源为PROMENADE MUSIC
喇叭单体的运作方式是从音箱送出经过放大的电讯号，导通至喇叭上的线圈产生磁场，该磁场会随着电流大小的变化和喇叭内的磁铁产生强弱不等的互斥，连带带动振膜的震动，因此能将电讯号转化成声波。和麦克风的原理恰好相反。
▲通电后的线圈可以带动振膜发出声波。
什么是负载(Load)?
根据维基百科的定义，在电路中能消耗功率的组件就是负载(Load)，这些负载有些会将功率转化成其他能量的形式(如灯泡将电能转成光、喇叭单体将电能转成声音)，所以Cab可以视作声音讯号这个电路的负载。
阻抗不匹配
为了让讯号能够有效率的从讯号源到负载之间传递，我们会希望两者之间的输出和输入的阻抗是匹配的，电吉他音箱为了放大讯号，后级放大的电流只需要比较小的负载阻抗，所以最常见的Cab阻抗是4欧姆、8欧姆和16欧姆三种。欧姆数的大小由喇叭上线圈的粗细和缠绕次数来决定。
▲音箱头的输出通常有不同欧姆的输出来匹配不同阻抗的箱体。
大部分的音箱头可以选择要接几欧姆的输出孔，8欧姆的输出孔搭配8欧姆的Cab就是很理想的阻抗匹配情形，如果8欧姆的输出孔接4欧姆或16欧姆的CAB，那他们就是不匹配的负载(Impedance Mismatch)，
CAB的负载过高或过低会导致不同的现象，音箱的后级是晶体管或真空管的结果也会不一样。
晶体管:
后级的输出功率是在特定的负载阻抗下才能计算出来。功率=电流*电压(P=IV)，电压=电流*阻抗(V=IR)，所以功率会等于电压的平方/阻抗(P=V^2/R)。公式好多看起来有点可怕，但是这边要表达的是阻抗越大的话，输出的功率就会越小。
所以一个后级输出100瓦、负载是8欧姆喇叭，如果把喇叭换成16欧姆，那他的功率就会变小，讯号也较不线性，除此之外就不会有太严重的状况(SAFEMISMATCH)；那一定会有人好奇说是不是只要换成4欧姆，就会变成200瓦的音箱了?当然是没有这么美好的事情啦。电压固定时，阻抗减半的话电流也会直接变两倍，虽然功率确实会变大，但是音箱通常不会设计能够承受两倍的电流，负载不足的能量会变成废热，后级的功率晶体就会直接烧毁!
真空管:
真空管和晶体管的差异在于，真空管后级会先经过输出变压器才进CAB，所以真空管后级的功率不会受CAB的阻抗影响。真空管后级对喇叭阻抗不匹配的容许度比较高，在常见的4、8和16欧姆的阻抗都还算合理范围(SAFEMISMATCH)。在后级输出比喇叭阻抗还低的情形下，电压会上升，电流会下降，中频些微的增加；若是后级输出比喇叭阻抗还高时，则相反。根据知名音箱品牌H&K的建议是喇叭阻抗不要大于音箱输出阻抗两倍，也不要小于四分之一倍。只要在这个范围内都可以做不同的尝试。
小结:
晶体管音箱可以接阻抗比输出大的CAB，不能接阻抗比输出小的。真空管音箱大的小的阻抗都可以接，不过建议要在合理范围内。开启音箱时没接Cab会怎么样吗?
最明显的状况应该是会没有声音(讲废话)，不过一样是音箱空载(没接CAB)情况，真空管后级和晶体管后级的会发生的代价可以说是天差地远。
晶体管:
先讲结论，晶体管后级没有接CAB也不会有任何的损坏，在空载的情况下，电阻等于是无限大，不会有电流通过。
真空管:
由于真空管后级和CAB之间有输出变压器，所以在没有CAB当负载的情形下，所有后级管的能量会直接砸在输出变压器的线圈上，然后他就死掉了，所以真空管音箱切记一定要在确定有接上CAB后再开机。
▲H&K官方直接把警语写在输出孔旁边，在使用真空管音箱时请务必连接CAB。
小结:
晶体管音箱不接CAB不会故障，不过要是把这个习惯带去别台真空管音箱就不好了。
真空管音箱不接CAB可能会导致输出变压器烧坏。
常见问题
1.为什么吉他音箱箱体的阻抗都比较低?
阻抗越高的喇叭，就需要更大的功率才能推动。吉他音箱的重点就是要大声，所以箱体的阻抗一般不会太高。
2.4欧姆、8欧姆和16欧姆的音色会有差别吗?
单体本身的欧姆数不会影响音色，但是用8欧姆的输出的音箱，进8欧姆和16欧姆的CAB音色就会不一样。
假如用同一颗音箱，用8欧姆输出孔接8欧姆阻抗的CAB，或用16欧姆输出孔，但是接同一个型号，只是是16欧姆版本的CAB，得到的音色差异会很小。
3.如果我半夜想要用真空管音箱头录音，但是接CAB又太大声了，有什么解决办法吗?
因为CAB最主要是作为音箱的负载，所以有人会使用LOADBOX，作为后级的负载的同时，直接把音箱头的讯号完整的进到录音接口。
但少了箱体的音色听起来还是会有些奇怪，所以通常会搭配箱体模拟(CabSimulator)或IR来使音色更自然。
▲以箱体模拟闻名的TWO NOTES推出的Torpedo Captor X LOADBOX。
总结
音箱和CAB的阻抗匹配看起来很可怕，好像一堆眉眉角角没注意到音箱就会坏掉一样，但其实只要谨守两个简单的原则——
音箱后级的阻抗写多少欧姆就接到多少欧姆的CAB。音箱开启时确保音箱头有接上CAB(用喇叭线，不是吉他用的乐器导线)。这两点都有做到的话，基本上就没有要担心的事情了。如果你是不喜欢遵守规则、喜欢各种尝试的坏分子，切记使用晶体管音箱时CAB的阻抗不要小于音箱输出；使用真空管音箱时一定要接上CAB。这样你的音箱才能跟着你长长久久喔。你应该知道的常识：音频发烧友的两大门槛
朋友知道笔者在做音频之后，跑来问我：“音频发烧友有没有门槛？”我便告诉他：“音频发烧友有两个门槛，第一个是大门门槛，第二个是堂屋门槛。”朋友一脸鄙夷的嫌弃我卖关子，但还是问我什么意思，我便用我刚入行浅薄的大白话给他解释，具体如下。
01音频发烧友的第一个大门门槛是“耳朵”
想要迈过这个门槛要先弄清楚一件事——“你是什么耳朵？”。大部分没有接触过特别训练的普通人，都是木耳朵。但决定你能否迈过门槛的是看你是真木耳朵还是假木耳朵。
木耳朵通常就是指分辨不出音乐的音质等在细节上的细微差别，听不出高素质和低素质的音响设备之区别，听不出高低品质的音频文件之区别。
对于假木耳朵而言，听不出区别的最主要原因他们在听音乐的时候，都是“单线条思维”。只能关注到主旋律，或者是多旋律线中的高声部，其他声部信息，不是耳朵不能听到，而是自动被大脑忽略了。这种假木耳朵可以通过之后的训练逐渐改变、提升。
而真木耳朵就真的是死路一条，老天爷早早在你的基因链里动了手脚，是你无论如何训练也分辨不出，不同素质音乐设备之间的具体差别，更别提细节了，只能听个响。
音频发烧友的两大门槛
大多数普通人的耳朵都是假木耳朵，只有很少一部分人才是真木耳朵。所以说对于大部分人来说这个门槛很好迈过去，但对于很少一部人而言迈不过去就没有办法了。
而如何判断自己是真假木耳朵，则比较好解决。毕竟现在科技如此发达，一些关于耳朵听能的测试有很多，挑一家权威的就可以了。例如飞利浦“金耳朵”挑战赛，参与挑战者的金耳朵们需要接受来自多个维度的音乐考验，分别为音乐敏感度，音色、细节、空间感、低音以及高强度全能考核。
02音频发烧友的第二个堂屋门槛则是“钱”。
各领域的发烧友都是要烧钱的，已经成为一个常识。但是这些钱到底烧在哪里？怎么烧？烧多少？真正了解的人就比较少了。
其实音频发烧友们一烧原声，二烧设备。
一烧原声
众所周知世界上最好的声音便是原声，既便是鼎鼎大名的“HiFi”也不过是与原来声音高度相似的重放声音。因此寻求世界上最真实，最好听声音就去听现场，例如到声学效果处理的很好的音乐厅里听音乐会。
说到这里，朋友未经大脑的说：“那听现场不就好了！”话一出口，他便意识到自己的愚蠢，原声、现场哪里是时时都有的。
因此人类发明了录音技术，将现场的音乐转化为电信号，保存在媒介载体里，例如模拟的唱片、磁带，数字化的CD、MP3，云端等。
二烧设备
音频发烧友要烧的一套基础的设备包括：解码器、放大器材（耳放和功放）和扬声器（耳机和音响）。
音频发烧友二烧设备
解码器
发烧友来说，解码器简称DAC，也是英文Digitaltoanalogconverter，说白了就是数字信号到模拟信号的转换器，解码器接受数字信号，将数字信号转换为模拟信号。上文中提到录音技术就是将将现场的音乐转化为电信号，保存在媒介载体里，而解码器我们可以简单地将其理解为一个还原的过程。
音频解码器
由此解码器的好坏也就变得非常重要，因为虽然数字信号之间也存在好坏的差距，但是相比经过不同解码器之后所产出的模拟信号来说，差距要小得多。所以解码器也最终决定着模拟信号的质量。
音频解码器
当我们的解码器越强大，最终得到的模拟信号的声音表现也就越出色，我们实际感官能够体验到的声音就更好。
放大器材
放大器材包括耳放和功放。对于扬声器来说，其实是决定音质好坏的最大因素，因为在扬声器之前，都是以信号形式进行传播，相比扬声器这最后一步物理换能来说，损失都是很小的。
但是不同的扬声器有着不同的参数，对于很多消费级产品来说，因为为了普通消费者可以很好的驱动，耳机方面都采用灵敏度很高并且阻抗很低的扬声器，音箱方面也都采用内置数字放大功放模块的做法，这样做确实能让消费者插上就用，但是很多消费者也发现，高端扬声器产品都不是那么“平易近人”的。
耳机方面有很多高阻抗、低灵敏度产品，音箱方面大部分高端产品也都是无源设计。所以为什么越是高端产品越如此“不近人情”呢？
放大器材对扬声器很重要
原来对于耳机产品来说，高阻抗低灵敏度的设计首先因为高端耳机大部分是全尺寸动圈单元，低灵敏度对于整体声音的控制力来说很有必要，并且对于大尺寸动圈单元来说，因为振膜本身无法保证厚度的超薄，所以很多时候是无法降低灵敏度的。只有足够的电流才能顺利的驱动开。而高阻抗的设计也是可以更好的过滤掉信号中的杂讯，并且如果驱动电压足够，高阻抗反而会带来更高的换能比。 简单说就是可以使声源信号更加保真，让我们能够听到更好的声音。
扬声器
其实扬声器掌握着一整套系统最大的决定权，扬声器作为最后一步的物理转换，自己的风格和水平最大的决定着整套系统的好坏。虽然在很多发烧论坛都可以看到类似于“音源才是最重要的，能喂饱耳机才能出好声。”但是笔者并不太认同这个观点。
HiFi音质监听耳机
如果音源的级别远高于耳机，那么其实这套系统反而更不健康吧，这种理论总觉得类似于要给桑塔纳加航天汽油一样的感觉。对于想要搭建一套系统来说，最优先选择的一定是耳机，先找到自己喜欢的耳机产品，在针对耳机来搭配后面需要的耳放、音源甚至线材等等设备。
静电耳机系统
而目前的耳机市场来说，从耳塞到耳机产品，基本还是符合一份价格一分货的标准，虽然坑爹货也不算少数，但大部分还是卖得贵的要比低价位好，不论是入门级还是万元的旗舰级，靠谱的产品都有着比较明显的品牌风格，就拿拜雅T1和森海塞尔HD800来说，都有足够优秀的素质，也是同级别产品，但是表现出的声音风格差距并不小，有人喜欢T1，有人更喜欢HD800。所以对于耳机这类产品来说，眼见并不一定为实，还是去听听更喜欢什么最靠谱。
写在最后
和朋友交流过后，他便和我一样懂得了这些浅显音频知识，他又提及关于数据，我告诉他当你真的烧了起来，很多数据和更详细、系统的知识就会慢慢了解了。而现在只是让你了解音频发烧友都在烧一些什么东西，这些音频发烧友们确确实实是在追求声音重放的极致，而不是什么玄学。
最后的最后，大家都很关心烧钱的事情，那么久放上一款价格反正我是买不起的耳机系统。
(7217139)
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