在音响界,扩大机的输入阻抗一定要高于输出阻抗吗?
一般的说法是:扩大机的输入阻抗是愈高愈好,而输出阻抗是愈低愈好。为什么呢?因为输入阻抗高了,从信号源来的信号功率强度就可以不必那么大。
那么什么是低输出阻抗呢?它又有什么好处?通常低输出阻抗被提到地方大半是指前级扩大机的输出阻抗,后级通常是称作输出内阻的。前级的低输出阻抗有以下几个好处:
一、一般会强调低输出阻抗即表示了它有较大的电流输出能力,容易搭配一些低输入阻抗的器材(后级)。
二、低输出阻抗可以驱动长的讯号线及电容量较大的负载,以音响用前级为例:前级的输出阻抗在与讯号线结合后,输出阻抗加上讯号线本身固有的电阻与电容会形成一个RC滤波的网路,当输出阻抗愈高时,则经过讯号线后的讯号,其高频端的滚降点就会越低,反之则愈高。
所以扩大机输入阻抗愈高愈好,输出阻抗愈低愈好,原因在与其它器材互相搭配时,其匹配性比较高。
那么音箱低输入阻抗又有什么优点呢?它可以大幅提高信号杂音比,使得音乐的纯度提高,音质就比较好。另外低输入阻抗有较好的相位特性,一般常见被提出来的是频宽特性,总谐波失真特性等,而相信失真则很少被提及。在这个时候,你必须采用一部拥有更低输出阻抗的前级来搭配了。
现在市面大多数前级的输出阻抗均已相当的低,因此在后级的输入阻抗部分就可以酌情降低。但是如果前级的输出阻抗高于后级的输入阻抗,这是不能匹配的,一定要记住!
所以,前级的输出阻抗如果能够低的话,那么后级的输入阻抗就可以不必设计得那么高;同理,如果我们使用的输出阻抗够低,那么前级的输入阻抗也没有必要那么高。
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。相关问答
音箱上标的阻抗4一8欧姆到底能配多少阻抗的功放?-ZOL问答
5条回答:音箱只能标一个阻抗--就是只能4欧姆或8欧姆阻抗。音箱最好与功放阻抗一样,功率才好匹配。名牌音箱都是只有一个阻抗,只有杂牌山寨音箱才会这样乱标几个...
电脑上听歌阻抗多少合适-ZOL问答
电脑的耳机输出阻抗一般是20欧姆左右,适合用低阻耳机听歌,不宜直接接入专业功放机【输入阻抗较高、会有噪音】,但是可以接电脑用的小型有源音箱【输入阻抗较低...
什么是音响中的阻抗?
解释:1、阻抗:它是指扬声器输入信号的电压与电流的比值。2、音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻抗两类,高于16Ω的是高阻抗,低于8Ω的是低阻抗,音箱的标...
音箱喇叭阻抗一定要一样吗?
每个单元阻抗尽量要一样,否则在音量等各项参数指标上就有劣化的影响了。阻抗是指车辆扬声器输入信号的电压和电流之比单位为欧姆。通俗地说阻抗就是车载音箱...
喇叭阻值和功率
[回答]喇叭的阻抗越小,越容易驱动。功率是用施加在喇叭上的电压的平方除以阻抗得到的,阻抗不能决定喇叭的性能。喇叭的标准阻抗是使用时要注意阻抗匹配。...
音响额定阻抗是4欧姆好还是6欧姆好?
音箱的额定阻抗是制作音箱的喇叭的电参数之一。常见喇叭的阻抗是4、8、16欧姆,以4欧和8欧最常见,比较少的有3.5、6、32欧姆的。喇叭的阻抗数值大小是由喇叭音...
买音箱多少阻抗的好?
惠威、山水、麦博、惠普、漫步者都是些国产比较不错的音箱。音箱的功率上面选择选择50W的功率要是家用的话就足够了,功率并不是越大越好。音箱的灵敏度是越高...
求助.音箱的阻抗,功率和音质的关系?
音箱阻抗,选6-8欧最好,音质最好。阻抗小,输出功率大,对功放要求很高,音质也差一点。名牌功放,都有不同阻抗输出功率。杂牌功放,只有4-8欧输出功率,其实是...
功放的阻抗低于,音响的阻抗,他们怎么配?
具体要看音箱的功率多少、功放的功率多少、你实际需要多少功率?功放的输出阻抗低于音箱的阻抗,一般直接接上没有多大问题,只是输出功率是达不到功放的最大功率...
音箱阻抗要多大的?配100W的8欧的音箱可以吗?】作业帮
[最佳回答]是指左右声道各输出40瓦的功率,输出阻抗为4欧.音箱的功率应在40瓦以上,如果音箱的功率不足40瓦,那么音量就要开小一些,以免烧坏喇叭.音箱的阻抗不要...