关于功放参数说明

人气:1062发表时间:2022/1/13 9:52:34

还是功放和音箱那些事情

 

声学公开课自习室 VIP  讲师

2022-01-12浏览 5772次

很多初学者,死活不理解【功放】的原理

什么放大倍数,电压增益,功率,阻抗,看到就头晕,网上各种各样的教程,越看越头晕,越看越不懂,就是感觉写东西的人老牛逼了,知道各种各样的专业术语,自己一个也看不懂。

     作为一个热心肠的物理课代表,心中总有一个理想,无论飞越多少千山万水,无论历经多少磨难,就是想让大家都能懂,用不一样的视角,去重新理解这个世界。

    写这篇文章,我已经做好了“被喷”的准备,为了广大的初学者们能够秒懂,被喷就被喷吧,那些讽刺的语言你就来吧,我只想让大伙儿看清真正的物理世界,真正的逻辑思维。

 

    做好准备了吗?

    首先,我们要用不一样的视角,要有一个清晰的逻辑。如果你对以前学的东西念念不忘,被那些专业术语吓屎吓尿,那你不要看了,不如转行,或者老老实实的自己当好老板,事情就让年轻人去做好了。

 

     

     第一步,我们首先认为功放就是一颗电池,音箱就是一只灯泡。

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我知道喷友此时,有东西要喷的,不管怎么样,你先这样认为就好,让他们去喷。

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      那么这个电池有个MAX的电压,比如5号电池,一节电池是1.5V的对吗?  卧槽,这么简单谁不知道啊!

      我们就把1.5V的这个电池当成一个功放,

//那也太不像了吧?先按照这个思路好吗,不要管其他的!

 

   现在拿一颗小灯泡接上,灯泡亮了,我们认为:

   电池=功放

   灯泡=音箱

 

 

//但是,他们明明就不是啊,这根本就不对吧!

这个叫做:类比思维,把一些复杂的东西,类比到生活中我们深刻感知的一些事物中。研究物理的常用思路,国内外各种物理相干书籍论文,比比皆是。如《扬声器制作手册》,《声学基础》等等等等

    

    那么,现在,我出个简单的题目:灯泡的阻抗是 8欧姆,电池是1.5V,请问灯泡此时此刻的功率是多少?

    答:功率=电压×电压÷电阻=1.5×1.5÷8=0.28125瓦特

 

        简直太简单了,智商受到了极大的侮辱!

 

    再来一次,又一问:还是那个灯泡,阻抗是8欧姆,现在,1.5V的电池用2颗串联,1.5+1.5=3V(我们知道,两节电池串联起来就是3V),问:灯泡此时此刻的功率是多少?

    答:功率=电压×电压÷电阻=3×3÷8 = 答案懒得算了

        注意,这个时候就把电压改成3就好了,可见电压升高了,功率就增加了,是吧。

       太简单的吧,智商又被侮辱了一次。

 

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     那么,‘喷友们’就会说了,灯泡怎么可能只有8欧姆呢,而且灯泡在亮和不亮的状态下,阻抗是不一样的。用灯泡比喻实在不好吧?

     是的,是我故意的,原因是:初学者对‘灯泡’有好感,对‘电阻’认知不够亲切,灯泡在现实生活中常见,容易理解一些,电阻是一个不常见的东西,初学者甚至没有见过电阻的都有。 那么,你可能会说,这样的人不适合做这行。

    如果你已经是一个高手,你有没有希望身边有一些高水平人才,共同合作,如果希望,那么就要靠自己努力传播知识,如果你不希望,那么你是个自私的人,事业一定不成功。

     这里我强烈建议,物理高手多看历史,人文,不要自私自利,多分享,少喷,学习管理,扩大格局。

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     那么灯泡也是有个功率的对吧,比如‘5瓦’的灯泡,对不对

5瓦,是什么意思呢?

      意思就是,ZH不要超过5瓦,比如,它是5瓦的,我给它6瓦,它可能会烧掉,但是,我给他4瓦,它就不会烧。

 

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喷友们,又来了,我知道你们又要说什么,灯泡不亮的时候功率更大,反而容易烧,好了好了,我们暂时为了让初学者理解,先不要讲这些好吗,。灯泡的感觉很亲切,很有画面感。用电阻来形容,我怕别人看不懂。

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    总结一下,‘一个东西’标  “5瓦”,就是说,【当前所给功率】不得超过5瓦。     5瓦是【MAX承受功率】

 

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当然良心厂家制造,超过一点点也不会有问题的

黑心厂家制造,不到5瓦就烧焦了。

我们这里不讨论产品制造的问题好吗,你懂的!先当它是一个理想的状态。分辨产品好坏,那是另外一个故事了,我的直播已经讲过一次了,伤害了不少厂家,得罪了不少黑心的老板,他们现在恨不得扒了我的皮,吃了我的肉。

另外,我现在直播转到了斗鱼,不在映客了。斗鱼房间号:6204235

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    什么叫做【当前所给功率】

 

   比如:你用一节1.5V的5号电池,接到8欧5瓦的灯泡,那么当前所给功率就是  

         【当前所给功率】=1.5×1.5÷8=0.28125瓦

 

这个1.5V就是【当前所给电压】

 

   我勒个去,算法和刚刚不是一样的吗?0.28125瓦,这就是【当前所给功率】那 5瓦是什么?你可以暂时理解为,5瓦是【MAX承受功率】。

   【当前功率】(后文中省‘所给’两个字)是0.28125瓦,没有超过【MAX承受功率 】5瓦,因此灯泡不会烧掉!

 

     【当前功率 】 < 【 MAX承受功率】   //就不会烧

 

    再来一个总结:

1.【一个用电的东西】标5瓦,就是这个东西的【MAX承受功率】。

2.它的【当前功率】,是要通过【当前电压】和【电阻】计算出来的。

3.【当前功率】不要超过【MAX承受功率】就好了。

 

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喷友们又要搬出RMS来了,稍等片刻,RMS等会再来

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   那我已知这个灯泡是功率是:5瓦,阻抗是:8欧,能不能反推出,最多可以接几颗电池呢?

                    //如果你问这个问题,说明你很聪明?

 

 请看这个式子,欧姆定律的转换公式:我知道80%看不懂英语,哈哈哈哈,所以我翻译过来了,呵呵。

 

 

   //此时此刻,你是不是,也发出了:呵呵

 

  逻辑转换   MAX承受电压=根号下(MAX承受功率×阻抗)

 

   带入数据    MAX承受电压=根号下(5×8)=6.32 V

 

   因为电池是1.5V的 所以  把6.32÷1.5=4.2颗

   因为电池是一颗一颗的,没有零点几颗,所以尾数去掉,就是4颗

   那么,这个5瓦,8欧的灯泡最多能接 4颗1.5V的电池(串连),再多接一颗电池,它可能会烧掉,可能,可能会烧,它MAX能承受6.23V的电压。

 

   是不是,再一次侮辱到你们智商了呢?简单到恶心想吐,有没有。

 

   那么,假如有一个音箱,是500瓦,8欧,请问,MAX承受功率,MAX承受电压分别是多少?

   答:MAX承受功率=500瓦     //直接把500瓦拿过来了,重视!

          MAX承受电压 = 根号下(500 × 8)= 63.2 V

卧槽,简单到吐了,真特么简单!!

 

    再来一道练习题:一个音箱是 350瓦16欧,请问,这个音箱MAX承受功率,MAX承受电压分别是多少?  答案我就不说了,因为简单到等会我又要吐。

 

【根号下】这个东西应该还有同学不晓得的吗?就是【开平方】。百度应该有的。

 

接下来

      我们又要认识一下什么是【功放的功率】

 

    功放标  8欧 2×600瓦  是什么意思?

就是 这个功放有2个通道,每一个通道 接【8欧的东西】的时候,能够MAX的释放出600瓦的功率。

  那么是不是,功放一打开,每一个通道就能释放600瓦功率?当然不是拉,傻瓜都知道,它后面接的音箱没有放出声音的情况下,功放几乎不输出功率,音箱声音很大的时候功放输出的功率才会比较大。

              功放放出的声音是大小变化的,因为音乐在变化

            宏观上:大多数歌曲音乐分成很多段落,有些段落,声音激昂壮阔,有些段落,声音委婉轻柔

             微观上:音乐里面的每一毫秒,电压值起起伏伏。大起大落,密集的跳变。

 

那么

 

    功放的输出功率是变化的,对吧!  对的

 

    我们不知道它‘当前输出功率’是多少,对吧!对的

 

    这台功放的每一个通道,MAX输出功率是600瓦,对吧!   对的

 

总结:   8欧 2×600瓦的功放

      这台功放有两个通道,每个通道当前输出功率是实时变化的,我们认为,它接【8欧的东西】的时候,MAX能够释放出600瓦功率。

 

    功放的当前输出功率是变化的。

    我们不知道它‘当前输出功率’是多少。

    这台功放的每一个通道,MAX输出功率是600瓦。

 

     实时的具体输出多少功率,鬼知道,因为它是变化的,但是MAX能够输出多少功率,我们知道,600瓦,在【接8欧的东西】的情况下。

    一般情况下,一般情况下,一般情况下,功放有一个peak灯(或者是clip灯),当这个灯亮起来的时候,说明,此时功放达到MAX输出功率,即600瓦。

 

三大反问再来一波:

  功放的输出功率是变化的,对吧!  对的

  我们不知道它‘当前输出功率’是多少,对吧!对的

  这台功放的每一个通道,MAX输出功率是600瓦,对吧!   对的

 

    这个peak灯(或者是clip灯)也不是常亮的,只是偶尔的跳一下,对吗

那么,它只是偶尔跳一下的输出达到600瓦,对把,它不是时时刻刻都是600瓦对吧!  

它不是时时刻刻都是600瓦对吧!  

它不是时时刻刻都是600瓦对吧!  对的,对的,不是时刻都600瓦。

 

    那我接4欧的东西呢,怎么算?

    答,我也不知道,因为缺少条件,它只讲了8欧情况下,没有讲4欧,所以我不知道,要去问厂家哦。

都是要靠厂家提供的,我不是算命的。

    如果厂家只提供了  8欧2×600瓦这样的数据,你让我告诉你4欧多少瓦,这个算不出来,因为我目前还没有学《算卦》,前面说过玄学领域我是不擅长的。玄学领域里面我就是个狗。

 

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这个时候,‘喷友’又要来了,我是又要防喷友,又要把事情给广大初学者讲清楚,注意:我们这里仅仅只考虑 功放输出功率,不考虑功放自身消耗功率,

这个MAX输出功率,是RMS功率,我们只考虑理想状态,不考虑它怎么来的,我知道喷友们会说,这个功率要考虑多少Hz,多少失真度下,多少负载情况下,测量MAX电压,但是,你这不是给初学者看的东西,功放的制造,自然有人去做,自然有人去讲,我们讲的是终端用户的操作问题,是基础原理,没有基础原理,你就是把古今中外,上下5000年讲一遍,他们还是不会懂的,懂了的人自然不需要你去说。

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   那么,我想问,你这个600瓦要怎么样才能释放出来呢?

 

   把声音开大一点呗,这个问题是不是贼简单

 

   把哪个声音开大啊?

 

   1.功放电位器打到MAX2.功放输入的信号开大

   会不会爆炸,不会的,怕死你就趁早转行,你那双水灵灵的小眼睛死死的盯着功放那个peak灯(或者是clip灯),但小眼睛不要被它亮瞎了,灯一跳那么功放输出就是600瓦。

 

三大反问再来一波:

  功放的输出功率是变化的,对吧!  对的

  我们不知道它‘当前输出功率’是多少,对吧!对的

  这台功放的每一个通道,MAX输出功率是600瓦,对吧!   对的

 

 

    好的,我现在拿一个300瓦8欧的音箱,接到一个2×600瓦8欧的功放上面去,因为只有一个音箱,所以另外一个通道,我们不考虑先,对把,功放的两个通道是独立的,我们认为两个通道是互不相干的。

/******喷友说,不是独立的,桥接状态下,两个通道可以联合,就算stereo状态下还要考虑通道分离度等等等,哎,无语了,我认输*****/

 

    那么你就会问,现在把功放电位器开到MAX,然后输入信号慢慢加大,此时小眼睛看到功放正在跳红灯了,证明功率已经输出达到了600瓦,但是,音箱只有300瓦,会不会烧啊。

 

请看下图:

 

 

      功放输出音乐信号,是变化的,它不是每时每刻都是600瓦,对吗?

       一个只有300瓦的音箱,偶尔去到600瓦,它到底会不会烧呢?

      答案是:凭良心。

                    如果,音箱厂,标300瓦的音箱,它自己做了老化实验,是这样做的,用一个300瓦的粉红噪声,峰值因数是6dB,连续的播放2小时,/*或者更久的时间,当然这个时间不少于一个数,你说多就多少,喷友喜欢抠细节。*/   音箱没烧掉,说明音箱可以耐得住300瓦6dB峰值因数的粉噪。

音乐的峰值因数 大多数都在12dB 左右,做得太小了,就不好听了,没动态了。

 

那么峰值因数是什么呢?????下图的【峰值】,是指:电压MAX

 

我们看一个实际的把

 

 【注意:峰值因数越小,这个声音越凶猛】

 

/*********************************

   红色这个波形对应的音乐,我是播放了 Good 4 Nothing翻唱McFly歌曲《DONT STOP ME NOW》 高潮时候的一个小片段,另外Good 4 Nothing是我挺喜欢的一个朋克乐队,节奏比较凶猛,曲调直来直去,歌声声嘶力竭。  ******************************************/

 

说这些有什么意思呢?

   我们现在再来看一看 6dB峰值因数,300瓦的粉红噪音,再看一下,它到底是个什么鬼?

 

已知这个粉红噪声是6dB的峰值因数,这是什么意思呢?

就是说,峰值(对数形式)-RMS值(对数形式)=6dB

     那么,峰值(电压值)÷ RMS值(电压值)=2

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这是怎么算出来的?  

有这个式子可以了解一下  

                峰值因数=20×Lg(峰值电压/RMS值电压)

(或者)  峰值因数=峰值(对数形式)-RMS值(对数形式)

 

看到”对数“两个字就烦,什么什么呀,看不懂了!

换两个字,你可能就懂了

 

                峰值因数=20×Lg(峰值电压/RMS值电压)

(或者)  峰值因数=峰值(dB单位)-RMS值(dB单位)

***********************************************************/

 

这个粉红噪声是300瓦,怎么说呢?

     首先,你要指定:被测音箱的【阻抗】,阻抗是多少,我也不知道,厂家提供的

      比如厂家提供 被测音箱 阻抗=8欧,用300瓦 6dB峰值因数的粉噪做功率实验,持续2小时,音箱没有烧掉,也就是,通过了老化实验。

 

问题又来了:

       怎么确定粉噪就是300瓦呢?我们一般只能测到【电压】,用电压表测电压啊,【功率】是不能直接测到的,首先计算一把:

            电压=根号下(功率×电阻)=根号下(300瓦×8欧)=48.98V

// 没错,又是这个破公式,倒来倒去的

这个48.98V电压,是什么玩意?算这个干什么?

          48.98V就是当前这个粉噪的电压啊,用48.98V电压的粉噪,给8欧的音箱,那么音箱可以达到300瓦。

        峰值因数何干之有?

那你告诉我,这个48.98V是峰值电压,还是RMS值电压呢?

 

给你3秒

 

1。。。。

 

2。。。。

 

3。。。。

 

 

 

 

答案是:48.98V是RMS值电压!!!!!

             也就是用48.98V的RMS电压的粉噪(6dB峰值因数的粉噪),给到音箱,N小时后,不烧掉,那么说明,这个音箱有300瓦【连续功率】。

 

猜对了吗?

 

那,接下来,你知道意味什么了吗?

 

对,大胆一点,不要怕!勇敢的说出来!

意味着,这个通过了300瓦6dB峰值因数粉噪老化的【音箱】,它实际上,可以瞬间承受48.98V 电压的两倍(粉噪情况下),也就是97.9V 。

如果换算成功率的话

     功率=电压×电压÷阻抗=97.9×97.9÷8=1200 瓦

      300瓦的音箱,可以承受瞬间1200瓦的功率,真的吗?

 

真也是真的,同时也时水煮的,信不信?????

 

我们又忘记一个事情了,RMS值是没有方向的,还记得吗?没方向那又怎么样呢?RMS到底是什么个情况?

 

//////上图看懂的,留言打个1

这下你知道为什么了吗,不公平啊,RMS值是正负方向相加,得到总和,峰值是一半边啊。所以说是水煮的,这句话先放到这里,没想明白,先不想了。

 

我现在来看看功放的功率怎么测!

      首先,让功放播出一个正弦波,比如1000Hz,当然ZH每个频率你都检测一下,只要你有足够的时间,不过我猜想:你没有!

 

那就看1000Hz好了,【功放的功率是用正弦波的确定的】

 

正弦波的峰值因数是3dB,【注意:峰值因数越小,这个声音越凶猛】

 

如果  一个功放标注600瓦8欧,深入理解是什么意思呢?

        就是,播放正弦波来检测,无论播放什么频率(当然,靠近20,20K这些频率可以放宽一丢丢啦,毕竟耳朵听不见了),输出音量尽量开到MAX,但都还是一个完整的波形,没有削波,并且失真度小于一个数值(具体我就不知道这个数值是多少了,没时间查,问一下设计功放的工程师就知道了),此时,我们把这个正弦波的电压测出来,当然,测出来的是RMS值。

       600瓦的功放 播放出正弦波,MAX RMS电压 测出来,不出意外应该是:电压=根号下(600×8)=69.28V

 

等等,等等,600是功率,8是怎么来的,没说啊,8是8欧的意思,8欧到底从哪里来的呢?????

 

    其实:就是   当你在给功放播放正弦波的时候,功放后面要接点东西把:

      不接东西=空载

      接8欧的电阻=8欧负载

      接4欧的电阻=4欧负载

      接2欧的电阻=2欧负载

 

 

 

就是说 :功放接8欧的负载,播放出正弦波,MAXRMS电压(很多条件我就不一一说明了,好吧,反正你又不是设计功放的)测出来=69.28V,

那么,我们认为,这台功放的功率=69.28×69.28÷8=600瓦(8欧的情况下)

简洁标明方法:  8欧600瓦  

 

提问,拿着这台功放,去播放6dB峰值因数的粉噪,接8欧的东西(这个东西功率很大很大,大到没什么功放烧得掉它),这个粉噪开到MAX,功放能输出的MAXRMS电压是多少呢?功放能输出的MAXRMS功率又是多少呢?

 

算法如下:

 

     思路,都是8欧姆情况下,功放输出的【峰值电压】不变

 

      因为,正弦波是3dB峰值因数,600瓦是MAXRMS值功率,69.28V是MAXRMS值电压

         先算出峰值电压是多少(8欧下的)

         3dB=20×Lg(峰值电压/RMS电压)=20×Lg(峰值电压/69.28)

 

里面之有一个未知数,所以拿下  【峰值电压】

 

    怎么算,看好了

 

           峰值电压/69.28 = 10的(3/20)次方

           峰值电压 = 69.28 × 10的(3/20)次方 = 97.8V

 

    //都是8欧姆情况下,功放输出的【峰值电压】不变

 

好的,现在目光转移到粉噪,6dB峰值因数

  6dB=20×Lg(峰值电压/RMS电压)=20×Lg(97.8/RMS电压)

里面之有一个未知数  又可以拿下 RMS电压

看好了    

             6 = 20 × Lg(97.8/RMS电压)

            97.8/RMS电压 = 10的(6/20)次方 

                                            //后面一堆东西算出来=2 

            97.8/RMS电压 = 2

            RMS电压 = 97.8 ÷ 2 =  48.9 V      //算出一个

 

            RMS功率 = RMS电压×RMS电压 ÷ 阻抗 

                            = 48.9 × 48.9 ÷ 8  = 299 瓦(约300瓦)

            

也就是,拿着这台 8欧600瓦的功放,去播放一个峰值因数为6dB的粉红噪声,最多输出300瓦的功率

那放音乐会怎么样呢?

音乐峰值因素更大,所以,放音乐的时候,一台600瓦的功放,输出的功率低于300瓦

因此  一台600瓦的功放,播放音乐,给一个300瓦的音箱,只要功放不亮clip灯(peak灯),音箱肯定烧不了,就算你播放粉噪,也烧不了。

当然,功放音箱,这些东西都是正确方法标它的参数的。


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