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如何正确连接功率放大器与扬声器的电缆?

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:功率放大器的输出功率,通过连接电缆,把音频功率送到扬声器,在功率传输过程中连接线缆会产生功率损耗,还会降低扬声器系统的阻尼系数。如果电缆的连接长度为10m,那么它的电阻只是0.458Ω,导线上的功率损失大大减少,阻尼系数马上升至17,仍可超过最低要求16的水准。如果用同样的线缆,连接4Ω低音扬声器,阻尼系数将下降到8.7,功率放大器不再能有效地控制低音扬声器了。

如何正确连接功率放大器与扬声器的电缆?

功率放大器的输出功率,通过连接电缆,把音频功率送到扬声器,在功率传输过程中连接线缆会产生功率损耗,还会降低扬声器系统的阻尼系数。

截面积大的线缆,有较低的线路功率损耗,系统阻尼系数D也会更高,但截面积越大越昂贵,因此必须兼顾电声性能和经济性能两方面的要求,选用合理的传输线缆。

很多年前,研究人员为获得良好的低音效果,对低音扬声器系统的阻尼系数要求做了很多研究和实验,获得一般低音效果的最低阻尼系数Dmin至少为16,如果要获得更清纯、更自然的低音效果,则需要更大的阻尼系数。阻尼系数与扬声器的阻抗RS、功率放大器输出内阻Ri和连接线缆电阻R1有关。

根据阻尼系数的计算公式D=RS/(Ri+R1)可知,连接线缆的阻值R1(按双线长度计算)也是直接影响阻尼系数的因素之一。计算公式为

R1=ρL/S (8-5)

式中 ρ——导线材料的电阻率(Ω/mm2/m),见表8-6;

L——线缆长度(m),注意每个线缆的长度应为2个单线长度计算;

S——单根导线的截面积(mm2)。

表8-6 用作音频线缆的导体电阻率(20℃和0℃)

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例如:单根铜电缆长100m,截面积0.75mm2,20℃时的电阻率ρ为0.0172Ω/mm2/m,则它的直流电阻978-7-111-56008-1-Part01-587.jpg

这根长100m的线缆如果与8Ω扬声器连接,导线上不仅要损失很大功率,而且还会使阻尼系数D降到1.75以下。如果电缆的连接长度为10m,那么它的电阻只是0.458Ω,导线上的功率损失大大减少,阻尼系数马上升至17(未包括功率放大器的输出电阻),仍可超过最低要求16的水准。(www.xing528.com)

如果用同样的线缆,连接4Ω低音扬声器,阻尼系数将下降到8.7,功率放大器不再能有效地控制低音扬声器了。

在实际工作中扬声器与功率放大器的连接线缆的长度通常都会超过25m,如果功率放大器的阻尼系数为127,扬声器阻抗为8Ω,要保持系统阻尼系数为50,需要多大截面积的线缆呢?

解:功率放大器的输出内阻Ri=8Ω/127=0.063Ω。

要保持系统阻尼系数为50时的线缆电阻R1为:R1+Ri=Rs/D=8Ω/50=0.16Ω,

R1=0.16Ω-0.063Ω=0.097Ω。

又因为线缆电阻R1=ρL/S,所以S=ρL/R1=0.0172×(25×2)/0.097=8.86mm2,求得了一个截面积很大的电缆。扬声器电缆(发烧线)截面积的最大标准规格为4mm2,解决的办法是用两根电缆并联或者降低阻尼系数的要求。

如果上述情况采用D=25的阻尼系数,电缆的截面积可降低到3.35mm2,此时的音质仍在可接受的水平。

上述计算说明连接电缆对阻尼系数的影响何等重要,因此在系统设计时必须重视。由此还可计算出电缆阻抗对功率放大器输出的功率损耗。计算公式为

电源功率损耗ρloss=R1I2 (8-6)

式中 I2——电缆中流过的音频电流978-7-111-56008-1-Part01-588.jpg

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