汽車功放即汽車功率放大器,用以放大汽車音響功率,達(dá)到理想的車載效果。功率放大電路由前置電壓放大級、推動級、功率放大級、揚聲器等組成,前置級是電壓放大級。一級是功率放大級,將前置級送來的信號進(jìn)行功率放大,獲得足夠的功率輸出到揚聲器,推動級是以提供功率輸出級所需的較大的輸入信號功率。
汽車音響器材與家用音響一樣,也要使用功率放大器。剛接觸汽車音響的人,對于在汽車中也安裝功率放大器,甚至安裝多個功率放大器,認(rèn)為不可思議。那么為什么要安裝功率放大器呢?因為汽車電源電壓只有14.4V,功率(P)=電壓(U)x電流∞,如果只用主機(jī)自身的功率放大器,最多能達(dá)到4x55W,只能推動功率小的揚聲器,而且音量開大就會失真,聲音聽起來發(fā)硬,缺乏彈性。人耳聽覺有極限,其下限比所能聽到的音量上限還要少,這就是為何音樂總是在一開始時感覺比較強(qiáng)烈。要讓任何聲音達(dá)到最逼真的狀態(tài)是相當(dāng)困難的。擋風(fēng)玻璃、內(nèi)裝飾、發(fā)動機(jī)以及車底盤和輪胎在路面上行駛時所發(fā)出的噪音,對聆聽環(huán)境都有極大的影響;低聲壓級和后級功率不足也是一個很大的缺陷,無法重播音樂的全部信息。
目前汽車音響市場上琳瑯滿目的產(chǎn)品,包括主機(jī)、功率放大器、揚聲器、處理器、影音設(shè)備等。要搭建一套音響的基本搭配,是有技巧的,各種設(shè)備之間都需要精心選擇進(jìn)行搭配才能得到的效果。汽車音響中的功率放大器和揚聲器是不能任意搭配的。
功率放大器和揚聲器二者只有做到阻抗匹配、功率匹配、工作頻率匹配才能保證設(shè)備的安全運行并充分發(fā)掘出的潛能。
1 功率匹配是
我們在進(jìn)行功率匹配時,必須首先弄清楚通常標(biāo)稱功率的兩種指標(biāo):功率和持續(xù)輸出功率(RMs)。持續(xù)輸出功率(RMS)則是在不產(chǎn)生失真的情況下,能夠持續(xù)穩(wěn)定工作的功率。只有這個數(shù)值才能真正反映設(shè)備的工作狀態(tài)。很多人認(rèn)為導(dǎo)致?lián)P聲器線圈燒毀的主要因素是功率放大器的功率比揚聲器大造成的。所以進(jìn)行設(shè)備搭配的時候,習(xí)慣揚聲器的功率比功放的大。這是一個非常常見的誤區(qū)。其實,功放的持續(xù)輸出功率值小于揚聲器的持續(xù)輸出功率才最容易導(dǎo)致?lián)P聲器的毀壞。
當(dāng)連接系統(tǒng)后。一旦調(diào)節(jié)音量旋鈕,輸出功率在lOOW左右時,功率放大器已經(jīng)處于滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)。而揚聲器還有很多余量,一旦用戶繼續(xù)提高音量,這時候的輸出功率超過了功率放大器的持續(xù)輸出功率值,也就是失真開始產(chǎn)生的時刻。這種失真被稱為“削波失真”,在音響行業(yè)內(nèi)被稱為“揚聲器殺手”。這種失真的信號,即使功率il//b也能產(chǎn)生類似直流的電信號,很輕易地就能燒毀揚聲器的線圈。對于一款持續(xù)輸出功率200W的揚聲器來說,失真率為50%的150W電信號比無失真的300W信號更可怕。
所以在音響領(lǐng)域,保持功率放大器的“余量”是系統(tǒng)搭配中重要的因素。習(xí)慣做法要保證低音功率放大器的持續(xù)輸出功率為揚聲器持續(xù)輸出功率的2倍以上。在汽車音響中,由于車內(nèi)的電能極其有限,每1W的功率都是寶貴的,所以保證功率放大器的持續(xù)輸出功率略微大于揚聲器的持續(xù)輸出功率是的選擇。不要讓持續(xù)功率過小的功放去推動持續(xù)輸出功率很大的揚聲器。萬不得已這樣做的時候,要注意控制音量,防止削波失真的出現(xiàn)。
2 阻抗匹配
拋開枯燥的理論知識,簡單的解釋就是功率放大器能承受一定范圍阻抗的揚聲器。只有接在功放上的揚聲器阻抗在這個范圍內(nèi),功率放大器才能安全工作并提供最理想的功率輸出。
不同型號的功率放大器能承受的阻抗是不同的。
3 頻率匹配
功率放大器通常分為全頻段功放和低音專用功放。低音專用功放在信號頻率為250Hz以下能保證失真小于1%。而當(dāng)頻率超過250Hz后,失真度急劇飆升,輸出功率也驟然降低。所以不要試圖用低音專用功放推動中音和高音揚聲器。全頻段功率放大器通常采用AB類放大設(shè)計,功率損耗比較大。所以濾除低頻段的信號,只推動中高頻揚聲器將是節(jié)省功率、保證音質(zhì)的選擇。
只要掌握上述的設(shè)備搭配原則,就基本能夠保證揚聲器和功率放大器處于安全狀態(tài),并且能夠還原出純正且無失真的聲音。
1、A類功放(又稱甲類功放)
A類功放輸出級中兩個(或兩組)晶體管永遠(yuǎn)處于導(dǎo)電狀態(tài),也就是說不管有無訊號輸入它們都保持傳導(dǎo)電流,并使這兩個電流等于交流電的峰值,這時交流在訊號情況下流入負(fù)載。當(dāng)無訊號時,兩個晶體管各流通等量的電流,因此在輸出中心點上沒有不平衡的電流或電壓,故無電流輸入揚聲器。當(dāng)訊號趨向正極,線路上方的輸出晶體管容許流入較多的電流,下方的輸出晶體管則相對減少電流,由于電流開始不平衡,于是流入揚聲器而且推動揚聲器發(fā)聲。 A類功放的工作方式具有的線性,每個輸出晶體管均放大訊號全波,完全不存在交越失真(Switching Distortion),即使不施用負(fù)反饋,它的開環(huán)路失真仍十分低,因此被稱為是聲音最理想的放大線路設(shè)計。但這種設(shè)計有利有弊,A類功放放的缺點是效率低,因為無訊號時仍有滿電流流入,電能全部轉(zhuǎn)為高熱量。當(dāng)訊號電平增加時,有些功率可進(jìn)入負(fù)載,但許多仍轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊?/FONT>
A類功放是重播音樂的理想選擇,它能提供非常平滑的音質(zhì),音色圓潤溫暖,高音透明開揚,這些優(yōu)點足以補(bǔ)償它的缺點。A類功率功放發(fā)熱量驚人,為了有效處理散熱問題,A類功放必須采用大型散熱器。因為它的效率低,供電器一定要能提供充足的電流。一部25W的A類功放供電器的能力至少夠100瓦AB類功放使用。所以A類機(jī)的體積和重量都比AB類大,這讓制造成本增加,售價也較貴。一般而言,A類功放的售價約為同等功率AB類功放機(jī)的兩倍或更多。
2、B類功放(乙類功放)
B類功放放大的工作方式是當(dāng)無訊號輸入時,輸出晶體管不導(dǎo)電,所以不消耗功率。當(dāng)有訊號時,每對輸出管各放大一半波形,彼此一開一關(guān)輪流工作完成一個全波放大,在兩個輸出晶體管輪換工作時便發(fā)生交越失真,因此形成非線性。純B類功放較少,因為在訊號非常低時失真十分嚴(yán)重,所以交越失真令聲音變得粗糙。B類功放的效率平均約為75%,產(chǎn)生的熱量較A類機(jī)低,容許使用較小的散熱器。
3、AB類功放
與前兩類功放相比,AB類功放可以說在性能上的妥協(xié)。AB類功放通常有兩個偏壓,在無訊號時也有少量電流通過輸出晶體管。它在訊號小時用A類工作模式,獲得線性,當(dāng)訊號提高到某一電平時自動轉(zhuǎn)為B類工作模式以獲得較高的效率。普通機(jī)10瓦的AB類功放大約在5瓦以內(nèi)用A類工作,由于聆聽音樂時所需要的功率只有幾瓦,因此AB類功放在大部分時間是用A類功放工作模式,只在出現(xiàn)音樂瞬態(tài)強(qiáng)音時才轉(zhuǎn)為B類。這種設(shè)計可以獲得優(yōu)良的音質(zhì)并提高效率減少熱量,是一種頗為合乎邏輯的設(shè)計。有些AB類功放將偏流調(diào)得甚高,令其在更寬的功率范圍內(nèi)以A類工作,使聲音接近純A類機(jī),但產(chǎn)生的熱量亦相對增加。
4、C類功放(丙類功放)
這類功放較少聽說,因為它是一種失真非常高的功放,只適合在通訊用途上使用。C類機(jī)輸出效率特高,但不是HI-FI放大所適用
5、D類功放(丁類功放)
這種設(shè)計亦稱為數(shù)碼功放。D類功放放大的晶體管一經(jīng)開啟即直接將其負(fù)載與供電器連接,電流流通但晶體管無電壓,因此無功率消耗。當(dāng)輸出晶體管關(guān)閉時,全部電源供應(yīng)電壓即出現(xiàn)在晶體管上,但沒有電流,因此也不消耗功率,故理論上的效率為百分之百。D類功放放大的優(yōu)點是效率,供電器可以縮小,幾乎不產(chǎn)生熱量,因此無需大型散熱器,機(jī)身體積與重量顯著減少,理論上失真低、線性佳。但這種功放工作復(fù)雜,增加的線路本身亦難免有偏差,所以真正成功的產(chǎn)品甚少,售價也不便宜。
功放匹配選擇好后,工作只完成了一半,另一半就是安裝。好的安裝能充分保護(hù)功放,延長使用壽命,而安裝不當(dāng),除了常染小病外,半途夭折也是情理之中的事情,下面具體介紹功放的安裝。
下面幾個要點涵括了功放安裝主要步驟,只要正確的匹配和安裝,功放就能達(dá)到效果,
要點一:扎穩(wěn)
要求:連接功放的信號線、喇叭線都應(yīng)該用扎帶扎緊,間距30公分左右。
原因:車震動厲害,不扎容易拉松接線端子,容易破環(huán)線材,影響系統(tǒng)效果。
要點二:固定
要求:功放兩端一定要用螺絲固定,四周都應(yīng)如此,如固定在木板上,木板也應(yīng)固定。
原因:隨意擺放不固定,危害有二:
一、損害器材,容易撞壞。
二、損害音質(zhì)。
要點三:包覆
要求:接線端要用絕緣膠布包覆好,不要路出銅絲。
原因:1、安全,防止短路。
2、屏蔽作用,防止信號干擾。
要點四:散熱
要求:加裝額外風(fēng)扇,保護(hù)罩留散熱孔
原因:車內(nèi)溫度高,特別是夏天,沒有良好的散熱措施,功放就長期處于高溫里,雖然目前功放都有保護(hù)系統(tǒng),但不能長期如此。
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