淺談專業(yè)音箱燒高音單元的原因

音箱與功率放大器的合理配置

    在許多專業(yè)場(chǎng)合中，如演播廳、劇場(chǎng)、會(huì)議室、歌舞廳等，經(jīng)常出現(xiàn)燒毀音箱的中、高音單元的現(xiàn)象。

    音箱與功率放大器的合理配置

    沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)音師會(huì)認(rèn)為，是功率放大器的輸出功率太大，造成高音單元的損壞，其實(shí)不然。在專業(yè)場(chǎng)合下，揚(yáng)聲器一般可以承受3倍于額定功率的大信號(hào)沖擊，瞬時(shí)可承受5倍于額定功率的峰值沖擊而不損壞。所以，音箱額定功率取功率放大器的1/2，是不會(huì)有問(wèn)題的。因而，不是因意外強(qiáng)沖擊或話筒長(zhǎng)時(shí)間嘯叫，而由功率放大器功率大而燒高音單元的情況是極少出現(xiàn)的。

    眾所周知，音箱內(nèi)有多個(gè)揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器所承受的功率，按分頻點(diǎn)的不同進(jìn)行不同分配。圖1是自然界中聲音能量分布圖，一般情況下，各揚(yáng)聲器單元的功率分配的百分比如圖所示。圖中，將某只揚(yáng)聲器分配到的頻率段由橫坐標(biāo)讀出，對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)的百分?jǐn)?shù)差值即為分配到的功率。例如，一只分頻點(diǎn)為1.6kHz的二分頻音箱（附圖中的A點(diǎn)），高音單元承受功率為100%-78%=22%，低音單元承受功率為78%-0%=78%。發(fā)燒及民用音箱標(biāo)記比較含糊，但都是各單元的總功率。也就是說(shuō)，音箱的額定功率是指粉紅噪聲或?qū)掝l帶能承受的模擬信號(hào)功率。一只分頻點(diǎn)為1.6kHz、額定功率為100W的二分頻音箱，在額定功率時(shí)，低音單元可分配到78W的輸出功率，而高音單元僅分配到22W。因此，對(duì)該音箱施加100W的粉紅噪聲功率或普通節(jié)目信號(hào)功率，它可以承受；而用100W的單頻信號(hào)去測(cè)試時(shí)，無(wú)論高音和低音單元都有可能損壞。

自然界中聲音能量分布圖

    音箱的額定功率，一般專業(yè)音箱標(biāo)明最大粉紅噪功率，

    如果一只三分頻的音箱，中、高音的分頻點(diǎn)在4kHz，那么，高音單元的承受功率只有標(biāo)稱功率的5%。如果功率分配不當(dāng)，就會(huì)很容易造成高音單元的損壞。

    我們知道，一般人聲和音樂(lè)信號(hào)中高音分量并不多，金屬樂(lè)器、絲弦樂(lè)曲中高音偏多些，但音箱的功率分配比例基本附合附圖所示規(guī)律。以三分頻音箱為例，在正常情況下，若輸入給音箱的信號(hào)加大1倍，高音頭的功率僅增加5W；但如果功率放大器的功率不足，致使信號(hào)過(guò)載出現(xiàn)削幅，高次諧波分量就會(huì)劇增。原為1kHz的正弦波外，產(chǎn)生大量的奇次諧波，如3kHz、5kHz等的正弦波能量，使信號(hào)中高音成分的比例大大增加，進(jìn)而造成信號(hào)中的高音頻譜能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)高音單元所能承受的功率。即使此時(shí)的信號(hào)總功率還沒(méi)達(dá)到音箱的額定功率。但高音單元已經(jīng)過(guò)載而造成損壞。這種情況比信號(hào)短時(shí)過(guò)載，但不出現(xiàn)削幅更加危險(xiǎn)。在信號(hào)不失真時(shí)，短時(shí)過(guò)載的1kHz信號(hào)，功率能量落在功率較大的低音單元上，不一定超過(guò)揚(yáng)聲器的短期最大功率，一般不會(huì)造成音箱功率分配的偏差而損壞揚(yáng)聲器單元。因而，正常使用條件下，功率放大器的額定輸出功率是音箱額定功率的2-3倍，才能保證在音箱的最大功率時(shí)功率放大器不造成失真。

分頻器使用不當(dāng)

    輸入端分頻點(diǎn)使用不當(dāng)，或揚(yáng)聲器工作頻率范圍不合理也是導(dǎo)致高音單元損壞的一個(gè)原因。在使用分頻器時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按廠家提供的揚(yáng)聲器工作頻率范圍來(lái)合理的選擇分頻點(diǎn)。高音揚(yáng)聲器的分頻點(diǎn)如果選擇偏低，承受功率負(fù)擔(dān)過(guò)重，就很容易燒毀高音單元，中音號(hào)筒也是如此。

    均衡器調(diào)試不當(dāng)

    均衡器的調(diào)整也是至關(guān)重要的。頻率均衡器是為了補(bǔ)償室內(nèi)聲場(chǎng)的各種缺陷和揚(yáng)聲器的各頻率不均勻性而設(shè)置的，應(yīng)該用實(shí)際頻譜分析儀或其他的儀器進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試后的傳輸頻率特性應(yīng)在一定范圍內(nèi)是比較平坦的。許多不具備音響知識(shí)的調(diào)音員隨意地進(jìn)行調(diào)試，甚至有相當(dāng)多的人，把均衡器的高頻和低頻部分提得過(guò)高，形成“V”字形。如果這些頻率與中音頻率相比被提升被提升高于10dB（均衡器的調(diào)節(jié)量一般都在±12dB）的話，其電功率就比中音部分提高3倍以上。這種情況下，不僅均衡器造成的相位畸變要對(duì)音樂(lè)聲嚴(yán)重染色，同時(shí)，也極易造成音箱高音單元燒毀，這類情況也是燒毀揚(yáng)聲器的主要原因。當(dāng)然，音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際情況，如場(chǎng)地大小、用途、建聲條件等綜合考慮，要根據(jù)實(shí)際的使用條件來(lái)確定最大連續(xù)聲壓級(jí)，進(jìn)而確定音箱的最大SPL值。

    音量的調(diào)節(jié)

    不少使用者把后級(jí)功放的衰減器置在-6dB、-10dB，即音量旋鈕的70%-80%，甚至一半的位置上，靠加大調(diào)音臺(tái)輸入來(lái)達(dá)到合適的音量，以為功率放大器留有余量，音箱就安全了，實(shí)際上這也是錯(cuò)誤的。功率放大器的衰減旋鈕衰減的是輸入信號(hào)，若將功率放大器的輸入衰減-6dB，也就意味著，要保持同等的音量，調(diào)音臺(tái)或前級(jí)必須多輸出6dB,電壓要高1倍,輸入的上動(dòng)態(tài)余量,俗稱“頭頂空間”,就要被砍掉一半。這時(shí)，若有突發(fā)的大信號(hào)，就會(huì)早6dB使調(diào)音臺(tái)輸出過(guò)載，出現(xiàn)削幅波形。盡管功放沒(méi)有過(guò)載，但輸入的是削幅波形，高音分量過(guò)重，不但高音失真，高音單元也有可能燒壞。

    上述分析，可以使我們很清楚的了解到：音箱燒高音單元的一個(gè)重要原因，是功率放大器的功率太小，而不是太大。功率放大器送出的信號(hào)本身就是削幅信號(hào)，導(dǎo)致?lián)p壞音箱。所以，在配置音響時(shí)，一定建立正確的認(rèn)識(shí)，要用“大馬拉小車”的方案，防止功率放大器送出削幅信號(hào)而損壞高、中音揚(yáng)聲器單元。在進(jìn)行音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，功放與音箱的設(shè)計(jì)功率要按上述原則進(jìn)行匹配，實(shí)際操作中各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)備要運(yùn)用合理，才能做到既保護(hù)好設(shè)備，又能使音響系統(tǒng)達(dá)到最佳的效果。