扩音机通常分成定电压输出和定阻抗输出两种。定阻抗输出要求配接额定的负荷,只有在所接负荷阻抗等于扩音机的额定输出阻抗时,扩音机输出电力和输出电压都正好等于它的额定电力和电压。否则不但输出电力改变,输出电压也有很大变动,非线性失真增加。因此,当所接负荷阻抗大于额定输出阻抗时(负荷阻抗小于额定输出阻抗,则扩音机过荷,不能用),必须并联一只适当阻值的代负荷电阻,使总的负荷阻抗减小到恰好与额定输出阻抗相符。
但是输出级采用三极管的定阻抗扩音机,由于三极管内阻不高,非线性失真不会因负荷阻抗增高而变大,所以只要注意调节音量控制,使输出电压不超过额定输出阻抗值就行了,不一定必须并联代负荷电阻进行匹配。
定电压扩音机有深度的负回授,因此它的等效内阻很小,只要负荷阻抗不小于扩音机满负荷时额定输出阻抗(不使扩音机过荷),它都能照常工作。
这两种扩音机,当所接负荷阻抗等于它的额定输出阻抗时,额定输出阻抗与额定输出电压可按下式换算:
U\(_{H}\)=\(\sqrt{P}\)H R\(_{H}\) (1)
R\(_{H}\)=UH\(^{2}\)/P\(_{H}\) (2)
式中U\(_{H}\)——额定输出电压,RH——额定输出阻抗,P\(_{H}\)——额定输出电力。
例如输出电力为50瓦的扩音机,在它的500欧输出阻抗的接头上,输出电压为
U\(_{H}\)=\(\sqrt{P}\)H R\(_{H}\)=50×500=158伏。
又如输出电力为300瓦的扩音机,120伏输出电压的接头上,输出阻抗为
R\(_{H}\)=U\(^{2}\)H/P\(_{H}\)=1202/300=48欧。
工厂、矿山、学校等有线广播,线路短,所需电力不大,负荷变动也少,一般采用定阻抗扩音机,要用阻抗计算,主要考虑喇叭实际承受的电力,以及喇叭与扩音机输出阻抗的匹配。在采用定电压扩音机,或与农村有线广播合用一部定电压扩音机时,则需按电压计算。下面是这两种扩音机的几个计算和换算的方法。
1.首先我们来看一看几只电阻并联时各电阻上消耗电力的情况。例如一部30瓦扩音机的500欧输出接头上,并联6只3000欧的电阻(图1),这时并联后的总电阻为
R=3000/6=500欧。

因为每只电阻阻值相同,每只电阻所消耗的电力应为30瓦的1/6,即5瓦。如果改接3只阻值为3000欧、1500欧和1000欧的电阻(图2),这时并联后的总电阻也是500欧,仍和扩音机的输出阻抗匹配。但各只电阻上所消耗的电力就有区别,分别为5瓦,10瓦和15瓦。可见对于输出电力相同的扩音机,在它们相同的输出阻抗上接用的负荷相同时,一定阻值上消耗的电力也是一定的。例如图1和图2中,扩音机输出电力和输出阻抗均相同,各电阻并联后的总电阻都等于扩音机的额定输出阻抗,则3000欧电阻上消耗的电力都是5瓦。也就是说,要使电阻上承受P\(_{L}\)瓦的电力,这只电阻的阻值应为扩音机输出阻抗的PH/P\(_{L}\)倍。因此我们可以根据供给负荷的电力来计算这只负荷应有的阻值。我们知道,电阻并联时各电阻两端所受的电压相同,由公式U\(^{2}\)=RP可知
RP=R\(_{1}\) P1=R\(_{2}\) P2……=U\(^{2}\),
因此 R\(_{1}\)=R×P/P1,R\(_{2}\)=R×P/P2,……
于是我们可以根据给定的喇叭承受电力来求线间变压器的初级阻抗,公式如下:
Z\(_{p}\)=RH×P\(_{H}\)/PL (3)
式中Z\(_{p}\)——线间变压器初级阻抗,RH——扩音机额定输出阻抗,P\(_{H}\)——扩音机额定输出电力,PL——喇叭实际承受电力。
〔例l〕设有100瓦扩音机一部,在500欧输出端接25瓦16欧喇叭3只,10瓦8欧喇叭2只,求各喇叭线间变压器的初级阻抗和应加接的代负荷电阻各为若干?
〔解〕根据式(3)求得每只喇叭线间变压器的初级阻抗
Z\(_{p}\)(25瓦)=500×100/25=2000欧,
Z\(_{p}\)(10瓦)=500×100/10=5000欧。
因扩音机输出电力较各喇叭所消耗的电力还多5瓦,因此要并联1只能消耗5瓦电力的代负荷电阻R,求法同上,即
R=500×100/5=10000欧。
接法如图3。
2.配接喇叭时,供给喇叭的电力不一定要等于它能忍受的最大电力,例如25瓦的喇叭,可以只供给它20瓦、10瓦或更小的电力。因此,我们可以按扩音机的输出电力,或要求喇叭发出声音的大小来适当分配电力,但要注意的是,分配给喇叭的电力,不能超过它能忍受的最大电力。
根据式(3)可以导出按扩音机输出电力来分配电力时,求线间变压器初级阻抗的公式,即
Z\(_{p}\)=RH×P\(_{H}\)/PL=R\(_{H}\)×1/PL/P\(_{H}\)。
式中P\(_{L}\)/PH——分配给喇叭的电力对扩音机额定输出电力的比,若以百分比表示,便是喇叭分得扩音机电力的百分数,即
Z\(_{p}\)=RH×1/P% (4)
〔例2〕某校有15瓦16欧喇叭2只,10瓦8欧喇叭4只,用一部50瓦扩音机500欧输送,求各喇叭线间变压器的初级阻抗。
〔解〕各喇叭需要的总电力为70瓦,超出扩音机能供给的电力,因此只能按扩音机输出电力来适当分配给各个喇叭。假定以50%的电力供给2只15瓦喇叭,每只喇叭得25%,即12.5瓦;另50%的电力供给4只10瓦喇叭,每只得12.5%,即6.125瓦。按式(4)求得每只喇叭线间变压器初级阻抗
Z\(_{p}\)(15瓦)=500×1/25%=2000欧,
Z\(_{p}\)(10瓦)=500×1/12.5%=4000欧。
这样接法(图4),每只15瓦喇叭的声音大小相同,10瓦的也相同,但15瓦的比10瓦的响。

如果在上例里,把扩音机输出电力平均分配给各喇叭,每只喇叭得1/6的电力,即8.34瓦(未超过10瓦喇叭能忍受的最大电力),那么各喇叭线间变压器的初级阻抗都是3000欧。各喇叭的声音一样响。
3.对于分配到的电力极不一致的各个喇叭,接到扩音机同一个输出阻抗的接头上不能使它们的阻抗匹配时,可以将这些喇叭经过线间变压器分接到扩音机不同的输出阻抗上,但要注意,供给各喇叭的总电力要等于扩音机的额定输出电力,或者使
R\(_{H1}\)/Zp1+R\(_{H2}\)/Zp2+……R\(_{Hn}\)/Zpn=1 (5)
式中R\(_{H1}\)、RH2、R\(_{Hn}\)分别为扩音机第一种、第二种、第n种输出阻抗,Zp1、Z\(_{p2}\)、Zpn分别为接在R\(_{H1}\)、RH2、R\(_{Hn}\)上的负荷阻抗。必要时还要在某一个输出阻抗的接头上加接适当的代负荷电阻,以满足上述条件。
〔例3〕某厂有线广播,用的是60瓦扩音机,输出阻抗有125欧、500欧等接头。拟接喇叭计: 车间10瓦8欧的4只,宿舍5瓦4欧的2只,办公楼5瓦4欧的1只,广播室监听4欧150毫米纸盆动圈式喇叭1只,问如何配接和计算各喇叭线间变压器的初级阻抗?
〔解〕因车间与宿舍距离扩音机较远,宜用500欧输送,同时宿舍喇叭假定每只分配4瓦的电力;监听喇叭只需分配1瓦的电力,它与办公楼喇叭离扩音机近,可用较低阻抗输送。
先假定都用500欧输送,则各喇叭线间变压器初级阻抗照式(3)算得:车间每只3000欧,宿舍每只7500欧,办公楼6000欧,监听30000欧。其中监听喇叭线间变压器初级阻抗高达30000欧,很不适当, 而办公楼喇叭也由于一般5瓦4欧线间变压器的初级没有6000欧接头,无法配接。因此,可以将这几只喇叭改接到125欧的输出接头上,此时这几只喇叭的线间变压器初级阻抗变成:办公楼1500欧,监听7500欧。
但上述各喇叭消耗电力共54瓦,也就是负荷阻抗尚大于额定输出阻抗,需要并联一只代负荷电阻,若接在500欧输出接头上时,它的阻值应为5000欧。计算结果,可用式(5)加以核对。接法如图5。

4.如城市与农村有线广播合用一部定电压扩音机,因输出接头只标明输出电压,同时城市广播消耗电力只占扩音机额定输出电力的一个极小百分数,用高音喇叭或纸盆动圈喇叭时,线间变压器的初级阻抗按下式计算较为方便。
Z\(_{p}\)=Us\(^{2}\)/P\(_{L}\) (6)
式中U\(_{s}\)——输送电压,Zp、P\(_{L}\)意义同式(3)。
〔例4〕某县城市广播与农村广播共用一500瓦定电压扩音机,城市广播输送电压为120伏,问城市广播用5瓦和10瓦高音喇叭时,线间变压器的初级阻抗各若干欧?
〔解〕已知U\(_{s}\)=120伏,根据式(6)求得每只10瓦喇叭的线间变压器初级阻抗为1440欧,5瓦的为2880欧。
5.一般线间变压器均标有适于配接喇叭的瓦数和欧数,只要它和喇叭的阻抗以及喇叭电力相符,都能使用。在次级上以0与×1两个接头作基础,如果将适合所标阻抗的喇叭接在这两个接头上,则反射到初级的阻抗便是初级各接头上所标的数值。同时次级上还有一个×1.25与一个×1.5的接头,如果将适合所标阻抗的喇叭,从×1改接到×1.25或×1.5的接头上,那么反射到初级的阻抗将是初级各接头所标数值的1.25倍或1.5倍。例如在例1中,10瓦喇叭线间变压器初级阻抗要5000欧,而这种变压器初级只有4000欧接头;因此,要将喇叭接在次级0与×1.25的两个接头上,则初级0与4000欧接头间的反射阻抗便是5000欧,正好合于我们的需要。
6.如果喇叭阻抗与线间变压器次级所标阻抗不符,则接用后反射到初级的阻抗也不符。若线间变压器次级所标阻抗为Z\(_{S}\),喇叭音圈阻抗为ZL,则反射到初级所标Z\(_{P}\)欧阻抗接头的阻抗
Z'\(_{p}\)=Zp×Z\(_{L}\)/ZS (7)
例如次级阻抗为8欧,接用1只6欧的喇叭,则反射到初级4000欧与0欧接头间的阻抗只有
Z'\(_{p}\) =4000×6/8=3000欧。
7.农村有线广播用的用户变压器上,在初级上只标电压,同样可用来代替线间变压器配接喇叭。方法是先用下式求出喇叭音圈所需电压
U\(_{L}\)=\(\sqrt{Z}\)LP\(_{L}\)。(3)
式中Z\(_{L}\)——喇叭音圈阻抗,PL——喇叭实际承受的电力。然后算出喇叭所需电压与扩音机输出电压的电压比,按这个电压比分配。
〔例5〕某县城市广播输送电压为120伏,现用用户变压器来配接25瓦16欧与15瓦16欧的高音喇叭;用户变压器初级有240伏、180伏、120伏、90伏和60伏等接头,次级电压30伏,应如何配接?
〔解〕按式(8)求得喇叭音圈所需电压,
U\(_{L}\)(25瓦)=\(\sqrt{25×16}\)=20伏,
U\(_{L}\)(15瓦)=\(\sqrt{15×16}\)≈15伏。
因此25瓦16欧喇叭的变压比为120:20,15瓦16欧的为120:15。用户变压器次级虽无20伏和15伏接头,但可用180:30与240:30来配接,接法如图6。

如果想知道这时喇叭反射到变压器初级的阻抗,可用变压器电压比的平方去乘喇叭的阻抗。例如上述25瓦喇叭反射到变压器初级的阻抗
Z\(_{P}\)=16×(120/20)\(^{2}\)=516欧。