功率放大器与音箱的搭配

音箱与功率放大器的搭配是一个较为复杂的问题。在数以千计的音箱与功率放大器品牌中，如何才能获得一套较理想的组合呢？实际上，只要在进行搭配时掌握一些电子电声学的基本原则，再结合主观聆听比较，就不难得到满意的效果。

音箱的标称阻抗与功率放大器的额定负载阻抗必须相符或接近。这一点，往往容易被人忽略。对于晶体管功率放大器，由于是低阻输出，且有一定的适应范围，有人就以为晶体管功率放大器可适应4Ω～16Ω的所有低阻音箱。这显然是片面的。我们知道，音箱是感性负载，工作时扬声器音圈会产生感生电动势，如果过强的电动势作用于功率放大器的输出端，通过反馈回路送入放大器的输入级，就会引入界面互调失真并导致音质变坏。另一方面，扬声器感生电动势对低频响应也有一定贡献。放大器的输出阻抗Ro因对感生电动势具有旁路作用而能有效地抑制扬声器的感生电动势。我们常用音箱阻抗R\(_{L}\)与放大器输出阻抗Ro之比（称为阻尼因数）作为衡量放大器对音箱感生电动势的抑制能力，即：DF＝RL/Ro）。当阻尼因数太小时，抑制共振能力减弱，使低音力度不够，声音臃肿发浑并失真。而阻尼因数太大时，抑制共振过强，会使低频量感减少，声音发干。厂家在设计放大器时，额定负载阻抗是作为一项基本参数参与计算的。因此，在进行搭配时，应尽量使音箱标称阻抗与放大器额定输出阻抗相符，以获得合适的阻尼因数。

其次，音箱阻抗与放大器的额定负载阻抗不相符，将影响放大器的驱动性能和输出功率。当功率放大器连接一个标称阻抗低于其额定负载阻抗的音箱时，理论上将使输出功率增加。但这是有条件的，也就是说，功放级必须有足够小的输出内阻，放大环路必须有足够大的电流增益，电源系统能提供足够大的工作电流等等。否则，不但不失真功率不能增加，反而引致放大器性能下降。事实上，相当部分中低档功率放大器是难以达到上述要求的。低阻抗音箱的接入只能加重它们的负担，令其工作十分吃力，瞬态特性变坏，声音发散。一些功率放大器在接低阻抗扬声器时，即使音量不大，在某些音乐段落仍会发生失真，其原因就是放大器的负载能力太差，在这些段落出现了电流过载而产生失真。另一种情形是功率放大器连接一个标称阻抗高于其额定负载阻抗的音箱，这时似乎功率放大器会轻松些，其实也不尽然，如果放大器的电源电压裕量不够大，重放时可能未到其额定输出功率就会发生电压过载失真。

电子管功率放大器由于采用输出变压器，通常都有4Ω、8Ω两组输出，连接时也应将音箱接在对应的阻抗端子上。否则，反映到输出变压器初级的等效阻抗将发生很大改变，使末级功放管的工作状态严重偏离而导致整机性能下降。

功率匹配主要从三个方面考虑：扬声器安全性、音质表现和聆听所需功率。先讨论扬声器的安全性。造成扬声器损坏原因是多方面的，主要原因之一，是把一个突发性的高功率信号送入扬声器，使它发生机械过载，导致音圈损坏或弹簧盘畸变。这种情形，即使在放大器额定输出功率小于音箱承受功率时也可能发生。因为放大器瞬间失真的功率能量是远大于其额定输出功率的。值得注意的是，现在不少“发烧CD碟”的一些乐段都极可能对扬声器造成威胁。令扬声器损坏的另一个主要原因，就是连续地向扬声器送入超过其承受能力的强信号功率，从而使扬声器音圈过热烧毁。通常有这种误解，认为只要扩音机的额定输出功率小于音箱的承受功率，上述情况就不会发生。其实不然，当我们用一台额定输出功率只有30W的扩音机去推一只承受功率为60W而灵敏度略低的音箱时，往往为提高声压而将输出功率加大，这时就极易使扩音机发生过载，产生切峰失真并损坏扬声器。我们知道，在切峰失真的信号波形中包含了极丰富的、功率能量很大的高次谐波成份，它们加入到音箱中，其能量功率就极可能超过高音扬声器的承受功率而令其烧毁。还有一种情况是在较大的聆听空间使用承受功率较小的音箱重放，也会出现这种现象。此外，素质较差的扩音机产生的连续噪声或听觉以外的超高频自激信号，都可导致扬声器特别是高音扬声器损坏。由此可见，扬声器的安全性受到多方面因素制约，并不单由放大器输出功率与扬声器承受功率的大小决定。要使扬声器安全，正确的使用是最重要的。有两点尤其要注意：不要在较大的空间用承受功率较小的音箱聆听，避免用过大音量聆听“大动态”乐段。

综上所述，为了获得较好的重放表现，应根据聆听空间的大小选择足够承受功率的音箱，并让音箱处于不满载下工作。同时，在选择放大器的额定功率时应留有足够的功率裕量。那么，它们的关系应如何决定呢？

音箱灵敏度是决定所需扩音机功率的最重要指标之一，音箱灵敏度的定义是：向音箱送入1瓦的电功率，在音箱前一米的轴线距离上可以获得的声压，单位是：分贝／瓦／米。显然，同样的声压下，灵敏度高的音箱，所需的电功率就较少。在普通的家庭环境下（30平方米以下），聆听所需的声压及对应的电功率是多大呢？实验研究结果表明，为了使人耳获得较均匀的频率聆听结果（等响度）和满足足够的音乐动态，要求在聆听位置应该达到90dB的声压。若聆听位离扬声器平面为3米，则理论上离音箱前一米的声压应为102db。考虑到小房间内存在较大的反射声能量，所需声压可略为减少，设为100db。若已知音箱灵敏度，则不难根据下式算出所需电功率（Pe）。

P＝Po＋10×1ogPe

其中：P＝音箱前1m输出声压（dB）

Po＝音箱灵敏度（dB）

Pe＝输入音箱电功率（瓦）

设有灵敏度分别为90，87，84dB的3只音箱，可以算出它们所对应的电功率如下表（略去小数）：

*表列数据清楚说明扬声器灵敏度对放大器所需输出功率的决定性作用。

根据前述理由，选择功率放大器时应留有足够的功率裕量。一般来说，对于电子管功放，额定功率应为所需功率的1.2倍，晶体管甲类机为1.5倍，而晶体管甲乙类机至少为2.5倍。例如，若用一台晶体管甲乙类机去推一只灵敏度为84分贝的音箱，其额定功率就至少应为100瓦，音箱才可能有好的表现。为何有时一只小小的书架音箱却十分难伺候，其主要原因之一就是它的灵敏度太低。

音色搭配是一个相当主观的问题。性格、爱好、文化修养和阅历都直接影响聆听者对音色的偏爱。就总体而言，不同国家的音箱确实有不同的音色。如英国箱甜美，德国箱冷艳，法国箱华丽，美国箱重气势，丹麦箱音乐味浓等等。这多少反映了那个国家文化氛围的影响。而国产扬声器中，飞乐、南鲸、惠威等细听比较之下，音色也各有不同。功率放大器方面，通常电子管机音色偏暖而爆发力不足，晶体管甲乙类机音色明亮、功率较大而略显生硬，晶体管甲类机则介于两者之间。当然，以上比较仅是相对而言。有人认为，用音色明亮粗旷的功放去搭配音色较柔顺的音箱（例如用日本的天龙配丹麦的尊宝），可以互为弥补。这有一定道理。然而，试图用一套有限价钱的器材聆听所有音色都有出色表现，实在是勉为其难。如果一个人对某类音乐有明显的偏爱，就不妨音箱与功放都选用同样的音色，或许更加相得益彰，令人陶醉。音色搭配考虑的因素很多，因而最稳妥的还是实际搭配聆听为妙。

最普遍的看法是音箱价格与功率放大器价格相仿或略高些，但并不绝对。有一点想说的是，如果手头的钱不十分充裕的话，最好不要选择那些低阻抗且低灵敏度的音箱，因为这意味着要用更多的钱购买功率放大器。

显然，音箱与功率放大器的合理搭配不是一件容易的事情，笔者认为，当要搭配一套音响系统时，不妨按自己的喜好先选好音箱，然后根据音箱的阻抗、灵敏度与特点确定功放的阻抗、额定输出功率及类型，这就大大缩少了功率放大器的选择范围。再结合实际搭配聆听一些自己熟悉的音乐，就可以较快地选择到一套满意的组合。同理，如果已选定了功率放大器，也可以反过来推算对音箱的要求。(李兆南)