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基礎電聲
聲音短路效應 (Acoustic Short Circuiting)
當喇叭振膜振動時,喇叭前後都會有聲波產生,且聲波相位剛好相反,由於低頻之指向性超過180°,接近無指向性,因此當聲波向外成環狀擴散時,喇叭前後逆向低頻聲相交,聲音短路,因聲波相位同相增,逆向相減之故,造成低頻之輸出音壓衰減,爲了阻止聲波之迴響,需要切斷前後傳播的路徑,實際設計喇叭音腔時採取前後腔隔離的方法,如果採用立體聲設計,左右音腔需要遠離,且隔離。
聲音三要素
由音調(Pitch),音量(Volume),音色(Tone)三要素構成。
音調(Pitch):
實際指聲音的頻率(Frequency)高低,單位爲Hz。
音量(Volume):
聲音振幅(Amplitude)大小,通常表示的單位dB(Decibel 的縮寫)它是以正常人聽1000Hz 頻率之純音,所能聽到的最弱聲音,其音壓爲0.0002 微巴(u bar)當作0dB。
音色(Tone):
在聲波而言,僅知道它是由諧波(Harmonic Wave)造成,但究竟那些諧波怎樣組成聲波。
聲音頻譜(Acoustic Spectrum)
人聲:男低音60Hz~女高音2500Hz
打擊樂器:鼓…. 60Hz~200Hz
絃樂器:鋼琴、大小提琴、吉他….27.5Hz~4086Hz
管樂器:小喇叭、伸縮喇叭、豎笛…80Hz~1800Hz
喇叭之有效截止頻率必須大於上列之聲音基礎之高頻頻率3倍較佳
功放
經常遇到D類功放,到底什麼是D類?
功率放大器:
分爲A 類,B 類,AB 類和D 類,A 類即使沒有信號輸入時,也工作在偏置區,效率最低,理論效率只有25%;B 類如果沒有信號輸入,幾乎不消耗功耗,理論效率78%;AB 類效率與B類相當,但相對於B 類,失真更小;D 類利用極高頻頻率的轉換開關電路來放大音頻信號,具有很高的效率,通常能夠達到85%以上。
功放指標:
輸出功率,電源紋波抑制比(PSSR),總諧波失真加噪聲(THD+N),關閉電流(Shutdown current), 工作電壓(Power supply)
PSRR 電源紋波抑制比(power supply rejection rate)
音頻放大器的輸入測量電源電壓的偏差偶合到一個模擬電路的輸出信號的比值。PSRR 反映了音頻功率放大器對電源的紋波要求,PSRR 值越大越好,音頻放大器輸出音質就越好.
THD 總諧波失真(total harmonic distortion)
指一個模擬電路處理信號後,在一個特定頻率範圍內所引入的總失真量。噪聲(noise)是指通常不需要的信號。有時是由於熱或者其他物理條件產生的在線路板上的其它電氣行爲(干擾).從THD+N 的定義不難看出總諧波失真和噪聲越小越好.
POCM 最大輸出功率
輸出功率反映了一個音頻功率放大器的負載能力,通常音頻放大器廠家會提供產品的在工作電壓一定條件和額定負載下的的最大輸出功率.
關斷電流(Shutdown current)
關斷電流越小,說明在待機條件下的放大器功耗小。輸出偏移電壓小有利於電池壽命的延長。
功放選型表:
公司 | 型號 | 規格書 | 實際測量 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
工作電壓(V) | 輸出功(mW) | PSPR(dB) | 聲道數(個) | 關閉電流(uA) | 效率(%) | 輸出功率(mW) | 關閉電流(uA) | 效率(%) | 頻率響應(dB) | ||
揚聲器選型(喇叭)
喇叭的性能一般可以從頻響曲線、失真度和壽命三個方面進行評價.
頻響曲線
反映了喇叭在整個頻域內的響應特性,是最重要的評價標準.
主要從四個方面進行評價:
SPL 值、低頻諧振點f0、平坦度和f0 處響度值。
SPL
SPL 值一般是在1K~4KHz 之間取多個頻點的聲壓值進行平均,反映了在同等輸入功率的情況下, 喇叭 輸出聲音強度的大小,它是頻響曲線最重要的指標。
低頻諧振點f0
低頻諧振點f0 反映了喇叭 的低頻特性,是頻響曲線次重要的指標。
平坦度
平坦度反映了喇叭 還原音樂的保真能力,作爲參考指標。
f0 處響度值
f0 處響度值反映了低音的性能。
失真度曲線
反映了在某一功率下, 喇叭 在不同頻率點輸出信號的失真程度,它是次重要指標,一般情況下,當失真度小於10%時,都認爲在可接受的範圍內.
壽命
反映了喇叭 的有效工作時間.
諧波失真
在開發過程中,要處理諧波失真。
諧波失真是由振幅非線性引起的一種失真,當揚聲器輸入某一頻率的正弦信號時,揚聲器輸出的聲信號中,除了原輸入之基波信號外,還出現了2 倍,3 倍….於基波頻率的信號。一個聲音的音色由它的成分音構成決定,由於揚聲器的振動系統或磁路系統的非線性,導致各成分音產生諧波失真和互調失真,使得頻譜改變,因而音色也發生變化。
產品要求THD一般少於1% ,產品規格書一般爲0.1%
揚聲器的失真一般以二次諧波失真和三次諧波失真表示,三次諧波失真對音質的影響最大。比較失真必須在揚聲器輸出聲功率相等的條件下進行;一般而言輸出聲功率較大時,失真也較大。
喇叭選型參考表:
公司 | 型號 | 規格書 | 實際測量 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
厚度(mm) | 阻抗(Ω) | 諧振頻率Fo(HZ) | 額定功率(W) | 最大功率(W) | SPL(dB) | 諧振頻率Fo(HZ) | SPL(dB) | ||