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音响信号传输干货

秋妍信息科技 2024-05-15 13:53:51 60 0

音响系统的连接、安装涉及许多工程问题,包括音响控制室的设计与建设,音响系统电缆的管线工程,系统的供电等。本文讨论一下音响系统信号传输需要注意的一些问题。



阻抗匹配

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一、阻抗匹配方法

  1. 输出阻抗等于音箱阻抗:当功放机的输出阻抗等于音箱阻抗时,两者可以直接连接使用,无需任何额外的匹配设备。例如,如果功放机的输出阻抗为8Ω,音箱阻抗也为8Ω,那么这两者就可以直接连接使用。


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  2. 输出阻抗大于音箱阻抗:当功放机的输出阻抗大于音箱阻抗时,虽然可以直接连接使用,但可能会导致功率传输效率降低。不过,这种差异在一定范围内是可以接受的,通常不会对音质产生明显影响。


  3. 输出阻抗小于音箱阻抗:当功放机的输出阻抗小于音箱阻抗时,需要注意防止电路过载。为了避免过负荷损坏设备,可以选择具有自动防护装置的功放机。同时,也可以考虑使用阻抗匹配器来实现阻抗匹配。阻抗匹配器是一种装置,可以将功放机输出的阻抗和音箱的阻抗之间进行匹配,从而避免因阻抗不匹配引起的电流过大、功率下降等问题。


二、注意事项

  1. 不要将低阻抗的音箱连接到高阻抗的功放上:这可能会导致音箱无法获得足够的功率,从而影响音质。


  2. 不要将高阻抗的音箱连接到低阻抗的功放上:这可能会导致功放过载,损坏设备。


  3. 注意音箱的并联与串联:当使用多个音箱时,需要注意音箱的并联与串联方式。并联会降低总阻抗,而串联会增加总阻抗。因此,在连接音箱时需要根据功放的输出阻抗和音箱的阻抗来选择合适的连接方式。


  4. 考虑阻尼系数(KD值):阻尼系数KD定义为KD=功放额定输出阻抗(等于音箱额定阻抗)/功放输出内阻。KD值决定了音箱所受的电阻尼量。KD值过大会使音箱电阻尼过重,降低瞬态响应指标。因此,在选取功放时不应片面追求大的KD值。对于家用高保真功放,晶体管功放的KD值应大于或等于40,电子管功放的KD值应大于或等于6。


  5. 考虑音箱的等效力学品质因素(Qm)与放大器阻尼系数(KD)的配合:为了保证放音的稳态特性与瞬态特性良好,需要注意音箱的Qm与放大器的KD值的配合。这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。音箱馈线的功率损失应控制在一定范围内(如0.5dB或约12%),以达到良好的配合效果。

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信号输入端口也就是信号输出端口的负载,它们之间的阻抗匹配需在怎样的范围内才能达到其要求,一般要视其信号输出设备的设计要求而定。要使音频电信号的传输状态达到最佳,信号输入接口的阻抗必须满足信号源输出接口对其负载的阻抗匹配要求,否则,就将影响到音响设备的工作状态,造成其输出信号的失真。严重时,甚至有损坏音源设备的危险。

从理论上讲,输出阻抗与其负载阻抗相等时,信号的传输效率为最高。而如果输出阻抗大于负载阻抗,则信号电能就会大部分损失在信号输出电路上,这显然不利于信号的传输。因此,音响设备通常都是按输入阻抗大于输出阻抗设计的。

一般音响设备的连接,只要是负载阻抗大于信号输出端的阻抗,都能使之正常工作。但音响设备的输入阻抗不能设计得过高或过低,过高会降低其馈线的抗干扰性,过低则会造成其频响指标下降。


信号传输电平

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音响系统连接的目的是为了传递信号,音频信号传输的最佳状态要求信号源输出的电平值必须大于或等于输入接口的灵敏度,否则,便会造成信号的信噪比指标恶化。

信号传输电平方法

测量与调整:使用电平表或内置的峰值电平指示器来测量信号电平,确保输入输出电平在设备推荐的工作范围内。

增益结构设置:在系统设置时,从源头(如麦克风)到最终输出(如扬声器)的每一步,都需要合理设置增益,以保持信号强度的一致性和优化信噪比。


使用Pad(衰减器:当输入信号过强时,使用输入端的Pad衰减信号,防止过载和失真。

线路电平匹配:确保线路级设备(如CD播放器、调音台输出至功放输入)之间的电平兼容,通常线路电平标准为+4dBu或-10dBV。

麦克风电平匹配:麦克风输出通常是低电平信号,需通过前级放大器提高至线路电平。


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专业音响设备上的线路输入、输出电路的增益一般都定在0dB上,也就是说,设备对输入或输出信号的电平既不放大,也不衰减,以使之在传输的过程中能保持其电平值不变,这主要是为了使电平控制单元的调整能有数值上的保证。

在系统连接中,应注意输出、输入电平的匹配。否则,可能造成削波失真,或者激励信号不足,造成整个系统信噪比下降。

通常音响设备(调音台、周边设备、功放)之间的连接是以线路电平传递信号的。一般有两种线路标准,一种是+4dB( 1.228V),另一种是0dB(0.775V)。系统中采用的设备的线路电平最好能统一,这样调整和使用时都会方便一些。

另外,有一些声音处理设备,特别是效果器,为了兼顾电声乐器与专业音响系统的需要,设置了接口电平转换功能,该转换开关一般设置于设备的背后,可分为 +4 dB 、-10 dB、-20dB 几档,使用扩声系统时应注意将其调整到 +4dB挡。

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