《【新版】音响入门知识系列》第三章：怎样正确解读功放的功率？（本章完）

中尉

原帖由 某位网友 于 2010-1-21 09:14 发表
再请教下,如果我增加点预算,功放换成安桥SR507会不会好很多呢？ 我看安桥SR507功率是160W，比天龙1610的130W大了很多呢，用这款功放推ES90怎么样呢？ 还是只能将就推下ES80呢？

上面这句话是某位网友发在论坛上的，而且也经常会看到有其他网友提出类似的问题。

而同时我们也经常能听到有老烧友说：日本功放的功率虚标严重，这些参数没有参考意义。

刚刚入门的朋友就会感到困惑：怎么就不可信了？！[s:33]   如果它们的功率没有这么大，那到底有多大呢？[s:11]


这一章我们就来说一说怎样正确解读功放的功率。

[ 本帖最后由 中尉 于 2010-2-5 00:51 编辑 ]

中尉

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既然那位网友提到了安桥SR507和天龙的AVR-1610，那我们就先来看一看天龙和安桥的官方网站上对这两款功放所给出参数具体是什么。



先来看一看中文官网上这两款功放的参数。





                                 

中尉

再来看一下美国官网上这两款功放的参数，前者为安桥SR507，后者为天龙1610


507.jpg (60.92 KB)
2010-1-27 10:22




1610.jpg (41.89 KB)
2010-1-27 10:22

中尉

先看上面第一组中文网站上的两张图片，我们看到安桥SR507的参数是“160W/声道，6Ω，1kHz ，JEITA ，单声道驱动”


而天龙AVR-1610却标注了两组参数：
第一组：“额定输出/前置75W+75W，中置75W，环绕75W+75W（8Ω、20Hz-20kHz、THD0.08%）”
第二组：“实际最大输出功率/前置：130W＋130W、中置：130W、环绕：130W＋130W、（6Ω、JEITA）”

****************************************************************************************************************************************************

再看上面第二组美国官网上的两张图片，我们看到安桥SR507同样标注了两组参数
第一组：“75 W + 75 W (8 ohms, 20 Hz-20 kHz,0.08%, 2 channels driven, FTC)  ”
第二组：“100 W + 100 W (6 ohms, 1 kHz, 0.1%,2 channels driven, FTC) ”

天龙AVR-1610倒是只标明了一组参数：Power Output; Watts Per Channel 75  All Channels Rated @ 0.08 THD  

中尉

这里我们会发现：
1、在SR507和AVR-1610的参数中，都出现了6Ω，JEITA的字样；而SR507里还多出了两个说明，1kHz和单声道驱动。这里有些什么奥秘？
2、在AVR-1610第一组参数中，出现了8Ω、20Hz-20kHz、THD0.08%的字样，它们又说明什么？
3、为什么AVR-1610的两组功率参数相差如此之大？
4、第二组图片中的参数附有FTC的字样，这是什么意思？

带着这些问题，我们继续思考。

中尉

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在正确认识上面这些数字、认清厂家这些数字游戏前，基本的功课是不能少的，有一些基本概念是需要我们掌握的。

1、6Ω与8Ω的区别
2、20Hz~20kHz 与 1kHz的区别
3、THD是什么
4、JEITA、FTC又是什么

首先要说的，因为主要是针对刚刚入门或者还未入门的网友，因此对这些问题的讨论，我们不求全面，而是尽量做到简单易懂。

比如音箱的阻抗，发烧友和电子专业人士都知道，在工作过程中，音箱阻抗是不断变化的。

但为了使后面的文字能让初烧朋友们容易看懂，我们只讨论阻抗固定的情况，而类似的这种变量问题就不在讨论范围内了。所以发烧友朋友们手里有砖的话，也请不要急着拍。[s:15]

中尉

1、6Ω与8Ω的区别

高中物理电学中，我们都学过功率计算公式：P=U2/R。简单的说，功率等于电压的平方除以电阻。
由此公式我们可以看出，输出功率与负载电阻是成反比的。即负载阻抗越小，同一功放的输出功率越大。

反映在定义上，就是：额定输出功率是指在一定的负载阻抗下（通常是8Ω）及一定的谐波失真下（根据厂家给出的0.1%或0.3%等），在输入端馈入正弦波信号，在输出端负载上，获得的最大功率，利用公式P=U2/R求得。

由此可见，当R＝6Ω时，此时的输出功率P一定大于R=8Ω时的输出功率。

中尉

2、20Hz~20kHz 与 1kHz的区别

这里先要简单介绍一下国际通行的额定功率的测量标准：
1974年，国际联邦贸易委员会（Federal Trade Commission，也就是后面要提到的FTC）就如何测定功率放大器的额定功率做了规定，以两个声道驱动一个8Ω扬声器负载，在20～20000Hz范围内谐波失真小于1％时测得的有效瓦数，即为放大器的输出功率，其标示功率就是额定输出功率。

为什么一定要规定“20Hz~20kHz” 呢？
这里我们用一个很简单的比喻来说明：假设一个交响乐团内所包含的所有乐器都能自动演奏，但需要一台功放为它们提供电力。在所有乐器都以不失真的最大音量工作时，功率为单纯一只小提琴供电更省力气，还是为所有乐器供电更省力气？答案是显而易见的。

同理，当测试信号仅为一个1kHz的正弦曲线信号时，相对于20Hz~20kHz的宽频带信号，功放工作起来要省很多力。

中尉

对此，我们从人耳的等响曲线中也可以很清楚的看出来。

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2010-1-27 18:38





以响度级为10方的这条为例，在1kHz的频点上，声压达到10dB即可，而在63Hz的频点上，想要达到相同的响度级，声压要达到40dB，这是因为相对于中频，人耳对于低频的反应更加迟钝。
而我们都知道，声压每增加3dB，输出功率就要增加1倍。由此也可知：要达到相同的响度级，功放在低音频段上的功耗更多。

这也就是为什么在采用20Hz~20kHz的宽频带测量条件时，所测得的功放输出功率要小于仅以1kHz为测量条件时的输出功率。

中尉

3、THD是什么

在解释THD之前，先举一个例子。

假设有两名举重运动员A和B。
A可正常举起的最大重量是180Kg的杠铃，因此可以较轻松的举起150Kg的杠铃来，并且保证整套动作不变形，而且能坚持10秒钟举起的状态。
B要差一些，可正常举起的最大重量145Kg，拼了老命，也能举起150Kg的杠铃来，但此时挺腰、提臂、推举等动作已经有变形了，而且最多只能举起3秒钟。

那么，虽然两个人都举起了150Kg的杠铃，我们也并不能说他们两个人具有相同的“功力”，而且很明显，B举的时间长了，更容易受“内伤”，因为这已经超过了他的能力范围。

这个例子说明什么？机器和人一样，要在它的能力范围内工作，否则就会不正常，出现异常，我们可以把这种工作异常的现象，称为“失真”。

而上面所说的B，他的动作变形越大，我们就可以理解为“失真越严重”——这种解释方法可能多少有些牵强，但为了以最简单的方式描述，请技术高手们高抬贵手。

[ 本帖最后由 中尉 于 2010-2-5 00:53 编辑 ]

中尉

下面再回过头来看什么是THD。

THD是Total Harmonic Distortion的缩写，也就是“总谐波失真”的意思。
这个概念用术语解释起来很容易，但对于没有声学基础的刚入门的朋友而言，看了也没有多少用处。[s:15]
大家只要知道：声音是一种波，失真就是原本应该回放的波形信号，用到了很多乱七八糟的干扰，出现了杂波，就可以了。这样解释明白吗？[s:97]
此外，大家知道THD值都是用百分数来表示的就可以了。


一般说来，1kHz频率处的总谐波失真最小，因此不少电子产品都以这个频率的失真作为的指标。这里也同样牵扯到上面所说的“1kHz“ 的问题了。

鉴于总谐波失真与频率有关，因此美国联邦贸易委员会（FTC）于1974年规定，测量总谐波失真，必须是在20Hz~20kHz的全音频范围内进行测量。
而且测量功放的额定输出功率时，必须接驳阻抗为8欧的扬声器、总谐波失真小于1％条件下测定。总谐波失真在1％以下，一般耳朵分辨不出来，超过10％就可以明显听出失真的成分。

FTC同时还规定，总谐波失真的最低要求为：前级放大器为0.5％，合并放大器小于等于0.7％，但实际上都可做到0.1％以下：FM立体声调谐器小于等于1.5％，实际上可做到0.5％以下；激光唱机更可做到0.01％以下。



说到这里，大家应该就明白了，为了在THD=10%时，测量所得的功率数值，大于THD＝0.08%时测量所得的功率数值。
因为到了THD＝10%时，就相当于举重运动员B举起了160Kg的杠铃，虽然举起来了，但恐怕是要受内伤的，而且动作已经变形的不成样子了。

[ 本帖最后由 中尉 于 2010-2-5 00:54 编辑 ]

中尉

4、JEITA、FTC又是什么

JEITA：Japan Electronics and Information Technology Industries Association 日本电子信息技术产业协会
FTC：Federal Trade Commission 美国联邦贸易委员会

。

FTC标准我们在前面已经提到了几次，它所规定的额定功率的测量标准是：8 ohms, 20 Hz-20 kHz,THD<1%

而JEITA标准的测量条件（注：费了好大力气，也没有找到JEITA组织对于功放输出功率测定标准的相应标号文件，所以这里以常见情况来说明）：6ohms, 1kHz, THD=10%

可能有同学会问：SR507的“100 W + 100 W (6 ohms, 1 kHz, 0.1%,2 channels driven, FTC) ” 这个标称值，虽然标明是FTC标准，为什么里面的测定标准即不是FTC所常用的8 ohms、20Hz~20kHz，也不是JEITA标准所用的THD=10%的失真值呢？

简单的说，这应该就是厂家们玩儿的一个数字游戏了。以不同的参数值作评定标准，把功率值标高一些，总会有消费者分不清东南西北的。

而且，FTC、JEITA的测定参数也并不是完全固定的。比如FTC，是要求THD<1%时的输出功率。

THD=0.8%和THD=0.01%，都符合这个标准，但这两种失真值下的输出功率肯定是不同的。

[ 本帖最后由 中尉 于 2010-2-5 00:54 编辑 ]

中尉

通过上面的简要介绍，我们都知道了，媒体上——包括各厂家官方网站——刊载的参数并不能简单的相信。

而是要结合其测定标准来考量。

但这样就带来一个问题：很多官网上——尤其是中文的官网——所标明的输出功率，都是按JEITA标准测量的，因而没有太大的参考价值。

当然，我们都知道可以去下载官方的PDF版的说明书，里面一定有详细的、符合FTC标准的输出功率的测量值。

但有时候有些功放的说明书并不太好找，比如雅马哈的RX-V3900，在雅马哈中文网站上就下载不到它的PDF说明书。

这时候我们怎么判断这台机器的输出功率呢？

其实很简单！

我们去找这款功放的背部大图！

[ 本帖最后由 中尉 于 2010-2-5 00:54 编辑 ]

中尉

在网上找功放的高解析度清晰大图并不是难事，随便搜一搜，都能找到一大堆。

问题是在得到它们的图片后，从这些图片上我们能得到什么有用的信息呢？

以下面天龙1910功放的背部清晰大图为例（这是天龙中文网上的图片，但工作电压是230V，显然这是一台港版机的图片）：

1910.jpg (474.66 KB)
2010-2-4 23:45




在图片的右下角，有一个白色的方框，里面标注了一些参数。

其中有这样一顶：POWER CONSUMPTION 也就是“总功耗”的意思，这才是真正有意义的指标。

这个参数指明了这台功放的最大功耗，对于1910，就是460W。

也就是说，在七个声道同时工作时，这台功放可以提供最大460W的总功耗。

这时候一定也会有同学问：按照前面FTC的标称值，1910每声道额定输出功率是75W，但460W除以7，算下来每声道只有65W的功率，这是为什么？

因为这个75W，也并非是在7个声道同时工作时测量所得的，一般都是在双声道工作状态下测量所得。因为在制定FTC标准时，那个时代还没有多声道的AV功放。

也就是说，如果七个声道全部都以持续最大功率输出，每个声道连75W都到不了。

而且460W的总功耗中，还有一小部分是热损耗！比如1910，工作过程中摸起来像是一个20W或者30W的灯泡所发出的热量，如果再把这部分热损耗扣除，再平均分配到7个声道上，每个声道的输出功率是多少？

只有61W多一点。

61W，这个数值与最开始某位同学所说的130W，相差了多少？一倍！

[ 本帖最后由 中尉 于 2010-2-5 00:55 编辑 ]

中尉

说到这里，这个题目所涉及到的内容，基本也该结束了。

或许有的同学会多问一个问题：是不是只要输出功率一样或者差不多，不同功放的推力就相同？  为什么在同样的输出功率下，会有老烧友说HIFI功放的控制力远强于AV功放？

这里简单的说一句：功放的输出功率有时候并不完全代表它对音箱的控制力。在考量功率实际控制力的问题中，我们还要综合考虑很多问题，比如阻尼系数、滤波电容、前后级的情况等等，这里就不详细介绍了，否则就是一篇论文了。

[s:15] 本章完

[ 本帖最后由 中尉 于 2010-2-5 00:55 编辑 ]