学习一下：放大器的阻尼系数！

叶荣玉

        


                    放大器的阻尼系数　
　


先来温习一下：什么是阻尼及阻尼现象

          阻尼是指物体在运动过程中受到阻力的作用，它的能量逐渐减小，运动逐渐衰弱的物理现象.

         在电学中，差不多就是响应时间的意思。


　　  在机械物理学中，系统的能量的减小——阻尼振动不都是因“阻力”引起的，就机械振动而言，一种是因摩擦阻力生热，使系统的机械能减小，转化为内能，这种阻尼叫摩擦阻尼；另一种是系统引起周围质点的震动，使系统的能量逐渐向四周辐射出去，变为波的能量，这种阻尼叫辐射阻尼。


　     在机械系统中，线性粘性阻尼是最常用的一种阻尼模型。阻尼力R的大小与运动质点的速度的大小成正比，方向相反，记作R=-C，C为粘性阻尼系数，其数值须由振动试验确定。由于线性系统数学求解简单，在工程上常将其他形式的阻尼按照它们在一个周期内能量损耗相等的原则，折算成等效粘性阻尼。物体的运动随着系统阻尼系数的大小而改变。如在一个自由度的振动系统中，[973-01],称临界阻尼系数。式中为质点的质量,K为弹簧的刚度。实际的粘性阻尼系数C 与临界阻尼系数C之比称为阻尼比。＜1称欠阻尼,物体作对数衰减振动；＞1称过阻尼，物体没有振动地缓慢返回平衡位置。欠阻尼对系统的固有频率值影响甚小，但自由振动的振幅却衰减得很快。阻尼还能使受迫振动的振幅在共振区附近显著下降，在远离共振区阻尼对振幅则影响不大。新出现的大阻尼材料和挤压油膜轴承，有显著减振效果。


　　 在某些情况下，粘性阻尼并不能充分反映机械系统中能量耗散的实际情况。因此，在研究机械振动时，还建立有迟滞阻尼、比例阻尼和非线性阻尼等模型。


        呵呵，那么什么又是阻尼系数呢？

        阻尼系数是音箱阻抗和放大器输出阻抗之比。顾名思义，阻尼系数是表示对某一个过程中进行变化的物理量加以抑制的程度。以音箱来说，要抑制的是音箱振膜在没有电讯号输入的情况下所作的惯性振动，简单地说这是一个制动动作。音箱的振膜是不能用机械阻尼方式来制动的，所能使用的只是电磁方式的阻尼。音箱在重播低频时的振幅最大，所造成的惯性振动也最严重，不加以抑制的话会使低频控制力变差，缺乏力度、弹性和层次感，但过份抑制则会使声音变乾。晶体管机采用多管并联系等方法可轻易将阻尼系数提升至一百几十，甚至达到数百。
呵呵，其实阻尼系数并不是越大越好的，最终还是要反映到音质上面去！！！ 但是目前就是有一些人追求数值上的东西，往往忽视了产品本身，这样就造成了现在很多工厂虚标的现象！！！！

         现在的功放标准以8欧负载为准。准确测试功放的阻尼系数需要高精度的设备。而且功放的供电要求采用大功率的稳压电源。 阻尼系数是先测出功放带8欧负载时的内阻，然后计算出来的 D=RL/R0=8/R0(功放内阻）。 简单的方法是：1，测出功放带8欧负载时的负载电压UL；2，把负载断开，测出功放的空载输出电压Uo；3，阻尼系数D＝UL/(Uo-UL). 阻尼系数并不是越大越好，关键是要和音箱匹配。不同的音箱都有不同的阻尼要求才能出来最佳的效果。 功放的阻尼系数和功放的效率没有什么关系。


           阻尼系数大表示功率放大器的输出电阻小，阻尼系数是放大器在信号消失后控制扬声器锥体运动的能力。具有高阻尼系数的放大器，对于扬声器更象一个短路，在信号终止时能减小其振动。功率放大器的输出阻抗会直接影响扬声器系统的低频 Q值，从而影响系统的低频特性。扬声器系统的Q值不宜过高，一般在0．5～l范围内较好，功率放大器的输出阻抗是使低频 Q值上升的因素，所以一般希望功率放大器的输出阻抗小、阻尼系数大为好。阻尼系数一般在几十到几百之间，优质专业功率放大器的阻尼系数可高达200以上。

         阻尼系数实际是功放对扬声器的控制能力。大型的低音扬声器纸盆、音圈的重量远大于小型扬声器。所以低音扬声器具有较大的惯性，阻尼好比“刹车”。如果阻尼太低，那么纸盆的运动幅度将失去控制。很多HIFI朋友喜欢用“怪兽”音箱线，其实就是其线阻很小。如果线阻高达0.2欧，那么再大的阻尼也是白费。

        
　

      阻尼系数的规范性解析


        阻尼系数是扩音机的规格之，它直接影响扩音机对喇叭的操控性。一般扩音机所提供的阻尼系数数据，只公布某一个频段的阻尼系数。


　　阻尼系数不是越高越好。


　　喇叭与扩音机之间的关系错综复杂，功率与灵敏度的配搭方式只是一个基本，而电流与喇叭之间更是无可捉摸，不能单从规格表上可以判断出来，只能凭经验和用耳去听。除了电流捉摸不到之外，还有一样就是阻尼系数（Damping Factor）。


　　阻尼系数是扩音机的规格之一，它直接影响扩音机对喇叭的操控性。一般扩音机所提供的阻尼系数数据，都只公布某一个频段的阻尼系数。


　　但事实大多数扩音机的阻尼系数，在不同频段时都会改变，故所提供的数据也只能作为一个大约指示。有些喇叭需要高的阻尼系数去控制单元的动作，如果配上阻尼不足的扩音机，单元会有失控的情况，出现多余的谐震及音讯损失。


　　反过来说，如果一对不需高阻尼的喇叭配上高阻尼扩音机，单元由于受到高阻尼的控制，声音会变死实实，音尾会极短。不当的阻尼配搭，会令到一对十分优良的喇叭，变成比鸭寮街出品也不如。


　　喇叭和扩音机的关系千变万化，切忌一本通书睇到老，虽然有一定的法则，但都要有心理准备，随时有意外的惊喜发生，所以要客观去对待两者之间的配搭。


　　 知道某扩音机配某喇叭是否合拍，除了问有丰富经验的朋友之外，最好是自己去听多一些不同的组合配搭。



         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。由于功放、输出内阻实际上已成为音箱的电阻尼器件，KD值便决定了音箱所受的电阻尼量。KD值越大，电阻尼越重。功放的KD值并不是越大越好，KD值过大会使音箱电阻尼过重，以至使脉冲前沿建立时间增长，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。作为家用高保真功放，阻尼系灵敏有一个经验值可供参考；晶体管功放KD值大于或等于40，电子管功放KD值大于或等于6。保证放音的稳态特性与瞬态特性良好的基本条件，应注意音箱的等效力学品质因素（Qm）与放大器阻尼系数（KD）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小0.5dB(约12%)即可达到这种配合。


　　一般来说，线越粗越好，最好是双线分音，但是要求音箱是有双线分音的分频器，一般中高档的都有4个接线座，上下的2个负极是独立的，不连接在一起的，连接在一起的是假冒的。


　　在老烧友中，有一个不成文的认同，就是功放的价格应该至少是音箱价格的1.5-2倍，越是高档的产品这个比例就越高。换句话说，在配套上，宁可“大马拉小车”，不可“小马拉大车”。这是因为往往越是高档的音箱，一个只能发挥70%水平的高档产品，往往反不如一个发挥100%的低档产品。不过放到多媒体产品上，情况就倒了过来，越是高档的产品，其功放占整套产品成本的比例往往越低。有些产品几乎要用4000元档次的功放推其裸箱，才能将单元的水平发挥个八九不离十，但配的仅仅是个最多值100元的功放。有些多媒体发烧友还往往看好这些产品，其实，如果不考虑摩机的话（当然，对于摩机来说，这样的产品是最佳的，因为摩电路是可行的，摩单元，对大多数人是完全不可行的），这样的产品不管在实际发挥的效果上，还是作为商品的设计上（特别是这一点），都是不理想也不合理的。说到底，还是文章的主旨——合理搭配，在功放上下功夫，用差单元当然是不好的，但反过来，将成本全花在单元上，配一个仅仅是刚刚能用的功放同样是不可行的。单元虽然是多媒体音箱最重要的部件，但决不是单元好就是好箱子。

—————太嘛烦了，看着就烦！！！———:Q:Q:Q:Q———

[ 本帖最后由 叶荣玉 于 2009-7-20 09:09 编辑 ]

诸葛小花

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请教叶老师，通常的晶体管功放都标称8欧输出XXW，4欧输出XXW，那么这些功放是否接可以接驳8的箱子也可以接驳4欧的箱子比如PMC、丹拿等等？（晶体管功放多数只有一组喇叭输出端子，有两组的也多是同一阻抗，类似麦景图旗舰单声道后级有特殊要求的除外）
而电子管功放则要求较高，必须要接驳对应音箱阻抗的输出端子，电子管功放大多有数组不同阻抗的输出端子。

请叶老师给讲讲！[s:40]

雪舞银河

百度里有[s:97]

lv1170

很有用，学习中。

叶荣玉

原帖由 雪舞银河 于 2009-7-19 16:27 发表
百度里有[s:97]

[s:14] [s:14] [s:14] [s:20] [s:20] [s:20]

诸葛小花

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百度里都有了，那大伙还来这干什么呢？把论坛关了吧。
你根本就没明白论坛是干什么用的。论坛是个交流的地方。

WW9981

阻尼系数是功放设计时定下的，最近玩一对对控制力要求很高的箱子，ARES III，测试过了绝大多数功放，都不行，低频控制不住，比如KRELL KSA系列，精神T400、刘德华的旗舰后级、马克3系列、JBL MPA600，不是功率不够大，都是阻尼系数不够高，一般都在200左右，尤其KSA300，阻尼系数只有160，是这几个功放控制力最差的，搞清楚问题后，针对性的找了几个阻尼系数大的后级，马克23.5，阻尼系数800，接上去马上搞定，又测试了皇冠MA系列的东西，阻尼系数2000+，个人认为比音色太差，非常不适合家用。后来查了资料，厂家展示的时候使用的cello的后级，也是阻尼系数高达800+。
对于大食量的喇叭，选择功放时一定要看看阻尼系数这个指标，并不是越高越好，过大的阻尼系数会带来音色不佳的问题。

[ 本帖最后由 WW9981 于 2009-7-19 17:14 编辑 ]

laoniutou

进来学习[s:97] [s:97] [s:97]

筑和

太复杂了，一时半会儿还学不会。[s:30]

funyoung

又看到熟悉的叶帅帖子，很是亲切。:loveliness:

今夜星光

不知道那作者在说什么，咳，还放在百度上。[s:18] [s:18] [s:18]，还说什么瞬态，这是功放的内阻，不是喇叭的阻尼元件，汗啊。[s:18] [s:18] [s:18]

[ 本帖最后由 今夜星光 于 2009-7-19 22:50 编辑 ]

VictorWang

前天经朋友指点了一下,用万用表量了一下王小平80w, 推的是4ohm全频同轴, 测试信号=50hz, 功放音量9点位置, 阻尼系数>350 相当强大啊[s:61]
关键是这么高的阻尼系数也没觉得声音有生硬感,反而听感相当柔顺,爽YY.........

叶荣玉

原帖由 诸葛小花 于 2009-7-19 16:24 发表
请教叶老师，通常的晶体管功放都标称8欧输出XXW，4欧输出XXW，那么这些功放是否接可以接驳8的箱子也可以接驳4欧的箱子比如PMC、丹拿等等？（晶体管功放多数只有一组喇叭输出端子，有两组的也多是同一阻抗，类似麦景图 ...

复诸葛小花兄弟—————咱们共同来学一下——


                                                功放与音箱的匹配问题


                                             ____部分摘自〈音响中国〉——田庆松老师的论文

        功放与音箱系统的适配，主要指阻抗适配、功率适配、灵敏度适配和音色适配等。

一、阻抗适配

       功放与音箱要适配，阻抗匹配是最重要的。音箱的标称阻抗应与功放的额定输出阻抗相等或相近。晶体管功放是低阻抗输出电路；而电子管功放是高阻抗输出电路，它对音箱的阻抗值要求十分严格。但晶体管低阻抗输出功放仍对负载阻抗值提出了一事实上的要求。例如，原设计功放的输出负载应为8欧，趋于理想的功放电路，且配接16欧的音箱时，其输出功率约减少一半，而配接4欧音箱时，输出功率经增加一倍。但绝大多数功放都不是理想的顶级设备，其输出内阻不可能无限小，其放大环路不可能提供足够大的电流增益，稳压电源也不可能提供足够大的工作电流。当此功放接入过低阻抗的音箱时，瞬态特性变坏，失真程度将增加，本应有更大的功率输出，却造成功率值上不去。当功放连接高于其额定负载阻抗的音箱时，额定输出功率下降，对其他性能指标影响不大；但若电源电压裕量不大时，可能沿未达到额定功率时，已经发生过载失真。

二、功率适配

        功放的额定输出功率与音箱的额定输入功率应当相互适应。功放的额定功率应稍大于音箱的额定功率的1/4，例如，125W的功放宜推动100W左右的音箱。实用音箱都有一定的过载能力，其允许值为额定放放的1.5倍左右。晶体管功放的过载能力较强，当过载时，其失真度变化较小。

三、灵敏度适配

         功放的输出功率大并不等于音箱的推动力强。强大的推动力与功放的输出功率有关系，还与其他多种因素有关系，尤其是与音箱的灵敏度有密切关系。音箱灵敏度是决定功放输出功率值的一个重要因素。目前，高灵敏度的音箱已达到95dB/W/m，有的甚至超过100dB/W/m，而低灵敏度的音箱仅有82~86dB/W/m。许多用于听音乐的HI-FI音箱灵敏度较低（约82~84 dB/W/m）；AV功放应尽量配接灵敏度较高（90dB/W/m左右）的音箱。但灵敏度过高时，音色偏薄、偏亮、重现音乐的细节、韵味不够。音箱灵敏度的差异，对音箱驱动苏州的要求产生了重大影响。音箱的灵敏度每减少3dB，为了达到同样的声音强度，需要将功放的输出功率增加1倍。例如，音箱灵敏度由90 dB/W/m降到87 dB/W/m，原来使用50W功放，现应使功放功率增加到100W。同样，若音箱产生相同的声压级，驱动功率应增加为16倍；当音箱灵敏度不相同时，所需驱动功率不相同；灵敏度高的音箱可使用较小的推动功率，就能取得所要求的音量。在音响器材搭配时，音箱灵敏度适配问题十分重要。

四、音色适配

        音色适配的问题在坛子里其实一直在讨论。器材的音色具有主观性，不同的人喜爱不同的音色。音色搭配需要考虑多种因素，往往需要仔细聆听，多加品味后，才能准确地体会到音响的音色特点。


[s:21] [s:21] [s:21] [s:6] [s:6] [s:6]

[ 本帖最后由 叶荣玉 于 2009-7-20 09:26 编辑 ]

田庆松

很长时间没有来了，居然看到了叶老兄。
顶顶并飘过[s:97]

叶荣玉

原帖由 田庆松 于 2009-7-20 09:19 发表
很长时间没有来了，居然看到了叶老兄。
顶顶并飘过[s:97]

[s:21] [s:21] [s:6] [s:6] [s:6] 要常来走走看看！！！不然就生疏了！！！[s:97] [s:97] 别总在您那“音响中国”地盘呆着！！！！ [s:33] [s:33] [s:33] [s:14] [s:14]