音响工程中功率传输的线路损耗

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一般说来,良好的音响工程,要求线路损耗不大于0.5个dB(10%)

1)低阻抗传输线路功率损耗计算

低阻抗传输用于低阻抗输出的功率放大器与低阻抗扬声器(一般低于16欧)直接连接的功率传输线路。这种传输线路的特点是信号失真小、频响特性宽和音质好,但是传输线路中信号电流大,必须采用截面积大的导线才能有效地进行传输,否则会造成极大的功率损耗。

功率损耗(dB)=20 lg(RL/ 2R1+ RL)

R1=ρ·L/S

其中,ρ为物质的电阻率,单位为欧姆米(Ω. m)。 L为长度,单位为米(m) S为截面积,单位为平方米(m2)。

常用金属导体电阻率ρ(Ω·m):
(1)银1.65 ×10-8
(2)铜1.75 ×10-8
(3)金2.40×10-8
(4)2.83 ×10-8
(5)钨5.48 ×10-8
(6)9.78 ×10-8

2)高阻抗(定压)传输线路功率损耗的计算

在大型扩声系统中(如大型体育场、广场或背景音响系统等),传输线路都很长(一般都超过200M,甚至数公里),此时如果用低阻抗传输线路传输,必须使用大量很粗的导线,还要增加许多功率损耗。为此,采用另一种高阻抗/定压输出(50V、70V和100V三种标准电压)的传输系统。这样可以大大减少线路的功率损耗。但这种方式引入了匹配变压器,明显地影响了传输信号的低频和高频。

线路损耗为10%时:

高阻抗至少需要的截面积S为:

S≧(0.37×L×P)/U2

低阻抗至少需要的截面积S为:

S≧(0.37×L)/Z

其中,L导线长度,P传输功率,U传输线两端的电压,Z扬声器的负载阻抗。

3)定压传输系统的功率匹配和阻抗匹配

定电压传输系统中各个扬声器负载的适应状态

状态 阻抗 功率 效果 备注

Z(SP)=Z(AMP)P(SP)= P(AMP) 从功放到扬声器达到最大功率传输 最佳

Z(SP)>Z(AMP)P(SP)= P(AMP) 供给扬声器的功率低于扬声器额定功率 不产生安全问题

Z(SP)<Z(AMP)P(SP)= P(AMP) 功放过载 功放损害 Z(SP)= Z(AMP)P(SP)> P(AMP)供给扬声器的功率低于扬声器额定功率 安全运行

Z(SP)= Z(AMP)P(SP)< P(AMP)扬声器过载

Z(SP)= Z(AMP)P(SP)≥ P(AMP) 功率分配不当会损害扬声器;分配扬声器的功率适当时,工作正常

100V电压传输中电压降为1 dB时最大允许导线的长度m

导线截面积 传输功率

/mm2 4 10 20 40 100 200 400 1000

0.3 2500 1000 500 250 100 50 25 10

0.5 4000 1600 800 400 160 80 40 16

0.75 6000 2400 1200 600 240 120 60 24

1.0 8000 3200 1600 800 320 160 80 32

1.5 12000 4800 2400 1200 480 240 120 48

2.5 20000 8000 4000 2000 800 400 200 80

4.0 32000 12800 6000 3200 1280 640 320 128

6.0 48000 19200 9600 4800 1920 960 480 192


除此之外,在网上还搜索了一些其他的计算音箱线损耗的方式:

定阻的音响配置与定压的音响配置是不同的,

定阻的音响配置:(线损+音箱功率)*1.3=功放功率。

例如:

线损设为50W, 音箱功率300W,定阻为8欧

线损电阻1.333欧,音箱电阻8欧,合计电阻是9.333欧

线损电压8V 音箱电压49V 合计电压是57V

配功放输出为57V电压/8欧功率是400W

从计算结果看用400W的功放去推300W的音箱正好,功放实际去推的是9.33欧的阻抗,57V,实际的功率是348W,还比较轻松。但这样的公式用在定压上是错误的。

粗略计算:音箱线电阻为r,音箱阻抗为R ,音箱功率为P,则线损耗p=r/(R+r)P。

例如线阻1Ω,音箱阻抗8Ω,音箱功率30W,线损p=1/(1+8)*30W=3.3W

文章来源于网络

  • 本文由 发表于 2023年9月21日
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