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    要怎么不燒掉你的音箱!? ——淺談阻抗匹配
    更新:2021-7-14 10:15:54 稿件:音響網(wǎng) 調(diào)整大小:【

    先承認(rèn)這張照片有點(diǎn)太夸張了,而且喇叭的部位其實(shí)不會(huì)燒起來。

    但是當(dāng)訊號(hào)經(jīng)過后級(jí)放大成高電流時(shí),若是作為負(fù)載的箱體(Cabinet,本文將以CAB簡稱)和音箱頭的阻抗沒有匹配的話,輕微的話會(huì)導(dǎo)致不正確的音色,嚴(yán)重的話有可能會(huì)使音箱故障,直接變成一塊昂貴的磚頭。所以在搭配時(shí)還是要謹(jǐn)慎一點(diǎn),才能避免這種令人心痛的結(jié)果。

    這篇文章我們會(huì)提到箱體和負(fù)載的關(guān)系,常見的阻抗值和阻抗不匹配時(shí)會(huì)產(chǎn)生的影響

    什么是箱體(Cab)?

    吉他音箱通?梢苑殖1.前級(jí) 2.后級(jí) 3.喇叭單體(Speaker) 三個(gè)部位。把三個(gè)全部做進(jìn)一個(gè)箱子里的我們會(huì)稱呼他為Combo音箱;把前級(jí)和后級(jí)做成音箱頭(Head),再把喇叭單體獨(dú)立做成箱體(Cab)的組合是Stack音箱。

    Stack音箱能有許多不同品牌型號(hào)的搭配,音色的變化性更靈活,但因?yàn)镃ab有不同的阻抗設(shè)計(jì),所以在選擇時(shí)也需要考慮是否匹配;Combo類的音箱已經(jīng)把Head和Cab做在一起了,所以使用者通常不用去思考阻抗匹配的問題(除非要另外接一組CAB)。

    ▲音箱可簡單分成Combo和Stack兩種。圖片來源為PROMENADE MUSIC

    喇叭單體的運(yùn)作方式是從音箱送出經(jīng)過放大的電訊號(hào),導(dǎo)通至喇叭上的線圈產(chǎn)生磁場,該磁場會(huì)隨著電流大小的變化和喇叭內(nèi)的磁鐵產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的互斥,連帶帶動(dòng)振膜的震動(dòng),因此能將電訊號(hào)轉(zhuǎn)化成聲波。和麥克風(fēng)的原理恰好相反。

    ▲通電后的線圈可以帶動(dòng)振膜發(fā)出聲波。

    什么是負(fù)載(Load)?

    根據(jù)維基百科的定義,在電路中能消耗功率的組件就是負(fù)載(Load),這些負(fù)載有些會(huì)將功率轉(zhuǎn)化成其他能量的形式(如燈泡將電能轉(zhuǎn)成光、喇叭單體將電能轉(zhuǎn)成聲音),所以Cab可以視作聲音訊號(hào)這個(gè)電路的負(fù)載。

    阻抗不匹配

    為了讓訊號(hào)能夠有效率的從訊號(hào)源到負(fù)載之間傳遞,我們會(huì)希望兩者之間的輸出和輸入的阻抗是匹配的,電吉他音箱為了放大訊號(hào),后級(jí)放大的電流只需要比較小的負(fù)載阻抗,所以最常見的Cab阻抗是4歐姆、8歐姆和16歐姆三種。歐姆數(shù)的大小由喇叭上線圈的粗細(xì)和纏繞次數(shù)來決定。

    ▲音箱頭的輸出通常有不同歐姆的輸出來匹配不同阻抗的箱體

    大部分的音箱頭可以選擇要接幾歐姆的輸出孔,8歐姆的輸出孔搭配8歐姆的Cab就是很理想的阻抗匹配情形,如果8歐姆的輸出孔接4歐姆或16歐姆的CAB,那他們就是不匹配的負(fù)載(Impedance Mismatch),CAB的負(fù)載過高或過低會(huì)導(dǎo)致不同的現(xiàn)象,音箱的后級(jí)是晶體管或真空管的結(jié)果也會(huì)不一樣。

    晶體管:

    后級(jí)的輸出功率是在特定的負(fù)載阻抗下才能計(jì)算出來。功率=電流*電壓(P=IV),電壓=電流*阻抗(V=IR),所以功率會(huì)等于電壓的平方/阻抗(P=V^2/R)。公式好多看起來有點(diǎn)可怕,但是這邊要表達(dá)的是阻抗越大的話,輸出的功率就會(huì)越小。

    所以一個(gè)后級(jí)輸出100瓦、負(fù)載是8歐姆喇叭,如果把喇叭換成16歐姆,那他的功率就會(huì)變小,訊號(hào)也較不線性,除此之外就不會(huì)有太嚴(yán)重的狀況(SAFEMISMATCH);那一定會(huì)有人好奇說是不是只要換成4歐姆,就會(huì)變成200瓦的音箱了?當(dāng)然是沒有這么美好的事情啦。電壓固定時(shí),阻抗減半的話電流也會(huì)直接變兩倍,雖然功率確實(shí)會(huì)變大,但是音箱通常不會(huì)設(shè)計(jì)能夠承受兩倍的電流,負(fù)載不足的能量會(huì)變成廢熱,后級(jí)的功率晶體就會(huì)直接燒毀!

    真空管:

    真空管和晶體管的差異在于,真空管后級(jí)會(huì)先經(jīng)過輸出變壓器才進(jìn)CAB,所以真空管后級(jí)的功率不會(huì)受CAB的阻抗影響。真空管后級(jí)對(duì)喇叭阻抗不匹配的容許度比較高,在常見的4、8和16歐姆的阻抗都還算合理范圍(SAFEMISMATCH)。在后級(jí)輸出比喇叭阻抗還低的情形下,電壓會(huì)上升,電流會(huì)下降,中頻些微的增加;若是后級(jí)輸出比喇叭阻抗還高時(shí),則相反。根據(jù)知名音箱品牌H&K的建議是喇叭阻抗不要大于音箱輸出阻抗兩倍,也不要小于四分之一倍。只要在這個(gè)范圍內(nèi)都可以做不同的嘗試。

    小結(jié):

    晶體管音箱可以接阻抗比輸出大的CAB,不能接阻抗比輸出小的。

    真空管音箱大的小的阻抗都可以接,不過建議要在合理范圍內(nèi)。

    開啟音箱時(shí)沒接Cab會(huì)怎么樣嗎?

    最明顯的狀況應(yīng)該是會(huì)沒有聲音(講廢話),不過一樣是音箱空載(沒接CAB)情況,真空管后級(jí)和晶體管后級(jí)的會(huì)發(fā)生的代價(jià)可以說是天差地遠(yuǎn)。

    晶體管:

    先講結(jié)論,晶體管后級(jí)沒有接CAB也不會(huì)有任何的損壞,在空載的情況下,電阻等于是無限大,不會(huì)有電流通過。

    真空管:

    由于真空管后級(jí)和CAB之間有輸出變壓器,所以在沒有CAB當(dāng)負(fù)載的情形下,所有后級(jí)管的能量會(huì)直接砸在輸出變壓器的線圈上,然后他就死掉了,所以真空管音箱切記一定要在確定有接上CAB后再開機(jī)。

    ▲H&K官方直接把警語寫在輸出孔旁邊,在使用真空管音箱時(shí)請(qǐng)務(wù)必連接CAB。

    小結(jié):

    晶體管音箱不接CAB不會(huì)故障,不過要是把這個(gè)習(xí)慣帶去別臺(tái)真空管音箱就不好了。

    真空管音箱不接CAB可能會(huì)導(dǎo)致輸出變壓器燒壞。

    常見問題

    1.為什么吉他音箱箱體的阻抗都比較低?

    阻抗越高的喇叭,就需要更大的功率才能推動(dòng)。吉他音箱的重點(diǎn)就是要大聲,所以箱體的阻抗一般不會(huì)太高。

    2.4歐姆、8歐姆和16歐姆的音色會(huì)有差別嗎?

    單體本身的歐姆數(shù)不會(huì)影響音色,但是用8歐姆的輸出的音箱,進(jìn)8歐姆和16歐姆的CAB音色就會(huì)不一樣。

    假如用同一顆音箱,用8歐姆輸出孔接8歐姆阻抗的CAB,或用16歐姆輸出孔,但是接同一個(gè)型號(hào),只是是16歐姆版本的CAB,得到的音色差異會(huì)很小。

    3.如果我半夜想要用真空管音箱頭錄音,但是接CAB又太大聲了,有什么解決辦法嗎?

    因?yàn)镃AB最主要是作為音箱的負(fù)載,所以有人會(huì)使用LOADBOX,作為后級(jí)的負(fù)載的同時(shí),直接把音箱頭的訊號(hào)完整的進(jìn)到錄音接口。

    但少了箱體的音色聽起來還是會(huì)有些奇怪,所以通常會(huì)搭配箱體模擬(CabSimulator)或IR來使音色更自然。

    ▲以箱體模擬聞名的TWO NOTES推出的Torpedo Captor X LOADBOX

    總結(jié)

    音箱和CAB的阻抗匹配看起來很可怕,好像一堆眉眉角角沒注意到音箱就會(huì)壞掉一樣,但其實(shí)只要謹(jǐn)守兩個(gè)簡單的原則——音箱后級(jí)的阻抗寫多少歐姆就接到多少歐姆的CAB。

    音箱開啟時(shí)確保音箱頭有接上CAB(用喇叭線,不是吉他用的樂器導(dǎo)線)。這兩點(diǎn)都有做到的話,基本上就沒有要擔(dān)心的事情了。如果你是不喜歡遵守規(guī)則、喜歡各種嘗試的壞分子,切記使用晶體管音箱時(shí)CAB的阻抗不要小于音箱輸出;使用真空管音箱時(shí)一定要接上CAB。這樣你的音箱才能跟著你長長久久喔。

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