第一节.声音的属性与计量

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1、声音的属性和计量声音的属性和计量河北科技大学河北科技大学 于洋于洋本讲主要内容本讲主要内容 一、有关声波的几个基本概念一、有关声波的几个基本概念 二、声场的基本知识二、声场的基本知识 三、人耳的听觉特性与心理声学三、人耳的听觉特性与心理声学 四、声压、声压级与响度级四、声压、声压级与响度级 五、声强、声强级、声功率及声功率级五、声强、声强级、声功率及声功率级 六、响度、响度级与等响度曲线六、响度、响度级与等响度曲线 七、电平级七、电平级 八、声音信号的频带宽度与倍频程八、声音信号的频带宽度与倍频程 九、音响系统的匹配九、音响系统的匹配3 一、有关声波的几个基本概念一、有关声波的几个基本概念1.

2、1.声音产生的过程声音产生的过程 声音是通过物体机械振动而产生的，它以波声音是通过物体机械振动而产生的，它以波动的方式传播，由声波刺激人耳所引起的主观感动的方式传播，由声波刺激人耳所引起的主观感觉。觉。4扬声器振膜的振动会使周围的空气质扬声器振膜的振动会使周围的空气质点产生一定的疏密变化点产生一定的疏密变化, , 产生在空气产生在空气中传播的疏密波，这种疏密波称为中传播的疏密波，这种疏密波称为“声波声波”。 扬声器振膜的振动会使周围的空气质点产生一定的疏密变化扬声器振膜的振动会使周围的空气质点产生一定的疏密变化5声波：基音声波：基音+ +泛音，基音是完整的一个声波，泛音是其后无限重复的声波泛音

3、，基音是完整的一个声波，泛音是其后无限重复的声波振幅：振幅：表示声波随时间变化的最大值，也称为峰值。表示声波随时间变化的最大值，也称为峰值。t振幅振幅6 频率：频率：一秒钟振动的次数称为频率，用一秒钟振动的次数称为频率，用f f表示，单表示，单位赫兹（位赫兹（HzHz）。）。 人耳能听到的声音频率范围为人耳能听到的声音频率范围为20Hz20Hz20kHz20kHz。 周期周期: :声波振动一次所需的时间称为周期，以声波振动一次所需的时间称为周期，以T T表表示，单位为示，单位为s s（秒）。（秒）。 频率和周期是互为倒数的：频率和周期是互为倒数的：fT17 波长：波长：声波每振动一次所走过的距

4、离称为声波的波长，以声波每振动一次所走过的距离称为声波的波长，以表示，单位为米（表示，单位为米（m m）。）。 声速：声速：声波在声波在1s1s（1 1秒）内所传播的距离称为声速，秒）内所传播的距离称为声速，以以c c表示，单位为表示，单位为m/sm/s（米（米/ /秒）。秒）。00时，在压强为时，在压强为1 1个大气压的空气中：个大气压的空气中：c c=331.5m/s=331.5m/s。 c c值几乎不受气压影响，但会受温度变化的影响。值几乎不受气压影响，但会受温度变化的影响。在在t t时，声音的传播速度时，声音的传播速度c c约为：约为： c c331.5331.50.60.6t t(m

5、/s)(m/s)，在室温（，在室温（1515时）时，时）时，c c约为约为340m/s340m/s。8 2.2.声音的定义声音的定义 声音是客观物体振动，通过介质传播，作用人耳，声音是客观物体振动，通过介质传播，作用人耳，产生的主观感觉。产生的主观感觉。 它不但是一种客观存在的物理量，而且是人的主它不但是一种客观存在的物理量，而且是人的主观感觉。观感觉。 某些动物的听觉比人类敏感。某些动物的听觉比人类敏感。 3. 3.声源的组成声源的组成 一般声源是由三个基本部分组成；一般声源是由三个基本部分组成； 激励源、振动源、共鸣源激励源、振动源、共鸣源10 4. 4.声音的三要素声音的三要素 客观：客

6、观：1 1）振幅）振幅 2 2）频率）频率 3 3）频谱）频谱 主观主观 ：1 1）音量）音量 2 2）音调）音调 3 3）音色）音色11二、声场的基本知识二、声场的基本知识1. 1.声场对声音的影响声场对声音的影响1 1）优质扩音的几个必备条件）优质扩音的几个必备条件（1 1）声源及其设备）声源及其设备 （ 2 2）声场与环境）声场与环境（3 3）操作人员的素质与能力）操作人员的素质与能力122 2）室内人耳听到的声音）室内人耳听到的声音 包括三部分：包括三部分： （1 1）直达声）直达声 产生声音的方向感、亲切感产生声音的方向感、亲切感（2 2）反射声）反射声 产生声音的空间感和力度感产生

7、声音的空间感和力度感（3 3）混响声）混响声 产生声音的丰满感和厚度感产生声音的丰满感和厚度感声影区：声音达不到的地方。13 2. 2.室内声场的参量室内声场的参量 1 1） 混响时间：室内的声场达到稳定状态之后，从切断声源混响时间：室内的声场达到稳定状态之后，从切断声源开始开始 ，到声压衰减到原值的千分之一，即声压级降低，到声压衰减到原值的千分之一，即声压级降低60dB时时所需要的时间。所需要的时间。 近似公式为：秒）(aSV161. 060T公式中公式中V V为房间体积，为房间体积， 为房间总吸声量为房间总吸声量aS142 2）不同功能的声场要求的最佳混响时间表）不同功能的声场要求的最佳混

8、响时间表 15 3. 3.混响半径混响半径 室内扩声时，距离声源越远，直达声声强越小，周室内扩声时，距离声源越远，直达声声强越小，周围的混响声强相对于直达声声强成比例上升，当距围的混响声强相对于直达声声强成比例上升，当距离达到一定数值时，混响声声强等于直达声声强，离达到一定数值时，混响声声强等于直达声声强，这一距离叫混响半径。另一张说法这一距离叫混响半径。另一张说法QRr14. 0声源的指向性因素声源的指向性因素房间常数房间常数a1aSR近似公式为：近似公式为：164. 4.房间常数：房间内对声音的有效吸声量，其值越大，房间常数：房间内对声音的有效吸声量，其值越大，说明房间对声音的吸收越多，混

9、响时间越短近似说明房间对声音的吸收越多，混响时间越短近似公式为：公式为：aaSR1( (单位为平方米单位为平方米) )式中：为房间的总面积，式中：为房间的总面积， 为房间的平均吸声系数。为房间的平均吸声系数。 消声室：当消声室：当 近于近于1 1时，房间常数近于无限大，由于声时，房间常数近于无限大，由于声 音几乎全部吸收，没有反射，故混响时间近于零。音几乎全部吸收，没有反射，故混响时间近于零。混响室：当混响室：当 近于近于0 0时，由于房间常数近于声音几乎全部时，由于房间常数近于声音几乎全部反射，没有吸收，故混响时间近于无限长。反射，没有吸收，故混响时间近于无限长。17（接收声音与转换声音）（

10、接收声音与转换声音）人耳的构造图人耳的构造图 三、人耳的听觉特性三、人耳的听觉特性1. 1.生理声学生理声学 1 1）人耳的构造与功能）人耳的构造与功能 18 2. 2.心理声学心理声学1 1）掩蔽效应）掩蔽效应一个声音的听阈因另一个声音的存在而提高的现象称为一个声音的听阈因另一个声音的存在而提高的现象称为掩蔽效应。掩蔽效应。 例如：听清楚例如：听清楚A A的声音的阈值为的声音的阈值为40dB,40dB,若同时又听见声若同时又听见声音音B B，由于，由于B B的影响使的影响使A A的阈值提高到的阈值提高到52dB,52dB,即比原来即比原来提高提高12dB12dB才可以听见才可以听见A A的声

11、音。的声音。 A A：被掩蔽声；：被掩蔽声；B B：掩蔽声；：掩蔽声；12dB12dB：掩蔽量；：掩蔽量；52dB52dB：掩蔽阈。：掩蔽阈。20 2 2）鸡尾酒会效应）鸡尾酒会效应 鸡尾酒会效应是指人的一种听力选择能力，在这种情况下，鸡尾酒会效应是指人的一种听力选择能力，在这种情况下，注意力集中在某一个人的谈话之中而忽略背景中其他的对注意力集中在某一个人的谈话之中而忽略背景中其他的对话或噪音。鸡尾酒会效应揭示了人类听觉系统中令人惊奇话或噪音。鸡尾酒会效应揭示了人类听觉系统中令人惊奇的能力，使我们可以在噪声中谈话。的能力，使我们可以在噪声中谈话。21 当两个声源声压相同，而且同时到达人耳时，人

12、们感觉声当两个声源声压相同，而且同时到达人耳时，人们感觉声音是从中间方向来的，中间会形成一个虚拟生源。当其中一音是从中间方向来的，中间会形成一个虚拟生源。当其中一个声源的声压逐步提高，人们感到声源由中间位置向高声压个声源的声压逐步提高，人们感到声源由中间位置向高声压级的一方移动，当提高声压级超过级的一方移动，当提高声压级超过9dB9dB时，人们感觉声音是从时，人们感觉声音是从高声压级一方来的。如果不改变声压级，而使其中一个声源高声压级一方来的。如果不改变声压级，而使其中一个声源延迟，如果延迟在延迟，如果延迟在30ms30ms以内，听觉上将感到只来自未延迟的以内，听觉上将感到只来自未延迟的声源，

13、当延迟时间超过声源，当延迟时间超过50ms50ms时，听觉上感到两个声音，即出时，听觉上感到两个声音，即出现回声。哈斯效应是制作环绕声的理论基础。现回声。哈斯效应是制作环绕声的理论基础。 3 3）哈斯效应）哈斯效应人耳对于声源方向感觉的基本特性。人耳对于声源方向感觉的基本特性。2021-12-23哈斯效应：声音在3-30ms，确定声音方向，在30-50ms，同时存在，在50ms以上存在两个声音。多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，称为多普勒效应。例子：迎面而来的小火车。 声压：声源振动而产生的大气压的声压：声源振动而产生的大气压的波动值波动值( (压强的

14、改变压强的改变量量), ),用用p p表示，单位为帕（表示，单位为帕（PaPa）PaPa1N1Nm m2 2 有时也可以用有时也可以用“巴（巴（bar)”bar)”作单位，作单位，1Pa=101Pa=10-5 -5barbar声压声压24 声压级：声压级：测量的声压与基准声压的比值取常用对数再乘以测量的声压与基准声压的比值取常用对数再乘以2020，单位是单位是dBdB，它表示声压大小的，它表示声压大小的等级等级。声压级声压级o ppLp 用公式表示声压级用公式表示声压级待求的声压级的声压待求的声压级的声压基准声压，数值为基准声压，数值为2 21010-5 -5Pa(1kHzPa(1kHz时的闻

15、阈声压值）时的闻阈声压值） 声压（单位帕）声压（单位帕） 声压级（单位分贝）声压级（单位分贝）刚好能听见声音的界限刚好能听见声音的界限20lg(dB)25计算举例：计算举例： 教室内某点的声压为教室内某点的声压为2 21010-2 -2PaPa，这点的声压级为，这点的声压级为多少？多少？o20lg ppLp 320dB6052102102lg20310lg20解：解：26 正常人耳的听觉下限为正常人耳的听觉下限为0dB0dB，人耳的听觉的上，人耳的听觉的上限是限是120dB120dB，长期在，长期在85dB85dB以上听音就会对人耳产生以上听音就会对人耳产生损害，超过损害，超过120dB120

16、dB的声音会耳痛、难以忍受，的声音会耳痛、难以忍受，140dB140dB的声音会使人失去听觉。但是，的声音会使人失去听觉。但是，0dB0dB不表示不表示没有声音没有声音27 4. 4.响度与声压、声压级的关系：响度与声压、声压级的关系： 响度响度 声压声压( (帕帕) )声压级声压级80dB 102120dB 102 460dB 1022120dB 1021140dB 10220dB 102 5dB 0 0 1 1020低声耳语（听觉阈）低声耳语（听觉阈）微风吹树叶（环境声）微风吹树叶（环境声）课堂讲课（语音声）课堂讲课（语音声）室内交响乐（音乐声）室内交响乐（音乐声）电影院（听觉上限）电影院

17、（听觉上限）近距离雷声（痛觉阈）近距离雷声（痛觉阈）飞机起飞（飞机起飞（3 3米处）米处）（听力破坏）（听力破坏）28 单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积所通过的单位时间内，垂直于声波传播方向的单位面积所通过的声能，称为声强，用符号声能，称为声强，用符号I I表示，单位是瓦平方米表示，单位是瓦平方米(W(Wm m2 2) )。五、声强、声强级、声功率及声功率级五、声强、声强级、声功率及声功率级SWI 24 rWI在无反射的自由声场中，点声源发出在无反射的自由声场中，点声源发出的球面波均匀地向四周辐射声能的球面波均匀地向四周辐射声能距离声场中心的距离距离声场中心的距离1. 1.声强声强(

18、( I I ) )292. 2.声强级声强级( (L LI I ) )dB(lg10oIIIL 待求声强级的声强待求声强级的声强基准声强，数值等于基准声强，数值等于1010-12-12W/mW/m2 2(1kHz(1kHz时的闻阈声强值）时的闻阈声强值） 声强级：测量的声强声强级：测量的声强I I与参考声强与参考声强I Io o的比值取常用对数的比值取常用对数再乘以再乘以1010，单位是，单位是dBdB。303. 3.声功率（声功率（W W ) ) 声功率是声源在声功率是声源在单位时间单位时间内向外辐射的声能，它表示声源内向外辐射的声能，它表示声源发声能力的大小，用符号发声能力的大小，用符号W

19、W表示，单位是表示，单位是WW（瓦）、（瓦）、mW(mW(毫毫瓦）或瓦）或WW（微瓦）。（微瓦）。W000 000 1mW000 1W14. 4.声功率级声功率级( (L LWW) ) 测量的声功率（测量的声功率（W W ）与基准声功率（）与基准声功率（WWo o）的比值取常用对）的比值取常用对数再乘以数再乘以1010，单位为，单位为dBdB。31owlg10WWL 待求声功率级的声功率待求声功率级的声功率基准声功率，数值等于基准声功率，数值等于1010-12-12W(1kHzW(1kHz时的闻阈声功率值）时的闻阈声功率值）用公式表示声功率级用公式表示声功率级( (L LWW) )32国际上统

20、一规定了下列基准值：国际上统一规定了下列基准值： 基准声压基准声压=2=21010-5 -5PaPa 基准声强基准声强=10=10-12-12W/mW/m2 2 基准声基准声功率功率=10=10-12-12WW 基准电功率基准电功率=1mW=1mW 基准基准电压电压=0.775V=0.775V 基准基准电流电流=1.29mA=1.29mA33声强(W/m2) 声功率(W)声压(Pa)声强级、声功率级、声压级（dB）相应环境1021022102140飞机发动机（3m）112101120痛阈1021022100100织布机房104104210180汽车喇叭106106210260相距1m交谈108

21、108210340安静室内10101010210420轻声耳语1012101221050听阈 声强、声压、声功率与声强级、声压级、声功率级声强、声压、声功率与声强级、声压级、声功率级rPLLPlg20lg10O 距离音箱距离音箱r米处的声压级用下式计算：米处的声压级用下式计算： 总声压级总声压级 音箱灵敏度音箱灵敏度 加给音箱的电功率加给音箱的电功率听音点距音箱的距离听音点距音箱的距离35 实例：音箱灵敏度为实例：音箱灵敏度为86dB86dB，加给音箱的电功率为，加给音箱的电功率为100W100W，距音箱，距音箱2525米处的声压级是多少？米处的声压级是多少？ 解：解：rPLLPlg20lg1

22、0O25lg20100lg108696.272086dB04.7836六、响度、响度级与等响度曲线六、响度、响度级与等响度曲线 响度是指人耳对声音强弱的响度是指人耳对声音强弱的主观感觉主观感觉，通常用字母，通常用字母S S表示。单位是表示。单位是“宋宋”（sone)sone)。 规定：规定： 声压级为声压级为40dB40dB的的1000Hz1000Hz标准音的主观感觉的强弱为标准音的主观感觉的强弱为1 1宋。宋。1.1.响度响度37人耳判断与人耳判断与1000Hz1000Hz纯音的纯音的1dB1dB声压级等响的响度级为声压级等响的响度级为1 1方。方。 2. 2.响度级响度级 任何声音的响度级

23、，在数值上等于与标准音（任何声音的响度级，在数值上等于与标准音（1 1千赫）千赫）一样响时所对应的标准音的声压级值，用字母一样响时所对应的标准音的声压级值，用字母P P表表示。单位是示。单位是“方方”（phon)phon)。例如：例如：若某一声音（纯音或复音）听起来与声压级为若某一声音（纯音或复音）听起来与声压级为70dB70dB的的1000Hz1000Hz纯纯音同样响，则这个声音的响音同样响，则这个声音的响度级为度级为7070方。方。38）（方值宋值40.102）（方值宋值40.102lglg响度（宋）与响度级（方）之间的关系：响度（宋）与响度级（方）之间的关系：2lg40( 1 . 0）方

24、值.2103. 0方值或或39 3.等响度曲线等响度曲线 人耳的听阈在各个频率是不同的。人耳的听阈在各个频率是不同的。弗莱彻弗莱彻门逊得出了等响度曲线，如下图：门逊得出了等响度曲线，如下图：404.4.等响度曲线的特点等响度曲线的特点a.a.以一千赫为基准，低频范以一千赫为基准，低频范 围和高频响应提升围和高频响应提升 b.b.最低点在四千赫左右最低点在四千赫左右, ,反映人耳在此频率范围灵敏反映人耳在此频率范围灵敏度最高。度最高。c.c.高声压级（高声压级（80-90d80-90d) )曲曲线平坦线平坦, ,而低声压级变化较而低声压级变化较大。大。d.d.反映了人耳的听觉阀、痛反映了人耳的听

25、觉阀、痛觉阀、听力范围。觉阀、听力范围。41 如果如果100Hz100Hz、50dB50dB的声音与的声音与1 1KHz、40dB40dB的纯音响度的纯音响度相同，则应按相同，则应按( ()dB)dB确定这个声音的响度级。确定这个声音的响度级。 A A、10 B10 B、40 C40 C、50 D50 D、9090应用举例应用举例4243 如果如果100Hz100Hz、50dB50dB的声音与的声音与1KHz1KHz、40dB40dB的纯音响度的纯音响度相同，则应按相同，则应按( ()dB)dB确定这个声音的响度级。确定这个声音的响度级。 A A、10 B10 B、40 C40 C、50 D5

26、0 D、9090A44七、声音信号的频带宽度与倍频程七、声音信号的频带宽度与倍频程 1. 1.不同声源的频率范围（如下图所示）不同声源的频率范围（如下图所示）122logFF用于表示声源频率范围宽度用于表示声源频率范围宽度 的参量，等于信号上限频率的参量，等于信号上限频率F2F2与与下限频率下限频率F1F1之比，再取以为底的对数。之比，再取以为底的对数。 用公式表示：用公式表示：2.2.倍频程的概念倍频程的概念45(1)(1)声音全带宽的倍频程公式为：声音全带宽的倍频程公式为：102log1000log220000loglog10222122FF8200log5010000loglog2212

27、2FF540log1004000loglog22122FF(2)(2)乐音的倍频程公式为：乐音的倍频程公式为：(3)(3)语音语音 的倍频程公式为：的倍频程公式为：463. 3.倍频程的意义倍频程的意义 (1)(1)表示容易表示容易 (2)(2)计算方便计算方便 (3)(3)与人耳的听觉相一致与人耳的听觉相一致47484.4.各种频率均衡器的频率特性各种频率均衡器的频率特性3131段均衡器图段均衡器图( (每段每段1/31/3倍程倍程) )5 5段均衡器图段均衡器图 ( (每段倍程每段倍程) )49九、音响系统的匹配九、音响系统的匹配 1. 1.匹配的概念：电路之间、设备之间、系统之间，处匹配

28、的概念：电路之间、设备之间、系统之间，处于最佳工作状况下的联接与配合于最佳工作状况下的联接与配合. .包括：阻抗、功率、包括：阻抗、功率、电平、带宽、连接方式等。电平、带宽、连接方式等。2.2.音响系统的组成音响系统的组成503. 3.负载阻抗与传输功率的关系负载阻抗与传输功率的关系(1)(1)等效电路与等效阻抗等效电路与等效阻抗 在电路系统中，从任何一个联接点断开，可以分成前级在电路系统中，从任何一个联接点断开，可以分成前级和后级两个部分。前级等效于一个信号源和后级两个部分。前级等效于一个信号源V V1 1和一个内阻和一个内阻R R1 1，后级等效于一个负载阻抗后级等效于一个负载阻抗R R2

29、 2。1v2R1Ri51(2)(2)负载获得最大功率的条件负载获得最大功率的条件1v2R1Ri52 等效负载上获得的功率由下式表示等效负载上获得的功率由下式表示2212212221122w2)()()(RRRvRRRvRiP结论：结论： A.A.负载电阻与内阻负载电阻与内阻相等相等时可以获得最大输出功率。时可以获得最大输出功率。 B.B.适当提高负载电阻可以提高传输效率。适当提高负载电阻可以提高传输效率。534.功放与扬声器的功放与扬声器的匹配匹配 功放与扬声器之间是传送音讯功率的主要环节，所以，二者之功放与扬声器之间是传送音讯功率的主要环节，所以，二者之间的阻抗匹配和功率的匹配是整个音响系统

30、正常工作的关键。间的阻抗匹配和功率的匹配是整个音响系统正常工作的关键。 (1)(1)几个参数与选择几个参数与选择 (A)(A)功放的额定输出功率：在功放的输入端加上额定信号电平时，功放的额定输出功率：在功放的输入端加上额定信号电平时，在要求的非线性失真条件下，在其额定负载上，长时间在要求的非线性失真条件下，在其额定负载上，长时间( (超过超过9696小时小时) )稳定工作所输出的功率。稳定工作所输出的功率。 (B)(B)扬声器的额定输入功率：在非线性失真不超过要求范围条件下，扬声器的额定输入功率：在非线性失真不超过要求范围条件下，扬声器保持长时间扬声器保持长时间( (大于大于9696小时小时)

31、 )稳定工作而不损坏条件下，功放稳定工作而不损坏条件下，功放实际输入扬声器的功率。实际输入扬声器的功率。54(2)(2)功放与扬声器的功率匹配选择功放与扬声器的功率匹配选择 A.A.功放额定输出功率为扬声器总额定输入功率的功放额定输出功率为扬声器总额定输入功率的1.5-21.5-2倍。用在专业音响倍。用在专业音响系统中，有一定的功率余量，音乐有力度感，但是对专业操作人员素质系统中，有一定的功率余量，音乐有力度感，但是对专业操作人员素质要求较高，电路工作效率低。要求较高，电路工作效率低。 B.B.功放额定输出功率约为扬声器总额定输入功率的功放额定输出功率约为扬声器总额定输入功率的l/2l/2左左

32、 右。用于家庭音右。用于家庭音响系统中。工作安全，非专业人员可以操作。但音乐力度不足，动态范响系统中。工作安全，非专业人员可以操作。但音乐力度不足，动态范围小。围小。 C.C.功放额定输出功率等于或略大于功放额定输出功率等于或略大于(l0(l0以内以内) )扬声器总额定输入功率扬声器总额定输入功率。工。工作安全稳定，信号质量高，通常推荐采用这种功率匹配方式。作安全稳定，信号质量高，通常推荐采用这种功率匹配方式。55(3)(3)功放与扬声器之间的阻抗匹配选择功放与扬声器之间的阻抗匹配选择121w1Z)(vP1w121ZP)(v定阻抗输出功放与扬声器之间的匹配扬声器从功放获得的实定阻抗输出功放与扬

33、声器之间的匹配扬声器从功放获得的实际功率不但与两者的额定功率有关，而且与两者的阻抗、电际功率不但与两者的额定功率有关，而且与两者的阻抗、电压也有关。压也有关。功放实际输出的功率由下式决定：功放实际输出的功率由下式决定：式中：式中：P Pw1w1：功放实际输出的功率：功放实际输出的功率 v1 1：功放的输出电压：功放的输出电压 Z Z1 1：功放的额定负载阻抗：功放的额定负载阻抗即56 扬声器实际获得的功率由下式决定：扬声器实际获得的功率由下式决定： 即：即： 式中式中: :P Pw2w2 ：扬声器实际获得的功率：扬声器实际获得的功率 v2 2 ： 扬声器实际获得的电压扬声器实际获得的电压 Z

34、Z2 2： 扬声器的输入阻抗扬声器的输入阻抗 当把扬声器与功放连接以后，则当把扬声器与功放连接以后，则V V1 1与与V V2 2相等，所以下式成立：相等，所以下式成立： 由上式可以看出，当扬声器的输入阻抗由上式可以看出，当扬声器的输入阻抗Z Z2 2与功放的额定负载与功放的额定负载Z Z1 1相相等时，等时，则有扬声器实际的输入功率与功放的输出功率相等：当则有扬声器实际的输入功率与功放的输出功率相等：当扬声器的输入阻抗扬声器的输入阻抗Z Z2 2与功放额定负载阻抗与功放额定负载阻抗Z Z1 1不相等时，则满足：不相等时，则满足：两者阻抗之比等于两者功率之反比。两者阻抗之比等于两者功率之反比。

35、2w222Z)( Pv222w2)(ZvP2w21w1ZPZPw1w221PPZZ或或57举举 例例 当把额定功率为当把额定功率为200W200W，额定输入阻抗为，额定输入阻抗为88的扬声器接到的扬声器接到额定输出功率为额定输出功率为200W200W，额定负载为，额定负载为88的功放输出端的功放输出端 时，按时，按公式可得扬声器实际获得的功率也是公式可得扬声器实际获得的功率也是200W200W； 如果把这只扬声器接到一个额定输出功率为如果把这只扬声器接到一个额定输出功率为200W200W，额定，额定负载为负载为44的功放输出端时，按公式可得的功放输出端时，按公式可得: :w1w221PPZZ1

36、00W200W84W121W2PZZP58 由于扬声器输入的实际总功率不得超过功放输由于扬声器输入的实际总功率不得超过功放输出的额定功率，所以，任何时候扬声器的实际总出的额定功率，所以，任何时候扬声器的实际总阻抗不得低于功放的额定负载阻抗。为了把扬声阻抗不得低于功放的额定负载阻抗。为了把扬声器输入阻抗提高，可以选用线间变压器。器输入阻抗提高，可以选用线间变压器。注注 意意59(4)(4)扬声器的串联阻抗与并联阻抗扬声器的串联阻抗与并联阻抗A.A.扬声器的串联扬声器的串联串联后的总阻抗串联后的总阻抗Z ZWW等于各个等于各个 扬声器阻扬声器阻抗抗Z Z1 1、Z Z2 2、Z Z3 3之和。之和

37、。即为：即为：Z Zw w=Z=Z1 1十十Z Z2 2十十Z Z3 3 当相同型号的当相同型号的N N只扬声器相串联时，总阻抗等于单只扬声只扬声器相串联时，总阻抗等于单只扬声器的器的N N倍。倍。 当不同型号的扬声器相串联时，必须满足各扬声器的额定当不同型号的扬声器相串联时，必须满足各扬声器的额定电流应相等。电流应相等。603121111ZZZZw16716848416416816181411Zw3.2716Zw（姆欧）（姆欧）（姆欧）例如：有三只扬声器，额定输入阻抗分别为例如：有三只扬声器，额定输入阻抗分别为44、88、1616，则并联之后的总导纳为：，则并联之后的总导纳为：并联后的总倒纳

38、等于各个扬声器并联后的总倒纳等于各个扬声器的导纳之和。的导纳之和。当不同型号的扬声器相并联时，必须满足各扬声器的额定当不同型号的扬声器相并联时，必须满足各扬声器的额定电压应相等。电压应相等。并联之后的总阻抗为：并联之后的总阻抗为：61(5)(5)功放的阻尼系数功放的阻尼系数(D(D) )与接线电阻与接线电阻( (r) )的影响的影响 阻尼系数的定义是功放的额定负载阻抗阻尼系数的定义是功放的额定负载阻抗(Z(Z1 1) )与功放的内阻与功放的内阻(R)(R)与与接线电阻之和的比值。即接线电阻之和的比值。即 由于在定阻输出系统中要求功放的额定负载（由于在定阻输出系统中要求功放的额定负载（Z Z1

39、1）与扬声器的输）与扬声器的输入阻抗（入阻抗（Z Z2 2）相等，所以阻尼系数公式也可写为：）相等，所以阻尼系数公式也可写为：rRZ1DFrRZ2DF扬声器的额定输入阻抗扬声器的额定输入阻抗功率放大器内阻功率放大器内阻线路电阻线路电阻62 例如：额定负载为：例如：额定负载为：Z Z1 1= = ；扬声器的额定输入阻抗为：；扬声器的额定输入阻抗为：Z Z2 2=8=8。如果扬声器与功放直接相联，线路电阻可以忽略的。如果扬声器与功放直接相联，线路电阻可以忽略的条件下，功放内阻为条件下，功放内阻为0.10.1，则阻尼系数为：，则阻尼系数为：RZDF2801 .082RZDF阻尼系数近似为：阻尼系数近

40、似为：扬声器的额定输入阻抗扬声器的额定输入阻抗功率放大器内阻功率放大器内阻线路电阻比较小，计算时可以忽略。线路电阻比较小，计算时可以忽略。63常用塑料软线的规格和阻值导 线 规 格单根导线每百米长的电阻值（）铜丝股/每根铜丝线径截面积（mm2)12/0.15mm0.27.516/0.15mm0.3623/0.15mm0.4440/0.15mm0.72.240/0.193mm1.141.5646.19.482rRZDF这时功放的实际阻尼系数为：这时功放的实际阻尼系数为：功放的阻尼系数由功放的阻尼系数由8080减少到减少到1.61.6，所以在定阻传输方式中，所以在定阻传输方式中，应尽量缩短传输距离

41、和选择高质量线材。应尽量缩短传输距离和选择高质量线材。如果功放与扬声器采用如果功放与扬声器采用16/0.15mm4016/0.15mm40米的导线连接，如下图所示。米的导线连接，如下图所示。8 . 42)100406(r则：65(6)(6)定压输出功放与扬声器之间的匹配定压输出功放与扬声器之间的匹配 定压输出的概念：定压输出的概念： 定压输出即输出为恒定信号电压，通常定压输出即输出为恒定信号电压，通常70V70V、l20Vl20V或或200V200V。因为输出阻抗高，线路电流小，线路损耗低，故可以远距因为输出阻抗高，线路电流小，线路损耗低，故可以远距离传送信号，适用于室外扩音或公共广播等。离传送信号，适用于室外扩音或公共广播等。 由于要求额定阻抗高，不能直接与扬声器连接，需要配接由于要求额定阻抗高，不能直接与扬声器连接，需要配接线间变压器。线间变压器。 系统组成如下图所示。系统组成如下图所示。