无损检测超声波探伤的灵敏度调节

5大扩声系统中常用的电声计算公式
1.Z大功率容量与Z大电压容量的计算

*公式一：Z大电压容量V=√Z大功率W×负载阻抗Ω

*公式二：Z大功率容量W=Z大电压V2×负载阻抗Ω

假如已知一个音箱的Z大持续功率（AES/ANSI）和标明的负载阻抗，则可以计算出此音箱的Z大电压，例如A音箱的Z大功率是600WRMS（ES/ANSI），阻抗是8Ω，希望通过系统的压限器或者音箱控制器设定功放的Z大输出电压值，对A音箱进行保护，把相关的数据套进公式一：

Z大电压容量V=√600W×8Ω

=√4800

=69.28V

由此得出69.28V电压加在8Ω负载阻抗时，可以产生Z大600WRMS的功率，所以我们要在压限器或者音箱控制器上设定功放的Z大输出电压值不能超过69.28V，才能有效保护A音箱不致烧毁。

2.功放电压增益的计算

*公式三：电压增益=输出电压V/输入电压V

增益由音频电路的输入和输出之间的关系决定，增益表示为倍数（×），或者用单位dB表示，若我们想知道一台功放的增益（称为电压增益），则必须知道输入信号电平和其相应的输出信号电平。例如已知从系统前级输入至A功放的信号电平是0.775V，输出信号是31V，把相关的数据套进公式三可以得知A功放的电压增益：

电压增益=输出电压V/输入电压V

=31V/0.775V

=40×（倍）

又如已知从系统前级输入至B功放的信号电平是0.5V，输出信号是20V，把相关的数据套进公式三同样可以得知B功放的电压增益：

电压增益=输出电压V/输入电压V

=20V/0.5V

=40×（倍）

注意，从以上两例可以看到A、B两台功放的电压增益一样是40×，所以电压增益大小与输入信号的大小无关。

3.输入灵敏度与电压增益

*公式四：输入灵敏度V=Z大电压容量V/电压增益×

与习惯的说法相反，功放不能自我产生功率。功放使输入信号电平放大某一倍数输出，输出的电平大小由放大倍数决定，标准的说法应该是：功放的输出电压驱动了音箱的负载阻抗并由此转成电声功率。一台功放能接受的Z大输入电压又称为输入灵敏度，如果输入电压超过了Z大输入电压，功放的输出容量也将会超出Z大范围，并产生较大的频响失真。所以如果用Z大电压容量除以电压增益，即可得到Z大输入电压（输入灵敏度）。例如A功放与A音箱连接，二者的相关参数如下：

A功放：FTC功率550W@8Ω，电压增益40倍；A音箱：600WRMS（AES/ANSI），阻抗8Ω（音箱的功率比功放高50W）。

*计算步骤1：A功放的Z大电压容量计算

A功放Z大电压容量V=√550W×8Ω

=√4400

=66.33V

*计算步骤2：A功放的输入灵敏度计算

A功放输入灵敏度V=Z大电压容量V/电压增益

=66.33V/40×

=1.65V（Z大输入限制阀值）

计算结果：A功放在输入有1.65V时，输出电压为66.33V，加在阻抗为8Ω负载上时，相当于产生550W的功率，意味着如果我们想避免过度驱动A功放，就应避免输入电压达到1.65V（本系统的Z大输入限制阀值）。我们可以确信在A功放之前接上限制值为1.65V的限制电路之后（音箱处理器或数字分频器），A功放的输入就不会超过1.65V放。因此，当音箱处理器或数字分频器输出1.65V至A功放时，A功放会输出66.33V至音箱（66.33V=550W@8Ω），如果音箱处理器或数字分频器输出大于1.65V的电压至功放，将导致功放产生失真和输出更大的电压，并会转化成更大的功率和线圈热量，极有可能会对音箱产生破坏。为了保护音箱，需要将音箱处理器或数字分频器的限制阀值定在1.65V（6.5dBu）。

又如A功放与B音箱连接，二者的相关参数如下：

A功放：FTC功率550W@8Ω，电压增益40倍；A音箱：400WRMS（AES/ANSI），阻抗8Ω（音箱的功率比功放低150W）。

*计算步骤1：B音箱的Z大电压容量计算

B音箱Z大电压容量V=√400W×8Ω

=√3200

=56.56V

*计算步骤2：A功放的输入灵敏度计算

A功放输入灵敏度V=Z大电压容量V/电压增益

=56.56V/40×

=1.41V（Z大输入限制阀值）

计算结果：A功放在输入有1.41V时，输出电压为56.56V，加在阻抗为8Ω负载上时，相当于产生400W的功率，意味着如果我们想避免超过音箱的Z大承受功率，就应避免功放输入电压达到1.41V（本系统的Z大输入限制阀值）。我们可以确信在A功放之前接上限制值为1.41V的限制电路之后（音箱处理器或数字分频器），A功放的输入就不会超过1.41V放。因此，当音箱处理器或数字分频器输出1.41V至A功放时，A功放会输出56.56V至音箱（56.56V=400W@8Ω），如果音箱处理器或数字分频器输出大于1.41V的电压至功放，将导致功放输出更大的电压到音箱，并会转化成音箱更大的失真和线圈热量，极有可能会对音箱产生破坏。为了保护音箱，需要将音箱处理器或数字分频器的限制阀值定在1.41V（5.19dBu）。

4.功放的电平控制

在上述的示例里，所有功放的电平控制音量都假设在Z大的位置（0dB衰减），当功放电平调节钮变化时，功放的输入灵敏度和电压增益也将会变化。当功放的电平控制减低时，其电压增益降低，输入灵敏度将增加。

上图表示了一台功放的电压控制，观察到在不同电压控制位置的增益（用倍数和dB表示）变化和输入灵敏度的变化。

5.功率容量的匹配

一个音箱的AES/ANSI短期峰值功率容量允许超过连续功率容量的6dB，也就是说峰值功率是连续功率的四倍。例如一个音箱的连续功率为100W，则它的峰值功率为400W。

同样，一台功放的连续FTC功率容量，允许其峰值超过连续功率的3dB，也就是说一台功放允许其峰值功率为连续功率的两倍。例如如果连续功率为100W，其峰值功率为200W。

因此，如果一台功放能够提供400W的峰值功率，则要求它的连续FTC功率为200W。换言之，如果功放要达到音箱的峰值功率容量，则要求功放的连续FTC功率两倍于音箱的连续功率。

例如：C音箱的ASE/ANSI连续功率为300W，则它的峰值功率为1200W（300W×4），如果功放要求提供1200W的峰值功率，则这台功放要求其连续FTC功率为600W（600W×2），由此得出：ASE/ANSI连续功率容量为300W的音箱，需要FTC连续功率为600W的功放来驱动。