怎样正确解读功放的功率

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上海大只佬sun
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反对!功放机背后的功耗与功放负载喇叭输出功率不一样,就比如同等价位的天龙和安桥的功耗都比雅马哈大几百瓦,但是输出功率是一样的,是同一档次的。雅马哈功耗相比天龙和安桥要小,但是推力不比它们小。
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以安桥SR507和天龙的AVR-1610为例,
先看中文网站上安桥SR507的参数是“160W/声道,6Ω,1kHz ,JEITA ,单声道驱动”

而天龙AVR-1610却标注了两组参数:
第一组:“额定输出/前置75W+75W,中置75W,环绕75W+75W(8Ω、20Hz-20kHz、THD0.08%)”
第二组:“实际最大输出功率/前置:130W+130W、中置:130W、环绕:130W+130W、(6Ω、JEITA)”
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再看美国官网上安桥SR507同样标注了两组参数
第一组:“75 W + 75 W (8 ohms, 20 Hz-20 kHz,0.08%, 2 channels driven, FTC) ”
第二组:“100 W + 100 W (6 ohms, 1 kHz, 0.1%,2 channels driven, FTC) ”

天龙AVR-1610倒是只标明了一组参数:Power Output; Watts Per Channel 75 All Channels Rated @ 0.08 THD
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这里我们会发现:
1、在SR507和AVR-1610的参数中,都出现了6Ω,JEITA的字样;而SR507里还多出了两个说明,1kHz和单声道驱动。这里有些什么奥秘?
2、在AVR-1610第一组参数中,出现了8Ω、20Hz-20kHz、THD0.08%的字样,它们又说明什么?
3、为什么AVR-1610的两组功率参数相差如此之大?
4、第二组图片中的参数附有FTC的字样,这是什么意思?

带着这些问题,我们继续思考。

在正确认识上面这些数字、认清厂家这些数字游戏前,基本的功课是不能少的,有一些基本概念是需要我们掌握的。

1、6Ω与8Ω的区别
2、20Hz~20kHz 与 1kHz的区别
3、THD是什么
4、JEITA、FTC又是什么

首先要说的,因为主要是针对刚刚入门或者还未入门的网友,因此对这些问题的讨论,我们不求全面,而是尽量做到简单易懂。

比如音箱的阻抗,发烧友和电子专业人士都知道,在工作过程中,音箱阻抗是不断变化的。

但为了使后面的文字能让初烧朋友们容易看懂,我们只讨论阻抗固定的情况,而类似的这种变量问题就不在讨论范围内了。所以发烧友朋友们手里有砖的话,也请不要急着拍。

1、6Ω与8Ω的区别

高中物理电学中,我们都学过功率计算公式:P=U2/R。简单的说,功率等于电压的平方除以电阻。
由此公式我们可以看出,输出功率与负载电阻是成反比的。即负载阻抗越小,同一功放的输出功率越大。

反映在定义上,就是:额定输出功率是指在一定的负载阻抗下(通常是8Ω)及一定的谐波失真下(根据厂家给出的0.1%或0.3%等),在输入端馈入正弦波信号,在输出端负载上,获得的最大功率,利用公式P=U2/R求得。

由此可见,当R=6Ω时,此时的输出功率P一定大于R=8Ω时的输出功率。

2、20Hz~20kHz 与 1kHz的区别

这里先要简单介绍一下国际通行的额定功率的测量标准:
1974年,国际联邦贸易委员会(Federal Trade Commission,也就是后面要提到的FTC)就如何测定功率放大器的额定功率做了规定,以两个声道驱动一个8Ω扬声器负载,在20~20000Hz范围内谐波失真小于1%时测得的有效瓦数,即为放大器的输出功率,其标示功率就是额定输出功率。

为什么一定要规定“20Hz~20kHz” 呢?
这里我们用一个很简单的比喻来说明:假设一个交响乐团内所包含的所有乐器都能自动演奏,但需要一台功放为它们提供电力。在所有乐器都以不失真的最大音量工作时,功率为单纯一只小提琴供电更省力气,还是为所有乐器供电更省力气?答案是显而易见的。

同理,当测试信号仅为一个1kHz的正弦曲线信号时,相对于20Hz~20kHz的宽频带信号,功放工作起来要省很多力。

对此,我们从人耳的等响曲线中也可以很清楚的看出来。

以响度级为10方的这条为例,在1kHz的频点上,声压达到10dB即可,而在63Hz的频点上,想要达到相同的响度级,声压要达到40dB,这是因为相对于中频,人耳对于低频的反应更加迟钝。
而我们都知道,声压每增加3dB,输出功率就要增加1倍。由此也可知:要达到相同的响度级,功放在低音频段上的功耗更多。

这也就是为什么在采用20Hz~20kHz的宽频带测量条件时,所测得的功放输出功率要小于仅以1kHz为测量条件时的输出功率。

3、THD是什么

在解释THD之前,先举一个例子。

假设有两名举重运动员A和B。
A可正常举起的最大重量是180Kg的杠铃,因此可以较轻松的举起150Kg的杠铃来,并且保证整套动作不变形,而且能坚持10秒钟举起的状态。
B要差一些,可正常举起的最大重量145Kg,拼了老命,也能举起150Kg的杠铃来,但此时挺腰、提臂、推举等动作已经有变形了,而且最多只能举起3秒钟。

那么,虽然两个人都举起了150Kg的杠铃,我们也并不能说他们两个人具有相同的“功力”,而且很明显,B举的时间长了,更容易受“内伤”,因为这已经超过了他的能力范围。

这个例子说明什么?机器和人一样,要在它的能力范围内工作,否则就会不正常,出现异常,我们可以把这种工作异常的现象,称为“失真”。

而上面所说的B,他的动作变形越大,我们就可以理解为“失真越严重”——这种解释方法可能多少有些牵强,但为了以最简单的方式描述,请技术高手们高抬贵手。

下面再回过头来看什么是THD。

THD是Total Harmonic Distortion的缩写,也就是“总谐波失真”的意思。
这个概念用术语解释起来很容易,但对于没有声学基础的刚入门的朋友而言,看了也没有多少用处。
大家只要知道:声音是一种波,失真就是原本应该回放的波形信号,用到了很多乱七八糟的干扰,出现了杂波,就可以了。这样解释明白吗?
此外,大家知道THD值都是用百分数来表示的就可以了。

一般说来,1kHz频率处的总谐波失真最小,因此不少电子产品都以这个频率的失真作为的指标。这里也同样牵扯到上面所说的“1kHz“ 的问题了。

鉴于总谐波失真与频率有关,因此美国联邦贸易委员会(FTC)于1974年规定,测量总谐波失真,必须是在20Hz~20kHz的全音频范围内进行测量。
而且测量功放的额定输出功率时,必须接驳阻抗为8欧的扬声器、总谐波失真小于1%条件下测定。总谐波失真在1%以下,一般耳朵分辨不出来,超过10%就可以明显听出失真的成分。

FTC同时还规定,总谐波失真的最低要求为:前级放大器为0.5%,合并放大器小于等于0.7%,但实际上都可做到0.1%以下:FM立体声调谐器小于等于1.5%,实际上可做到0.5%以下;激光唱机更可做到0.01%以下。

说到这里,大家应该就明白了,为了在THD=10%时,测量所得的功率数值,大于THD=0.08%时测量所得的功率数值。
因为到了THD=10%时,就相当于举重运动员B举起了160Kg的杠铃,虽然举起来了,但恐怕是要受内伤的,而且动作已经变形的不成样子了。

4、JEITA、FTC又是什么

JEITA:Japan Electronics and Information Technology Industries Association 日本电子信息技术产业协会
FTC:Federal Trade Commission 美国联邦贸易委员会

FTC标准我们在前面已经提到了几次,它所规定的额定功率的测量标准是:8 ohms, 20 Hz-20 kHz,THD<1%

而JEITA标准的测量条件(注:费了好大力气,也没有找到JEITA组织对于功放输出功率测定标准的相应标号文件,所以这里以常见情况来说明):6ohms, 1kHz, THD=10%

可能有同学会问:SR507的“100 W + 100 W (6 ohms, 1 kHz, 0.1%,2 channels driven, FTC) ” 这个标称值,虽然标明是FTC标准,为什么里面的测定标准即不是FTC所常用的8 ohms、20Hz~20kHz,也不是JEITA标准所用的THD=10%的失真值呢?

简单的说,这应该就是厂家们玩儿的一个数字游戏了。以不同的参数值作评定标准,把功率值标高一些,总会有消费者分不清东南西北的。

而且,FTC、JEITA的测定参数也并不是完全固定的。比如FTC,是要求THD<1%时的输出功率。

THD=0.8%和THD=0.01%,都符合这个标准,但这两种失真值下的输出功率肯定是不同的。

通过上面的简要介绍,我们都知道了,媒体上——包括各厂家官方网站——刊载的参数并不能简单的相信。

而是要结合其测定标准来考量。

但这样就带来一个问题:很多官网上——尤其是中文的官网——所标明的输出功率,都是按JEITA标准测量的,因而没有太大的参考价值。

当然,我们都知道可以去下载官方的PDF版的说明书,里面一定有详细的、符合FTC标准的输出功率的测量值。

但有时候有些功放的说明书并不太好找,比如雅马哈的RX-V3900,在雅马哈中文网站上就下载不到它的PDF说明书。

这时候我们怎么判断这台机器的输出功率呢?

其实很简单!

我们去找这款功放的背部右下角,有一个白色的方框,里面标注了一些参数。

其中有这样一顶:POWER CONSUMPTION 也就是“总功耗”的意思,这才是真正有意义的指标。

这个参数指明了这台功放的最大功耗,对于1910,就是460W。

也就是说,在七个声道同时工作时,这台功放可以提供最大460W的总功耗。

这时候一定也会有同学问:按照前面FTC的标称值,1910每声道额定输出功率是75W,但460W除以7,算下来每声道只有65W的功率,这是为什么?

因为这个75W,也并非是在7个声道同时工作时测量所得的,一般都是在双声道工作状态下测量所得。因为在制定FTC标准时,那个时代还没有多声道的AV功放。

也就是说,如果七个声道全部都以持续最大功率输出,每个声道连75W都到不了。

而且460W的总功耗中,还有一小部分是热损耗!比如1910,工作过程中摸起来像是一个20W或者30W的灯泡所发出的热量,如果再把这部分热损耗扣除,再平均分配到7个声道上,每个声道的输出功率是多少?

只有61W多一点。

61W,这个数值与最开始某位同学所说的130W,相差了多少?一倍!
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