揭开功放桥接后输出功率加倍之谜

来源:不详 点击数:  录入时间:08-02-27 12:41:32

  近日恰逢一年一度的酷暑来袭,所谓“夏日炎炎正好眠”,顾客都“夏眠”了,店面生意较淡。俺也难得的清闲,借此发点小小的技术讨论贴,以回报中国汽车影音网,并借此抛砖引玉,期待各位大师更多精彩的讲解。如果说得不对、不妥、不详。。。。。。欢迎拍砖。


  大家经常在音响器材配置、安装时,将多路功放的其中两路桥接推动低音单元,使低音单元获得更大的功率。理论上一台两声道功放桥接后输出功率为原来单一声道功率的
4 倍(例如,一台 RMS 功率为 100W*2 的两声道功放,桥接后输出的 RMS 功率为 400W*1 )。那么,为什么功放桥接后功率就会加倍呢?

  
这就要从功率放大器的内部原理说起。请看简化的功率放大器内部原理框图(在此省略了滤波器、信号输入电平调节等电路,仅保留了功率放大部分)如下:

图片点击可在新窗口打开查看

  为了便于说明,我在图中关键点标出了信号的波形,为了简化讲解,我们以单一频率的正弦波为例(对于实际情况中的复杂的音频信号波形,原理是一样的)。

   首先我们看音频信号分别在左、右声道中的相位变化:
  
  A 、在左声道中,输入的正弦波信 U LI 经过放大器 L amp 放大 后输出的正弦波信号 U Lo ,相位一直没变化,仅仅是幅度变大了。

  
B 、在右声道中,输入的正弦波信号 U RI 经过反相放大器 R amp 反相扩大 后,输出的正弦波信号 U Ro 不仅幅度变大了,而且发生了 180 度的相移(反相),正好与左声道输出的正弦波信号 U Lo 相位刚好相反。

  
我们再看功放的喇叭接线座,在左声道中,负极接线端子 L- 接地,正极接线端子 L+ 连接内部功放电路 L amp 的输出端。

  
而在右声道中,正极接线端子 R+ 接地,负极接线端子 R- 连接内部功放电路的输出端。也刚好与左声道中的极性相反。

  
★此处所说的“接地”并不是“搭铁”,而是指接“信号地”。
  
  虽然 L R 声道功放电路输出的信号相位相反,但在正常情况(非桥接)下,我们按 L R 声道接线座上的(正负极性)标示分别连接一只(组)喇叭,并不会出现反相问题。

桥接时 ,喇叭的正极接在 L 声道接线座的正极 L+ ,喇叭的负级接在 R 声道接线座的负极 R- 。这时,喇叭正极的电压 U Lo 正好与负极的电压 U Ro 幅度大小相等,但相位相反,也就是说

U Lo =- U Ro

那么,喇叭正、负极间的电压

U = U Lo- U Ro

   = U Lo -(- U Lo )

   = U Lo+ U Lo

 

 

 

 =2 U Lo


  喇叭获得的功率(功率输出的功率)

P’= U*U/R

 

 

 

   =(2 U Lo )*(2 U Lo )/R

 

 

 

  =4 U Lo * U Lo /R

 

 

 

  =4P Lo

  
此式中 R 为喇叭的阻抗,我们不难看出:桥接后功放输出的功率 P’ 为原来单声道功率 P 4 倍。但是,这是一个理论上的数值,在实际情况下,受功率放大电路的内阻、电源内阻等因素的影响,是达不到 4 倍这么高的。一般只能达到原来单声道功率的 2.5 ~3.5 倍之间。

桥接时 ,喇叭的正极接在 L 声道接线座的正极 L+ ,喇叭的负级接在 R 声道接线座的负极 R- 。这时,喇叭正极的电压 U Lo 正好与负极的电压 U Ro 幅度大小相等,但相位相反,也就是说

U Lo =- U Ro

那么,喇叭正、负极间的电压

U = U Lo- U Ro

   = U Lo -(- U Lo )

   = U Lo+ U Lo

 

 

 

 =2 U Lo


  喇叭获得的功率(功率输出的功率)

P’= U*U/R

 

 

 

   =(2 U Lo )*(2 U Lo )/R

 

 

 

  =4 U Lo * U Lo /R

 

 

 

  =4P Lo

  
此式中 R 为喇叭的阻抗,我们不难看出:桥接后功放输出的功率 P’ 为原来单声道功率 P 4 倍。但是,这是一个理论上的数值,在实际情况下,受功率放大电路的内阻、电源内阻等因素的影响,是达不到 4 倍这么高的。一般只能达到原来单声道功率的 2.5 ~3.5 倍之间。

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责任编辑:babybear  文章作者:未知


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