基本介紹
- 中文名：儲備功率
- 外文名：Reserve power
- 描述：底氣越足、動態越大
- 套用：電子電器
- 學科：物理
經典理論,標稱功率,音箱功率,用儲備功率保護音箱和提高音色質量,措施,改進,
經典理論
關於儲備功率有一個經典的“理論”，用通俗的話來講就是：在20平米的房間，有1/20W的聲功率，響度就夠了，由於音樂訊號的波形很複雜，訊號中不時會出現一些暫短的但幅度很高的脈衝訊號，該訊號如被功放削波，就會出現嚴重的削波失真，為了防止削波失真，必須將功放的最大不失真功率加大到放音功率的5到10倍。即便如此，仍會有少量脈衝訊號被削波，因此，專業功放應有10倍以上的儲備功率。
儲備功率歸納起來，大致分為三個流派：一是以專家學者為代表，他們主張放音功率為RMS功率的1/5到1/10，這樣可儘可能地減少功放出現削波失真；二是以音響生產廠家為代表，他們將功放的放音功率定為RMS功率的1/2左右，在此功率下放音，既可保證有1倍的儲備功率又可有足夠的功率來推動揚聲器，還可以提高音響設備的可靠性；三是音響消費者，他們大多將音量開到RMS功率的8/10至9/10。至於功放瞬間削波失真，由於時間很短，往往並不介意，這也許是因為聽音者在多變而艱辛的社會生活中學會了寬容的緣故。
標稱功率
在聲頻工程中功率放大器的主要功能是放大信號並提供負載（揚聲器系統）足夠的功率。功率放大器對音質的影響主要取決於輸入信號能否在不失真的狀態下得到放大與偉輸，給負載以足夠大的功率。功率放大器放大和傳輸的節目信號不同於簡諧信號，是一個瞬時變化的複雜信號。它具有很多尖峰，它們的能量不大，但是峰很尖、很高。這此示威峰對響度的貢獻很小，但對音質的影響卻很大。如果發生削波，則放大的聲音聽起來讓人感到發燥、發硬。如果只注意能量的傳輸（對應的量為響度），而不注意傳輸過程中波形的變化，那么，我們有可能聽到的聲音很響，但是不好聽。
根據多種樂器和不同劇種節目信號的調查結果，在部分節目信號的最大均方根功率（即節目信號的峰——峰值在負載上的功率）與平均均方根功率（即節目信號在負載上的平均功率）之經為3—10，最高達12.7。如果功率放大器的額定功率對應於節目信號的平均均方根功率，那么功率放大器的最大輸出功率應為其3—10倍方能保證輸出信號不出現削波。這就是為什麼我們選用功率放大器的功率要比放大節目信號的平均均方根功率大得多的緣由，這也是我們通常說的功率儲備。
功率放大器的功率與揚聲器的功率不是同一概念。功率放大器的輸出功率一般是指一定失真限制條件上的正弦輸出功率。例如，廠家規定的總諧波失真為0.1%，當功放在額定負載上的輸出信號達到該失真時的輸出電壓稱為最大輸出電壓，用這電壓來計算功率放在器的輸出功率，就是功率放大器標稱的輸出功率，這也可以理解為該功放的最大輸出功率。而揚聲器的標稱功率，廠家經常提供的是粉噪功率，它是指在揚聲器額定頻率範圍內，饋給以規定的模擬節目信號，連續工作100小時而不產生熱和機械損壞的功率。顯然，這兩個功率是從完全不同的角度作出的規定和測試的，兩者是不可比的。如果廠家能提供揚聲器的正弦功率（指用正弦信號作為測試信號時饋給的功率），則兩者有可比性，然而，廠家一般不提供這一數據。那么，對揚聲器而言，揚聲器的粉噪功率與正弦功率是否有一定的對應關係呢？正確的答案是——沒有！揚聲器的粉噪功率和正弦功率對於不同結構，不同材料和不同規格的揚聲器完全不同，後者還與頻率有關。因上我們可以在聲頻工程中用功率放大器的功率與揚聲器標稱功率作比較以表征其功率儲備的方法是不可取的。
在聲頻工程中所需的揚聲器的功率與聽眾區所需的聲壓級，聲源的指向特性，聲源覆蓋的範圍以及擴聲場所的聲學環境等有關。而所需的功放的功率與揚聲器的輻射效率，被放大的信號的特性和對音質的要求等有關，並不是千篇一律地選用1-2倍的揚聲器的標稱功率就能滿足所有演出的需求。
音箱功率
音箱音質的好壞和功率沒有直接的關係。功率決定的是音箱所能發出的最大聲強，感覺上就是音箱發出的聲音能有多大的震撼力。
根據國際標準，功率有兩種標註方法：額定功率(RMS：正弦波均方根)與瞬間峰值功率(PMPO功率)。前者是指在額定範圍內驅動一個8Ω揚聲器規定了波形持續模擬信號，在有一定間隔並重複一定次數後，揚聲器不發生任何損壞的最大電功率；後者是指揚聲器短時間所能承受的最大功率。美國聯邦貿易委員會於1974年規定了功率的定標標準：以兩個聲道驅動一個8Ω揚聲器負載，在20～20000Hz範圍內諧波失真小於1%時測得的有效瓦數，即為放大器的輸出功率，其標示功率就是額定輸出功率。通常商家為了迎合消費者心理，標出的是瞬間(峰值)功率，一般是額定功率的8倍左右。所以在選購多媒體音箱時要以額定功率為準。
音箱的功率由功率放大器晶片的功率和電源變壓器的功率兩者主要決定，考慮到其他一些因素，可以算出如果變壓器的額定功率是100W的話，它實際能順利帶動的功放晶片的功率要在45W以下，所以通過算音箱變壓器與功放的功率關係也可以驗證音箱的實際額定功率是否能達到標稱值。
用儲備功率保護音箱和提高音色質量
措施
為了避免在功率放大器這一個單元中產生削波失真，提高音色的質量，並保護音箱的安全，就要在音響系統選用功放時留有一定的儲備功率。一般家用音響系統中，儲備功率選在額定功率的2～4倍，所以家庭音響系統的音量控制旋鈕通常應開在相當於時鐘9～12點的位置，此時音量的響度就應該感到適度。一般音量控制旋鈕都不要開到12點以上，也就是不超過1/2的位置。如果這個刻度還是推不動音箱，則說明功放功率不足。
專業音響系統儲備功率應選在額定功率的1.5～3倍為佳。 儲備功率越大，失真度越小，噪聲越低，信噪比越大，音質也就越好，但是其造價也就相對越高。所以要在經濟條件允許的情況下，保證足夠的儲備功率。
在一些高檔次的音響系統中，以及高質量的功率放大器里，都設定了很大的儲備功率。例如：日本的 DENON POA—Sl 功率放大器，它的電子電路中採用50 W一隻的單晶矽管，共用48隻，製作了一台單聲道的 Hi-Fi（高保真度）功率放大器，造價為人民幣27萬元。設定一套立體聲音響系統，選兩台POA—Sl 功放，造價人民幣 54 萬元。這兩台功放曾在北京音樂廳舉行音樂欣賞會時使用，其失真度極小，噪聲極低，音色極佳，音響效果非常好。
改進
一般要根據其經濟實力來選擇儲備功率的大小，另外，在調音操作過程中也要注意以下一些細節。
（1）音響師要經常觀察功率放大器的工作狀態，看看是否有由於工作時間過長，功放管溫度升高，功放輸出功率降低，音量變小的現象。如果此時音響師提高功放的輸入電平，使音頻信號電平超過了功放的動態範圍，就會產生削波失真，使音色變差，而且容易損壞音箱高音單元的音圈。所以在演出過程中，不要輕易地提高功放的輸入信號電平，以免產生失真信號。
（2）在演出過程中，不要對功放以前的任何跨接線進行插拔的操作，這些工作應在演出以前的準備工作中完成，嚴禁在演出當中進行插拔信號的跨接，防止插拔連線而產生的強大的脈衝信號擊中音箱的高音單元而造成損壞。
（3）在演出過程中，更換文藝節目時，要重新擺放傳聲器，調整傳聲器的距離、 高度、 角度，或者在更換傳聲器的型號時，應關閉此路傳聲器音源通道的“Fader”（混音調節器或稱衰減器），以防止“咔咔”的衝擊聲出現。
（4）在演出過程中，經常有舞蹈節目，有時需要使用舞蹈伴奏錄音帶，音響師應將每一個舞蹈製作一盤錄音帶，不要在演出過程中進行倒帶，因為倒帶時輸出信號中會產生尖叫聲，這個高音信號會損害高音頭。如果演出過程必須進行倒帶時，必須關閉卡座這路通道中的“Fader”推子。
（5）音響師在演出過程中要機警、靈敏、精神集中，嚴格控制由於各種原因而產生的嘯叫，因為這種聲反饋如果不能及時、 迅速地加以控制，則會立刻燒毀音箱高音頭的音圈。
