音箱中的阻抗曲線舉例說明

2021-02-23 • 來源：電聲技術(shù)網(wǎng)絡(luò)交流平臺編者：熱度：

什么是阻抗
在解釋揚聲器阻抗曲線之前，讓我們先了解一下電氣基礎(chǔ)知識。如果我們在電氣系統(tǒng)中施加一個電壓時，電氣系統(tǒng)將對電流表現(xiàn)出一定程度的阻礙作用。我們稱此為阻抗，以歐姆（Ω）為單位。讓我們區(qū)分一下阻抗和電阻，它們使用相同的度量單位（Ω），但不是相同的東西。

當(dāng)電路由直流電驅(qū)動時，應(yīng)使用電阻來描述阻礙的大小，它是一個固定值。

當(dāng)電路由交流電驅(qū)動時，應(yīng)使用阻抗來描述阻礙的大小。由于交流電中的電流是變化的，所以阻抗不僅有幅度分量，而且有相位分量。

揚聲器系統(tǒng)使用交流電，因此阻抗是我們的主要研究對象，阻抗值會隨頻率發(fā)生變化。在查看官方提供的規(guī)格參數(shù)表時，我們可能會同時看到電阻和阻抗值，例如Re= 3.4Ω（電阻）和Z = 4Ω（阻抗）。Re表示音圈的直流電阻，Z表示標(biāo)稱阻抗，這里的“標(biāo)稱”指平均值，由于阻抗會隨頻率變化，所以我們使用平均值來進(jìn)行描述。這意味著阻抗將主要在4Ω左右，但是它最高可以達(dá)到50Ω，而最低則會到2.5Ω。

揚聲器阻抗曲線
揚聲器阻抗不是一個固定值，而是隨頻率變化的。這意味著我們將需要一個圖形來準(zhǔn)確分辨出驅(qū)動器的阻抗。同時由于箱體會影響揚聲器的性能，因此同一驅(qū)動器的阻抗曲線也會因為箱體的不同而產(chǎn)生變化。那么讓我們來看一下，在自由場中的驅(qū)動器或密閉箱體中的驅(qū)動器的揚聲器阻抗曲線。

自由場/密閉箱體中揚聲器阻抗圖
讓我們來分析一下密閉箱體中驅(qū)動器的阻抗圖。如果將一個揚聲器分別放在自由場和密閉箱體中進(jìn)行測量，兩張阻抗圖看起來都會很相似。但在密閉箱體中時，阻抗的峰值將出現(xiàn)在較高的頻率，這是因為箱體會提高音箱系統(tǒng)的諧振頻率。

實線是阻抗。我們以歐姆為單位描述阻抗的大小，在圖表的左側(cè)讀取相應(yīng)的數(shù)值。

虛線是相位。我們以度為單位描述相位差，您可以在圖形的右側(cè)讀取相應(yīng)的數(shù)值。

阻抗
阻抗曲線圖可以向我們揭示幾個重要的有用信息，因此讓我們分析一下?lián)P聲器阻抗曲線：

圖表左側(cè)的最小值是直流電阻（Re）。在我們的曲線圖中可以看到大約為3.2Ω。

制造商標(biāo)注的是標(biāo)稱阻抗，標(biāo)稱阻抗指的是阻抗的平均值。這張圖中，標(biāo)稱阻抗為4Ω,僅比Re略高。

阻抗圖中的峰值代表諧振頻率，對于自由場中的驅(qū)動器和密閉箱體中的驅(qū)動器來說都是如此。對于密閉箱體中的驅(qū)動器來說，如果我們將其與位于自由場中的相同驅(qū)動器進(jìn)行比較，則諧振頻率會稍高。

隨著頻率的升高，阻抗也隨之升高。揚聲器由多個部分組成，其中有一個是音圈，它是一個電感器。這將表現(xiàn)出與電流相反的電感電抗。由于感抗與頻率成正比，因此阻抗隨頻率的升高而升高。

相位差
在有抗電路（具有電抗和感抗）中，電流和電壓之間有時會存在相位不同的情況。這意味著電流將在一定時間段內(nèi)超前或滯后于電壓。這種差異被稱為相位差，以度為單位。

相位差的特性：

在容性電路中，電流會超前電壓，此時相位差為負(fù)。

在感性電路中，電流將滯后于電壓，此時相位差為正。

在純電阻電路中，電流和電壓同相，此時相位差為0°。

現(xiàn)在讓我們回到音頻領(lǐng)域，分析一下?lián)P聲器阻抗曲線：

根據(jù)揚聲器系統(tǒng)的電抗變化，相位差的數(shù)值也會發(fā)生變化。在諧振頻率和由于音圈電感導(dǎo)致阻抗開始上升的頻率，相位差為0°。

這個相位差在實際應(yīng)用中可以做什么呢？它可以告訴我們功率放大器在驅(qū)動特定負(fù)載（揚聲器）時自身散發(fā)的熱量和實際傳遞給負(fù)載的功率之間的關(guān)系。相位差會在±90°之間變化，但是在實際情況下，它的范圍會更窄：[-45°;+45°]。在0度時，放大器將輸出與自身散熱量等同的功率。在最壞的情況下（相移為45°），放大器散熱的功率將是其提供給負(fù)載功率的4倍。因此，如果放大器向揚聲器提供100W的功率（相移為45度），則會有400W的功率轉(zhuǎn)化為熱能。

譯者注：