你的扬声器嗓门有多大?
扩大机需要多大的功率,与扬声器的灵敏度(Sensitivity)有很大的关联。藉由单体的前后振动,扬声器可将扩大机送来的电能讯号转换为声波,灵敏度代表的意义即为扬声器将「电能」转换为「声能」的效率。同样给予1W的功率,不同扬声器所发出的音量一定会有大有小,可发出较大声压的,灵敏度较高,反之则灵敏度较低。
灵敏度的单位为dBSPL/1W/1m,若一扬声器的灵敏度为80dBSPL/1W/1m,则代表给予扬声器1W的功率,在距离扬声器轴线1公尺处可测得80dBSPL的音量。85以下算是低灵敏度、86~90为中灵敏度,91以上就算高灵敏度了。灵敏度愈高,表示扬声器可以用愈小的功率发出愈大的声音,对扩大机的功率需求较小。
理论上,若扩大机的输出功率增加3dB(2倍),扬声器的输出声压也应该要增加3dB;输出功率增加10dB(10倍),扬声器的输出声压也应该要增加10dB。附表二列出了扬声器的灵敏度、输出声压与扩大机的输出功率之间的关系。以灵敏度为80dBSPL/1W/1m的扬声器为例,在1公尺处输入1W的功率可获得80dBSPL的音量,若输入功率变为2倍(2W),可获得83dBSPL的音量;若为10倍(10W),则可获得90dBSPL的音量。想多获得3dB的音量,扩大机的输出功率需呈倍数增长。
附表二:扬声器的灵敏度、输出声压与扩大机的输出功率
高灵敏度的扬声器在所需音量较小的情况下还看不太出来他的好处,但若是于演唱会等所需音量较大的场合聆听时,优点就显现出来了。在1公尺处若想获得110dBSPL的音量,灵敏度为92dBSPL/1W/1m的扬声器仅需64W的功率就足够,但灵敏度为80的扬声器,则需动用到1024W巨兽等级的扩大机,两者所需的功率足足相差了16倍,近1000W!
距离越远,声压越小
需特别注意的是,附表二所列的输出声压只是理论值,实际上,扬声器所能承受的最大功率是有极限的,并非给予越大的功率,扬声器就能无限制地发出越大的音量。因此,扬声器的最大输出声压还需考虑其所能承受的最大功率,若一灵敏度为80dBSPL/1W/1m的扬声器,所能承受的最大功率为32W,则95dBSPL的音量就已经是极限了。
扬声器的承受功率标示也分为最大瞬间承受功率以及平均承受功率,后者才是有意义的数值,在选购时要多加留意。若是供给的功率超过扬声器的承受范围,则多出来的功率会变成热能逸散掉而非转换为声音,超过太多,扬声器就有可能因为产生过多的热能而烧毁单体中的线圈。高音单体与超高音单体由于线圈线径较小,可承受的功率也较小,使用不当,往往会成为第一个遭殃的牺牲者,在使用时要特别注意。
聆听空间大小与聆听音量
了解灵敏度与功率的关联还不足以判断所需扩大机的功率大小。声音的大小与聆听距离息息相关,透过日常生活的经验,可知距离越远,声音越小,因此,聆听环境不同,对扩大机的功率需求自然也不同。是要摆在书桌上近距离聆听?还是摆在客厅?在室内还是在户外?距离与声压成反比关系,距离增加一倍,声压就减为一半,相当于声压级减少6dB。附表三列出了距离与声压的关系。举例来说,灵敏度为80dBSPL/1W/1m的扬声器,输入1W的功率,在1公尺处音量为80dBSPL,在2公尺处,音量会降至74dBSPL,在4公尺处,只剩下68dBSPL。若想在4公尺处一样获得80dBSPL的音量,则增加12dB的音量,功率亦需增加12dB,对照附表一可知,12dB相当于16倍(16W)的功率。
附表三:距离与声压对照表
需要多大的功率与个人喜好聆听的音量大小也有关系,80dBSPL的音量长期暴露即会造成听觉的损伤。因此,一般建议长期聆听音量控制在80dBSPL以下较佳。笔者喜好的音量约为70~75dBSPL。唯试听音响时,音量会增加至85dBSPL,以求聆听到更多的细节。
一首歌曲并非总是维持在一定的音量,音乐的高潮或磅礡处,可能会比平均音量多上3~6dB甚至更多。因此,衡量出所需的最大聆听音量后,建议要再加上6dB的余裕,才能确保在聆听时能获得较佳的聆听感受。
三个问题,决定所需的功率大小
综合上述,扩大机需要多大的功率,主要取决于三个因素,需要多大的音量、扬声器的灵敏度、以及聆听距离的远近。以下列举了一些情境实例:
决定好以上三点后,只需要简单的三个步骤,就可以计算出所需的功率大小了,步骤如下:
1.查阅附表三,找出在欲聆听的距离下,输入1W的功率可获得多大音量V1W。
2.将最大音量VMAX减去V1W,得到音量差距VD。
3.查阅附表一左侧字段,得到VD对应的倍数,乘上1W,即为所需的功率。
附表一:倍数与分贝转换对照表
以情境一为例,目标是要在1公尺处发出86dBSPL(VMAX)的音量。灵敏度83dBSPL/1W/1m的扬声器,输入1W的功率,在1公尺处可发出83dBSPL(V1W)的音量,与最大聆听音量差距为3dB(VD)。欲增加3dB的音量,则功率也需增加3dB。查阅附表一的左侧字段,可知3dB相当于2倍,输出功率为1W的2倍(2W),即可在1公尺处发出86dBSPL的音量。
再以情境二为例。查阅附表三可知,在4公尺处声压会比在1公尺处少12dB。输入1W的功率,灵敏度为83dBSPL/1W/1m的扬声器在4公尺处音量为71dBSPL(V1W),与最大音量83dBSPL(VMAX)差距12dB(VD)。查阅附表一,可知12dB相当于16倍,因此,距离4公尺的客厅,仅需16W左右的扩大机便足够。
理论与实际的差距
由以上可知,一般家用音响对功率的需求其实不大。然而,理论归理论,实际购买时,一般会建议瓦数为理论值的2~4倍。扬声器与扩大机的数据都是厂商提供的,你无从得知这些数据是如何测得、也无法验证这些数据的真实性,甚至,有些数据的标准是各家厂商自行决定的。
举例来说,稍早有提到扬声器的频率响应图是像水波般高低起伏,也就是说,给予扬声器1W的功率,不同频率的声压必不尽相同。然而,灵敏度只有定义是在1瓦、1公尺处测量,并没有明确定义是在什么频率下测得的,究竟这个数据是取1kHz处、取平均值、甚至是取最高点,消费者根本无从得知。取的频率点不同,声压可能会差到3dB甚至6dB、相当于2~4倍的功率差异!
同理,扩大机的最大输出功率也是厂商说了算。要精确地测量音响设备的规格,所需的测量工具与检测环境皆造价不菲,并不是每家音响厂商都负担得起高昂的测试费用。笔者要再次强调,所有数据都只是参考用途,千万别当成圣经膜拜,把数据好坏当成选择的唯一依据。
因此,综合来说,若是将扬声器摆在书桌上,聆听距离1公尺左右,就算是低灵敏度的扬声器,4W~8W的扩大机也已经绰绰有余了。若是在一般大小的客厅或书房,则扩大机的功率30W~60W左右也已经非常足够。
那么,是否扩大机的功率越大,音质就越好呢?答案是不一定。灵敏度与音质并没有正相关,扩大机的功率与推得好不好、声音的细节表现等其实也没有绝对的关系。读者可依自身的聆听习惯和环境,购买符合自身需求的扩大机,而非一味追求大功率。其余的挑选观念,在往后的「看观念」中,会再陆续为各位说明,希望各位读者都能挑选到最适合自己的音响器材!
来自:音響入門誌
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