音響系統(tǒng)各設備的配接及影響

    音響系統(tǒng)各設備之間的配接十分重要，如果配接不好，就會明顯影響整個系統(tǒng)的放音質(zhì)量，嚴重時會損壞設備或使整個系統(tǒng)無法正常工作。通常，由一個廠家生產(chǎn)的套裝設備，如：組合音響，因?qū)Ω髟O備之間的配接要求已作考慮，故配接問題不大，對于不同廠家組合而成的組合音響，尤其必須對系統(tǒng)的配接問題給予足夠的重視。

    關于音響系統(tǒng)的配接，國際上有IEC268-15的"聲系統(tǒng)設備部件互聯(lián)的優(yōu)選值"，我國也有相應的標準--家用聲系統(tǒng)設備互連配接要求（GB9031-88）和聲系統(tǒng)設備互連的優(yōu)選配接值等。

    一、常用配接插頭和接線

    常用的配接插頭、插座有如下幾種。

    （1）兩芯或三芯插頭插座

    有直徑φ2.5mm、ф3.5mm和ф6.3mm三種，一般用于話筒輸入、外接揚聲器輸出或耳機輸出等。兩芯的用于單聲道或不平衡接法，三芯的用于立體聲或平衡接法。

    （2）TX型同心插頭插座

    又稱蓮花插頭，或稱電唱盤插頭，因最早用于電唱頭輸出線而得名，目前應用很廣，除了電唱盤外，還可供CD機、VCD機、卡座機和其他音響設備等作輸入、輸出使用。總之，主要用于音頻電平在1V左右的各種音響設備輸入、輸出的連接。

    （3）YC型五芯插頭插座

    又稱德國DIN標準的插頭插座，一般用于盒式錄音機與放大器之間的配接，作錄音機的線路輸入輸出使用。

    （4）卡儂插頭插座

    多用在調(diào)音臺及其周邊設備、功放的輸入輸出連接。通常卡儂插頭插座多用于平衡接法，其各腳的接法是：1（地）為屏蔽接地，2（+）為信號正端，3（-）為信號負端。如果將卡儂插頭接成不平衡接法，則可將3端和1端短接即可。

    一般的插頭插座的接線還是比較簡單的。在調(diào)音臺的插入（INSERT）插頭比較特殊，為了將多加的效果設備通過插頭插座接插到調(diào)音臺輸入通道，使用Y型分支插頭接線方式（即調(diào)音臺的INS采用Φ6.3mm兩芯一地插頭，效果設備的輸入、輸出采用Φ6.3mm一芯一地插頭。效果設備的輸入接兩芯一地的環(huán)和地，輸出接兩芯一地的頭和地）。

    關于配接用連線，除了功放與音箱之間的喇叭線可用一般沒有屏蔽層的塑料線外，其他各種信號連線都應采用單芯、雙芯或多芯屏蔽線，以避免串入交流聲或其他高頻干擾。五芯DIN插頭用的屏蔽線是一種專用的五芯屏蔽線，如果沒有的話可用兩根有屏蔽的雙芯線代替。

    喇叭線(揚聲器連接線)屬于大信號的功率線，在要求不高的場合雖然一般可用多股(最好是20股以上)塑料線；但在高保真放聲場合，喇叭線對音質(zhì)的影響不可忽視，因此應采用專用的喇叭線，以便獲得最佳的音響效果。由于現(xiàn)代功放的輸出內(nèi)阻一般都很小，只有0.05～0.2Ω，因而揚聲器接線電阻對阻尼系數(shù)有很明顯的影響，所以一般要求喇叭線粗而短，以減少接線電阻。

    二、系統(tǒng)的配接考慮

    一個音像系統(tǒng)能否發(fā)揮各種設備的性能，其配接是很重要的。如果配接不好，就會明顯地影響系統(tǒng)的放聲和圖像質(zhì)量，嚴重時會損壞部件或使整個系統(tǒng)無法工作。為了實現(xiàn)正確的配接，必須注意：一是要保證各設備之間在阻抗、電平、功率、頻帶等方面達到匹配；二是要注意信號的傳輸方式，是采用平衡方式還是不平衡方式；三是要正確選用傳輸線和接插件。

    1．阻抗匹配

    在理論上講，當負載阻抗與信號源內(nèi)阻抗相等時，負載從信號獲得的電功率取得極大值，此時稱為阻抗匹配。然而，在音響系統(tǒng)中阻抗匹配具有更為廣泛的意義，如果作為信號源的設備輸出阻抗和作為負載的設備輸入阻抗的取值，能使設備以及整個系統(tǒng)滿意地工作，我們就認為達到了阻抗匹配。這里，信號源和負載之間并非有最大的功率轉(zhuǎn)換。在音響系統(tǒng)中，通常信號電平低，為了高質(zhì)量進行傳輸，要求負載阻抗應遠大于信號源內(nèi)阻抗，這是因為信號源內(nèi)阻抗小，則信號源內(nèi)消耗的功率就低，輸出同一電平值時要求信號源的開路輸出電壓也較低。更重要的是信號源內(nèi)阻抗低時，可以加大信號的有效傳輸距離，改善傳輸?shù)念l率響應。按照國際上和我國規(guī)定，一般要求設備的信號源內(nèi)阻抗(輸出阻抗)與負載阻抗之比應為1：5，或者信號源阻抗更小一些。對于視頻圖像系統(tǒng)，作為信號源設備的輸出阻抗值與作為負載設備的輸入阻抗值之比為1：1，此時才為阻抗匹配。因此，卡拉0K歌舞廳中的電視機、錄像機、激光影碟機等的射頻和視頻的輸入、輸出阻抗均為75Ω。

    2．電平匹配

    設備互連時，電平的配接也同樣重要。如果配接不好，會使激勵不足或發(fā)生過載；從而產(chǎn)生嚴重的失真。按IEC和我國標準，音像系統(tǒng)通常都有額定輸出電平或額定輸入電平、最大輸出電平或最大輸入電平、最小輸出電平或最小輸入電平，一般按有效值標注。要做到電平匹配，就是不僅使信號在額定狀態(tài)下電平匹配，而且在信號出現(xiàn)尖峰時也不發(fā)生過載。如果電平不能直接匹配，就應采取適當?shù)淖儞Q方法，如用變壓器或電阻分壓網(wǎng)絡，使電平達到匹配，變換時也需同時考慮到阻抗匹配。

    3．功率匹配和阻尼系數(shù)匹配

    功率放大器與音箱配接時，應考慮它們之間的功率匹配、阻抗匹配、阻尼系數(shù)匹配以及相位等問題，若匹配不好會嚴重影響放音質(zhì)量和效率等。這里著重說明一下功率匹配與阻尼系數(shù)匹配。

    （1）功率匹配

    從原則上說，功率放大器的額定輸出功率應與音箱的標稱功率相一致。對于功率放大器來說，它的輸出功率大小只與音箱的阻抗有關，而與音箱的標稱功率無關。無論音箱標稱功率與功放的額定功率是否相同，對功放的工作無甚影響，只是對揚聲器本身安全有關。

    一般高保真功率放大器要有足夠的輸出功率富余量。如果音箱的阻抗符合要求，功率放大器的額定功率比音箱的標稱功率大，則推動功率充足；這時功放的功率富余量較大，失真較小，尤其能充分表現(xiàn)音樂的低頻成分。音箱實際能隨牟功率比它的標稱功率大2到3倍，瞬時安全功率可達4倍左右。因此功率放大器的額定輸出功率可以比音箱的標稱功率大2到3倍，這是一種較好的匹配情況。但如果大得太多，音量開足時則可能燒毀音箱。如果功放的額定功率比音箱的標稱功率小，雖然兩者都能安全工作，但這時功放的推動功率不夠，會覺得聲音響度不足，往往發(fā)現(xiàn)功放已經(jīng)開到飽和狀態(tài)，失真嚴重，而聲音響度仍感不足，這是一種較差的匹配方式。

    音箱的標稱功率并不能視作為各揚聲器標稱功率的總和，因為對于大多數(shù)音樂信號，低音和中低音的功率能量比例明顯大于中音和高音的能量比例。因此，如果音箱是由單只大口徑全頻帶揚聲器構成，則音箱的標稱功率就是該揚聲器的標稱功率；如果是組合音箱，其標稱功率可簡單地認為是低音揚聲器的標稱功率加上中音、高音揚聲器標稱功率的一半。

    （2）阻尼系數(shù)匹配

    功放的輸出內(nèi)阻實際上對揚聲器的發(fā)聲起著電阻尼作用，阻尼系數(shù)是指功放額定輸出阻抗(即音箱的標稱阻抗Zo，與功放輸出內(nèi)阻抗Ro(包括接線電阻)之比值，即阻尼系數(shù)DF=Zo/Ro。一般地說，希望阻尼系數(shù)大些好。當阻尼系數(shù)小時，揚聲器的輸出聲壓頻率特性(尤其是低頻特性)和諧波失真特性都要變壞，一般要求DF≥3，高保真放大器應≥10，專業(yè)音響要求DF更大，有時甚至要求高達200以上，為了提高DF值，應減少音箱的接線電阻和接觸電阻，故功放輸出與音箱之間不用轉(zhuǎn)換開關，并采用截面積大、直流電阻低的多芯導線連接。

    4．平衡與不平衡連接方式

    平衡與不平衡，也是音響系統(tǒng)設備互連時需要注意的問題。平衡接法是指一對信號傳輸線的兩根芯線對地阻抗相等；而不平衡接法是指兩根信號傳輸線中，其中一根接地。當有共模干擾存在時，由于平衡接法的兩個端子上所受到的干擾信號數(shù)值相差不多，而極性相反，干擾信號在平衡傳輸?shù)呢撦d上可以互相抵消，所以平衡電路具有較好的抗干擾能力。在專業(yè)音響系統(tǒng)(特別是使用調(diào)音臺的系統(tǒng))中，一般除揚聲器饋線外，大多采用平衡輸入、輸出。而在家用音響系統(tǒng)中，為了降低成本，往往采用不平衡輸人、輸出。平衡電路有的采用傳輸變壓器(帶中心抽頭接地的和不帶中心抽頭的)，也有用差分放大電路的。當不平衡電路與平衡電路連接時，就破壞了傳輸?shù)钠胶�，但這有時是不得已的，因為有些設備采用不平衡輸人或輸出方式。但是設備的差分電路輸出不能與設備的不平衡輸入相連接，因為這時差分電路的一個輸出端與地短路，電路不能正常工作。當設備的不平衡輸出與設備的差分輸入相連時，只要不破壞差分電路的直流工作點，則雙端輸人的差分電路就變成了單端輸入的差分電路，可以正常工作。

    三、音響調(diào)整

    在音箱和音響系統(tǒng)正確布局后，還要注意音響系統(tǒng)的調(diào)整或校正。對于立體聲音響系統(tǒng)，除了一般的音量、響度、音調(diào)等調(diào)節(jié)外，在這里著重是聲道校正、相位校正、平衡校正和頻率響應校正等。

    1．聲道校正主要是檢查左、右音箱是否相應地接在左、右功放輸出上以及聲道間有無串音存在。借助于"聲道平衡"旋鈕可進行簡單測試。例如將平衡旋鈕向左旋到底，左音箱音量應明顯增大，右音箱應無聲；反之將此旋鈕向右旋到底，右音箱應發(fā)聲、左音箱應無聲。若檢查結果與此相反，應將左、右音箱接線交換。對于沒有平衡旋鈕而設有左、右聲道音量電位器的機器，可分別調(diào)節(jié)兩電位器進行檢查。

    串聲音檢查最好用分別只錄有左聲道信號和右聲道信號的試聽唱片或磁帶進行。在放送左產(chǎn)道信號時，應只有左音箱發(fā)聲，右音箱應無聲，這說明沒有串音和串音衰減很大。一般立體聲系統(tǒng)要求串音衰減大于20dB。

    2．相位校正

    立體聲重放系統(tǒng)要求左、右聲道從聲源(磁頭、唱頭、調(diào)諧器)到音箱的相位一致。相位校正可使用同一單聲道信號(如重放單聲道唱片或磁帶)輸入到左、右聲道，并按以下三種方法的一種測試和校正：

    ①站在左右音箱的中垂線上聆聽，若感到聲像處于兩音箱的中點上，說明左、右聲道同相；若感到聲像跳到音箱外側(cè)或后側(cè)去，則相位相反。這時將一個音箱的接線極性顛倒即可。

    ②聽者在兩音箱前從左邊緩步走到右邊，此時如果感到聲音是平滑變化的，則兩者同相；如果感到聲音由一音箱突然跳躍到另一音箱，則兩者反相。

    ③把兩個音箱靠攏在一起，此時如果左、右聲道反相，聆聽者聽到音樂中的低音大大削弱，總的響度也降低很多。

    3．平衡校正

    平衡校正主要是校正左、右聲道輸出的平衡度，它包括放大器增益的差別、音箱靈敏度差別和房間對稱性的差別等。校正的方法是：重放一段單聲道音樂，站在兩音箱中垂線上的聽者應感到聲像在兩音箱的中點上。若偏離一側(cè)，說明兩聲道不平衡，應調(diào)節(jié)平衡旋鈕，將聲像移到中點上來。

    4．頻響校正

    這里的頻響指的是包括房間聲學特性在內(nèi)的左、右聲道的總的頻率響應。頻響校正是通過左、右聲道中的圖示均衡器(又稱多頻率補償器)來實現(xiàn)的。校正時，可用音頻信號發(fā)生器給左、右聲道輸入33Hz、100Hz、330Hz、1kHz、3．3kHz、10kHz等單音頻信號，調(diào)節(jié)圖示均衡器中相應的電位器，使各個單音頻的重發(fā)聲像都處于兩音箱的中點上，這時可認為左、右聲道的頻響基本一致。