智能家居背景音乐，扬声器压限器的正确设置

睁开全文?1、???引言与音响手艺打交道的人们都知道，压限器是用来呵护系统后级设备免受灯号记号过载的破损而出生避世的一把利器。之所以我们叫他压限器是因为其可以在缩短和限幅器之间切换选择，遵循需要矫捷设定。是以，压限器即是缩短与限幅器的统称。若何切确地设置扬声器压限器，出格是其启动阀值理当若何参考，相信良多人仍是一头雾水。或用长时刻的经验考试考试；亦或是不美观不美观不雅察看灯号记号灯，耳听辨析等编制进行设定。可是经常改换到目生的系统设备搭配，这样的编制便不再那么有用了。笔者在多年的客户手艺撑持工作中，碰着过多的客户发问也是在于压限器的设置问题上，甚至于有的客户在工程操作中常碰着扬声器单元销毁等现象，这其中80都是因为没有切确地进行压限设置而导致的。2、???相关信息事理分化2.1、扬声器于压限设定的首要参数几近在所有的专业扬声器参数上，我们都可以轻松地找到扬声器功率及阻抗信息。因而我们常碰着有用户在看到某一新款扬声器时，首先并独一关注的是“它的功率是若干良多若干好多瓦？”（从而但愿获得其声压级的相关信息）。笔者但愿借此更正一下还在犯着近似短处的人们：声压级的巨细是不能够单取决于扬声器的功率的。影响声压级巨细的组成首要成分还有扬声器的功率转换效能。在音箱参数中，以活络度来默示。转换效能越高，活络度越高，随功率递增获得的声压级才越除夜。相信跟着科技的成长前进，在不远的未来，扬声器1m@W达到130dB也不是没有可能的。那么扬声器参数中，功率参数的意义何在呢？它便在于本文对压限器阀值设定的参议意义。我们在看一款扬声器（功率项）参数时，常看到有：额定功率RMS、节目功率Program、峰值功率PEAK。其中，额定功率（延续/延续功率）是指扬声器在持久单一正弦波（1KHZ）稳态电平灯号记号输出时的安然规模。即功放可以一成天延续输出给该扬声器所标注的额定功率灯号记号而不破损扬声器的除夜值。扬声器若持久超出这个额定的功率值工作，则会闪现音圈过热破损的现象。节目功率（音乐功率）是用一段音乐来替代一个延续的单音，因为音乐的电平动态是多变的，所以这个值一般比额定功率值偏高。这与Hi-Fi规模里所用的“Music power”很近似，因其测量灯号记号的电平多变性，该项参数更多时辰只能为我们供给必定水平上的参考价值。? 峰值功率则完全可以理解为该扬声器可承受的除夜瞬态功率。脉冲灯号记号一旦打破这个值，便会造成单元器械的机械破损。上图为一段音频灯号记号的波形文件，图中红线可理解为该扬声器的峰值功率而黄线则可理解为该扬声器的持久功率。当灯号记号持久超越黄线区域时，扬声器音圈则会早发烧，时刻越长，发烧量越除夜。当过热达到足够前提时，扬声器音圈则被销毁，这就是热破损现象。当灯号记号瞬态或长时刻超越红线区域时，灯号记号便高于扬声器纸盆/振膜的除夜承载规模，使其纸盆/振膜过冲激发撕裂或打底、擦圈等现象，这即是扬声器的机械破损。还有一种破损笔者称之为：酬报性过热破损。笔者曾也碰着过良多客户因为惊慌烧音箱，而将限幅器门阀值设置得很低。功能导致音箱销毁气象加倍严重。其事理其实无异于将上图中红线内区域压得很窄，只留下很小的动态空间，而输入灯号记号持久过载，从而造成扬声器前端持久输送削波的直流灯号记号给扬声器，导致其一按时刻内振膜只向一个标的方针连结静止状况，音圈便会急剧发烧而销毁。可是这也是我们除夜除夜都人所经常或正在犯的一个致命性短处。下图则形象地描述了操作这类编制是若何亲手扼杀失踪踪自己的扬声器系统的。? ?在体味了凡是气象下扬声器受损的事理后，便可以指导我们若何切确地操作压限器对音箱进行呵护了。2.2、压限器的工作事理压限器—是缩短器与限幅器的统称，在本文引言部门已提出。因而我们需要更具体地分袂体味缩短器与限幅器不合的工作事理。2.2.1、缩短器 ??图示为某品牌音频措置器的缩短器模块。我们可以直不美不美观地看出，电平灯号记号从-∞早遵循1:1的比例编制递增，在线条拐点前的灯号记号电平都是不做任何增益或衰减措置的。可是达到了拐点位置时，电平的递增则需要参考斜率的陡缓而进行了。也就是说，我们把高于拐点的电平进行了缩短，让它呈2:1、4:1、8:1……的编制进行递增，有用地节制过载灯号记号对扬声器的持久影响。例如一个需要过人的通道，而通道限高。个子矮的人们很轻松地就畴昔了，而超越限高地人则需要垂头或哈腰才能经由过程。2.2.2、限幅器 ? ?在理解了缩短器的工作事理后，我们来熟谙限幅器就很是简单了。它与缩短器独一的不合的处所则在于：当灯号记号电平高于拐点电泛泛泛泛，超出部门电平被直接强行限制。就好比前例中，一个过人的通道一样限高，但高过限高的人们其实不是垂头哈腰就可以过的了，他们需要削平了脑壳才能畴昔。 ??上图我们可以看到，当缩短器的缩短比达到无限除夜:1时，它便近似于一个限幅器。2.3功率放除夜器于压限设定的首要参数不管是摹拟的压限器仍是数字设备的压限器，他们都是在功率放除夜之前对输入灯号记号进行预呵护的。是以，我们毫不能轻忽失踪踪功放的功率放除夜成分环节。除夜除夜都有经验的音响系统设计人员都知道，功放的功率需遵循音箱额定功率的1.5—2倍来设置设备放置为安然有用。因为功放需要给音箱留出足够的动态空间，以承受瞬时峰值灯号记号，使音箱的动态默示加倍较着；而超越2倍的功率匹配经常就会使系统变得斗劲危险了。可是此刻我们其实不用过度担忧这个问题，因为我们有了加倍科学的编制进行计较。2.3.1功放电压增益（放除夜倍数）在计较压限器的阀值时，我们还需要体味到功放的功率放除夜倍数（电压增益）。某些功放的参数上会有标识，但并不是所有功放参数都能够找到。介于除夜都功放存在功率虚标成分，笔者强烈建议：采纳实测法。即在功放不毗连音箱气象下，为其输入一个电平相对不变的粉噪（pinknoise）灯号记号/亦或是不变的单一正弦波灯号记号，输入电平巨细不超越功放输入活络度都可。此时，分袂测量放除夜器输入、输出端的持久稳态电压值，将输出电压÷输入电压，便可获得该放除夜器的功率放除夜倍数（后文用X暗示）。2.3.1若何获得功放更切确的放除夜倍数信息为了论证上述“功率放除夜倍数随其转换效能相对不变”的理念，笔者亲自对某品牌两款功率放除夜器进行了空载实测。发现以单一正弦波（2KHZ以下频率）作为参考频率进行测试时，其不变性，数据靠得住。此时我们发现不合功放、不合输入活络度、在不合的输入电压值面前实测，所获得的现实功率放除夜倍数都其实不是必定切确固定的。我们从实测图表等分化、寻觅纪律时，则发现：功放输入电压越高，所获得的放除夜倍数越不变。测试过程中，我们同时测试了功放的输入活络度，我们会发现，当输入电压达到活络度电泛泛泛泛，功放削波灯并不是必定明灭，而是需要再增除夜输入电平（例如达到1.26V/0.96V时）才会触发功放削波。因而我们考虑到了阻抗负载，为保证数据的切确性，我们给该功放输出端插手8欧姆负载再进行测量，发现输入接近削波的电平仍然会除夜于设备输入活络度。也就声名部门功放的现实输入活络度会针对用户标高（值低），或许为达到指导用户安然操作设备的方针。当然，高于实测削波上限的输入电平计较出来的放除夜倍数将是毫无意义的，因为输入电平不竭递增，输出电压不会再进行任何改变。是以我们得出结论：距离功放现实活络度越接近并小于其值的输入参考电压所计较出的放除夜倍数是更切确、更具有参考价值的数据。3、???压限器的切确设定3.1、常识分化? 在体味音箱与波形灯号记号的关系后，我们就会发生一个疑问，则是一个压限器，若何去同时兼顾对扬声器的额定功率与峰值功率的灯号记号呵护。谜底很简单：没编制。那么我们在一条系统链路中，纯挚的操作一个压限器就是不规范的做法。笔者认为，缩短器与限幅器理当是分袂并同时呈此刻一条系统链路傍边的。其中，缩短是针对持久音乐灯号记号过载而进行对音箱额定功率的热呵护；而限幅则是对音乐的瞬态峰值灯号记号进行呵护设定。图例以一段音乐波形为参考，红线部门暗示扬声器的峰值功率，黄线暗示其额定功率。那么我们便可以知道，当限幅器门阀值设置在无限接近红线位置时，扬声器是理当免受过冲灯号记号导致机械破损的；而当缩短器门阀值设置在黄线位置时，扬声器是理当免受持久过热过载而破损的。这就好比我们给扬声器设置了一道防线和一道底线。你会想，灯号记号超越防线已早缩短了，那么底线若何去触碰呢？是的，假定一个峰值灯号记号直接被缩短器进行了缩短，那么限幅器意义就其实不是那么除夜了，同时，扬声器对音乐的动态默示也就无从谈起了。笔者认为，在我们的压限器上，有一个很是首要的调剂选项，那即是启动/释放时刻。尽人皆知，音乐的脉冲峰值灯号记号是瞬态的，我们需要当即对这类过冲步履进行强行禁止，那么将限幅器的启动时刻设置得快一些，例如5ms，甚至更短，并在瞬态脉冲事后，马上恢复释放。便可达到快进快出的呵护下场，既保留了灯号记号冲击力也呵护了扬声器。而因为音乐的持久灯号记号是延续的，当灯号记号持久超越扬声器额定规模时，我们需要将缩短器启动时刻设置得相对慢一点，例如20ms以上。让足够的瞬态峰值灯号记号放行经由过程，使过热灯号记号进行缩短，而且迟缓释放，如上图。3.2、压/限器的门阀值设置。门阀，即启动电平（或称阀值）THRESHOLD。即当电平灯号记号高于所设定的安然阀值往后，该压/限器早工作。相信这也是巨匠为关注的一个话题。笔者从不合渠道查阅了众多文献资料，发现除夜都文献对阀值计较几近一带而过，或对自己提出的计较公式含混其辞无从理解。而计较公式、编制也是五花八门。我们相信，只要能获得切确的结论，编制其实不是独一的。笔者在这里，就为巨匠分享一个易理解而切确的计较编制。3.2.1、缩短器的阀值设置(1)、音箱的延续功率（或说额定功率）单元是W，(2)、音箱阻抗，单元是Ω，(3)、功放电压增益值（或说放除夜倍数）需实测后，获得的输出电压除以输入电压，单元是X（倍）。然后体味一下计较所用到的公式：（1）、欧姆定律公式U=√(P*R)。（2）、电压与分贝的换算dBu=20log(U/0.775)?注：0.775V=0dBu这里我们无妨举个例子：一只扬声器额定功率为500W @8Ω，操作一台功率放除夜倍数为40X的功放来驱动。我们可以获得该扬声器在额定工作状况下，持久除夜安然工作电压：√(500*8)≈63V，那么就说了然扬声器只要持久连结在63V的电压以内工作就是安然的。超越了63V就齐截于超越了500W的额定电压，持久连结也就会导致过热烧损。而音箱的电压是功放给的，经由过程功放的功率放除夜倍数（电压增益）N倍数=U输出/U输入，我们便可以算出功放输入电压。音箱电压/功放电压增益=功放输入电压，63/40=1.575V，那么只要我们节制功放输入电压在1.575V以下便可以保证音箱输入电压在63V以下了。此时，我们将1.575V换算成为分贝，即dBu=20log(1.575/0.775)=6dBu。因而我们便知道了在这条灯号记号链路上，缩短器理当为扬声器供给呵护的阀值电平理当设置在6dB处，是安然的。3.2.2、限幅器的阀值设置当我们掌控了缩短器的阀值计较往后，限幅器阀值计较即是触类旁通了，我们只需将上述计较过程中，扬声器的额定功率代换为峰值功率（略减），便能够轻松获得想要的数据了。4、???填补声名：4.1、阀值设定受压/限（措置）器输入电平的影响假定前文所讲编制您已完全理解并掌控了，笔者还想在这里为您插入一个小环节，使您的调试加倍万无一失踪踪。那即是阀值设按时，我们参考的措置器尺度输入电平为0dBu（专业音频系统灯号记号电平尺度）。若当您碰着一台压/限器，或带压/限功能的数字措置器，其输入电平并未遵循此尺度设计时，其超出或低于的部门我们则需要加于阀值电平。再例如一台数字音频措置器，若经由工程师调试往后，其通道输入电平-7dB。那么我们所调剂的压限器处于下降电平后，若以尺度0dBu计较所获得的阀值（例如6dB）则需要加上措置器的输入电平增益，即6 （-7）=6-7=-1dB。是以，我们理当将启动电平设置在-1dB的位置。4.2、音源灯号记号对扬声器的浸染前文中，我们所指灯号记号均为专业音响扩声中经常操作音频灯号记号，其音源必定是没有失踪踪真的完全波形文件。经由过程除夜都专业录音软件都可导入进行检测。若波形文件为削顶的直流波，那么即便扩声系统对其以再小的电平进行回放，一样也是会激发扬声器过热破损的。事理与前文中所指将限幅器阀值设置太低所激发的破损一样。是以对音源质量的把控亦是我们所需要寄望的一个关头点。我们在毗连扬声器进行灯号记号正常回放时，灯号记号的直流方波必定是要杜绝的。4.3、设计不合理带来的影响笔者深有体味的一次调试履历，源于一次不合理的设置设备放置调试。该项目因为用户失踪踪臂科学设计方案，未经任何计较，凭着估量，便随便乱砍失踪踪设置设备放置方案，为了俭仆成本。笔者在去到现场的时辰，用户再三嘱托，务必做好压限器呵护。笔者也曾认为科学合理地压限呵护就可以够呵护好音箱，现实是一个伪命题。前文我们所说压限器的设定均以科学合理的设置设备放置方案为前提来讲的。设想，一个需要笼盖50米的场地，设置设备放置了一个只能笼盖10米的音箱，就算设定好压限又若何呢？参考前文压限器工作事理，相信您可以找到谜底！4.4、阀值设定受市场化酬报成分的影响面临今朝市道上的音响系统设备除夜都存在虚标现象，笔者也是深感不解，仅是功率虚标便可以证实声压级除夜么？不单不能，反却是影响了我们对扬声器呵护设定的切确参考。是以，假定您在操作以上科学处所法进行计较（出格是不被相信的某些国产设备）时，建议将带入扬声器的功率*0.9甚至0.8。设置好了扬声器压/限呵护，必定输入灯号记号前期未削波失踪踪真，若扬声器仍是因过热或过冲而销毁，在以上4点填补声名里去找启事吧。?本文仅功课内手艺交流构和操作，严禁挪作它用！供稿：广州市埃威姆电子科技有限公司 手艺总监：苟麒