揚聲器功率的國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)

    揚聲器的功率是揚聲器最為重要的指標(biāo)。在聲頻工程的系統(tǒng)設(shè)計，決定揚聲器與放大器之間的功串匹配以及音箱(揚聲器系統(tǒng))設(shè)計等過程中，部必須清楚地知道并理解揚聲器的功串?dāng)?shù)值及其含義。而目前備國不同廠家在楊聲器之名牌上所標(biāo)的功率值，其含義住往各不相同，因而數(shù)值上住住有很大出入。  我國近年己統(tǒng)一制訂了揚聲器功率的國際(GB9396—88)，基本上采用國際電工委員會(IEC)所擬定的方法。但國外有些名牌產(chǎn)品如美國的JBL和EV，仍然分別采用各自特殊的標(biāo)準(zhǔn)。本文將對揚聲器功率的國標(biāo)和部份國際標(biāo)準(zhǔn)分別作一簡介。

過去很長一段時間我國各楊聲器制造廠家對輸入楊聲器的功率都采用“標(biāo)準(zhǔn)功率”的數(shù)值，在這個功率上規(guī)定了諧波失真是在饋給揚聲器 標(biāo)準(zhǔn)功率的恒定電壓下測試的，所測得的非線性失真系數(shù)不應(yīng)超過給定揚聲器的規(guī)定值。因為標(biāo)準(zhǔn)功率是由失真值的大小確定的，失真值又不能超過一定的要求，所以標(biāo)準(zhǔn)功率都定得比較小，通常是低于其它類型功率的。長期接觸標(biāo)準(zhǔn)功率的讀者難怪會覺得國產(chǎn)揚聲器斯標(biāo)出的承受功率比國外揚聲器低得多。

     為了消除揚聲器的不同類型功率在定義上的混亂，國際電工委員會(International Electrotechnical  Commission，縮寫 IEC)頒發(fā)了《電聲器件揚聲器》標(biāo)準(zhǔn)，提出了所有到會國家一致采用的下面幾種揚聲器功率：最大噪聲功率(額定噪聲功率) 、最大正弦功率、長期功率(額定長期最大功率)和短期功率等，這些功率指標(biāo)均失真無關(guān)，現(xiàn)分別作簡要介紹:

(1)額定噪聲功率(Rated Noise Power)：其定義為：連續(xù)向揚聲器輸入模擬噪聲信號(將粉紅噪聲經(jīng)過帶通濾波和限幅后的信號)，在100小時內(nèi)連續(xù)工作沒有過熱和機械損傷，這個功率就稱為揚聲器的額定噪聲功率。該功率的大小與失真值無關(guān)，所以通常比前述的標(biāo)稱功率大1.5~~3倍左右。目前國內(nèi)外廠家生產(chǎn)的揚聲器，銘牌上的標(biāo)志最常見的就是這個功率。人們進行音響系統(tǒng)設(shè)計以及揚聲器與放大器的匹配時也都采用這個功率。額定噪聲功率還有其它名稱，如最大噪聲功率(Maximum Noise Power)、連續(xù)粉紅噪聲功率(Continuous Pink Noise Power)或簡稱為連續(xù)功率、噪聲功率等，其含義是相同的.

(2)額定最大正弦功率（Maximum Sinusoidal power），亦稱為連續(xù)正弦波功率（Continuous Sine Wave Power）或均方根（RMS）功率：這是一種在給定頻段送入單頻的連續(xù)正弦信號，內(nèi)送入單頻的連續(xù)正弦信號，連續(xù)工作一小時，在此功率下?lián)P聲器音圈振動不應(yīng)產(chǎn)生打底聲,揚聲器沒有過熱和機械損傷。由于該功率不受給定的非線性失真的限制，所以該項功率也是高于標(biāo)準(zhǔn)功率的

(3)長期功率(Long-Term Power，亦稱為額定長期最大功率)：這是一種在給定頻帶內(nèi)專門規(guī)定的噪聲信號功率。揚聲器承受此功率在1分鐘內(nèi)不會引起永久性的機械損傷(每兩分鐘時間間隔試驗重覆10次)。這項功率比前面提到的額定噪聲功率又要大許多。例如國光丫D200—6型揚聲器的標(biāo)準(zhǔn)功率為5W，而額定長期功率為30W。

(4)短期功率(Short-Term Power，亦稱為額定短期最大功率)：也是一種專門的噪聲功率，這種噪聲信號的類型與確定最大噪聲功率相似，其定義為揚聲器工作1秒鐘，停60分，重覆60次。在承受此功率過程中不會引起永久性的機械損傷。該項功率是所有命名功率中標(biāo)值最大的。通常比標(biāo)稱功率大8—10倍。有些廠家稱之為峰值功率(Peak Power) 。除上遠(yuǎn)IEC標(biāo)準(zhǔn)外，在工程實踐中還會遇到音樂功率、節(jié)目功率以及EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)、AES(美國聲頻工程協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn)甚至各廠家自定的標(biāo)準(zhǔn)等，下面分別簡介。

(5)音樂功率(Music Power)又稱為節(jié)目功率(Program Power)：取決于使楊聲器承受250HZ以下短期正弦信號的能力，聽起來沒有明顯失真，也沒有永久性機械損傷。這個功率值既考慮揚聲器所產(chǎn)生的失真值，又考慮揚聲器的永久性機械損傷值，是德國標(biāo)準(zhǔn)DIN所采用的。

(6)EIA RS—426標(biāo)準(zhǔn)：美國電子工業(yè)協(xié)會(Electronic Industries AssoCiatio、縮寫EIA)，在EIA RS—4264標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，將一特別的測試噪聲信號加至楊聲器該噪聲信號的頻譜分布較為接近實際的節(jié)目信號，并且要在揚聲器上持續(xù)8小時之久，還要求被測揚聲器能承受比此噪聲功率高四倍的瞬態(tài)峰值。顯然，這對揚聲器的機械結(jié)構(gòu)和熱性能是很嚴(yán)格的考驗。這樣測試而得出的數(shù)值可能要低于采用正弦波法所得到的數(shù)值，但按此數(shù)值與功率放大器相配合則不易毀壞揚聲器系統(tǒng)。美國EV公司的產(chǎn)品就采用EIARS—426作為測試揚聲器功率承受能力的標(biāo)準(zhǔn)方法，并將其能承受8小時的功率稱為“長時間平均功率”，或“噪聲功率“，而將4于該功率的功率稱為“瞬時功率”。

7)AES標(biāo)準(zhǔn)：美國聲頻工程協(xié)會(Audio Englneering SoCiety，縮寫AES)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，將粉紅噪聲（見注）作為測試信號加至揚聲器，連續(xù)工作兩個小時，沒有出現(xiàn)過熱或機械損傷，這個功率稱為“額定輸入功率(AES)”或“連續(xù)粉紅噪聲功率(AES)”。美國著名的揚聲器廠家JBL就是采用AES標(biāo)準(zhǔn)。

注：“白噪聲”和“粉紅噪聲”都是一種無規(guī)噪聲，具有連續(xù)的噪聲譜?！鞍住焙汀胺奂t”這兩個詞是指噪聲頻譜而言，從光譜學(xué)中借用過來。白噪聲中包含有各種頻率的噪聲、并且能量分布是均勻的，粉紅噪聲與白噪聲不同之處在于，它的功率語密度與頻率成反比。在對數(shù)坐標(biāo)中，其輸出為一水平直線；在線性坐標(biāo)中，其輸出以每倍頻程3dB下降。即粉紅噪聲的低頻成分比白噪聲要豐富。