🐨 💂🏼 💕 为什么不能通过音量的大小来比较耳机放大器的功率？ 👊🏾 🤹🏾 🧜

我们已经习惯了这样一个事实，即在相同条件（相同负载和相当的失真）下其输出功率较高的放大器通常会更大声。那么，为什么该规则在耳机放大器中失败了？如何比较它们？

首先，我们记得功率是电压和电流的乘积，电流取决于电压的大小和额定负载。

W = U * I
我= U / R

我们不能仅通过增加电流而不改变电压来增加功率。换句话说，通过音量控制，我们仅控制放大器输出端的电压，消耗的电流取决于负载电阻（扬声器或耳机）。我们将增加电压-电流消耗也将自动增加。

对于给定的质量标准，任何放大器都具有极端的特性，可以表示为最大电流和电压电平。如果我们设置放大信号超出电压极限值的输出电平，则波形的“顶部”将被切除。

IHiFi-100波形示例，不平衡限制

这种失真通常称为“削波”或“过载”。但是可能存在这样一种情况，即没有超过最大电压，但是负载（扬声器或耳机）上的电流消耗却比放大器所能提供的高。结果，我们得到类似的声音失真。

低电阻时的Audiolab M-DAC电流限制。 波浪的上限是“软”，底部是“硬”。

由于功率是电流和电压的乘积，因此在输出功率相等的情况下，电流和电压成反比。

U = W / I，我= W / U

对扬声器（或耳机）的功率具有相同的灵敏度，但具有不同的阻抗，以确保输出端具有相等的声压，因此需要相同的功率，但电流和电压的比率不同。

几乎所有带有动态发射器的扬声器都是低阻抗-4或8欧姆。对于放大器的这种负载，输出电流的值至关重要，因为所需的电压相对较小。

通常如何确定放大器电位？变压器越重，电源中电容器电容越大的人越好。尽管这是一个间接指标，但它通常非常准确。

音乐信号不是纯正弦的正弦信号，由于时间幅度不均匀，因此在能量上会达到9-15 dB的“静音”。例如，如果我们测得的功率为10 W（4 Ohms，6.3 Vrms，1.5 A），则实际平均功耗值为3.5 W（能量密度低9 dB）。因此，如果我们将音量提高9 dB，则音乐信号上的电压值将为10瓦。

正弦和音乐信号的波形

图片显示了正弦和音乐信号的阴影区域。面积的比率与电压幅度相等的消耗电流的比率相同。

如果电源容量不足，那么在短期大功率的时刻，电流削波会导致声音失真。但是，如果电源具有足够的容量，则放大器将获得必要的功率。因此，经常要密切注意电容器的电容。具有电容性电容器的放大器实际上会更强大，尽管在功率正弦测试（长期）中，它将等于电源中具有较低电容器容量的放大器。

另一个更重要的一点是，如果放大器具有相同的电压极限，例如5 Vrms，则在负载为4 Ohms的正弦波上，电流消耗为1.25 A，而对于音乐用的放大器，其密度要低9 dB-0.4A。假设两个4欧姆放大器的功率分别为6 W（5 Vrms，1.2 A）和4 W（5 Vrms，0.8 A）。如您所见，第一个放大器具有更高的正弦功率，但是放大器将以相同的音量播放音乐信号，因为它们的最大电压是相同的。由于缺少电流而不会削波，因为两个放大器都能够在4欧姆的电流下提供超过0.4 A的电流。第一个放大器的功率裕度只是多余的（这就是声称存在特征而您不能依赖它们的方式）。

正弦和音乐信号之间的差异非常明显，以至于在所有标准中，一种或另一种方式都建议您进行测量或指示接近音乐信号的最终数据。但是这些建议都没有扎根。建议的主要原因是，对于大多数放大器，低阻抗负载的电压裕度远高于电流裕度。

例如，如果一个没有负载的放大器可以提供12 Vrms，但在电流为0.6 A的负载下，我们在正弦波上的4 ohms和音乐信号的6.7 Vrms上已经削波了2.4 Vrms。我们根本不会达到电压极限。

消费者有一个简单的问题，就是声音更大，在大多数情况下功率等级给出正确的答案，因为就电压和电流而言，只有电流才是限制因素。如果我们重新计算“电流+电压”中的功率，那么我们将试图进行不必要的计算，其答案将是相同的。

而且，在比较功率，电压和电流的值时，我们没有得到“响得多”的答案，因为这样的答案仅以分贝为单位。例如，就功率而言，三个放大器的排列如下：10 W，20 W和30W。但是就体积而言，功率为20 W的放大器会出现在中间吗？以dB表示的单位，功率看起来像：10 dBW，13 dBW和14.7 dBW。比值是-3 / 0 / 1.7 dB。因此，功率为20瓦的放大器将更接近30瓦的放大器。

也许如果计算机的发展发生得较早，并且有光泽的杂志和读者的作者可以计算对数，那么我们将不会看到放大器功率的抽象值，而是看到特定扬声器和放大器输出端的特定声压值。但是，可惜，尽管它会给出更准确的答案，但它太复杂了。

但是回到最主要的方面-简化功放在功率方面的排名并没有引起矛盾（特别是对于预算型放大器），因为限制因素主要是电流。但是对于耳机放大器，问题就出现了。

常见的耳机阻抗范围为16到300欧姆。对于低阻抗耳机，电流是极限参数，对于高阻抗耳机-电压。此外，对于低阻抗耳机，电流裕度至少为9-15 dB。

如果典型的负载扬声器的放大器只有2、4和8欧姆（以及相应的两个功率电平值），那么对于耳机放大器，这样的典型阻抗约为8：8、16、24、32、60、100、200， 300和600欧姆。在最好的情况下，制造商会指出两个额定值的功率值。

未经培训的用户并不总是会注意到不同的放大器具有不同的额定功率，因此无法比较32 W时的0.5 W和300 Ohm时的0.3W。

如果您建立放大器输出电压的图表，则它将采用这种形式。

在水平轴上-负载电阻（扬声器或耳机）。垂直电压，左侧为Vrms（非常熟悉），右侧为dBV。 dBV是分贝的电压值，其中0 dB为1 Vrms。在这些设备中，长期以来一直在指示专业设备的电压，因为电平以dB为单位进行调整。在我们的情况下，这是方便的，因为可以直接以dB为单位直接比较音量。

蓝色虚线是电压极限。在示例中，这是0 dBV或1 Vrms。为了简单起见，放大器的输出阻抗为0欧姆，并且该线严格水平。

红线是输出电流为10 mA时的电压值（根据公式U = I * R）。

黑线是电流和电压限制的结果。如果将电压值转换为功率，则对于16欧姆，我们将获得1.6 mW（在-16 dBV下），对于300欧姆，我们将获得3.3 mW（0 dBV）。

功率比相差3 dB（10 * Log10（W1 / W2）= 10 * Log10（3.3 / 1.6）= 3 dB）。考虑根据电压图评估时耳机灵敏度为100 dB / mW的示例：

如果我们的耳机在16欧姆时的灵敏度为118 dB / V SPL（100 dB / mW），那么对于他们来说，最大声压将等于-16 dBV + 118 dB / V SPL = 102 dB SPL。对于在300欧姆下灵敏度为105 dB / V SPL（100 dB / mW）的耳机，声压等于0 dBV + 105 dB / V SPL = 105 dB SPL。连接到此放大器的耳机之间的音量差异将等于105 dB SPL-102 dB SPL = 3 dB，在此情况下，高阻抗型号的声音会更大。

从数学上讲，所有这些对于正弦都是有益的。但是对于音乐信号，计算将已经不同。

由于信号的能量密度至少降低9 dB，因此电流极限将沿着绿色虚线，分别达到9 dB。

电压比将已经不同。

对于16欧姆：

对于正弦，我们将得到-16 dBV的值。
对于音乐信号，该值将已经高出9 dB，等于-7 dBV，“音乐”功率应该已经不是1.6 mW，而是12 mW！
如果您忘记了质量（如果超过了当前水平，则会产生失真），或者如果信号的能量密度更低，则该值可以达到0 dBV。

对于300欧姆，什么都不会改变，因为只有电压限制。对于上面的示例，对于音乐信号，在16欧姆下灵敏度为118 dB / V的耳机将产生-7 dBV + 118 dB / V SPL = 111 dB SPL的声压。低电阻模型和高电阻模型之间的差异将变为111dB SPL-105dB SPL = 6dB，其中低电阻模型已经更大声了。

而且，如果您只是将音量旋钮调到最大，而不关注音质（由于削波而响），那么耳机之间的差异将为13 dB，这有利于低阻抗型号。

如果我们看一下幅度，则电流裕度小于9 dB，因此，最大电压电平将保持在0 dBV。在上面的示例中，实际增益为6 dB。

如果我们比较具有相同输出功率的放大器会怎样？

添加第二个放大器，其宣称功率为3 mW至32 Ohms和3.3 mW至300 Ohms。本例中的第一个放大器在32和300欧姆时具有完全相同的功率。

第二个放大器的最大电压为2.3 dBV（1.3 Vrms），输出阻抗为100 Ohms，输出电流为100 mA。由于非零电阻，电压极限不是水平直线，而是到低阻抗区域的电压降低的曲线。

从图中可以看出，洋红色线与黑线在32和300欧姆处相交。当前边距太大（洋红色虚线），以至于不影响最大值。

上图显示，对于32欧姆的第一个放大器，裕度为9 dB，因为这允许最大电压值。对于具有较大电流裕量的第二放大器，最大电压所获得的“音乐”功率比正弦所获得的功率更大。

因此，从形式上讲，放大器具有相同的功率，但实际上，第一个32欧姆的耳机放大器在具有相同质量的情况下，其音量将提高9 dB。

由此可以得出什么全球性结论？简单地通过功率比较放大器是不正确的，尽管事实上这是常规的，或多或少适合于交流放大器。

RAA中报告的开发始终不是针对最大数量的图表，而是针对比较产品的可能性。在进行比较时，可以获得实用的答案，而不是抽象的答案。

功率灵敏度和功率图的操作比例如电压灵敏度和相应的电压图的比较不便于快速比较。

但是，正弦波绘制的电压图不够精确，无法比较放大器之间的体积。作为工作的结果，电压图的改进视图被添加到“音乐”功率中。此图表已添加到报告以及各种在线服务和比较中。

比较放大器的功率特性图和确定放大器所需的耳机电压电平

友情链接

在此服务中，您可以在某些质量等级的框架内比较放大器的数量。如果您选择等效的A类，那么这将是对放大器最大质量的比较。而且，如果您选择“无电流限制”，则可以简单地比较音量而不考虑质量。

默认情况下，信号的能量密度设置为比正弦密度低12 dB。通常，音乐信号的密度在9到15 dB之间。如果需要，可以设置其他密度。如果选择3 dB并显示“ Point On”，您将得到一个由正弦值构成并带有原始值的图表。