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音箱功率計(jì)算 音箱功率計(jì)算(1) 一、 聲壓級(jí)計(jì)算式 下式是聲場(chǎng)中，在r距離上，某點(diǎn)的聲壓級(jí)較為方便的計(jì)算公式： SPL=PWL+10log(Q/(4*3.14*r*r)+4/R)，式中，SPL：在r距離點(diǎn)的聲壓級(jí)，單位(dB) ，聲壓級(jí)基準(zhǔn)是0dB=20μPa。PWL：聲源的聲功率級(jí)，單位(dB) ，聲功率級(jí)基準(zhǔn)為0dB=10-12W。聲功率是指在音箱上輸出的聲音功率，并非放大器輸出給音箱的電功率。聲功率級(jí)是以分貝表示的聲功率。因此，聲功率1W就是聲功率級(jí)120dB。Q：聲源的指向系數(shù)。①當(dāng)聲源在房間中央，四面不著邊，聲能以球面方式輻射，指向系數(shù)就為1。②聲源放在地面中央，以半球面方式輻射，指向系數(shù)就為2。③置于兩墻面交棱上，以1/4球面輻射，指向系數(shù)為4。④置于房間角落，以1/8球面輻射，指向系數(shù)為8。r：該點(diǎn)離聲源的距離，單位(m)，R：房間常數(shù)，單位(m2)，S：室內(nèi)表面積，單位(m2)，a：室內(nèi)平均吸音率，無單位。 房間常數(shù)R表示了這個(gè)房間對(duì)聲音的處理能力，與房間的墻面面積和吸音能力有關(guān)，大房間這個(gè)值較大。是平均吸音率，一個(gè)小于1的常數(shù)。象教室那樣所謂聲音比較活躍的房間，約0.25；而象寢室那樣缺少混響的房間，吸音力較好，則約為0.35。式中，括號(hào)內(nèi)左邊的Q/4πr2表示直達(dá)聲的聲壓，它與距離的平方成反比。右邊的4/R是與房間有關(guān)的反射聲的聲壓。這二項(xiàng)之和就是聲源在該點(diǎn)產(chǎn)生的聲壓，一般用分貝來表示。由于通常聲源位置處定為0dB，所以其它各點(diǎn)都是負(fù)數(shù)。只要知道了上式中的各量，代入此式運(yùn)算即可。 二、聲壓級(jí)衰減量曲線求解 當(dāng)A點(diǎn)為Q=4，R=100時(shí)，距離為3m處的聲壓級(jí)衰減量的求解過程：在指向系數(shù)處找到Q=4的水平線，向右沿伸到與3m斜線的交點(diǎn)，然后垂直向上找到與房間常數(shù)R=100的曲線的交點(diǎn)。這就是A點(diǎn)，再水平向左沿伸到縱座標(biāo)的交點(diǎn)，就能讀出聲壓級(jí)的衰減量為11dB。 再舉一個(gè)更加接近實(shí)用的例子，分別用計(jì)算式的后面部份和曲線兩種方法求解。有一長5.4m，寬3.6m，高2.5m的房間，墻面平均吸音率=0.3，若音響放在房間一面墻的前方，帶音箱架，緊貼后墻，聽眾席離音箱3m。問此時(shí)的聲壓級(jí)衰減量。首先不管哪一種解法都必須先計(jì)算出房間常數(shù)R。房間的六個(gè)表面積： 首先看函數(shù)式求解過程：式中左邊一項(xiàng)為Q/4πr2=2/4π32=0.0177，右邊另一項(xiàng)4/R=4/36=0.125。所以，聲壓級(jí)的衰減量為10log(0.0177+0.125)= －8.5dB。圖解過程如下：從Q=2線→r=3線，在R=20～50的空間估算出R=36的位置，打上一點(diǎn)“B”， 再向左讀出縱座標(biāo)上的衰減量即可，也是－8dB多一些。 音箱功率計(jì)算(2) 三、音箱的輸出功率估算 以上計(jì)算的衰減量還需加上聲功率級(jí)PWL就可以得到該點(diǎn)的聲壓級(jí)。所以還必須知道如何計(jì)算聲功率。聲功率是從音箱輸出口開始算起的，所以首先要了解清楚音箱的靈敏度或［輸出聲壓級(jí)］概念。音箱的靈敏度定義為1W電功率輸入，在1m處測(cè)得的聲壓級(jí)，單位為dB/W/m。這是音箱的固有特性，當(dāng)這個(gè)值為92dB/W/m時(shí)，音箱的電聲變換效率為1%。即放大器需輸出100W電功率才能換得1W的聲功率。若靈敏度不到92 dB/W/m，那么100W的電功率還換不到1W的聲功率，而且差3dB就相差一倍。例如，89 dB/W/m靈敏度的音箱，需要200W電功率才能得到1W聲功率，而86 dB/W/m的音箱，需要高達(dá)400W的電功率才能獲得1W聲功率。 用這些關(guān)系可以把電功率轉(zhuǎn)換為聲功率PWL ，PWL=10log(聲功率輸出W/10-12W)，聲功率1W=120dB聲功率級(jí)。對(duì)于靈敏度92dB/W/m的音箱，用100W電功率驅(qū)動(dòng)時(shí)的PWL為120dB。其實(shí)在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，根本不必考慮聲功率這概念，可直接用輸入給音箱的電功率和音箱靈敏度兩項(xiàng)來推算出PWL。 例如，有一單管2A3立體聲放大器，每聲道3.5W，合計(jì)7W，音箱靈敏度為92dB/W/m，那么PWL有多大？3米遠(yuǎn)處的聲壓級(jí)有多大？此時(shí)從聲功率角度來考慮，用靈敏度92的音箱的話，兩音箱總聲功率才7/100=0.07W，用分貝表示則PWL為120+10log0.07=120-11.55=108.45dB，或直接用電功率來推算更簡單PWL=10log(7/10-12)=108.45dB，當(dāng)然，這一結(jié)果也是對(duì)靈敏度92 dB/W/m的特定音箱來說的。在那個(gè)房間的3m處聽，加上上面已算出的聲壓級(jí)衰減量-8.5dB，則可得實(shí)際聲壓級(jí)SPL=108.45-8.5≈100dB。 如果音箱的靈敏度不是92 dB/W/m，只要加上實(shí)際音箱靈敏度與92 dB/W/m的差值即可。用倍數(shù)或?qū)嶋H電平來算是很麻煩的，用分貝只要加加減減就可以了。例如，這時(shí)的音箱靈敏度才88 dB/W/m，那么，聲功率級(jí)就是108.45+(88-92)=104.45dB，若音箱靈敏度更高為94 dB/W/m，則PWL=108.45+(94-92)=110.45。3m處的聲壓級(jí)相應(yīng)地變?yōu)?6dB和102dB。 聲壓級(jí)也可以用噪聲計(jì)或聲壓表來衡量，但測(cè)出的值是音樂平均電平，比音樂峰值電平要小10個(gè)分貝。即儀表指示的音樂電平為88dB時(shí)，實(shí)際音樂中的峰值電平有98dB。也就是說，你在音樂現(xiàn)場(chǎng)聽得正合適的聲音，用儀表測(cè)出為88dB的話，那么音響重放系統(tǒng)要按在聽眾席上有98dB的聲壓級(jí)來設(shè)計(jì)。 至此，我們知道了在已明條件下，如何計(jì)算某點(diǎn)聲壓級(jí)的方法。其中某些參數(shù)是如何獲得或如何設(shè)定的還不清楚。另外，對(duì)音響和家庭影院愛好者來說更加重要的如何按要求的聲壓級(jí)來設(shè)計(jì)功放功率，選擇音箱靈敏度等的計(jì)算方法。 S=2×(5.4×3.6+5.4×2.5+3.6×2.5)=83.88≈84m2 ，R=084×0.3/(1-0.3)=36。由于有音箱架，故音箱不緊貼地面墻棱，只靠一面墻可取Q=2，如果音箱架很低或無音箱架則可在2～4中間取某值，本題以2計(jì)。

回答者：wtfiaihc12016-09-22 00:00