功放喇叭的电压有多大

如果排查的思路对你有帮助，请记住 消雨匆匆 。 码字和排查很累，仅此而已 ，硬件不是抄电路，拿烙铁，懂点软件，细致分析，找问题和破案搜集线索是一样的。

PS：硬件知识也可以性感

目录

一、问题引出：

二、几个术语

三、喇叭烧毁的问题分析

四、功放的选择：

五、功放+喇叭波形测量

六、问题解决

一、问题引出：

前些天，有个人问我，为什么他设计的功放电路老是把喇叭烧坏了?

对方是一个2.5年工作经验的硬件工程师，我就问了几个问题：

1、喇叭的功率你怎么选的，阻值多少?你是不是只关注响度了

2、驱动电路采用的功放是哪一类的?测试过功放的后级波形吗?

3、是单端输入?单声道，双声道?

当然，对方摇摇头，那我已经理解了对方应该是抄电路的小新人硬件了。

二、几个术语

单声道：就是把相关的所有音频信号压缩后， 用一种音轨播放的处理方式;

双声道：就是把相关的所有音频信号压缩后，把音频分高音音轨和低音音轨分别用

两个音轨(左、右声道)播放，以模拟空间声音立体效果的处理方式。

左声道：一般是把相关的低音频区信号压缩后经此音轨播放人声对白、译音大多在此。

右声道：一般是把相关的高、中音频区信号压缩后经此音轨播放，以求声音播放圆润。

立体声：除用左、右声道音轨播放外，经对声音进行深层的分析剥离处理后，又增加了

中置音频和重低音音频音轨，经此处理方式后，声音播放的听觉更加清晰圆润

并且能够准确的判断出声音的定位。使 人如同身临其境。

三、喇叭烧毁的问题分析

这个和喇叭烧坏并没有直接联系，喇叭烧坏主要还是因为功率的问题，如一款3W/8欧姆,如果长时间超过了功率值，在一批产品中就会出现喇叭被烧毁的可能。以下是国际标准的描述：

***根据国际标准，功率有两种标注方法：额定功率(RMS：正弦波均方根)与瞬间峰值功率(PMPO功率)。前者是指在额定范围内驱动一个8Ω扬声器规定了波形持续模拟信号，在有一定间隔并重复一定次数后，扬声器不发生任何损坏的最大电功率;后者是指扬声器短时间所能承受的最大功率。

美国联邦贸易委员会于1974年规定了功率的定标标准：以两个声道驱动一个8Ω扬声器负载，在20～20000Hz范围内谐波失真小于1%时测得的有效瓦数，即为放大器的输出功率，其标示功率就是额定输出功率。

以下是我找到的国标描述：

代替了原来的GB9396，里面的描述

这里正弦电压的描述，其实应该是扬声器交流功率计算中的最大交流有效电压，即RMS值，为什么这么认为?因为喇叭是功率器件，用有效值来衡量应该也是正确的。

然后就是功放了。

四、功放的选择：

市面上的功放芯片太多了，TI的TDA，还有其他的PCM这种，具体还有A类，B类，AB类，D类等。这些区别如下参考：

A类 B类 AB类 D类功放的区别，有什么不一样你们知道吗?

首先根据功放不同的放大类型可分为：Class A(A类也称甲类)、Class B(B类也称乙类)、Class AB(AB类也称甲乙类)、Class D(D类也称数字类)。()以上都是汽车上常见的功放器。

1、纯甲类功率放大器　　纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器(Class A)，它是一种完全的线性放大形式的放大器。在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量，但失真率极低。纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高级系列才有这类功率放大器。这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，但音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。

2、乙类功率放大器　　乙类功率放大器，也称为B类功率放大器(Class B)，它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。

3、甲乙类功率放大器　　甲乙类功率放大器也称为AB类功率放大器(Class AB)，它是兼容A类与B类功放的优势的一种设计。当没有信号或信号非常小时，晶体管的正负通道都常开，这时功率有所损耗，但没有A类功放严重。当信号是正相时，负相通道在信号变强前还是常开的，但信号转强则负通道关闭。当信号是负相时，正负通道的工作刚好相反。AB类功率放大器的缺陷在于会产生一点点的交越失真，但是相对于它的效率比以及保真度而言，都优于A类和B类功放，AB类功放也是目前汽车音响中应用最为广泛的设计。　ab类功放 AB类D类功放的区别及应用

4、D类功率放大器　　D类放大器与上述A，B或AB类放大器不同，其工作原理基于开关晶体管，可在极短的时间内完全导通或完全截止。两只晶体管不会在同一时刻导通，因此产生的热量很少。这种类型的放大器效率极高(90%左右)，在理想情况下可达100%，而相比之下AB类放大器仅能达到78.5%。不过另一方面，开关工作模式也增加了输出信号的失真。D类放大器的电路共分为三级：输入开关级、功率放大级以及输出滤波级。D类放大器工作在开关状态下可以采用脉宽调制(PWM)模式。利用PWM能将音频输入信号转换为高频开关信号，通过一个比较器将音频信号与高频三角波进行比较，当反相端电压高于同相端电压时，输出为低电平;当反相端电压低于同相端电压时，输出为高电平。

在D类放大器中，比较器的输出与功率放大电路相连，功放电路采用金属氧化物场效应管(MOSFET)替代双极型晶体管(BJT)，这是由于前者具有更快的响应时间，因而适用于高频工作模式。D类放大器需要两只MOSFET，它们在非常短的时间内可完全工作在导通或截止状态下。当一只MOSFET完全导通时，其管压降很低;而当MOSFET完全截止时，通过管子的电流为零。两只MOSFET交替工作在导通和截止状态的开关速度非常快，因而效率极高，产生的热量很低，所以D类放大器不需要很大的散热器。

D类功放还有其它许多的称法，如T类等，它们都是D类功放的一种变形。在实际应用中，直到1980以后，由于MOSFET的出现，这种开关式功放才得以迅速发展。在实际的发展过程中，虽然有高效率，但同时也有高失真，高噪声以及较差的阻尼因素。随着技术的发展，这类缺陷将越来越少，估计未来D类功放在汽车音响领域中会得到更加广泛的应用。

这里将依照一般常见的所谓A类、AB类、D类的功放分类法，为读者一一介绍这些功放的运作模式与特性。

A类：声音是一种波形讯号，所以功放放大声音讯号，也就等于提升波形的振幅。在A Class功放中，只要通入电源后，每一放大组件都会随时保持着充足的电力供应，以放大每一个完整的声音波形，因此，A类功放声音甜美、自然、写真，可不是空穴来风!不过，由于A Class功放就算在没有讯号输入时，放大组件也依然保持高耗电状态，许多电力会转成热能浪费掉，因此耗电凶、输出功率低、运作温度高，都是它的缺点，用来聆赏音质很适合、用来推动需要大功率的超低音可就有些不智了。

AB类：AB类功放是将放大组件分成两部份，其一放大声音讯号波形的正弦波、另一ab类功放。

AB类D类功放的区别及应用

放大负弦波，而当放大正弦波的放大组件努力工作时，另一半负责放大负弦波的放大组件就可以只通过微量待机电流作休息，反之亦然，因此AB Class功放在耗电量、输出功率的表现上，都比A Class好上许多。不过，AB类功放会面临到声音讯号正弦波、负弦波结合的问题，处理不好的产品有可能发生“交越失真”、减抑音质的表现。还好当今汽车音响功放制造技术都很先进，避免交越失真的技术已经成了基本条件，让AB类功放在音质、功率输出上都有令人满意的表现!

D类：D类功放是采用一种“交换式放大”的方法运作，也就是以高于声音讯号频率至少两倍以上的速度，作电力输出开与关的控制，因此D Class功放消耗电能的量非常少，几乎90%以上的电能都能用在驱动喇叭的功率上，用来驱动需要大功率的超低音系统再适合不过。但是，由于D类功放开与关的放大原理，难免出现声音高频粗糙的现象，用来推中、高音喇叭就不太利于音质表现了。　　除了A类、AB类、D类功放外，其实还有B类、T类、G类运作原理的功放存在，只是它们在汽车音响中相当稀有。

五、功放+喇叭波形测量

无论哪种功放，功放的输出端都有一个包络波形

(这个波形先放着，我哪天测试再附上)

D类输出的是一个PWM，一个功放在播放语音的时候是杂乱的，但是如上面描述，可以输出正弦波来测试，这样就可以再示波器上看到正弦波的信号，从而知道峰峰值，从而知道有效值，再去结合喇叭的电阻来计算功率。

P=Urms2/R Urms=Umax/根号2

这里还需要注意峰峰值还要除以2(因为作用在喇叭上是差模信号)，才是最大值，因为峰峰值在示波器是对称的，作用在喇叭上是一半。

测试方法，示波器两个探头，第一通道，第二通道，两个通道接地，第一通道和第二通道分别测试喇叭的两条线，使用数学进行相减，就是峰峰值。

例子：

(后续补充示波器图)

这里还有提醒注意一下功放对喇叭电阻的影响输出功率，以下摘自一颗芯片的描述

六、问题解决

最终那个小伙伴测试了输出功率，果然在正常播报语音的时候在正常值，但是对个别发音词的时候已经超出了喇叭额定标称的2倍，通过修改功放输入端波形的音量大小修改了后，问题解决

当然，你也可以不修改功放输入波形，改增益GAIN，也可以解决。