恒定電壓是音頻行業(yè)中比較難理解的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。本文作者Pat Brown將為大家詳細(xì)講解這個(gè)術(shù)語(yǔ)。
不熟悉音頻行業(yè)的人經(jīng)常被許多帶主觀性質(zhì)的音頻術(shù)語(yǔ)所困擾,因?yàn)槟切┬g(shù)語(yǔ)在不同語(yǔ)境中可能指代不同的對(duì)象。下面是一些示例:
Bridge:橋接
● 指功放操作模式,該模式一般串聯(lián)兩個(gè)通道,以獲得更大的電壓擺幅。
“Let’s run the amplifier bridged to get more output voltage.”
“我們橋接功放,擴(kuò)大輸出電壓吧!”
● 指在元件的輸出端并聯(lián)高阻抗負(fù)載。
“Bridge your voltmeter across the loudspeaker line to check the voltage.”
“在揚(yáng)聲器線路上橋接電壓計(jì)以檢查電壓。”
● 指電腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換機(jī)。
“We need a new network bridge in the office.”
“我們的辦公室需要新的網(wǎng)絡(luò)橋接。”
Terminate:接端子;匹配阻抗;終止
● 給電纜連端子。
“The wiring is pulled, but it still needs to be terminated.”
“已經(jīng)拉好線了,不過(guò)還需要接端子。”
● 指信號(hào)源和負(fù)載的阻抗匹配。
“That old passive EQ needs to be terminated to function properly.”
“那個(gè)老舊的被動(dòng)式EQ要做阻抗匹配才能正常使用!
● 指終止電腦程序或活動(dòng)。
“Terminate the program and let’s try a reboot.”
“關(guān)掉那個(gè)程序,我們?cè)囈幌轮貑!?/span>
“Constant Voltage:恒定電壓”
參考
Constant Voltage的字面意思就是,無(wú)論電壓值是多少,都不會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化。但是恒定電壓的實(shí)際指代和字面意思不同。
電氣工程定義
電器工程領(lǐng)域?qū)愣妷旱亩x與電源如何驅(qū)動(dòng)負(fù)載相關(guān)。如果負(fù)載相對(duì)于源阻抗,具有非常高的阻抗,那么負(fù)載上的電壓與負(fù)載阻抗值不相關(guān)。例如,我有輸出為100 Ω的調(diào)音臺(tái),它驅(qū)動(dòng)10kΩ的負(fù)載,接口已經(jīng)過(guò)電壓輸送優(yōu)化,此時(shí)實(shí)際上所有的信號(hào)源電壓都輸送到負(fù)載,這是所有模擬音頻接口的目標(biāo)。如果負(fù)載阻抗增加到20 kΩ或30 kΩ,那么輸入的信號(hào)電平(電壓)不變。如果信號(hào)源阻抗降到50 Ω或增加到200 Ω,則負(fù)載的信號(hào)電平不變。信號(hào)源和負(fù)載之間巨大的阻抗不匹配會(huì)產(chǎn)生優(yōu)化了電壓的信號(hào)傳輸,這讓特定信號(hào)源在信號(hào)傳輸時(shí),變得與負(fù)載阻抗值不相關(guān)。
不同的是,在阻抗匹配的接口,信號(hào)源電壓受負(fù)載的巨大影響,連接負(fù)載之后,信號(hào)源電壓會(huì)跌到開路值的一半。
舉個(gè)關(guān)于CV接口的例子:
公用配電系統(tǒng),比如家庭電路。你可以在電路斷路器額定電流的限制范圍內(nèi),連接盡可能多的設(shè)備,但是電壓不受影響。這不是恒定電壓,因?yàn)殡妷河肋h(yuǎn)是120VAC;但這也是恒定電壓,因?yàn)橥娐诽砑討?yīng)用的時(shí)候,120VAC并沒有下降。
圖1 – 家用的公用電源接線使用了CV接口。
總的來(lái)說(shuō),如果輸出是低阻抗、輸入為高阻抗,那么負(fù)載上的電壓相同,不受實(shí)際阻抗值的影響,因?yàn)檫@是“恒定的”電壓。這種慣例極大地簡(jiǎn)化了模擬音頻接口。在大多數(shù)情況下,你只需要用合適的電纜把輸出連接到輸入即可。
我總要提醒,這只是針對(duì)低頻的做法(<20 kHz)。對(duì)于高頻接口(視頻、數(shù)字、RF),必須使用阻抗匹配(端子),才能保持信號(hào)的完整。
圖. 2 – 圖示為恒定電壓接口連接和音頻輸出到輸入?梢栽谳敵觥皹蚪印鳖~外的負(fù)載來(lái)接收相同信號(hào),只要總阻抗不會(huì)造成線路過(guò)載(造成信號(hào)電壓下降)。
音頻行業(yè)定義
恒定電壓在音頻行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)含義與功放通過(guò)降壓變壓器驅(qū)動(dòng)一只或多只揚(yáng)聲器相關(guān)。功放以最高的電壓工作,變壓器先“降壓”再把電壓送給揚(yáng)聲器。這個(gè)功放的輸出電壓值不限,但是通常固定為某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,例如25 V、70.7 V或100 V。這些是功放中以正弦波信號(hào)作為參考時(shí)的RMS電壓。當(dāng)然,根據(jù)節(jié)目源的不同,實(shí)際的VRMS差距很大,大多數(shù)情況下,都和評(píng)估系統(tǒng)的正弦波不同。用一臺(tái)功放驅(qū)動(dòng)多臺(tái)揚(yáng)聲器比較高效,比如應(yīng)用在會(huì)議室場(chǎng)景中。某個(gè)人在某天決定稱之為“恒定電壓”分布系統(tǒng),然后很不幸這種稱呼一直延續(xù)至今。
圖.3 – 圖示為采用了降壓變壓器的“恒定電壓”分布系統(tǒng)。升壓變壓器的輸出電壓通常為25,70.7,或100 Vrms(正弦波額定值)。
更讓人不解的是,“恒定電壓”音頻分布系統(tǒng)的功放-阻抗電壓是“恒定的電壓”(上文提及的電氣工程定義)。也就是說(shuō),線路上的電壓和總負(fù)載阻抗不相關(guān)。否則,如果在線路中“橋接”了揚(yáng)聲器,所有揚(yáng)聲器的音量都會(huì)變化。
筆者更愿意稱之為“變壓器分布揚(yáng)聲器系統(tǒng)”而不是恒定電壓系統(tǒng),但很明顯后者更多人用,也在繼續(xù)不斷制造誤解。
是電壓,不是功率
在電器工程行業(yè)和音頻行業(yè)中,電壓都是大家關(guān)注的參數(shù)。人們精心設(shè)計(jì)接口,讓驅(qū)動(dòng)功放輸入的信號(hào)電壓能夠按照預(yù)期影響揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)大小。我們用信號(hào)處理器處理的是信號(hào)電壓。CV接口是必不可少的,有了它,在功放前的(模擬或數(shù)字)音頻濾波器才能可預(yù)知地影響聽眾聽到的音量大小。假設(shè)它是經(jīng)過(guò)功率優(yōu)化的接口(阻抗匹配),那情況可能就不同了。因?yàn)榻迂?fù)載(以及由此產(chǎn)生的揚(yáng)聲器頻率響應(yīng))的電壓會(huì)受揚(yáng)聲器阻抗曲線的影響。由于阻抗是固定的,并且電流會(huì)發(fā)生損耗,因此電壓是唯一一個(gè)我們可以通過(guò)控制按鈕或應(yīng)用濾波器來(lái)直接更改的信號(hào)參數(shù)。
我們經(jīng)常接觸“電壓”,雖說(shuō)電壓常常隱藏在額定功率中?傊覀冎灰涀,在“恒定電壓”系統(tǒng)中,電壓絕對(duì)不是恒定不變的。更準(zhǔn)確地說(shuō),電壓只是不受負(fù)載阻抗中的變化的影響。
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