音响信号如何传输

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音响系统的连接、安装涉及许多工程问题，包括音响控制室的设计与建设，音响系统电缆的管线工程，系统的供电等。本文讨论一下音响系统信号传输需要注意的一些问题。




阻抗匹配
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5 |0 ?% q8 \# m& U一、阻抗匹配方法
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输出阻抗等于音箱阻抗：当功放机的输出阻抗等于音箱阻抗时，两者可以直接连接使用，无需任何额外的匹配设备。例如，如果功放机的输出阻抗为8Ω，音箱阻抗也为8Ω，那么这两者就可以直接连接使用。



输出阻抗大于音箱阻抗：当功放机的输出阻抗大于音箱阻抗时，虽然可以直接连接使用，但可能会导致功率传输效率降低。不过，这种差异在一定范围内是可以接受的，通常不会对音质产生明显影响。

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输出阻抗小于音箱阻抗：当功放机的输出阻抗小于音箱阻抗时，需要注意防止电路过载。为了避免过负荷损坏设备，可以选择具有自动防护装置的功放机。同时，也可以考虑使用阻抗匹配器来实现阻抗匹配。阻抗匹配器是一种装置，可以将功放机输出的阻抗和音箱的阻抗之间进行匹配，从而避免因阻抗不匹配引起的电流过大、功率下降等问题。
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6 r5 j2 Q. e- p; c1 l7 p二、注意事项

! l. o- x- h# q不要将低阻抗的音箱连接到高阻抗的功放上：这可能会导致音箱无法获得足够的功率，从而影响音质。
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. M# b2 w3 a- z$ M. X) `不要将高阻抗的音箱连接到低阻抗的功放上：这可能会导致功放过载，损坏设备。


注意音箱的并联与串联：当使用多个音箱时，需要注意音箱的并联与串联方式。并联会降低总阻抗，而串联会增加总阻抗。因此，在连接音箱时需要根据功放的输出阻抗和音箱的阻抗来选择合适的连接方式。
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% ^' r: Q& l/ D8 D- ]8 z考虑阻尼系数（KD值）：阻尼系数KD定义为KD=功放额定输出阻抗（等于音箱额定阻抗）/功放输出内阻。KD值决定了音箱所受的电阻尼量。KD值过大会使音箱电阻尼过重，降低瞬态响应指标。因此，在选取功放时不应片面追求大的KD值。对于家用高保真功放，晶体管功放的KD值应大于或等于40，电子管功放的KD值应大于或等于6。

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- X# W% P$ \# S( p9 ?' V考虑音箱的等效力学品质因素（Qm）与放大器阻尼系数（KD）的配合：为了保证放音的稳态特性与瞬态特性良好，需要注意音箱的Qm与放大器的KD值的配合。这种配合需将音箱的馈线作音响系统整体的一部分来考虑。音箱馈线的功率损失应控制在一定范围内（如0.5dB或约12%），以达到良好的配合效果。
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5 t( n5 R+ [+ R3 m信号输入端口也就是信号输出端口的负载，它们之间的阻抗匹配需在怎样的范围内才能达到其要求，一般要视其信号输出设备的设计要求而定。要使音频电信号的传输状态达到最佳，信号输入接口的阻抗必须满足信号源输出接口对其负载的阻抗匹配要求，否则，就将影响到音响设备的工作状态，造成其输出信号的失真。严重时，甚至有损坏音源设备的危险。
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从理论上讲，输出阻抗与其负载阻抗相等时，信号的传输效率为最高。而如果输出阻抗大于负载阻抗，则信号电能就会大部分损失在信号输出电路上，这显然不利于信号的传输。因此，音响设备通常都是按输入阻抗大于输出阻抗设计的。

1 ?) M/ \; f5 B4 p一般音响设备的连接，只要是负载阻抗大于信号输出端的阻抗，都能使之正常工作。但音响设备的输入阻抗不能设计得过高或过低，过高会降低其馈线的抗干扰性，过低则会造成其频响指标下降。
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% E3 S0 r$ A: w5 T2 [3 E+ [) y! M信号传输电平

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* V$ ~. o3 v# L, Y8 J: G: N音响系统连接的目的是为了传递信号，音频信号传输的最佳状态要求信号源输出的电平值必须大于或等于输入接口的灵敏度，否则，便会造成信号的信噪比指标恶化。
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  L8 e1 o+ s& Y0 l' L$ m; X! j信号传输电平方法
测量与调整：使用电平表或内置的峰值电平指示器来测量信号电平，确保输入输出电平在设备推荐的工作范围内。
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增益结构设置：在系统设置时，从源头（如麦克风）到最终输出（如扬声器）的每一步，都需要合理设置增益，以保持信号强度的一致性和优化信噪比。
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使用Pad（衰减器）：当输入信号过强时，使用输入端的Pad衰减信号，防止过载和失真。
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线路电平匹配：确保线路级设备（如CD播放器、调音台输出至功放输入）之间的电平兼容，通常线路电平标准为+4dBu或-10dBV。
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9 V& Q$ @$ j2 Q) \/ f: f0 B) X& b麦克风电平匹配：麦克风输出通常是低电平信号，需通过前级放大器提高至线路电平。


) i/ }- Z) s, G( E7 I) T专业音响设备上的线路输入、输出电路的增益一般都定在0dB上，也就是说，设备对输入或输出信号的电平既不放大，也不衰减，以使之在传输的过程中能保持其电平值不变，这主要是为了使电平控制单元的调整能有数值上的保证。
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* P. I. u/ @5 S- [: x在系统连接中，应注意输出、输入电平的匹配。否则，可能造成削波失真，或者激励信号不足，造成整个系统信噪比下降。

0 K$ ?/ J6 ~# h+ {& K  p通常音响设备(调音台、周边设备、功放)之间的连接是以线路电平传递信号的。一般有两种线路标准，一种是+4dB( 1.228V)，另一种是0dB(0.775V)。系统中采用的设备的线路电平最好能统一，这样调整和使用时都会方便一些。
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另外，有一些声音处理设备，特别是效果器，为了兼顾电声乐器与专业音响系统的需要，设置了接口电平转换功能，该转换开关一般设置于设备的背后，可分为 +4 dB 、-10 dB、-20dB 几档，使用扩声系统时应注意将其调整到 +4dB挡。
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  E/ E4 w( X6 z( F7 {弱信号连接方式

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* o1 }1 a; F. b$ L专业音响设备的输入、输出端子有非平衡、变压器平衡、差分平衡等几种方式。平衡与平衡、非平衡与非平衡端口之间都是可以直接馈送信号的;在要求较高的场合，平衡与非平衡端口之间，则须经过专门的转换器才能相互连接。转换器一般有无源变压器转换器、半电压转换器以及有源差分放大转换器三种。
: A7 H: l0 ^' P0 w非平衡输出端子：


非平衡传输只有两个端子，即信号端与接地端。它采用同轴传输信号的方式，中轴用来传输信号，外沿一圈的接触层用来接地。
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4 M" M) h9 k& X: H. P4 l这种传输方式通常在要求不高和近距离信号传输的场合使用，如家庭音响系统、电子乐器、电吉他等设备。常见的非平衡传输接口有RCA（莲花插座）和BNC接头等。
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/ \& U1 X: x( ]" _6 R非平衡传输由于屏蔽层也用于信号传输，所以比较容易受到外界干扰，一般不适用于信号的远距离传输。
变压器平衡输出端子：



变压器平衡输出是通过变压器将非平衡信号转换为平衡信号的方式。变压器起到隔离和匹配阻抗的作用，可以有效地减少共模干扰和电磁干扰。
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1 N- H, Q4 b" x- Q在某些需要远距离传输或高保真要求的场合，可以使用变压器平衡输出端子来提高信号的传输质量。



但需要注意的是，变压器本身也会引入一定的损耗和失真，因此在设计时需要权衡利弊。
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6 L6 Q, c/ i; K6 V; S/ H5 [差分平衡输出端子：
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) e9 U$ O; e8 H& N4 v; \差分平衡传输是一种使用差分信号进行传输的方式。它使用三条线传输一路音频信号，包括一条地线、一条热端线和一条冷端线。热端和冷端传输的是同一路信号的相反相位。


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) k: `- `$ X( M- |+ P+ t当有共模干扰存在时，由于平衡传输的两个端子上受到的干扰信号数值相差不多但极性相反，干扰信号在平衡传输的负载上可以互相抵消，所以平衡电路具有较好的抗干扰能力。



  r: O: `" N+ S差分平衡传输通常用于专业音响设备和需要高质量音频传输的场合。

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# v% a$ Q  l) X/ G( @* g" [# v- Z在一些要求不高的场合中，信号的非平衡端子与平衡端子之间还是可以直接馈接的，其接线方法是：平衡端的热端接非平衡端的信号端，平衡端的冷端接非平衡端的地端，而平衡端的地端则接信号馈线的屏蔽层。
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除了功放与音箱间的功率传输以外，为了提高系统的抗干扰能力，保障信噪比，专业音响系统中的信号连接都应尽可能采用平衡方式进行传输。专业音响设备一般也都提供平衡输入、输出功能。

平衡方式信号传输采用三线制。用二芯屏蔽线连接，屏蔽网层作为接地线，其余两根芯线分别连接信号热端(参考正端)和冷端(参考负端)。由于在两条信号芯线上流过的信号电流是大小相同，方向相反的，因此传输线上感应到的外界电磁干扰将在输入端上被相减抵消。

专业音响系统中有时也采用一些家用的音源设备，它们的输出是不平衡的。此外，电声乐器中的电吉它、电贝司、电键盘、合成器等也采用不平衡输出方式，因此音响系统的连接不可避免地会采用一些不平衡方式的连接。

# b( a1 e. u$ O% ]/ j在此应特别注意两点：其一，采用不平衡方式时，尤其传送电平较低时，应尽可能缩短连接电缆的长度。必要时可在不平衡输出设备附近就地设置放大器，提升电平并转换成平衡输出后再进行长距离传输，也可用变压器将信号转换成平衡方式后再进行长线传输。由于系统中采用不平衡信号传输的设备存在，就提出了平衡/不平衡，不平衡/平衡的转换问题，有时这种转换并不是困难的，但有时必须借助变压器才能较好地解决问题。

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音响信号传输  方法

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