急急急......功放灵敏度的计算

gggt

pzpj 发表于 2014-2-19 19:23
对于音乐信号来说峰值因数和动态范围有近似性（这里【动态范围】不是电子设备技术指标里的那个值，而是 ...

哈哈，版主，我觉得这个平台真的挺好的。谢谢您的回复，我因为很多东西记得不是很清楚，有些专业的词语也记不太清楚，有错误的，请尽管指出。有讨论，才会有提高。

关于系统所需最大声压级及功放的选用，由于国内标准的制订已经考虑到很多因素比如峰值因数，所以确实是不需要考虑太多峰值因数的因素。

关于峰值因数和动态范围其实是有很大的区别的，有很多音乐从峰值表上（“真”峰值表）上显示峰值很大，但听感却觉得声音不大（VU值不高）。这就是峰值因数不同的结果，因为人的耳朵本身就是一个积分器，对于脉冲信号，它的反应并不是很敏感。峰值因素并不是表述音乐素材的，它表示的是峰值电压（功率）和RMS电压（功率）的关系。因此系统设计中峰值因数对于各级设备来说就很重要了。

而一段音乐的动态范围，是指信号的最大值和最小值（其实是有效值的差别）。这是我们通常所说的交响乐动态范围大，摇滚动态范围小。就像我们用设备播放粉红噪声，它的动态范围基本是没有的，但峰值因数却是比较高的。

音乐信号因为有较多的短促的脉冲信号或打击乐，这类信号的峰值因数比较大。我们所说的给音乐信号保留12～18dB Headroom，主要是这个原因（个人认为）。

国外有个关于录音的视听资料，专门录制了一些不同信号来比较不同的峰值因数的素材来比较。这些是跟心理声学有关的的。

关于我叙述中的CD音源，只要是指音乐信号，当然CD音源也可以是会议录音等。我所说的功放应该留的大一些，主要是考虑，1）测量信号是正弦波，它的峰值因数是3dB，而一般的音乐信号峰值因数在15dB左右（设计时要考虑），也就是说在相同听感下，功放需要输出更多的功率给扬声器； 2）我们在听音乐时，习惯性的会开大音量，个人认为是因为声音大时，人耳的频响更接近于平直（其实是心理声学原因）。 3）如果我们考虑在现场的平均声压级是90dB，考虑峰值因数，也就是信号的峰值能到105dB。而功放的额定功率一般是在信号输入为0dBu或+4dBu时的测定，调音台的输出，如果是在0dB左右，也就是说峰值信号到的时候，功放的输出已经远远高于功放的额定输出了。虽然时间很短，但对于扬声器来说却是影响很大的。这也是为何过去很多“专家”说功放不要开到最大的原因，因为功放旋钮本身就是一个衰减器。它把输入功放的信号衰减了。（功放可接受的最大输入电平也是一个很重要的参数）

另外一个现象，不知道您注意到没有，同样功率的公共广播功放，当它的输入信号还没有到它的额定输入的时候，常常就进入保护状态了。因为它的设计思路本身就是为了峰值信号小的系统设计的。

说话没有条理，希望没有没有搞的大家太混乱。

skyxinde2008

路过、、学习学习、、、、、

pzpj

gggt 发表于 2014-2-20 08:07
哈哈，版主，我觉得这个平台真的挺好的。谢谢您的回复，我因为很多东西记得不是很清楚，有些专业的词语也 ...

不用客气，欢迎讨论。我说的也可能是错的。
动态这个词你说的挺对。由于其基于人耳的特性，解释起来还是比较麻烦。因为人耳‘感觉到的大和小’和实际‘电平大小’的关系还是比较复杂的。我基于自己工作的经验，考虑音乐尤其是cd（都是经过mastering过程里的压缩限幅处理，即便是现场演出也一样会有诸多动态控制），粗劣的认为音源信号的峰值因数和【动态】的感觉是正相关的（我之前说了有特例。比如人声，一般不加处理的人声讲话的平均峰值因数是12db，甚至更大，但是人们不会说这个讲话动态大啊小啊，这和很多方面都有关系）。当然这些纯属我个人意见，也不是讨论的重点。我最开始说“音乐动态大”，也是指音乐与正弦波测试信号相比。

你说的很多我都同意，同意的我就不重复了。
你说粉噪动态范围小，但是峰值因数高，这个我是不同意的。一般粉噪的峰值因数就是6dB。粉噪的峰值因数和听感的【动态】是匹配的，即听上去动态不大，对应的峰值因数也一般。 btw，摇滚乐往往峰值因数也在6dB左右或者多一点，所以摇滚乐和粉噪其实很类似。

主要问题是这段话：“另外，不同信号的峰值系数是不同的，正弦波信号是3dB，看功放的额定功率测量的如果是1kHz正弦波输出200W，那意味着如果你的音源是CD的话，你的功放应该选大点的，因为CD音乐的峰值系数在15dB左右，用原来的功放，在相同音量的话，功放的实际输出电压是远远超过我们设想的，造成喇叭损坏....”
这段话因为没有前提，我看的比较难理解，我感觉是把很多东西混在一起了。 里面似乎暗示说功放额定功率测量用3db CF的1khz正弦波不好，这个200w功率太虚。我始终认为额定功率的测试是为了在一定thd的前提下，测试功放的输出能力。本身和最终这台功放去放6db的摇滚乐还是15db的交响乐是没有关系的。

形象一点，A场地要放cf15db的交响乐，并且想交响乐最响的那个声压级达到115db，那么显然需要相应的能够满足达到这个声压级的音箱和功放，假设功放功率是x。B场地要放cf6db的摇滚乐，最大声压级需要106db，需要满足这个要求的音箱和功放自然比A场地要求的要低一些，假设功率是y，so，x>y这个没问题，我没有反对这个的意思。但是x与y的差值，也就是你说的功放要大一点，这和测试功放用cf3db 1khz正弦波有什么关系？我用其他任何标准测，结果都是一样的，我用 cf15db的同一首音乐做测试信号，测得功放的额定功率，两个场地x与y的功率差值不还是这样吗？ 不知道你明白我所想表达的意思了吗？ 如果是我误解了你那段话意思，当然另说了。

另外这段话“1）测量信号是正弦波，它的峰值因数是3dB，而一般的音乐信号峰值因数在15dB左右（设计时要考虑），也就是说在相同听感下，功放需要输出更多的功率给扬声器；”，我能理解你的大致意思，但是这段话没有实际意义。我不相信有人能听一段正弦波，再听一段交响乐，完事说这两听感近似（音量）。

公共广播的功放不太了解，抱歉。

gggt

pzpj 发表于 2014-2-20 23:22
不用客气，欢迎讨论。我说的也可能是错的。
动态这个词你说的挺对。由于其基于人耳的特性，解释起来还 ...

下面这段话是从wiki百科拷贝来的：

“噪声的一个属性，峰值因数即峰值比上平均功率，对于测试如放大器和扬声器等设备的能力来说是很重要的一个特性。不同峰值因数的粉红噪声可用来模拟不同等级动态范围压缩的音乐信号。一个给定的峰值因数对于功率放大器或扬声器的耐久性或发热测试来说也很重要。因为信号的功率是关于峰值因数的直接函数。一些商用数字式粉红噪声发生器可以定制峰值系数，因为公式自身的特性可以确保信号不触发某一特定电平。”

另外这段话“1）测量信号是正弦波，它的峰值因数是3dB，而一般的音乐信号峰值因数在15dB左右（设计时要考虑），也就是说在相同听感下，功放需要输出更多的功率给扬声器；”，我能理解你的大致意思，但是这段话没有实际意义。我不相信有人能听一段正弦波，再听一段交响乐，完事说这两听感近似（音量）。这里的听感是指相同响度， 提这一点主要是为了说明在相同响度下，信号的峰值是不同的，对应的功放的瞬时输出也是不同的。举个例子，调音台vu表显示输出0dB的正弦波信号输出的功放，这时功放的输出是额定输出（没有做任何衰减），但一个相同VU显示0dB的激励信号为峰值因数为12dB的粉噪（我们常用的粉红噪声信号），功放的输出是多少？峰值其实是远远高于额定输出的

另外，峰值因数的感念和动态范围是完全不同的，峰值因数是指某种激励信号的峰值和有效值的差别，而动态范围是指一段信号的最大和最小的有效值差。因此我说如果你放粉红噪声的话，因为声压级固定，所以它的动态范围是近似0dB的，而粉红噪声的峰值因数是12dB的。相信您应该了解用粉红噪声做激励信号做调试时，不能把音量推太高，原因就是为了保护扬声器吧。

关于音乐的CD的说法可能不是很严谨，但表达的是实际使用的信号的峰值因数和测量功放额定功率的激励信号的峰值因数是不同的。我们平时测量的声级计，测量的其实也是有效值，并不是信号的峰值。所以才说不同的扩声目的，功放的功率余量的考虑。

另外，可参考crown的功放说明书，其中有关于不同信号的占空比。这也是跟信号的峰值因数及不同音源的动态范围有相关关系的。

pzpj

gggt 发表于 2014-2-21 04:50
下面这段话是从wiki百科拷贝来的：

“噪声的一个属性，峰值因数即峰值比上平均功率，对于测试如放大 ...

关于动态与峰值因数：我前面已经说了，我这里的“动态”确实不是一个严格的定义。我只是个人近似的认为动态和音乐峰值因数有正相关性。
正相关性指--一段音乐峰值因数大，往往听上去我会感觉动态大。一段音乐峰值因数小，听上去我会感觉动态小。正相关性不是说动态和峰值因数两者就是一个东西。（比如打击乐专辑，交响乐专辑都是听上去动态比较大的，我也认为其峰值因数都较大。而摇滚乐的动态就小了，峰值因数也小。我也反复说了这个并不严谨，下面还会提及不严谨的另一方面）。如果我前面哪里的话让你认为我说动态等同于峰值因数，抱歉，没有这个意思。

说到占空比，我认为影响音乐（通常音乐信号本身是非周期信号）峰值因数的有两方面。一方面是声音的起伏（比如交响乐，在一段时间里，有时声小有时声大），一方面是类似声音的“密度”（以打击乐为例，以同样的力度，每1秒钟敲一下鼓，和每0.5秒敲一下鼓，这样两段2分钟的打击乐的峰值因数是不一样的。前者的峰值因数更高，不过具体高多少，和听感动态的比较又比较复杂。如果用你的动态定义，这两段打击乐的动态是没有变化的吧，所以动态与峰值因数偏离。实际听感呢？我觉得不好说。人声也类似）。不同“密度”的声音，动态感可能会和峰值因数有偏离，不过真正到了cd音乐或者现场乐队演出这种混合不同“密度”的乐器的整体音乐来说，我认为音乐的起伏（动态）影响的峰值因数的比重更多，而音乐的“密度”影响的少一些，所以“动态”与峰值因数有相关性。这个纯属我个人看法。我还是不用动态这个比较含糊的词比较好。

关于粉噪的峰值因数，标准里测试用粉噪是cf 6dB（请见GB50371或者AES IEC）。

周期信号（比如正弦波）的峰值因数是只取一个周期，看峰值和有效值的比值。
音乐信号（非周期信号）是取一段时间内最大的那个准峰值信号与这段时间的准平均值信号的比值。（好像是这么定义的，记不清了）
我始终觉得把周期的正弦波信号和非周期的音乐信号放一起比较，本身就有问题。

我主要是不太同意你把周期的正弦波信号和非周期的音乐信号放在一起说。你说的【相同响度】我还是不太明白你到底指的是什么。我通常的理解，你说的【相同响度】里这个【响度】，对于非周期的音乐信号来说，是指某段几分钟时长的音乐用数学或者电子测量的方法得出的一个【平均响度】，对吗？
还是说你就是指的是在这段音乐中某个点的【瞬间响度】？ 还请你说明一下。

如果你说不同音乐或声音的峰值因数不同，所以要求的headroom是不同的，对于峰值因数高的自然要求headroom也大，对应的功放功率要高（而且相应的音箱功率也高），这个我没有异议。我上面那个帖子举的两个场地搞不同活动的例子也是在说明这个。但是你的那个说法我总觉得怪怪的，也许是我理解错了。

我多问一句，你觉得标注功放额定功率用 cf 15db 的粉噪做测试好吗？

gggt

pzpj 发表于 2014-2-21 13:06
关于动态与峰值因数：我前面已经说了，我这里的“动态”确实不是一个严格的定义。我只是个人近似的认为 ...

关于国标中的粉红噪声，我如果没有记错是限制倍频程的带宽的（时间太久，记不太清楚了），所以它的峰值因数是6dB。而且在测量指导中记得还需要用压限器来限制峰值因数到一个更小的范围。

网上找了两个链接供您参考，希望有帮助。如果看不到可以留言，我可以把他们打成pdf文件发出来（本人没有发过附件，目前还不知道该如何做）。另外，注意到论坛里有个回复“关于音箱功放的功率匹配问题”，竟然要有阅读权限（我没有权限 ），个人觉得这对音响技术的普及不是很有利，相信也有违了这个论坛的初衷吧。下面的两个文章，应该也解释了“关于音箱功放的功率匹配问题”。
http://www.prosoundweb.com/artic ... ier_power_is_needed

http://www.prosoundweb.com/artic ... sional_loudspeakers

其实所有参数都是有个测量条件，这个测量条件就是系统设计的参考。并不是一定要用什么来标定，只有各个厂家标定的值是在相同条件下得到的（相同标准下），才有可比较性和参考意义。也才会减少设计的复杂性。

很高兴能跟您探讨这个问题，语言有过激的地方请担待，并不是针对个人。

pzpj

gggt 发表于 2014-2-22 08:29
关于国标中的粉红噪声，我如果没有记错是限制倍频程的带宽的（时间太久，记不太清楚了），所以它的峰值 ...

不用客气，论坛其实就是一个大家讨论问题的地方。

连接的文章不错，bruce的那篇以前看过，不过有些都淡忘了。（btw 我前面说的headroom按他的定义应该是peakroom。说起headroom的定义似乎有些分歧）

音箱功放功率匹配那篇文章是位热心网友发的，他设置了阅读权限，我们也只能尊重。