功放限幅保护_系统限幅器

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限制器是混音和扩声系统中常见的工具设备&＃xff0c;通过调整电压的方式来降低所通过信号的动态范围。最常见的作用通常是对信号和系统提供保护作用。限制器可以出现在整个音频信号线路中的很多位置&＃xff0c;常见的有输入、输出通道以及分频器后、功放内等等。今天说的重点是限幅器如何保护功放和音箱这一小节。这类的限幅器在后级系统主要分为2种&＃xff0c;预测型和负反馈型(闭环控制系统)&＃xff0c;这两种在工业控制系统中很常见。预测型是指&＃xff1a;根据功放的电压限制、电压增益、音箱的峰值电压承受力、音箱在工作频率范围内的单元震动位移限制、音箱长期RMS功率承受力等参数进行计算&＃xff0c;得出精确的数值&＃xff0c;对限幅器进行参数预设&＃xff0c;让功放和音箱产生安全的功率输出。预测型限制器直接连接在功放之前&＃xff0c;和功放的输出电压没什么直接相关性&＃xff0c;需进行合理设置。负反馈型是指&＃xff1a;由功放的输出端取得信号&＃xff0c;反馈到限制器输入端&＃xff0c;这样限制器可以实时读取功放的输出信息&＃xff0c;与门限进行实时比较。这种方法可以将电压增益和功放的削波特性都考虑进去&＃xff0c;根据功放输出的峰值和RMS参数进行参数的自动调整。早期一些专用的扬声器控制器都采用了这种方式&＃xff0c;可以为设备提供最大程度的保护&＃xff0c;也不需要调整过多参数。

首先&＃xff0c;如果系统的信号一直工作在线性范围&＃xff0c;在传输路径中未必需要使用限幅器这种设备。但我们知道在现场&＃xff0c;由于各种因素&＃xff0c;系统未必会工作在线性范围&＃xff0c;我们还要考虑到额外的6dB峰值因素&＃xff0c;也就是说你的系统因为各种因素有可能一直在电平表过载的位置不断试探&＃xff0c;造成过载失真&＃xff0c;过载失真的结果是会对功放和音箱造成破坏。

限制器的工作范围有2个区域&＃xff1a;线性区域和非线性区域&＃xff0c;这两个区域的区分是由电压门限来确定。设置的参数主要有2个&＃xff1a;启动时间和恢复时间。如果输入的信号超过门限的时间足够长&＃xff0c;那限制器的增益就从线性变为非线性&＃xff0c;启动后的限制器使电压增益减小&＃xff0c;即便输入信号不断增加&＃xff0c;输出电平还是被锁定在限定电平内&＃xff0c;如果输入信号回落到门限电平内达到一定时间&＃xff0c;系统的信号链路就会回到线性电平范围内。

在音频系统中大多数调音台也有限制器&＃xff0c;调音台中的限制器是缩混中使用的&＃xff0c;主要是对动态进行控制&＃xff0c;不具备保护系统的功能。有的分频器中也有限制器&＃xff0c;我们常见的限幅器应设置在分频器之后&＃xff0c;用于限定控制特定的频率范围&＃xff0c;现在的DSP功放大都集成了限幅器。

限制器的时间设定&＃xff1a;目前大部分限幅器的时间可以与扬声器的预设模块绑定&＃xff0c;由厂家根据每款音箱的参数进行设定&＃xff0c;这种设定是根据厂家所推荐的功率匹配和可偏移的电平量进行设定。喇叭烧毁的原因主要有2个&＃xff1a;线圈过热和单元损坏。过热的因素是受到RMS限制器控制&＃xff0c;限制器可以长时间监看喇叭长时间工作的温度。单元机械损坏的因素是由于驱动单元中音圈冲程距离过大位移导致与单元磁路系统撞击造成连接器断裂&＃xff0c;所以对于损坏结构这种限幅保护必须动作要快&＃xff0c;可以使用峰值限幅器。

最完美的系统设计应该将峰值和RMS限制器进行权衡后进行设定&＃xff0c;让单元既可以在线性区域内工作&＃xff0c;同时峰值限幅器的动作必须快&＃xff0c;防止突如其来的大电平带来的削波信号。我们在设计过程中&＃xff0c;经常会出现比如使用小功率功放&＃xff0c;将限制器门限调的低一些&＃xff0c;实际上这么做并不是好主意。因为系统会一直动态不足&＃xff0c;音响师会觉得动态不够&＃xff0c;想听到细节就不断加大音量&＃xff0c;使系统长时间处于压缩状态&＃xff0c;设备长时间过热状态&＃xff0c;势必造成损坏。所以合理的功放和扬声器配比&＃xff0c;合理的限幅器设定&＃xff0c;才是系统长期安全工作的重点。

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