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混音器輸出與功率擴大器的關係 ( 第四篇 )_________________主筆_____吳榮宗
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這跟放大器的類別有什麼關係？擴大機是什麼？擴大機是由電晶體 ( 真空管 ) 配合其附屬之元件( 電阻、電容 ) 所構成，其目的是將小訊號放大而供應較大輸出信號，因此在架構上會區分出小訊號部份，電壓放大部份，後級放大部份，保護電路部份，以及電源供應部份，因此任何一個領域裡皆有放大器一詞，在任一電路環節上的需求而組成，可以由單一放大或多層放大級組成的系統。

放大器的分類有 :

1 . 音頻放大器 ( Audio Amplifier )

2 . 射頻放大器 ( Radio Amplifier )

3 . 視頻放大器 ( Video Amplifier )

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自然的現今大型放大器也都朝這方面設計了，

在2003年期 德國音響展裡面，一些著名的後級廠商如 Crown、QSC、Crest Audio 等，都已展示出他們交換
式電源的新產品，阻尼系數也是決定放大器好壞的因素之一，早些時期大家一定都用過cown 1200、 2400
或 crest audio 7001 等放大器，直到現在都還有人是以它們為主力。這些傳統的放大器都是以大變壓器大
電容的元件來供給所需的電功能，所以要發展到很大的功率值是有一定的限度，另外大型功率的 5000 VZ或
Crest Audio 10004 它們的體積都是相當份量的，原因無它，光那一個龐大的變壓器，就佔掉機器所有的重量
了，從以前改善到現在不過是在變壓器上採用製程成熟的環形變壓器，以前的 EI ( E 型矽鋼片及 I 型矽鋼片
組合起來 ) 變壓器有氣隙縫 ( air gap )，容易產生高磁阻，使密集磁束容易外洩不足磁量，R - core 鐵心製
的變壓器就能消除 EI 片之間的空氣隙。
環形變壓器更理想，不僅損耗低、效率高，體型也比較小，故大部份的機種差不多都採用環形變壓器。
它是目前的主流。but 環形的缺點，抗抑磁飽和能力較低，很容易引發高頻干擾，所以打開機殼你會看到
它會被包覆起來隔離干擾，但是無論再如何的改善都遠不及這新的科技，交換式電源 ( SWITCH POWER )，
勿須大大的空間來架設電源部份，我們可以很清楚瞭解，任何一台交換式電源擴大器的阻尼系數都會比任何
一台同功率傳統變壓器架構的放大器好！這在能量放送的取得時間差值很小，所以同功率放大器相比較下
使用者的直覺會覺得交換式電源的放大器功率較大，其實只不過是它的電功需反應比較快，及時做出當下
的音樂節目放送，在前面的文章都有提到電平量的取得與其標準位置，那就放大器的輸入阻值統略的整理
都大約是建立在 : Inupt Impedance 10 KHz ( Unbalance ) 20 KHz (Balance )，
然後在輸出的功率上 : Output Voltage Gain ( in dB )，
其標示除了一般的瓦數說明，現在都會將其轉換成 dB 的增益值來匹配對數的物理特性，
儘管功率再大，它都必須在基本的輸入靈敏度規定內達到滿載要求。

那麼在使用擴大器與混音平台之間，就必須要有一些基本的設定與瞭解，這中間不乏一些基礎的計算，
例如有台 1000 W 8Ω 的放大器，那請問是在什麼時候 1000 W？
額定規格是 0 dBu ( 0.775 V )，然而並不是那麼的嚴謹，依製作的架構，它們也許會是在0.6 V ~ 1.13 V
之間，這時你必須清楚當混音平台的電平量在 0 dBu or – 4 VU or – 18 dBFS 的位置上下擺動時，
這 1000 W 放大器已是滿載了，( 沒經過任何的其他裝置 )，那這1000 W 換算成 dBW 增益值是將近
30 dBW 左右，而這個 30 dBW是怎麼計算的出來的？ 即:
10log ( 1000 ) = 30 dBW。
這樣子是不是不用再去說那幾萬瓦那麼大的天文數字了，當你在一個演出現場裡，你必須清楚自己所操作
的系統是怎樣的狀況，對於喇叭的能耐，對於現場音壓的掌握，操作者是必須清楚的，我們現在來假設
一個現場，大家都知道混音器輸出在 0 dB 是 0 . 775 V，在 + 4 dB 大約是 1. 228 V，( 1 . 23 V )對於
0 dBm 的標準參考值是，在 600 歐姆的負載時是1 milliwatt ( 0 . 001Watts )，然後把它換算成電壓值是
0.775Volts。所有的設備接起來了，有聲音了，但卻很難知道原由，我們必須透過數學來佐證現場的系統
安排與確定是正確的結果，光在聲頻方面看到的分貝( dB )單位，
大家都知道 3 dB 的變化是功率 10 倍之多的改變一樣。
你也時常聽到看到的調音台 +24 dB計擴大機的 0.775 V或1.4 V額定輸入靈敏度比 ( rated input sensitivity )，它們之間的關係是怎麼的計算？
我們瞭解到人耳特性與電氣物理之間是呈對數型態，那麼我們在生活上實際應用時，並不是那麼容易直接
就默算出對數 log 的過程，最快的方式就是找到俱有對數 log 與逆對 alog 功能的計算機，它可以外速的
幫助我們在當下計算出結果。
當然要知道這些計算，我們還是要熟記一些 log 比值的式子，以下收集整理這些好記的式子，然後是計算機
能夠快速求得出來的，對於在大多數的聲頻計算方面，任何 dB 數目字永遠是個比率，即兩個數值之間的
比。如此就可以知道兩數之間的差異，例:

請問混音器的電平指示在 24 dBu 的位置時是幾伏特的輸出？

我們有了第一個式子:

式子 1，Volts ( 電壓 ) = 10^ ( dB / 20 ) x 0 dBu

我們都知道 0 dBu = 0 dBm = 0 dBv = 0.775 V

鍵入所知道的 dB 數據 24。

按除號 ÷ 的鍵。

然後鍵入20。

再按等號 = 鍵。

現在應該是得到1. 2。

再繼續按10 ^ 鍵。

你得到的答案應該是 15. 84。

再繼續按乘號 × 鍵。

然後鍵入0.775。

這樣最後得到12. 28 Volts 的答案。

PS:12.28是小數後兩位，一般會四捨五入以12.3V說明。

另外10^ = alog =逆對數的符號與意思。
藉由這個式子，我們就可以繼續延伸，因為有的機器是以 dBV 來說明規格，因此:
混音器的電平指示在 24 dBV (請注意是大V ) 的位置時是幾伏特的輸出？
提示 : 小 v 建立於 0.775V 即 0dBu，大V 建立於 1V，即 0dBV，那麼以電壓來兌換時，
0.775V = -2.2 dBV = 0dBu，1V = 2.2 dBu = 0 dBV，
原則上答案 24 dBV = 15.84V，我們希望讀者能自己去經歷運算過程，如此才能更加的牢記。
在工作裡，各位最常聽到某擴大器是 1000W 輸出的，那麼請問 1000W 是多少分貝瓦 ( dBW )？

式子 2，dBW = 10 log ( 瓦數 )

你得到的答案應該是 30，這樣得到的答案就是 30 dBW。那麼請自己代入 500 或 2000W 來觀察其結果 )，
因為這個式子，各位就會瞭解 3dB 的能量比值計算，
實際上式子是 dBW = 10 log ( P1 ÷ P0 )這個 P1 就是輸出最大瓦數，P0 就是由基本的參考值 1 W。
由於你已經知道，任一數與 1 比，還會是得到原數，那麼計算機上就不用再去刻意代入。

接下來在現場應用時，我們知道 0 dB / 0.775V 就讓後級滿載，如果你的混音平台輸出 8 伏特，那麼錶頭
刻度位置會是在哪裡？

式子 3 ，dBu=20log(輸出電壓/0.775)

求出來的結果是 20 dBu 的位置。
除非你降低放大器的輸入旋鈕，不然它將會削峰切割 ( clip )，紅燈亮起，但是如果這樣的話，因為你的
混音平台是以分貝表頭標示的，如果中間沒有任何環節調整，你要將這放大器的音量旋鈕降到多低才能
匹配 8 伏特的滿載輸出呢？
我們已經知道擴大器輸入滿載功率時，是0.775V，等於混音平台錶頭刻度在 0 dB的位置，當混音器刻度在
+20 dB刻度時，要讓擴大器剛好是滿載功率位置，也是上述這個式子來求得的，也就是擴大器的旋鈕要降
到 -20 dB的位置。以一個式子就同時可以理姐兩個技術問題。

有一只喇叭在1公尺處擁有130 dBSPL的音壓能量，請問投射到30公尺處，會剩下多少音壓能量，

式子4，音壓距離耗損值 = 20 log ( 應用距離/ 1公尺 )

求得30公尺的耗損結果=29.5=30 dBSPL的音壓能量
130-30=100 dBSPL
在30公尺處只剩下100分貝音壓。

未完

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