如果我遞給您一個揚聲器說：輸入100瓦粉紅色噪音怎么辦？您將如何進行？如果您必須停下來，思考和制定流程，那么您不是唯一的一個。為什么看似如此簡單的東西卻實際上如此復雜？也許我們正在使它變得比實際更難。
傳統智慧
功率放大器性能的最簡單視圖是“瓦特數”。這來自計算公用電源電路的負載方式（請參見圖1）。這也是管理加載變壓器分布揚聲器系統的方式（請參見圖2）。這些分配系統假定電源具有固定的額定電壓和有限的可用電流。當負載增加到電路中時，電壓保持不變，并且總電流隨著負載阻抗的下降而增加。假設功率是電壓和電流的乘積，并且電壓是固定的，則可以通過簡單地求和所有連接的設備消耗的功率并確?？捎玫墓β食^所需的功率來評估電路的負載。這種“基于功率”的計算系統可實現其預期目的，即防止源超載。
當然，在采用分布式變壓器的揚聲器系統中，音頻波形很少是正弦波。但是，我們仍然可以像以前那樣進行計算處理。只需使用額定分配電壓進行數學運算，然后替換您選擇的音頻波形即可。同樣，此基于功率的計算系統可按預期目的運行，即防止源超載。
盡管這種放大器性能的概念足以滿足市電電源電路和變壓器分布的聲音系統的要求，但對于放大器/揚聲器接口的詳細分析以及在放大器品牌和型號之間進行有意義的比較而言，它仍然是遠遠不夠的。
讓我們首先建立一些慣例，這對于我們超越“瓦特數”的放大器模型而言是必不可少的。
電能與功率
功率就是運動的能量。當能源連接到負載并且電流流動時，它便成為電源。能量的單位是焦耳，功率的單位是瓦特。要理解至關重要的一點，關鍵是要記住1W等于1J/s。這樣，功率就是一個比率。沒有隨附時間度量的額定功率是沒有意義的?！八矔r功率”是一種矛盾現象，是一種數學結構，而不是物理量。必須考慮一個時間跨度，以了解有多少能量在流動，因此，該源產生了多少功率。如果指定的額定功率沒有時間指標，則表示該額定功率是連續的。
最大功率傳輸
最大功率傳遞定理指出，當源阻抗與負載阻抗匹配時，就會在源和負載之間發生最大功率傳遞（見圖3）。結果是將50％的電源功率傳遞給負載。由于功率是電壓和電流的乘積，因此阻抗匹配條件可確保兩者均起作用。因此，通常會假設放大器的阻抗應與揚聲器匹配。但是實際上，情況并非如此。
效率
通過使負載阻抗遠大于源阻抗，可以大大提高傳輸效率（參見圖4）。結果就是恒定電壓接口，其中放大器的電壓是可從電源獲得的最大電壓，不受負載阻抗值的影響。電流消耗取決于負載阻抗，并且僅限于可從源頭獲得的電流。我們已將最大理論功率傳輸換成了效率，這是值得努力的。阻抗不匹配是固態音頻功率放大器的普遍做法。它還產生了其他一些重要的好處。我將在本系列的后面部分介紹這些內容。
瓦特增益
表征放大器時，通常只考慮一個數字（即以瓦特為單位的額定功率）。功率額定值間接顯示了放大器的增益。邏輯很簡單：如果揚聲器通過在揚聲器上施加1W功率（靈敏度），可以在參考距離上產生給定的聲壓級（SPL），那么功率“更多”的放大器會產生SPL的增加（參見圖2）。5）?？梢酝ㄟ^以下方式估算出分貝（dB）的增益：
dB = 10 log W/1
用10W放大器代替1W放大器將產生10dB的增益。
真正的目標
盡管此模型適用于餐巾紙數學和隨意討論，但它基于一些在實踐中不正確的假設?？匆幌潞唵蔚墓β史匠淌骄涂梢哉业皆?。
W = E2/R
我們已經確定，放大器到揚聲器的接口已針對電壓傳輸進行了優化，以提高其效率。另一個好處是，放大器的電壓變得與負載阻抗的值無關。這很重要！揚聲器的阻抗與頻率有關（請參見圖6）。該阻抗曲線不會影響放大器的輸出電壓，因此不會影響其頻率響應。這是為什么使用恒壓接口代替匹配接口的第二個原因。放大器的效率和保真度都大大提高了。
假設揚聲器的阻抗曲線是固定的，那么功率的任何變化都來自施加電壓的變化?！巴咛乇怼本褪且环N電壓表，它根據測得的電壓來計算功率。阻抗固定時，電壓也一樣，功率也一樣。
由于放大器的輸出電壓與負載阻抗無關，因此有必要對揚聲器使用參考電壓的靈敏度。這既簡單又致命。幾十年來，它一直是音頻的標準做法。 1W/1m的靈敏度規格實際上是2.83V/1m，其中2.83V基于負載是八歐姆電阻的假設?？梢允褂萌魏坞妷?，但是2.83V可以保持與傳統做法的連接。因此，由于放大器較大而產生的增益如下：
dB = 20 log (E/2.83)
其中E是放大器的均方根（RMS）輸出電壓。請注意，該計算沒有功率。
電壓業務
信號鏈中放大器之前的組件只有一個目的-即雕刻要施加到揚聲器的電壓波形。所有的濾波器，效果和處理都會影響該電壓。放大器的工作是在不改變其特性的情況下應用增益并將其傳遞到揚聲器。理想的放大器是線性和中性的。只是一個增益塊，如下所示：
dB = 20 log Eout/Ein
現在，我們正在處理電壓，我們可以使用電壓表來量化放大器的行為。這可以是用于正弦波或噪聲的單值測量的簡單模擬或數字單元，也可以是用于生成電壓，失真，增益等的響應圖的復雜的雙通道快速傅立葉變換。這允許在各種負載條件下進行極其精確的響應測量。
如果需要，可以使用功率方程式以瓦特表示測得的電壓。值得記住的是，所有額定功率只是變相的額定電壓。測量電壓，并使用功率方程式計算功率。具有諷刺意味的是，功率放大器的作用不是將最大功率提供給負載，而是保持電壓波形的形狀。當放大器加載時，功率可以增加，但是保真度可以降低。圖7顯示了一個放大器，該放大器在16歐姆和8歐姆時充當恒定電壓源。即使功率增加，在四歐姆時電壓也會下降。由于該電壓降是動態發生的（取決于電源電平和頻率），因此放大器是非線性的。
粉色軌跡顯示了對四歐姆電抗性負載（即揚聲器）的響應。注意與頻率有關的輸出電壓。大多數放大器在8歐姆時滿載，這是功率額定值可能會掩蓋的事實。
結論
為了充分考慮放大器的性能，我們必須放棄“瓦特數”的思維方式，而應將其視為電壓源。只有這樣，我們才能有意義地評估其在各種負載條件下對于各種信號類型的性能。這樣可以評估放大器對特定應用的適用性。它還允許在品牌和型號之間進行有意義的比較。
所有的1kW放大器都一樣嗎？當然不是！但是您可能無法通過查看它們的額定功率來確定差異。
圖1：市政電路。
圖2：變壓器分布的揚聲器系統。
圖3：阻抗匹配的接口將一半的電源功率提供給負載。增加或降低負載阻抗將降低負載的功率。
圖4（頂部）：阻抗不匹配界面。雖然產生的功率遠小于負載與源阻抗匹配的理論上可利用的功率，但幾乎所有的電能都傳遞給了負載。
圖5（底部）：測量揚聲器靈敏度的參考條件。
圖6（頂部）：揚聲器的阻抗圖，顯示其簡化的，額定的阻抗。
圖7（底部）：在各種負載條件下，放大器的輸出電壓。
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