第5课:烧喇叭的原因和预防措施
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发布时间：2022-09-14 16:24
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时间：2024-11-03 06:32
在我们使用音响系统的时候，难免因为使用不当造成系统中的音箱里的喇叭单元损坏。
一般来说，全频音箱中有高音和低音喇叭，低音音箱中只有低音喇叭，这些喇叭都有损坏的可能。
喇叭坏了，音箱就不能正常工作，就会造成活动中断，影响使用。
甚至可能影响客户的信心，给后期的结算和业务扩展带来负面影响。
如果喇叭单元坏了，如果不管是什么原因坏的，只是把单元拆下来找人维修或者更换，可以让音箱恢复功能。但你如果不了解损坏的原因，只是单纯的维修或更换，在以后的使用过程中，还是有可能损坏。
喇叭损坏是一种现象，任何现象的产生都有一定的原因。
如果我们了解了喇叭损坏的原因，在使用中注意避免，那么，喇叭损坏的现象是完全可以避免的。
接下来，我就分别给大家讲解高音喇叭和低音喇叭损坏的原因和预防的措施。
首先说高音喇叭损坏的原因
音箱中高音喇叭给人的感觉比较脆弱，相对比较容易损坏，也就是俗话说比较容易烧的一个喇叭品种。
但是，高音喇叭损坏的原因，除了产品本身质量问题以外，最常见的原因只有一条，那就是：音源设备输入到调音台的信号过大！
为什么呢？
因为音源设备输入到调音台的信号过大，也就是输入电平过高，就容易导致调音台内部电路产生高频谐波失真，从而直接威胁高音喇叭的安全。
这里出现了一个专业名词：电平，这个电平是什么意思？
电平（Level）：是描述电信号强弱的指标，单位是分贝（dB） 。电平的数值越大，表示电信号越强；数值越小，表示信号越弱。
在我们音响设备的面板上，一般都配有电平表，用于显示输入／输出的的信号大小。
电平表旁边的刻度数字，表示的就是电平值。比如电平表显示的最高点的指示灯对应的刻度是+9，那么就表明当前的信号电平值是+9dB。
那么，这个高频谐波失真是个什么情况
下面我通过音响常用的Smaart测量软件来给大家演示一下。
用测试软件播放一个1000Hz的测试信号，可以看到它的频谱，旁边有些显示是设备本底噪音，这个不去管它。
加大声卡的输出信号，可以看到软件上的信号频谱也在同步增高。
当我把声卡输出信号加大到一定程度，大家看软件屏幕，出现什么情况啦？
是不是在屏幕右边的高频区域出现了大量密集的信号？
这些信号，就是调音台内部电路产生的谐波失真信号，因为这种信号只是在高频区域产生，所以叫高频谐波失真。
这种失真信号产生在高频部分，而低频部分是没有的。
所以调音台输出的这种失真信号，通过功放放大进入音箱后，就会冲着高音喇叭去了，如果失真严重的话，就会烧毁高音喇叭。
失真，平时大家是靠耳朵听的，今天看到它的样子了吧。
所谓失真，就是变得和原来不一样了。
我们当前看到了失真的样子，那么接下来，我再给大家演示一下失真的声音。
听到了吧，是一种“发破”了的声音，以后一旦你听到这种类型的声音，就要注意了，危险已经临近了。
把烧高音喇叭的原因给大家介绍了以后，要想避免烧高音，就要避免输入的信号过大也就是避免输入电平过高。
那么问题来了，我怎么知道音源设备输入到调音台的信号电平是多少，高还是不高？
在模拟调音合或者数字调音台上，每个输入通道都有一个按键开关，一般标记为“PFL＂或“SOLO＂，这个开关叫监听开关。它有两个作用：
一是按下这个开关后，插上耳机，不用推起推子，就可以在耳机里听到输入信号的声音。
二是按下这个开关后，不用推起推子，在电平表上就可以看到输入信号的电平是多少。我们要查看哪一路输入的信号电平，就只按下这一路上的监听开关。
但是，检查时，不要同时按下其他路的监听开关。 因为，如果同时按下好几路上的监听开关，如果这几路都有信号，那么电平表显示电平的就是这几路的混合电平，就看不准了。
好了，现在能够看到输入电平了，接下来问题又来了。
什么问题呢？刚才我说，输入电平过高会导致调音台电路失真，那么，多高的电平叫过高呢？
其实我们在平时的工作当中，经常都会有这种含含糊糊的描述或者说法，比如过大，过强、过高等等。针对无关紧要的事情这么说说可以，但是针对一些涉及安全的事情，就不能这么含糊了，一定要弄明白弄清楚。
那么，多高的电平叫过高呢？我们还是通过实验来看看。
左右两个画面，上课时实际为两个投影画面。
目前左边的画面显示调音台输入电平表，右边的画面显示调音台输出信号的状态，我们可以对比看一下，调音台输入电平达到多少的时候，调音台输出信号出现失真。
我现在逐步加大给调音台的输入信号，调音台的输出信号也在同步增大。
当我把输入信号增大到一定程度的时候失真出现了，大家看，当前的输入电平显示是多少？ +16。
那我把输入信号降下来再看，降到这个位置，失真是不是没有了，再看看当前电平显示是多少？ +3，对吧。
再加大一点， +6了，失真没有？没有
再加大，超过+6了， +10了，失真了。
再减下来，到+6了，失真没有了。
好，大家看到了吧，输入信号电平超过+6dB，失真就开始出现了，超过越多，失真就越严重。
好，那么大家说，输入电平超过多少叫过高？ 对， +6dB ！这下清楚了吧。
另外：针对X32或M32这种电平表最高刻度是0dBFS的数字调音台，对应的输入电平指示超过－12，就会开始失真了。
那么，在我们实际工作的时候，如果发现某一路比如主持人话筒这一路的输入电平过高了，超过+6了，怎么办？
你跟主持人说，喂喂，麻烦你小声一点儿？不行吧。
那么我们用什么方式把过高的输入电平降低呢？
就是通过调整调音台每个输入通道上配备的输入增益旋钮（Gain）把过高的电平降下来。大家看，我调低输入增益旋钮之后，电平就降下来了。
那么，这个输入增益旋钮是个什么东西？
首先我们先说一下增益。 增益（Gain）：就是描述设备内部的放大电路对信号进行放大或者衰减程度的指标，单位是分贝（dB）
增益越大，信号就放大得越大，增益小，信号就放大得比较小甚至变成衰减。
以0为中间值的话，增益为0，信号不增不减，大小不变；增益为正数，信号放大；增益为负数，信号减小。
调音台输入增益旋钮就用来调整增益的大小。
顺时针拧，增益加大，信号变大；
逆时针拧，增益减小，信号减弱。
调音台的推子（Fader）也是用于调整增益的，只不过调整的是通道的输出增益或者调音台整体的输出增益。
当我们发现信号电平过高的时候，就调整这个输入增益旋钮，把信号降到安全范围里。
接下来还有一个问题，前面说，输入电平超过+6dB开始失真了，对系统不安全，而输入电平低于+6dB是安全的，那么我把输入电平调到－10甚至－20岂不是更安全？
这样调，当然安全性是没问题了，但把输入电平调这么低会有什么问题？对咯，声音小。
我们搞扩声的，首先要把声音扩大，不能说为了安全把声音搞得隐隐约约的，那也不能满足客户要求啊。
所以就涉及到这个输入电平到底要调多大的问题。
因为音响的信号都是在波动跳动的，所以输入信号的控制，不可能限定于某个数值，而是给个安全范围。
这个安全范围就是：把输入信号的电平的最大值控制在0到+6dB之间。
像X32或M32这种电平表最高刻度为0的数字调音台，调到输入电平显示最高介于－18到－12dB之间即可。
在调整这个电平的时候，如果你是调音师，你就别拿话筒边喊边调了，调了也没用，因为不是你上台，每个人的嗓门都不一样大。
谁用这个话筒，就喊谁过来试音，然后调整。
这个工作一定要做，尤其是做演出租赁活动的，如果你嫌麻烦，图省事，不调就让演员上场，万一信号大了，烧了喇叭，演员会赔你钱不？
而且万一烧了喇叭，影响活动进行，主办方会给你钱不？不让你赔钱就算好的！
所以，为了我们自己的设备安全，也为了保证客户的活动顺利进行，该做的工作是一定要做的。
另外，如果一场活动中，一个话筒要给几个人用，那让每个人都来试话筒，调好一个，在节目单上写一下增益旋钮的位置，比如第一个人是11点位置，第二个是12点，第三个是2点。等到演出的时候，按之前记录的调整一下增益旋钮位置。这个不能偷懒啊，要是偷懒就可能烧高音喇叭的。
总结一下：要想避免烧高音，那就控制好音源的输入电平。通过调整输入增益，把输入电平控制在安全范围内。接下来再说说烧低音喇叭的事情。
烧低音喇叭的主要原因也是因为设备失真引起的，什么设备呢？就是功放。如果功放过载失真就会烧低音喇叭！前面说过，功放有个坏毛病，如果输入信号过大了，功放就会过载失真，也叫削波失真（Clip）
这个失真长得什么样？
上图为正常的信号波形
下图为削波（过载）失真的波形。
信号的圆头被削平了，变成方头了，这波形就叫方波。
一旦功放出现过载，功放输出的信号中所包含的方波失真信号进入音箱中的喇叭的音圈后，就会导致音圈的温度迅速升高，最高能升高到多少度呢？
我之前在国内某个著名音箱企业里做过音箱设计，其中就做过喇叭的破坏性试验， 1个15寸400w的低音喇叭，在输入400w削波信号功率的情况下，音圈温度在几秒钟内就升高到580℃c，持续几十秒后，音圈就烧毁了。
大家碰到烧坏的喇叭拆开音圈看，一般都是烧焦了，黑黑的，这就是因为功放过载失真引起的。
在这里还要讲一下一个奇怪的现象，就是在功放过载的情况下，通常都是烧毁低音喇叭，而高音喇叭反而没事，这是不是很令人想不通？
为什么会这样呢？
一般来说高音喇叭给人的感觉都比较脆弱而低音喇叭给人的感觉都比较强悍，怎么低音反而容易烧呢？
因为，对于全频音箱来说，音箱里有高音喇叭和低音喇叭，通常低音喇叭的功率是几百瓦，而高音喇叭的功率一般只有几十瓦。
比如JBI， SRX 715音箱，内部配备的低音喇叭的输入功率是800w，而高音喇 叭的功率是75w，相差了十几倍！
Bi－amp LF： 800 w
Bi－amp HE： 75 w
全频音箱里还有内置的分频器，内置分频器也叫无源功率分频器，它的作用有两个方面。
一是按照设计要求分割出高音信号和低音信号，传输给对应的喇叭单元。
二是根据喇叭单元的功率进行功率的分配，把输入进来的电功率按单元的功率分配好后，加载到对应的喇叭单元上。
在功放过载的情况下，输出的信号就是失真的，如果喇叭功率大，分配的失真信号功率就大，喇叭音圈的温度就上升得越快，而且温度也上升得越高。
这就和我们用电壶烧水一样，功率大的电壶就比功率小的电壶烧得快。
这样一来，音箱里低音喇叭分配的电功率远高于高音喇叭的，所以在功放失真的情况下，低音喇叭就容易烧毁。
而在功放失真的时候，高音喇叭的音圈温度也会升高，但是因为分配的功率小，一般只有几十瓦，所以温度升高的不会太高，达不到烧毁的程度，所以不会损坏。
这么一说，大家就应该能理解了吧。 把烧低音喇叭的原因介绍完以后，我就来讲讲预防措施。要想避免烧低音喇叭，首先要保证功放不过载不失真。那么问题又来了，我怎么知道功放是不是过载了？ 我们通过什么方式来了解功放是否过载失真呢？很简单，就是通过功放面板上的指示灯来了解是否出现失真。
功放的指示灯有两个作用：
1、显示输入信号的大小。
2、显示功放的工作状态。
下面给大家讲解一下功放指示灯的含义。
通常来讲，功放面板配备的输入信号指示灯的颜色一般有三种，绿色、*和红色。
大家说，这个颜色搭配像什么啊？
像不像路口的红绿灯。
红绿灯使这三种颜色是交通工业标准的规定，我们音响工业，也是使用这三种颜色，而且意义也差不多。
首先说，当绿灯亮的时候，表示输入信号正常，功放的状态也正常，无需理会也无需任何操作。
当黄灯亮的时候，意思是说功放输入的信号已经比较大了，功放的输出功率介于50％ （黄灯闪）到80％ （黄灯常亮）之间。
此时的意思就是提醒用户注意，打起精神，要注意控制给功放的信号大小了。
当信号进一步加大，红灯就亮了，当红灯开始闪亮的时候，意思就是当前给功放输入的信号已经达到功放可以承受的极限了，功放的输出功率已经达到100％了。
同时提醒用户，不能再加大给功放的信号了。
如果你不了解这个情况或者你没看见功放红灯闪，继续加大信号，功放的红灯就会常亮了，这时候功放就在那儿笑话你了。
它心里说：刚刚我给你提醒了，让你不要再加大信号，你不听是吧，还给我加！
那行，我就不撑了，我放飞自我了，我失真啦！再过几十秒钟，你的喇叭就要完蛋啦！
所以，功放红灯常亮的时候，意思就是危险！功放已经过载，提醒用户要立即降低给功放的输入信号电平，否则持续30－60秒就会百分之百烧毁音箱里的低音喇叭。至于是30秒还是60秒，就看你的喇叭的强悍程度了。
把功放指示灯的意思给大家讲解了以后，大家说，要想避免烧低音喇叭，功放的红灯常亮行不行？不行！所以要杜绝红灯常亮的情况。
那红灯闪亮行不行？偶尔亮亮可以。
但是，红灯闪亮的时候，已经走到危险的边缘了，所以建议要尽量避免红灯闪亮。
总结一下，要避免烧低音喇叭，我们就要杜绝功放红灯常亮的现象，尽量避免红灯闪亮的现象。
这想法是不错，但在现实工作中我们又会遇到很现实的问题，什么问题呢？
那就是，我们在使用音响系统的时候，调音台通常是在使用者的眼皮子底下的，但是，功放上哪儿去了？
一般来说，要么装功放机箱推舞台边上去了，要么装机柜放机房或者墙角上去了。
这样一来，操作人员还能看见功放指示灯吗？
看不见了，这下麻烦了。
大家想想，如果开车看不见红绿灯是不是要命了？
这是我们在实际工作中遇到的问题，那么怎么解决呢？
比如说，干演出的系统，功放在舞台那边。我是调音师，我看不见，那就叫上两个兄弟，一人发个对讲机，到那边看着去，看见功放亮红灯就喊一声。
大家说，这么干，现实吗？
那这时候我们是不是遇到问题了？在我们看不见功放的情况下操作系统，就可能出现功放过载烧喇叭的情况，这就带来了一个安全隐患。而且功放过载后只要几十秒就会烧喇叭，事故通常就是在这短短的时间里发生了。
在我们遇到这种情况的时候，靠人力解决不现实，那么只能寻找其他解决方案，用什么方案解决这个问题呢？
那就是，在功放之前使用限幅器。
下面，我先给大家演示一下用上限幅器有什么不同？
当前，数字调音台接在功放之前，我就用数字调音台输出通道母线上的压限器（COMP）功能来进行演示。
先不接入压限器，推起信号，推到功放红灯常亮了。
此时接入压限器，红灯灭了。
再加大信号，红灯依然不亮。
大家看到了吧，接入压限器后，就算信号再大，功放也不会亮红灯过载了。那么，压限器怎么用？我们下节课再讲。
