스피커는 오디오 앰프와 어떻게 일치합니까? (과부하 방지)

나는 비슷한 질문 제목이 요구되었다는 것을 알고 있지만 내 질문에 대답하지 못한다고 생각합니다 (질문을 표현하는 더 좋은 방법을 생각할 수 없었습니다).

앰프가 스피커에 과부하를 줄 수있는 방법과 그 반대의 상황에 약간 혼란 스럽습니다.

많은 기타 앰프 스피커 는 8Ω 임피던스 입니다.

올바르게 이해하면 출력 증폭기 (로드해야 함) 는 부하에 관계없이 고정 전압 신호 출력을 출력해야합니다 . 이 단계가 잘못된 경우 수정하십시오.

따라서 고정 전압 신호 (예 : + -15V, 즉 30V 스윙 )가 있고 스피커의 임피던스가 ~ 8Ω (주파수에 따라 다르지만이 그림 주위에 있다고 말합니다)이면 어떻게됩니까? 임피던스가 거의 동일하더라도 와트 가 다른 앰프 콤보에 따라 변하는가? 더 높은 와트 수 증폭기 / 스피커 조합으로 전압이 증가하는 것입니까?

예를 들어, 8Ω 임피던스를 위해 유선으로 연결된 4 개의 스피커 캐비닛에 연결된 8W 스피커 와 100W 앰프가 있는 10W 콤보 (병렬은 8Ω 스피커의 2 개 직렬 쌍 연결) 100W는 분명히 더 큽니다. 100W 앰프 의 출력 전압이 더 높습니까? 그렇지 않으면 전압과 임피던스를 일정하게 유지하면 어떻게 전력량을 늘릴 수 있습니까?

10W 앰프를 4 개의 스피커 캐비닛에 직접 연결하면 어떻게됩니까? 앰프에 과부하가 걸리나요? 아니면 그냥 조용히 연주? 이론적으로 전압이 동일하고 임피던스가 여전히 8ohm 인 경우 전력은 동일해야합니다 (예 : 100W 정격 스피커를 통한 10W).

그렇다면 10W 8ohm 스피커라고 말하면 (P = V ^ 2 / R, V = sqrt (PR)) ~ 9V의 최대 피크 전압을 처리 할 수 ​​있다는 의미 입니다. 100W 8ohm 스피커의 경우 ~ 28V의 피크 전압을 처리 할 수 있습니까?

어떤 상황에서 스피커를 해칠 수 있습니까? 너무 강력한 앰프를 연결하여? 그러나 그것은 많은 사람들이 권장하는 것이 아닌가? (스피커 등급의 최소 2 배의 앰프 출력). 그렇다면 증폭기의 전압 출력이 고정되어 있지 않습니까? 연결된 스피커에 따라 다릅니다? (임피던스가 동일하더라도)

어떤 상황에서 앰프를 손상시킬 수 있습니까? 와트 스피커를 너무 높게 연결하여? 그렇다면 왜 많은 사람들이 유튜브에 1 / 2W 기타 앰프 빌드 비디오 를 큰 와트 수 등급 4 스피커 스택 스피커 또는 적어도 2 개의 스피커 조합에 연결시키는 것을 볼 수 있습니까?

많은 질문이 있지만 한 번의 설명으로 더 잘 이해할 수 있다고 생각합니다. 이 주제에 관한 많은 신화가 있음을보십시오. 그러나 그것은 또한 아날로그 전자의 문제입니다.

스피커는 회로의 Z로드로 주파수 측면에서 임피던스가 다를 수 있습니다. 스피커의 주요 목표는 작동하도록 만들어진 주파수 범위에서 안정적이고 거의 일정한 임피던스를 유지하는 것입니다. 이 임피던스는 코일 저항과 거의 같습니다. 따라서 스피커가 잘 설계된 시스템에서 작동하는 경우 Z 부하는 거의 순수한 저항 부하 (대부분의 경우 8, 6 또는 4 옴)로 볼 수 있습니다.

따라서 스피커에 전원을 공급하여 음파를 재생할 수있는 방법이 있어야합니다. 스피커의 자기 부분은 스피커를 통과하는 전류와 직접 관련이 있습니다. 따라서 스피커는 전류 변화를 처리하여 사운드를 생성하는 간단한 저항 부하라고 할 수 있습니다 (간단한 이해 방법). 따라서 저항 부하에서 전류를 변화시킬 수있는 방법은 전압을 스윙하는 것입니다.

스피커 또는 간단한 저항기를 앰프의 출력에 연결하고 부하에 걸쳐 오실로스코프 프로브를 연결하면 음악이 변하는 것처럼 전압 변화 (음파)가 나타납니다. 출력에서 일정한 전압이 아닙니다. 그렇지 않으면 Lorentz 공식에 의한 자기 변동 및 힘을 생성하기 위해 전류 변동이 필요하므로 음파를 생성 할 수 없습니다.

그 외에도 와트는 시스템에서 소비하는 전력입니다. 순시 전력은 P = UI 또는 P = ZI²로 계산됩니다. 따라서 스피커를 통과하는 전류가 클수록 더 많은 전력이 소실됩니다 (또한 일부가 음파로 변환되기 때문에 더 많은 전력 소비).

또한 볼륨 제어를 고려해야합니다. 이 예제는 앰프가 항상 최대 증폭 (0dB)에서 작동하는 경우에만 적용 할 수 있습니다. 이런 식으로, 더 강력한 앰프는 덜 강력한 앰프 (0dB)에 비해 출력에서 ​​더 높은 전압을 생성해야합니다. 순간 전력도 P = U² / Z로 계산되므로 전압과 임피던스가 동일한 전력을 증가시킬 수 없습니다.

연결할 때 (앰프 + 스피커) 몇 가지 세부 사항을 고려해야합니다.

• 앰프 전원 출력 : 결정된 임피던스로 스피커에 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있는지 알려줍니다. 이것이 생산할 수있는 최대 전력입니다. 볼륨의 20 %로 켜면 최대 전력을 공급하지 않습니다. 또한 0dB에서도 음악이 진폭 파를 변화시키기 때문에 항상 최대 전력을 생산하지 않을 것이므로 모든 신호의 적분으로 평균 전력을 계산해야합니다.

• 증폭기 최소 임피던스 :출력에 연결할 수있는 가장 낮은 임피던스가 무엇인지 알려줍니다. 더 높은 임피던스를 연결해도 문제가되지 않습니다. 스피커 시스템에서 너무 큰 소리를 얻을 수 없습니다. 일반적으로, 더 높은 임피던스 스피커를 연결할 때 더 깨끗한 사운드 (왜곡이 적음)는 있지만 더 작은 사운드 볼륨을 가질 수 있습니다. 다른 한편으로, 더 큰 시스템을 원한다면 허용 된 최저 임피던스를 연결해야하지만 더 많은 왜곡이있을 것입니다. 시스템의 일부에 해를 끼칠 수있는 것은 과도한 열입니다. 그리고 열은 전력과 직접 관련된 줄 효과에 의해 생성됩니다. 따라서 특정 지점 이상으로 볼륨을 높이 지 않기 때문에 허용되는 것보다 낮은 임피던스를 연결할 수도 있습니다. 이렇게하면 임피던스가 낮더라도 전체 볼륨에서 더 높은 임피던스와 동일한 전력을 생성합니다. 2Ohms 스피커를 4Ohms- 최소 증폭기에 연결하지만 볼륨이 매우 낮은 것을 알 수 있습니다. 그것은 작동하고 아무것도 해치지 않을 것입니다.

• 스피커 임피던스 : 이미 언급했듯이 제조업체가 스피커가 작동하도록 설계된 주파수 범위에서 안정적으로 도달하고 유지하려고하는 공칭 임피던스입니다.

• 스피커 전력 : 이것은 스피커가 견딜 수있는 최대 전력입니다. 물론 사람들이 측정 방법에 대해 항상 의문이 있으며 실제로 RMS POWER와 같은 용어에 대한 오해가 있습니다. 이를 수행하는 일반적인 방법은 스피커를 AVERAGE 전원 P가있는 일부 신호에 연결하고 오랜 시간 동안이를 견딜 수 있는지 확인하는 것입니다. 이를 달성 할 수있는 가장 큰 P 값은 공칭 평균 전력입니다 (다시 설명하는 간단한 방법 임).

따라서 스피커를 앰프에 연결하는 경우 이러한 변수를 관찰하여 해를 끼칠 수 있는지 확인해야합니다. 일반적으로 너무 강력한 앰프를 연결하면 스피커가 손상 될 수 있습니다. 300W / 8ohms 스피커가 있고 800W / 8ohms 앰프를 연결했다고 가정 해 보겠습니다. 앞에서 말했듯이 볼륨 다이얼에 따라 다릅니다. 이 시스템의 볼륨이 적을 때마다 아무런 해가 없습니다. 그러나 출력의 평균 전력이 300W를 초과하는 특정 볼륨 지점에 도달하면 스피커가 손상 될 수 있습니다. 사람들은 또한 매우 강력한 스피커가 비 강력 증폭기에 해를 끼칠 수 있다고 말합니다. 또는 강력한 스피커가 아닌 강력한 앰프를 구동 할 수 없습니다. 이제 800W / 4 옴 스피커를 갖춘 20W / 4 옴 앰프를 사용할 수 있습니다. 그것들을 연결할 수 있으며 정상적으로 작동합니다. 이것은 볼륨이 낮은 더 강력한 앰프를 연결하는 것과 같습니다. 문제는 아마도 소리를 내기 위해 전체 음량에 도달하고 싶을 것입니다. 전체 볼륨이 여러 번 0dB (왜곡 이상)를 의미하기 때문에 이로 인해 앰프가 손상 될 수 있습니다. 앰프의 과도한 열로 인해 출력이 손상 될 수 있습니다. 또 다른 일반적인 문제는 최대 볼륨에서의이 왜곡이 스피커를 손상시킬 수 있다는 것입니다. 스피커가 움직일 수 있도록 제작 되었기 때문입니다. 많은 스피커에는 열을 방출하고 냉장을위한 공기 흐름을 확보 할 수있는 구멍이 있습니다. 왜곡이 발생할 때마다 스피커의 이동 부분이 잠시 움직이지 않을 수 있습니다. 코일이 과열되기 시작합니다. 전체 볼륨이 여러 번 0dB (왜곡 이상)를 의미하기 때문에 이로 인해 앰프가 손상 될 수 있습니다. 앰프의 과도한 열로 인해 출력이 손상 될 수 있습니다. 또 다른 일반적인 문제는 최대 볼륨에서의이 왜곡이 스피커를 손상시킬 수 있다는 것입니다. 스피커가 움직일 수 있도록 제작 되었기 때문입니다. 많은 스피커에는 열을 방출하고 냉장을위한 공기 흐름을 확보 할 수있는 구멍이 있습니다. 왜곡이 발생할 때마다 스피커의 이동 부분이 잠시 움직이지 않을 수 있습니다. 코일이 과열되기 시작합니다. 전체 볼륨이 여러 번 0dB (왜곡 이상)를 의미하기 때문에 이로 인해 앰프가 손상 될 수 있습니다. 앰프의 과도한 열로 인해 출력이 손상 될 수 있습니다. 또 다른 일반적인 문제는 최대 볼륨에서의이 왜곡이 스피커를 손상시킬 수 있다는 것입니다. 스피커가 움직일 수 있도록 제작 되었기 때문입니다. 많은 스피커에는 열을 방출하고 냉장을위한 공기 흐름을 확보 할 수있는 구멍이 있습니다. 왜곡이 발생할 때마다 스피커의 이동 부분이 잠시 움직이지 않을 수 있습니다. 코일이 과열되기 시작합니다. 많은 스피커에는 열을 방출하고 냉장을위한 공기 흐름을 확보 할 수있는 구멍이 있습니다. 왜곡이 발생할 때마다 스피커의 이동 부분이 잠시 움직이지 않을 수 있습니다. 코일이 과열되기 시작합니다. 많은 스피커에는 열을 방출하고 냉장을위한 공기 흐름을 확보 할 수있는 구멍이 있습니다. 왜곡이 발생할 때마다 스피커의 이동 부분이 잠시 움직이지 않을 수 있습니다. 코일이 과열되기 시작합니다.

요컨대, 증폭기와 스피커의 조합이 가능해야합니다. 볼륨을 관리해야합니다. 문제가 발생하지 않으려면 동일한 임피던스의 스피커보다 약간 덜 강력한 앰프를 사용하고 볼륨 컨트롤의 70 % ~ 80 %를 초과하지 마십시오. 볼륨 다이얼에 dB 스케일이 있으면 최대 0dB로 사용해보십시오.

이것이 귀하의 질문을 해결하기를 바랍니다. 영어 실력이 유감입니다.

정합 임피던스는 솔리드 스테이트 및 튜브 앰프 모두에서 문제가 될 수 있습니다.

튜브 앰프의 경우, 튜브는 스피커를 직접 구동 할 수 없습니다. 임피던스 정합 변압기를 통해 스피커를 구동해야합니다. 튜브를 손상시키는 것은 매우 어렵지만 임피던스가 일치하지 않으면 변압기 나 스피커가 손상 될 수 있습니다. 튜브 앰프에서 튜브는 큰 전압 (100 볼트)을 구동하는 데 우수하지만 큰 전류를 구동하는 데는 적합하지 않습니다. 따라서 8 옴 또는 4 옴 스피커를 구동하려면 튜브의 고전압 출력을 스피커의 고전류 출력으로 변환하는 변압기가 필요합니다. 튜브에 연결된 1 차측에는 매우 미세한 와이어가 많이 있습니다. 스피커에 연결된 2 차측은 더 두꺼운 와이어 선이 적습니다. 튜브는 전류원으로 작동합니다. 스피커 나 임피던스가 너무 높은 스피커가 연결되어 있지 않으면 튜브는 변압기 권선의 절연을 손상시킬 수있는 매우 높은 전압을 변압기에 제공 할 수 있습니다. 스피커 임피던스가 너무 낮 으면 튜브가 권선을 통해 과도한 전류를 밀어내어 가열 될 수 있습니다. 이들 중 어느 것도 이상적이지 않습니다. 일반적으로 트랜스포머의 2 차측에는 공통 스피커 임피던스를위한 2 개 또는 3 개의 탭이있어 스위치에서 올바른 임피던스를 선택하는 것만 큼 간단하게 매칭 할 수 있습니다.

솔리드 스테이트 앰프의 경우 내부에서 고전압을 생성하여 언로드 된 앰프 자체가 손상되는 것과 비슷한 문제가 발생할 수 있습니다. 원인은 동일합니다. 출력 트랜지스터는 전류원으로 작동하며 임피던스가 너무 높으면 전압이 높아집니다. 최신 증폭기는 일반적으로이 문제를 완전히 피하거나 출력 단자를 통해 영구적으로 연결되는 내부 부하가있어 증폭기가 보는 임피던스의 상한을 설정합니다.

증폭기 전력 출력과 관련하여 대부분의 증폭기에는 실제로 전압, 전류 및 전력의 3 가지 출력 제한이 있습니다. 임피던스가 작 으면 전류 제한에 도달 한 것입니다. 임피던스가 너무 크면 전압 한계에 도달 한 것입니다. 전류와 전압 제한을 동시에 맞추기 위해 올바른 크기의 임피던스 만 선택하면 전력 제한에 도달 할 수 있습니다. 전압 한계는 앰프의 공급 전압에 의해 결정됩니다. 전류 제한은 출력 구동 트랜지스터에 의해 결정됩니다. 전력 제한은 일반적으로 열 제한입니다. 너무 오래 초과하면 앰프가 과열됩니다.

여러 가지 방법으로 스피커를 손상시킬 수 있습니다. 하나는 너무 많은 힘을 공급하고 있습니다. 다른 하나는 설계 주파수 범위를 벗어난 주파수에 너무 많은 전력을 공급하고 있습니다. 예를 들어 트위터를 통해 저음을 넣지 마십시오. 다른 하나는 증폭기 클리핑입니다. 증폭기 전압 또는 전류 제한에 도달하면 파형의 상단을 차단하여 많은 고주파 고조파를 생성합니다. 작동하지 않는 주파수에서 스피커 콘을 심하게 흔들리면 스피커가 손상 될 수 있습니다. 또한, 클리핑이 대칭이 아닌 경우, 원뿔은 스피커 안팎으로 나갈 수 있습니다. 충분히 튀어 나오면 코일이 스피커 자석에 홈을 남기고 돌아올 때 홈을 놓치면 손상 될 수 있습니다.

임피던스에 따라 앰프에 과부하가 걸리거나 과부하가 걸리면 손상 될 수 있습니다. 스피커의 임피던스를 구동하는 데 앰프가 괜찮다면 4W 스피커를 1 / 2W 앰프에 연결하는 데 아무런 문제가 없습니다. 너무 크지 않을 것입니다.

우선, 스피커의 임피던스가 평평한 곳이면 어디든 거의 없습니다. 임피던스 곡선은 일반적으로 다음 과 같이 모호 합니다.

피크는 스피커의 자유 공명 인 f _s 입니다. 정격 임피던스는 공진 위의 임피던스 곡선에서 첫 번째 최소값입니다. DC 저항은 일반적으로 그보다 약간 낮지 만 일반적으로 크게 낮지는 않습니다 (예 : 8 옴 임피던스 등급의 스피커의 경우 약 6 옴). DC 저항은 다른 요인에 의해 영향을받습니다. 예를 들어, 더 많은 전력을 처리하는 스피커는 일반적으로 보이스 코일에 두꺼운 게이지 와이어를 사용하여 DC 저항을 줄이지 만 더 높은 주파수에서 임피던스에는 거의 영향을 미치지 않습니다. .

해당 드라이버를 상자에 장착 할 때 일반적으로 캐비닛의 공명 주파수와 포트가있는 포트를 반영하는 낮은 주파수에서 최소 하나 이상의 작은 피크를 추가합니다.

전압이 일정하다는 (또는 그에 가까운) 아이디어를 어디에서 얻었는지 잘 모르겠습니다. 다른 회로와 마찬가지로 P = I * E입니다. 따라서 예를 들어 8 옴 스피커를 통한 1 와트는 2.83V입니다 (P = E ² / R 이므로 8의 제곱근 ). 아마도 대부분의 앰프가 최대 전압 스윙에 대해 정격이 될 것입니다 (그러나 일반적으로 16 볼트보다 높을 것입니다).

10 와트 앰프를 4 개의 스피커 (아마도 동일한 임피던스를 유지하기 위해 직렬 병렬로)에 연결하면 어떻게되는지에 대해, 대부분의 스피커는 적어도 비선형이기 때문에 최소한 약간의 효율을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 스피커는 1 와트 (일부 표준 테스트 조건에서)에서 92dB SPL로 등급이 매겨 질 수 있습니다. 이론적으로 이는 2 와트 입력으로 95dB SPL을 생성하거나 10 와트 입력으로 102dB SPL을 생성해야 함을 의미합니다. 실제로 3 ~ 10dB 이상의 입력은 일반적으로 3 ~ 10dB 이상의 출력을 생성하지 않습니다. 앰프의 전원을 하나가 아닌 4 개의 개별 스피커로 분리하면이 효과를 최소화 할 수 있으므로 앰프에서 주어진 양의 전기 출력에 대해 (약간) 더 많은 음향 출력을 얻을 수 있습니다.

스피커를 손상시키는 앰프는 너무 강력합니다. 스피커를 완전히 압도하면 그럴 수 있습니다. 예를 들어, 500 와트 증폭기를 작은 3 인치 스피커에 연결하고 최대 전력에 가까운 곳에서 크랭크를 쳤다면 스피커가 필연적으로 빠르게 고장날 것입니다. 디자인에 따라, 먼저 실패 할 것이 무엇인지 확신하기가 약간 어렵습니다. 보이스 코일을 과열 시키거나 와이어가 단순히 기화하거나 의도 한 것보다 더 강한 자기장을 생성 할 수 있습니다. 스피커 콘이 의도 한 것보다 더 멀리 있고 서라운드를 파괴합니다 (제 경험상 음성 코일 오류는 훨씬 더 일반적입니다).

정격 전력을 초과하여 앰프를 구동하여 스피커를 파괴하는 것이 훨씬 일반적입니다. 이것은 바이폴라 앰프에서 특히 문제가됩니다. 바이폴라 앰프는 매우 가혹한 클리핑 특성을 가지고 있기 때문입니다. 그러나 여기에서는 의도적으로 다양한 형태의 왜곡을 생성하는 것이 일반적이므로 기타 앰프 및 스피커를 다룰 때 물건을 파괴 할 가능성이 거의 없습니다 (아주 빨리 빠릅니다) ). 일반적인 스테레오와 같이 클리핑은 일반적으로 신호의 고주파수를 급격히 증가시킵니다. 즉, 의도 한 것보다 트위터에 더 많은 전력이 공급되어 매우 빠르게 파괴 될 수 있습니다. .

앰프를 아프게하는 것은 다릅니다. 간단히 말해, 스피커의 임피던스가 너무 낮 으면 솔리드 스테이트 앰프의 고장이 발생한다는 것입니다. 그러면 앰프가 제공 할 수있는 것보다 더 많은 전류를 끌어 와서 출력 트랜지스터가 과열되고 (너무 멀리 나가면) 녹습니다.

반대로, 너무 높은 임피던스의 스피커를 연결하면 튜브형 앰프가 더 자주 손상되는 경향이 있습니다. 앰프는 스피커가 출력을로드하도록 설계되었습니다. 스피커에서 충분한 부하가 없으면 앰프는 의도 한 것보다 높은 전압을 생성합니다. 스피커 선이 느슨해지면 거의 즉각적으로 무한 임피던스를 얻을 수 있습니다. 설계에 따라, 보호 회로가 앰프를 작동시키고 셧다운하거나, 또는 앰프를 수리하기 전에 마지막으로 듣는 소리는 출력 튜브가 타면서 큰 소리로 들립니다.

스피커의 사양은 약간의 마인 필드이지만 앰프의 경우 더 간단합니다. 증폭기의 정격이 10W RMS 인 경우 정현파 전력이 특정 왜곡 레벨에서 지정된 부하 (일반적으로 2ohm ~ 8ohm)로 전달할 수 있습니다. 일반적으로 왜곡은 클리핑이 시작될 때 앰프가 사인파를 전달하기 때문입니다.

따라서 +/- 10V 내부 전원 레일을 사용하면 8ohm 부하에 약간의 작은 클리핑으로 17.9Vp-p를 공급할 수 있습니다. 동일한 증폭기는 또한 거의 동일한 출력 진폭으로 4ohm 부하를 구동 할 수 있으며이 경우 증폭기는 20W 증폭기라고 지정할 수 있습니다.

증폭기는 출력 임피던스가 매우 낮은 경향이 있으며 이는 일반적으로 네거티브 피드백을 사용하는 트랜지스터 앰프의 경우입니다. 피드백은 부하에 관계없이 출력을 일정하게 유지하는 경향이 있습니다. 그러나, 증폭기가 훈제하거나 전류 제한 회로가 발생하여 증폭기가 파손되지 않도록 "저장"하는 지점이 있습니다 (부하 임피던스가 감소 된 경우).

스피커의 경우 등급이 있으며 희망적 으로이 등급은 파워 앰프가 지정된 것과 동일한 형태의 장치가 될 것이지만, 반드시 그럴 필요는 없으며 사과와 사과를 비교해야합니다. 스피커의 정격에도 정격 주파수 응답이 포함되며, 스피커의 정격 출력에서 ​​저음을 스피커로 밀어 넣을 수없고 생존 할 것으로 예상 할 수 없으며 깊은 서브 베이스를 표준베이스 드라이버에 넣고 생존 할 것으로 기대합니다.

여기에는 정말 좋은 답변이 있으므로 다른 사람들이 잘 다루기 때문에 추가 할 것이 거의 없습니다. 클래스 AB 솔리드 스테이트 오디오 앰프는 이미 적용된 전류 및 전압 한도 내에서 스피커 임피던스에 대해 상당히 유연합니다. D는 다른 이야기입니다. 일반적으로 관심있는 가장 높은 오디오 주파수보다 높고 스위칭 주파수보다 낮은 컷 주파수를 갖는 저역 통과 필터가 있기 때문에 컷 주파수 30KHz 및 스위칭 주파수 150KHz 예. 16ohm 스피커를 4ohm 앰프로 작동한다고하면 필터가 피크가되어 필터가 피드백 루프 외부에 있으면 끔찍하게 들리거나 손상 될 수 있습니다.클래스 D를 실행하는 경우 자신이하고있는 일을 정말로 알지 않는 한 스피커 장애를 해결하지 마십시오.