誰說聲音大就一定費(fèi)電？

多媒體音箱的音量越大，功耗是否越高？對(duì)于這一問題，大多數(shù)普通的消費(fèi)者，就是一些老道的G eek也是一口給出了肯定的答案：“當(dāng)然，音量越大，功耗越高！”于是，有些愛走極端的Geek成為了“葛朗臺(tái)”，使用時(shí)甚至不敢將音量調(diào)節(jié)超過50%，好端端的一臺(tái)多媒體音箱硬是被他搞得“陽痿”。對(duì)于這樣的答案，這樣的行為，憤怒的《Geek》不禁要問上一句：“音量越大，功耗越高”的答案一定正確嗎？真理是否掌握在大多數(shù)人的手中是需要實(shí)踐來檢驗(yàn)的！

三款多媒體音箱的功耗測(cè)

30年前那場(chǎng)有名的大討論告訴我們，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)！即便是到了今天，它對(duì)于G e e k也同樣適用—為了檢驗(yàn)“音量越大，功耗越高”，我們將用事實(shí)說話，讓海韻Power Angle在0%、50%、70%與100%音量條件下，對(duì)納偉仕S A-308、輕騎兵X20與漫步者R1900TⅢ這三款多媒體音箱進(jìn)行了實(shí)際功耗的測(cè)量。在測(cè)量過程，我們采用A X-煲箱寶寶這款軟件生成1000H z的正弦波，由創(chuàng)新X-F i聲卡在最大音量條件下輸出。然后將三款多媒體音箱的音量分別調(diào)節(jié)到0%、50%、70%與100%，用Power Angle查看它們?cè)谶@4個(gè)音量條件下的實(shí)際功耗，以此來檢驗(yàn)“音量越大，功耗越高”。

P.S.

為什么選擇這3款多媒體音箱？

這三款多媒體音箱可不是《Geek》頭腦發(fā)熱隨意選擇的，而是根據(jù)市場(chǎng)上多媒體音箱的實(shí)際情況，認(rèn)真選出的最具有代表性的多媒體音箱。其中，S A-308售價(jià)不足50元，它與同類型的多媒體音箱被市場(chǎng)上眾多D I Y商家稱之為“木質(zhì)音箱”，代表了市場(chǎng)上最低端的多媒體音箱。而X20則代表了專為筆記本電腦、M P3/M P4播放器設(shè)計(jì)的便攜式多媒體音箱，近幾年隨著移動(dòng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的升溫，有著不俗的銷量。最后，已經(jīng)更新到第三代、市場(chǎng)上的中流砥柱—R1900TⅢ更是代表了市場(chǎng)上的中高端多媒體音箱。

從海韻Power Angle對(duì)三款多媒體音箱的測(cè)量數(shù)據(jù)來看，我們可以輕易發(fā)現(xiàn)以下兩種音量與功耗的趨勢(shì)：

對(duì)于該趨勢(shì)，S A-308與R1900TⅢ的測(cè)量數(shù)據(jù)就是典型的例子。在50%音量條件下，它們的功耗分別為3W與13W，與在0%音量條件下的3W與11W相比，功耗增加并不大。而在70%與100%音量條件下，它們的功耗增加卻相當(dāng)明顯—S A-308由7W增加到了8W，R1900TⅢ則由21W增加到了驚人的27W。從以上的分析中，我們發(fā)現(xiàn)這兩款多媒體音箱的確如同許多朋友所講的—音量越大，功耗越高。

對(duì)于另一款多媒體音箱X20的測(cè)量數(shù)據(jù)，我們可以看到它在50%音量條件下，功率由0%音量條件下的2W增加到了4W；而50%、100%音量條件下，這款多媒體音箱的功耗完全沒有變化，始終保持在5W。從這樣的測(cè)量數(shù)據(jù)中，我們?nèi)鐚?%～50%音量條件下增加2W的功耗變化忽略不計(jì)，那么X20音量就可以代表一種全新的趨勢(shì)——音量變大，功耗相同。

經(jīng)過對(duì)以上兩種趨勢(shì)的分析，傳統(tǒng)的觀點(diǎn)已經(jīng)被無情的事實(shí)摧毀。多媒體音箱并不一定只是音量越大，功耗越大，還可能出現(xiàn)音量變大，功耗相同的情況。于是，新的問題就隨之而來了—什么原因造成了兩種音量與功耗的趨勢(shì)？

造成兩種不同趨勢(shì)的原因

一般情況下，我們調(diào)節(jié)多媒體音箱的音量時(shí)，功耗的確會(huì)隨著音量的增大而增加，但實(shí)際情況比想象的要復(fù)雜得多—實(shí)際功耗不僅與音量的大小有關(guān)，而且還與多媒體音箱內(nèi)置功率放大器的效率有關(guān)。我們常說結(jié)構(gòu)決定性能，既然要考查多媒體音箱內(nèi)置功率放大器的效率，就必須從功率放大器的結(jié)構(gòu)分析開始—它的結(jié)構(gòu)不僅會(huì)影響多媒體音箱的音質(zhì)，而且還對(duì)多媒體音箱的功耗起決定性的作用。

根據(jù)功率放大器中晶體管的工作狀態(tài)不同，功率放大器通常被分為5類：A類、B類、A B類、C類與D類功率放大器。其中，A類（甲類）、B類（乙類）和A B類（甲乙類）功率放大器都工作在放大狀態(tài)，而D類功率放大器工作在開關(guān)狀態(tài)。除此之外，由于C類功率放大器不能直接放大模擬音頻信號(hào)，故不在本文涉及的范疇內(nèi)。

A類功率放大器

A類功率放大器結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，具有輸入－～輸出線性好等優(yōu)勢(shì)。不過，由于A類功率放大器偏置電壓較高，晶體管始終處于放大狀態(tài)，靜態(tài)電流大，靜態(tài)損耗高。簡(jiǎn)單點(diǎn)講，哪怕你將多媒體音箱的音量調(diào)至最小，它也會(huì)消耗掉不少的電能。理論上，A類功率放大器的效率最大只有50%，而實(shí)際產(chǎn)品效率只有25%左右，大半的電能都變成了熱能。A類功率放大器最明顯的特點(diǎn)是散熱片面積很大，只有少數(shù)瘋狂的桌面Hi-Fi發(fā)燒友才會(huì)去購(gòu)買，所以這類產(chǎn)品在多媒體音箱市場(chǎng)上并不多見。

B類功率放大器

B類功率放大器采用推挽式互補(bǔ)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，通過兩只晶體管輪流導(dǎo)通，分別放大模擬音頻信號(hào)的正負(fù)兩個(gè)部分。采用這種結(jié)構(gòu)的功率放大器不僅可以消除靜態(tài)損耗，而且能將用電效率大幅度提高。但是，由于晶體管存在死區(qū)電壓，使得B類功率放大器存在嚴(yán)重的交越失真，音量較小時(shí)信噪比很低或根本聽不到聲音。因此，這種類型的功率放大器在多媒體音箱中極少應(yīng)用。

AB類功率放大器

作為B類功率放大器的改進(jìn)方案，AB類功率放大器通過增加少量元件等措施給兩只晶體管提供一定偏置電壓的方法，消除了交越失真。因此，AB類功率放大器的線性度接近A類功率放大器，在保證較好音質(zhì)的同時(shí)，極大地降低了功耗。因此，AB類功率放大器在多媒體音箱中應(yīng)用得最為廣泛。

D類功率放大器

D類功率放大器也被稱作PWM功率放大器，是一種以節(jié)約電能作為出發(fā)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。D類功率放大器的前置IC將音頻信號(hào)調(diào)制為寬度隨信號(hào)幅度變化的高頻脈沖，藉以控制功率放大器部分的晶體管以相應(yīng)的頻率飽和導(dǎo)通/截止，功率管輸出的調(diào)制信號(hào)經(jīng)低通濾波器去除高頻信號(hào)后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。D類功率放大器因其晶體管處于飽和導(dǎo)通或截止兩種狀態(tài)，自身損耗極小，效率可達(dá)90%以上。

通過對(duì)以上4類功率放大器的分析，我們知道A類、B類與A B類功率放大器由于晶體管內(nèi)阻的影響，輸出電流隨輸入電流增長(zhǎng)的同時(shí)，晶體管自身消耗的電能也隨輸出電流的增大而增加。其中A類功率放大器的功耗最高，B類功率放大器功耗相對(duì)最低，而A B類功率放大器則介于前兩者之間。不過，B類功率放大器由于存在嚴(yán)重的交越失真，并不適合多媒體音箱。所以，“音量越大，功耗越高”在采用A類或A B類功率放大器的多媒體音箱上是成立的。而在另一方面，D類功率放大器的晶體管由于只會(huì)處于飽和導(dǎo)通或截止兩種狀態(tài)，無論音量大小，功耗幾乎相同。因此，“音量變大，功耗相同”在采用D類功率放大器的多媒體音箱上是成立的。這樣，我們?cè)诨卮稹岸嗝襟w音箱的音量越大，功耗是否越高？”時(shí)，就有了第二種答案——還有“葛朗臺(tái)”不敢將多媒體音箱的音量調(diào)節(jié)過50%嗎？雖然D類功率放大器有著自身損耗小，效率高的優(yōu)勢(shì)，但是由于電路相對(duì)復(fù)雜、制造成本較高，過去在多媒體音箱上應(yīng)用得較少，只在一些汽車音響或便攜設(shè)備中采用。現(xiàn)在，隨著制造成本的不斷降低，采用D類功率放大器的多媒體音箱在市場(chǎng)已經(jīng)逐漸多了起來，如輕騎兵X20、漫步者M(jìn)12采用的都是D類功率放大器。當(dāng)然，并不是所有的多媒體音箱廠商都會(huì)告訴你它們采用的功率放大器類型。如果想了解你的多媒體音箱是“音量越大，功耗越高”，還是“音量變大，功耗相同”我們的答案是：你最好按照我們的方法進(jìn)行一次測(cè)量！