整个行业都知道（或者说是应该知道）扬声器驱动单元是十分脆弱的，在音响系统中需要小心的为每个组件选择恰当的放大器功率。

在现场音响控制的领域，尤其如此，我们总是试图榨取出扬声器的所有能力，再提高几分贝或者提升最后四分之一八度的表现。尽管换能器相关的技术在过去的几十年里已经取得了相当大的进步，现在的技术能够承受更高的功率提供更宽的频带宽度，但知道如何正确的为扬声器供电的重要性丝毫没有减弱，还和它在扩声领域诞生之初时一模一样。

图片由Jean Scheijen提供

如果您上过Live Audio Board这类的网站，那您一定见到过网站上面关于驱动单元故障/损坏原因的各种各样的解释。

我就看到过人们把驱动单元故障/损坏的原因归咎于：放大器的削波，功率过大，功率不足，限制器设置不当，DC，方波，过度偏移，交叉点的选择，使用系统压缩器，不使用系统压缩器，音乐流派，错误的喇叭负载，高温，低温，还有潮湿。我没有列出全部，但其中的大部分您应该都听说过。

这些花里胡哨且经常是自相矛盾的解释让人们很难决定究竟要给扬声器组件提供多大的放大器功率，即使是对许多高级用户也是如此，然而这其实本来是个很简单的问题。

扬声器故障

幸运的是，这个问题的真正答案其实非常简单，而且还考虑到了上面所列出的全部解释。扬声器故障的原因有两个，即过热和偏移过度。

扬声器过热会烧坏音圈，造成音圈卡在磁隙中，或者导致电路断路。偏移过度会使音圈的往复运动过于猛烈，突破了其机械限制，从而撕裂扬声器单元。尽管扬声器由于被踢打，摔磕，或者水浸而故障损坏的例子并不罕见，但这些并不在本文的讨论范围内，本文只讨论由于放大器导致的扬声器故障。

偏移过度是一个很好理解的现象。这种现象很容易观察，可以用尺子测量出来，并且还有精确的公式，可以根据驱动器的加载范围和放大的频率来计算出偏移量。这种故障很容易被记录下来，因为当它发生时，驱动器看起来就像是被强行撕裂开来，会对扬声器音盆，音圈等部分造成明显的损坏。

某些扬声器对偏移过度的耐受力比较强，但这绝不是一个好事情。因为元器件制造商会在XMech的详细参数中，列出他们生产的驱动器在机械结构上的最大移动范围限制，这个值通常都会超过XMax的值。XMax指的是音圈一部分已经离开磁隙的时候的偏移量。（见图1和图2）

驱动器已经失去了对音盆部分的控制，失真度迅速上升。尽管驱动器可能不会被损坏，但是也应该尽量避免让扬声器工作在XMax范围上，因为这可能会对其音质造成严重的影响。

长时间的在XMech范围上使用扬声器肯定会对其驱动器造成损伤。优秀的音频工程师在扬声器接近XMax的时候，很可能会听出其声音的变化，并意识到扬声器已经到达极限了。

即便一位糟糕的音频工程师也很可能听出扬声器到达了其XMech，因为音圈运动到极限时会产生很大的噪音，如果他们没有注意到这一点，扬声器很快就会被损坏，这点是个可信的指标。另一方面，驱动器过热并不像偏移过度这样容易被理解，也很难被测量和记录。

图1由Geoff Dane提供

把扬声器的音圈想象成一个电加热器：给它施加一定的电压，线圈的温度就会升高。非常低的电压只会产生很少的热量。而非常高的电压则会让音圈产生大量的热量，直到音圈产生的热量超过其可承受的程度然后起火燃烧。

与家用电热取暖器中的红色发光元件不同，扬声器音圈由非常细且脆弱的导体组成（不能够承受很高的热量）。

在专业音响中，为了让音圈能够承受我们所需的功率而不损坏，可以通过两种方式冷却音圈，一是将音圈的热量传导到磁体组件中，二是通过音盆的运动向磁体结构泵送冷空气。

现代音圈可以承受住大量的热量，但其承受能力仍然有非常明确的上限。（见 图3）

图2由Kent Clasen提供

峰值系数/波峰因素

让这些变得的更复杂的一个因素是“峰值系数”。波形的峰值系数是其最大振幅与其RMS值的比值，可以用dB表示。

纯净的直流信号的峰值系数是0 dB。纯净的正弦波的峰值系数是3 dB。粉红噪声的峰值系数是6dB。具有相同RMS值的信号将会产生相同的热量，但它们之中具有较高峰值系数的信号意味着拥有较高的峰值振幅，这会让它的声音听起来非常不同。

最重要的是，现场表演的峰值系数通常约为20 dB，意味着最大振幅比RMS高100倍！

图3由Jim Bowersox提供

由于峰值系数的存在，在扬声器和其组件的技术参数中经常会标注三个额定功率，这三个额定功率通常被称为连续额定功率（即额定功率），音乐功率（也叫表演功率），和峰值功率。实际上，这些只是表达同一件事情的不同方式，但是它们具有不同的峰值系数。

连续额定功率（即额定功率）在AES的 IEC 268-5规范中被定义为：在驱动器的工作带宽范围内，扬声器能够长时间承受的粉红噪声（6 dB峰值系数）的功率值。

这是一个相当不错的考虑了“最坏的情况”的方案，因为，如果那些您试图重现的音乐只有6 dB的峰均比，那他们听起来都会像是噪音。通常来讲，扬声器的音乐功率会被列出来，相对来说它会高3dB，或者功率是两倍。

一些主要的制造商并没有列出他们生产的扬声器的连续（AES）额定功率，因为对于消费者来说，数值总是看起来越大越好。厂商只列出了音乐功率和峰值功率，比额定功率高出3 dB，瓦数值也是其两倍。

重要的是，您要意识到，这些数值，即使再高，也仅仅表示当您需要再现具有更多动态，动态余量，峰值系数等信号时所应该使用的放大器功率值。

在获得这些数值时，人们假定信号的平均功率在每个额定功率下都是相同的，但随着信号的峰值与其RMS值之间的差距逐渐增大，可以使用更高的峰值放大器功率输出来重现这些峰值信号而不会造成驱动器过热。

如果要更准确的表达出一个扬声器的功率容量，可能需要在较低的数值范围内列出更多的功率级别。一个功率为100瓦的驱动器（以AES规范，到达其极限时）在使用正弦波进行驱动时，可能仅能够承受50瓦的功率。（正弦波的峰值系数只有3 dB）。

如果施加的是直流电（直流电的峰值因数是0 dB），那么它所能承受的功率将很可能低于25瓦。当一个驱动器可以承受400瓦的峰值功率时，没有哪家心智正常的制造商会在他们的参数列表中写：“25瓦，直流电”。因此，我们只能靠自己来做一些计算工作了。

图片由Jean Scheijen提供

幸运的是，一个驱动器可以承担的直流功率或者正弦波功率的数值，对所有人来说都毫无意义，因为音乐绝不可能是由这种波形组成的。如果您的目的是从驱动器获取最高的性能，在选择放大器额定功率时，使用峰值功率作为参考则更准确。

此外，我们还有很多的选择可用来冷却由高动态信号所驱动的扬声器。

让我们来看一个真实的例子。这是一段来自All Time Low乐队的现场录制样本。乐队表演了他们的歌曲“Jasey Ray”， 图4中展示了其真实的波形。绿色的粗线是波形的RMS值，驱动器热量和电压的关系。

图4由Phillip Graham提供

在图中您可以看到，信号的实际峰值远高于RMS值，准确的说，高了14 dB。为了说明这一差距到底有多大，我来举一个例子：一个能够提供1000瓦功率的放大器将被限制在其干线电压再现信号的极限，同时仅有40瓦的RMS。这个差异是非常巨大的，特别是在现如今。（现在我们有了大于100瓦额定功率的压缩驱动器和大于1,000瓦的额定功率锥形驱动器。）

这些差异正是许多专业的系统中，一个放大器能为高频部分提供500-1000瓦特甚至更高功率，而该部分只能承载100瓦特的AES很常见的原因。

如果压缩驱动器被以图4所示的波形驱动， RMS是100瓦，则放大器必须能够提供2,500瓦的功率才能够再现其峰值！如果使用的放大器功率少了，将会造成波形的顶部被削掉，从而产生失真，声音听起来就会变差。

在现实世界中，我们永远不知道我们会给扬声器供应什么样的信号。允许真正的专业系统运作如此之多的“过剩”放大器功率需要非常谨慎设置限制。如果设置系统处理以使限制器将信号的长期功率保持在或低于扬声器的RMS能力，那么如何使用无限量的放大器功率而没有危险可想而知。

由于限制器能够保证其产生的热量的平均功率不会达到破坏性的水平，因此可以安全地使用“超额”的放大器功率来再现峰值和力度，确保小军鼓的声音仍然可以清晰可辨，而不会让来自底鼓的低频声音彻底压制。

峰值 vs RMS

能够区分常用的峰值限制器和恰当的RMS限制器非常的重要。峰值限制器能够阻止放大器产生削波，也可以被用来保证信号不超过驱动器的峰值额定功率。

第一种情况并不是什么问题，因为削波通常不会损坏放大器。第二种情况则是一种无关转移;正如本文所讨论的那样，一个好的驱动器可以处理短时间的远远超过其额定功率的突发信号，能够保持信号动态的完整性。

所有的峰值限制器都会限制我们试图重建的高保真度。然而更糟糕的是，限制器可能会给我们带来虚假的安全感......当一位音频工程师发现某个系统已经超过了其限制器阈值，会认为系统仍然可以继续工作，而被错误使用的峰值限制器会对系统起到保护作用。

然而实际情况是，随着信号被限制器限制，其RMS值会增加，但其峰值保持不变。换句话说，限制器不能阻止信号带来的破坏性的热功率的增加。

随着这位音频工程师继续应用“气体”，信号的力度将变得越来越弱，并且随着其峰值被进一步压扁，信号电平的每次增加都将伴随着感知响度的小幅增加。

最后，这位做了很多无用功的音频工程师会将信号的RMS电平提高到扬声器系统能够承载的电平之上，这样做会造成系统过热而引起灾难性的故障。

上面所述的情况说明了为什么峰值限制器，除了能够限制驱动器偏移过度以外，对驱动器并不能起什么保护作用。如果整个信号路径中只有一个限制器，则应该仅将其用来防止驱动器过热。如果放大器开始产生削波效果，但扬声器尚未达到其XMax和热限制，那么削波的产生就不是什么大问题。

这种情况下的削波仅代表没有足够的附加放大器输出来使系统达到其性能极限。

如果没有限制器可用，那么在操作时必须非常小心，以确保不会使系统超越其承受能力。在这种情况下，按照驱动器的“额定功率”或“峰值功率”等级来定义放大器的大小是比较合适的，这样做，工程师可以使用它们的clip/limit指示灯来确定扬声器系统是否已经接近极限。

对于被高度压缩的音乐（比如很多舞曲），这可能不是一个非常好的指标，因为信号中已经被高度压缩的峰值可能不会触发放大器上的clip/limit指示灯，而当指示灯有反应的时候，信号的RMS值已经过高了。

试图将连接扬声器的放大器的功率限制在不会摧毁驱动器的程度是一种徒劳且无益的行为。大多数的功率放大器可以暂时输出超过其额定功率的功率，甚至可以到达其额定功率的两倍，但由于限幅和削波，它们发出的声音听起来会很糟糕。

为了确保这种情况不要发生，我们必须选用功率小于驱动器AES额定功率一半的功率放大器。由这种妥协的做法所导致的系统性能损失，在我使用过的所有系统中，都是不可接受的。

因为这意味着为额定功率100瓦的驱动器使用50瓦的放大器，然而在额定功率100瓦的驱动器上使用400瓦的放大器才更适合。最实际的做法是：要么相信使用您的系统的技术人员的能力，要么使用正确配置的限制器。

在音频领域的最前沿，可以从扬声器中榨取出远远超过其标称的额定功率的性能。借助与坚固的驱动器，大型的放大器，优质的限制器的帮助，可确保系统的安全，同时允许足够多动态余量，能够清晰逼真地再现几乎任何风格的音乐。

通过更好地理解驱动器故障情况和扬声器的额定功率，您可以更好地选择放大器，从专业音频系统中榨取出更多的性能。

图5由Trace Knight提供

还需注意：功率的重要性

了解放大器功率（是其最常见的规格参数）与声音输出之间的关系非常重要。

想要使一个一个扬声器的声功率提高3 dB，放大器的功率需要提高两倍。普遍认为，3dB是人耳可检测到的最小声压差。

如果您想让您的音响系统更响，您至少需要提高功率放大器两倍，或者将扬声器至少提高3 dB。这意味着如果您有一个1,500瓦的放大器，打算用一个2000瓦的放大器来替换它，这么做只能提高1.2 dB，所以您还是把这笔钱省下来比较合适。

至少需要3000瓦才能显着提高其性能......如果您的扬声器无法承受这么高的功率，请更换具有更高的功率承载能力的扬声器，或者换成拥有更高效率的扬声器。