喇叭功率探討 @ 蕭尼克的Audio Sharing

曾經有硬體電子工程師主管問我，speaker power要怎麼量。當時很自然的回他：就是電壓平方除以喇叭阻抗(4 ohm之類的)。可能是之前跟他說過喇叭並不是只有單一阻抗，而是有AC阻抗，每個頻率點阻值都不同，所以他想了老半天說：我覺得用P=I*V量應該是最準確的，既然交流阻抗那麼麻煩，直接用喇叭兩端電壓差與經過電流計算就可以了吧。

後來量得輸出瓦數很小，他繼續推斷：這麼小的瓦數輸出不可能把喇叭燒壞。這是另一個故事了，只是在計算喇叭功率這件事成為了心中的小疑惑。

前陣子看到某客戶對喇叭廠的測試規範，又激起我的好奇心，上網查了speaker nominal impedance定義（真的不好找），與自己歸納的一些結論分享給大家。

上圖簡單示意了喇叭阻抗對頻率圖，其額定阻抗定義為過共振頻率後最低的阻抗，以上圖來說剛好是４歐姆。有人說用三用電錶量到的就是喇叭阻抗這點並不完全正確，會差一點點。

為什麼前述主管使用P=I*V會量到較小功率呢？以1kHz為例，上圖阻抗為5歐姆，則輸入1V的情況下會有200mA流過，也就得到0.2W的功率，並非是慣用的P=V^2/R=0.25W。那麼，到底誰是對的誰是錯的？

簡單整理以下三點給大家做參考：

因為放大器（或測試設備）首要目標是放大電壓，之後才會去考慮功率輸出。若要量測一個喇叭在額定功率的頻率響應，則放大器輸出就要針對不同喇叭頻率做不同電壓輸出的調整，相當麻煩。
承上，因每個喇叭的阻抗曲線不同，為了達成定功率量測（喇叭常說額定功率），放大器將使用不同輸出響應，也就是每個喇叭之間將無法比較，因為音源各自不同。
在輸出方面，要達成不失真，理論上放大器輸出將是平坦的電壓頻率響應，之後才交給喇叭各自展現。

以上三點是我認為該使用P=V^2/R來當做喇叭額定功率來看待的原因，雖然P=I*V為真正實際輸出功率，但是在喇叭廠定義、與實際應用上是相違背的，所以它雖然是對的，也是錯的。

功率為世界上能源的標準單位，負載也都是以瓦數做為標準來定義。但在電子電路上，常要以電壓做為起點去思考，再加上電流，進而換算得到功率。