负载阻抗

车载功放正常工作时所能支持的负载

负载阻抗是指车载功放正常工作时所能支持的负载，也就是车载扬声器的阻抗，其单位是欧姆(Ω)。大部分车载功放的负载阻抗是在2-8欧姆。负载阻抗越低则车载功放的电流输出能力越大，越容易搭配一些低阻抗的车载扬声器，而且也越容易驱动比较长的信号线。

内容简介

在选购车载功放时，要注意与车载扬声器的阻抗匹配问题，也就是其负载阻抗范围要不小于车载扬声器的阻抗，最好是与载扬声器的阻抗相当，只有这样车载功放才能安全工作并提供最理想的功率输出。

阻抗

任意一个用电器（实际应该说是电气元件，为了通俗点统称用电器）都有一定的阻抗，相对于电源（恒压或恒流源）而言这个阻抗就是负载阻抗。

那么什么叫阻抗呢？在具有电阻、电感和电容的电器里，对电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成，但不是三者简单相加。在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小有差异而已。电阻很小的物质称作良导体，如金属等；电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。还有一种介于两者之间的导体叫做半导体，而超导体则是一种电阻值几近于零的物质。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体器件，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。

阻抗影响

在线性电路中，当负载电阻等于信号源内阻时，负载可以从信号源得到最大功率输出，即“阻抗匹配”。人们在应用这一原理时，往往忽略了前提条件，即:信号源电压的大小是不随负载大小而改变的。当不满足这个前提条件时，我们就不能应用关于实现阻抗匹配就可以得到最大功率输出的原理。在功率放大器中，这个前提条件常常是不能满足的。

晶体管低频功率放大器输出电阻的数值和放大管输出端的电路连接情况有关。人们常常将晶体管h参数中的hoe作为共发射极放大器的输出电导，下面我们就按以1/hoe作为放大器的输出电阻来对问题进行分析。

先考察甲类单边功率放大器的情况。晶体管手册上给出的hoe就是图中特性曲线的斜率。假定晶体管的静态工作点选在Q点，如果放大器的负载电阻等于1/hoe，那么负载线的斜率在数值上等于hoe，只是符号相反。在保证晶体管工作不进入饱和区的条件下，容许的输入信号电流Ib由IbQ/2变至3IbQ/3时放大器的输出功率在数值上等于功率三角形ABC面积的1/4。如果选一个小一些的负载电阻(小于1/hoe)。在保证晶体管工作既不进入饱和区，也不进入截止区的条件下，容许输入信号电流Ib由0变至2I bQ，放大器的输出功率在数值上等于功率三角形DEF面积的1/4.

负载电阻不等于放大器输出电阻时的输出功率，要比负载电阻等于放大器输出电阻时的输出功率大，也就是说当实现阻抗匹配时，并不能获得最大的功率输出。导致这一结果的原因在于:当负载电阻较小时，容许的输入信号的变化范围较大。而在阻抗匹配的情况下，如果将输入信号加大到和负载电阻较小情况时一样大，就会使晶体管工作进入饱和区而造成输出信号的严重失真。

以上分析说明，在功率放大器中，为了在失真不大的情况下获得尽可能大的功率输出，其容许的最大输入信号是随负载阻抗的大小而改变的。

影响分析

热声发动机仅由管道和换热器构成，利用声场固有的压力和速度振动以及二者间的相位关系，实现热能向机械能的转换，除振动的工作气体外，没有任何运动部件.采用热声发动机代替常规机械式压缩机驱动脉管制冷机，从室温到低温完全无运动部件，可实现长期、稳定、可靠运行，因而受到各国科研工作者和工业界的关注.当热声发动机与负载相连接而成为一个整体时，其整机性能不仅取决于热声发动机，同时也受制于负载的阻抗特性.为了探索热声发动机与负载的祸合关系，进而为优化热声发动机与脉管制冷机的匹配提供理论指导，本文根据线性热声理论，针对驻波型热声发动机驱动阻容负载进行了数值模拟，根据模拟计算结果，分析讨论了阻容负载的阻抗对热声发动机的压力振幅、速度振幅、板叠热端温度以及传递给负载的声功率等性能的影响。

根据模拟计算和实验结果可知，当阻容负载的声阻与容抗相等时，热声发动机传递给负载的声功率最大，但此时负载入口处的压力振幅和压比最小。此外，阻容负载的气库体积越大，声功率的最大值越大，而压力振幅和压比的最小值越小，过大的气库体积可能导致热声系统无法起振.对于热声驱动脉管制冷机，既需要热声发动机传递更多的声功率给脉管制冷机，又同时保持脉管制冷机入口处较大的压力振幅和压比，才能实现优越的制冷性能.因此在设计与热声发动机相匹配的脉管制冷机时，必须根据热声发动机的驱动能力确定脉管制冷机的体积，以无负荷制冷温度或给定温度下的制冷量作为目标，折中热声发动机传递给脉管制冷机的声功率以及脉管制冷机入口处压力波的振幅和压比对其制冷性能的影响，适当地匹配脉管制冷机的声阻和容抗。容负载的模拟计算和初步实验结果表明，负载的阻抗对热声发动机的性能具有重要影响。当声阻与容抗相等时，热声发动机传递给阻容负载的声功率最大，但此时负载入口处的压力振幅和压比最小，板叠热端温度最高;声容的体积越大，即容抗越小，对应的峰值越高，而谷值越低.当负载的声阻小于容抗时，容抗占优，由于此时声容的分流作用明显，引起靠近负载的左侧板叠热端处速度振幅明显小于远离负载的右侧板叠热端速度振幅，导致左侧板叠热端温度明显高于右侧.当负载的声阻大于容抗时，声阻占优，热声发动机传递给负载的声功率以及板叠热端温度均随声阻增大而减小，负载入口处的压力振幅和压比随之呈增大趋势，声容的分流作用受到声阻抑制，左右两侧的速度振幅和板叠热端温度均随声阻增大而趋于相等。

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