要怎么不烧掉你的音箱！？浅谈阻抗匹配

　　先承认这张照片有点太夸张了，而且喇叭的部位其实不会烧起来。
　　但是当讯号经过后级放大成高电流时，若是作为负载的箱体(Cabinet，本文将以CAB简称)和音箱头的阻抗没有匹配的话，轻微的话会导致不正确的音色，严重的话有可能会使音箱故障，直接变成一块昂贵的砖头。所以在搭配时还是要谨慎一点，才能避免这种令人心痛的结果。
　　这篇文章我们会提到箱体和负载的关系，常见的阻抗值和阻抗不匹配时会产生的影响。
　　什么是箱体(Cab)?
　　吉他音箱通常可以分成1.前级 2.后级 3.喇叭单体(Speaker) 三个部位。把三个全部做进一个箱子里的我们会称呼他为Combo音箱；把前级和后级做成音箱头(Head)，再把喇叭单体独立做成箱体(Cab)的组合是Stack音箱。
　　Stack音箱能有许多不同品牌型号的搭配，音色的变化性更灵活，但因为Cab有不同的阻抗设计，所以在选择时也需要考虑是否匹配；Combo类的音箱已经把Head和Cab做在一起了，所以使用者通常不用去思考阻抗匹配的问题(除非要另外接一组CAB)。
　　▲音箱可简单分成Combo和Stack两种。图片来源为PROMENADE MUSIC
　　喇叭单体的运作方式是从音箱送出经过放大的电讯号，导通至喇叭上的线圈产生磁场，该磁场会随着电流大小的变化和喇叭内的磁铁产生强弱不等的互斥，连带带动振膜的震动，因此能将电讯号转化成声波。和麦克风的原理恰好相反。
　　▲通电后的线圈可以带动振膜发出声波。
　　什么是负载(Load)?
　　根据维基百科的定义，在电路中能消耗功率的组件就是负载(Load)，这些负载有些会将功率转化成其他能量的形式(如灯泡将电能转成光、喇叭单体将电能转成声音)，所以Cab可以视作声音讯号这个电路的负载。
　　阻抗不匹配
　　为了让讯号能够有效率的从讯号源到负载之间传递，我们会希望两者之间的输出和输入的阻抗是匹配的，电吉他音箱为了放大讯号，后级放大的电流只需要比较小的负载阻抗，所以最常见的Cab阻抗是4欧姆、8欧姆和16欧姆三种。欧姆数的大小由喇叭上线圈的粗细和缠绕次数来决定。
　　▲音箱头的输出通常有不同欧姆的输出来匹配不同阻抗的箱体
　　大部分的音箱头可以选择要接几欧姆的输出孔，8欧姆的输出孔搭配8欧姆的Cab就是很理想的阻抗匹配情形，如果8欧姆的输出孔接4欧姆或16欧姆的CAB，那他们就是不匹配的负载(Impedance Mismatch)，CAB的负载过高或过低会导致不同的现象，音箱的后级是晶体管或真空管的结果也会不一样。
　　晶体管:
　　后级的输出功率是在特定的负载阻抗下才能计算出来。功率=电流*电压(P=IV)，电压=电流*阻抗(V=IR)，所以功率会等于电压的平方/阻抗(P=V^2/R)。公式好多看起来有点可怕，但是这边要表达的是阻抗越大的话，输出的功率就会越小。
　　所以一个后级输出100瓦、负载是8欧姆喇叭，如果把喇叭换成16欧姆，那他的功率就会变小，讯号也较不线性，除此之外就不会有太严重的状况(SAFEMISMATCH)；那一定会有人好奇说是不是只要换成4欧姆，就会变成200瓦的音箱了?当然是没有这么美好的事情啦。电压固定时，阻抗减半的话电流也会直接变两倍，虽然功率确实会变大，但是音箱通常不会设计能够承受两倍的电流，负载不足的能量会变成废热，后级的功率晶体就会直接烧毁!
　　真空管:
　　真空管和晶体管的差异在于，真空管后级会先经过输出变压器才进CAB，所以真空管后级的功率不会受CAB的阻抗影响。真空管后级对喇叭阻抗不匹配的容许度比较高，在常见的4、8和16欧姆的阻抗都还算合理范围(SAFEMISMATCH)。在后级输出比喇叭阻抗还低的情形下，电压会上升，电流会下降，中频些微的增加；若是后级输出比喇叭阻抗还高时，则相反。根据知名音箱品牌H&K的建议是喇叭阻抗不要大于音箱输出阻抗两倍，也不要小于四分之一倍。只要在这个范围内都可以做不同的尝试。
　　小结:
　　晶体管音箱可以接阻抗比输出大的CAB，不能接阻抗比输出小的。
　　真空管音箱大的小的阻抗都可以接，不过建议要在合理范围内。
　　开启音箱时没接Cab会怎么样吗?
　　最明显的状况应该是会没有声音(讲废话)，不过一样是音箱空载(没接CAB)情况，真空管后级和晶体管后级的会发生的代价可以说是天差地远。
　　晶体管:
　　先讲结论，晶体管后级没有接CAB也不会有任何的损坏，在空载的情况下，电阻等于是无限大，不会有电流通过。
　　真空管:
　　由于真空管后级和CAB之间有输出变压器，所以在没有CAB当负载的情形下，所有后级管的能量会直接砸在输出变压器的线圈上，然后他就死掉了，所以真空管音箱切记一定要在确定有接上CAB后再开机。
　　▲H&K官方直接把警语写在输出孔旁边，在使用真空管音箱时请务必连接CAB。
　　小结:
　　晶体管音箱不接CAB不会故障，不过要是把这个习惯带去别台真空管音箱就不好了。
　　真空管音箱不接CAB可能会导致输出变压器烧坏。
　　常见问题
　　1.为什么吉他音箱箱体的阻抗都比较低?
　　阻抗越高的喇叭，就需要更大的功率才能推动。吉他音箱的重点就是要大声，所以箱体的阻抗一般不会太高。
　　2.4欧姆、8欧姆和16欧姆的音色会有差别吗?
　　单体本身的欧姆数不会影响音色，但是用8欧姆的输出的音箱，进8欧姆和16欧姆的CAB音色就会不一样。
　　假如用同一颗音箱，用8欧姆输出孔接8欧姆阻抗的CAB，或用16欧姆输出孔，但是接同一个型号，只是是16欧姆版本的CAB，得到的音色差异会很小。
　　3.如果我半夜想要用真空管音箱头录音，但是接CAB又太大声了，有什么解决办法吗?
　　因为CAB最主要是作为音箱的负载，所以有人会使用LOADBOX，作为后级的负载的同时，直接把音箱头的讯号完整的进到录音接口。
　　但少了箱体的音色听起来还是会有些奇怪，所以通常会搭配箱体模拟(CabSimulator)或IR来使音色更自然。
　　▲以箱体模拟闻名的TWO NOTES推出的Torpedo Captor X LOADBOX
　　总结
　　音箱和CAB的阻抗匹配看起来很可怕，好像一堆眉眉角角没注意到音箱就会坏掉一样，但其实只要谨守两个简单的原则——音箱后级的阻抗写多少欧姆就接到多少欧姆的CAB。
　　音箱开启时确保音箱头有接上CAB(用喇叭线，不是吉他用的乐器导线)。这两点都有做到的话，基本上就没有要担心的事情了。如果你是不喜欢遵守规则、喜欢各种尝试的坏分子，切记使用晶体管音箱时CAB的阻抗不要小于音箱输出；使用真空管音箱时一定要接上CAB。这样你的音箱才能跟着你长长久久喔。
　　内容来自：音响联盟