功率放大器是揚聲器系統(tǒng)的驅(qū)動源頭，需在高電壓、大功率、高溫狀態(tài)下長時間連續(xù)運行，是擴聲系統(tǒng)的主要耗能“大戶”，直接關(guān)系到擴聲系統(tǒng)的音質(zhì)、能耗和可靠性。
因此，優(yōu)質(zhì)、高效、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功放受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。近年發(fā)展起來的數(shù)字功放雖有90%的高電源轉(zhuǎn)換效率(簡稱能效) ，但因低音能量不足、波形不純和價高而未能獲得廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)功放的能效通常在50％左右(AB類放大、8歐揚聲器負(fù)載)，能效還會隨著負(fù)載阻抗的降低而下降，不僅發(fā)熱量和能源消耗大，而且影響功放長期運行的可靠性。
廣州市科昱音響設(shè)備有限公司歷經(jīng)10年、耗資千萬、自主創(chuàng)新了多項專利技術(shù)，終于在2013年初，推出了KE系列智能網(wǎng)絡(luò)功放。該產(chǎn)品的能效與數(shù)字功放相當(dāng)、低頻功率儲備非常充裕（遠遠超過數(shù)字功放）、內(nèi)置與各類揚聲器配接的多功能DSP數(shù)字處理模塊、計算機網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控和主備機自動無縫切換等先進功能于一身，經(jīng)國內(nèi)外用戶應(yīng)用，獲得一致好評。
圖1 KE智能網(wǎng)絡(luò)功放內(nèi)部結(jié)構(gòu)
在2014年3月德國法蘭克福專業(yè)燈光音響展覽會上，無與倫比的音響效果，獨一無二的高能效和先進的網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控等優(yōu)異功能獲得了國際著名同行的高度評價。
展會上，國際頂級的意大利Power soft數(shù)字功放研發(fā)總監(jiān)Paolo Franceschi先生帶領(lǐng)研發(fā)團隊與科昱公司進行了深入的技術(shù)交流，對科昱公司取得的研究成果非常驚訝和認(rèn)可，并深表敬意和祝賀。德國BOSCH公司的Mark先生非常認(rèn)可KE智能網(wǎng)絡(luò)功放產(chǎn)品系列，并深入地交流了專業(yè)功放的研發(fā)和應(yīng)用心得，希望能與科昱公司進一步合作。著名的MAG AUDIO揚聲器制造公司總裁Leonid Khasin先生專門到展位邀請科昱公司到他們展位演示試音，他們的技術(shù)總監(jiān)Dmitrienko Oleg先生對KE智能網(wǎng)絡(luò)功放的音質(zhì)非常滿意，并予以高度評價；還有很多銷售商表示愿與科昱公聯(lián)手開發(fā)國際市場……。
(a) KE智能網(wǎng)絡(luò)功放待機界面 (b) KE智能控制器待機界面
圖2 KE智能產(chǎn)品待機界面
KE智能網(wǎng)絡(luò)功放開發(fā)的成功，震撼了國際同行，為我國爭光添彩。為能共享國內(nèi)首創(chuàng)、世界領(lǐng)先的科昱KE智能功放系列產(chǎn)品成果，經(jīng)科昱公司同意，特對該產(chǎn)品進行剖析：
1．創(chuàng)新的高效供電電源
為解決傳統(tǒng)功放供電電源的體大笨重，現(xiàn)已廣泛采用體積小、重量輕的高頻開關(guān)電源供電。但是普通開關(guān)電源存在電磁干擾大、電源效率低和功率儲備小等問題，科昱公司首創(chuàng)超高導(dǎo)磁率（大大超過鐵氧體）/超高磁通密度（大大超過鐵氧體）納米磁芯高頻小型環(huán)形變壓器的供電電源，特點是功率大、體積小、電源效率高，電源內(nèi)阻低、功率儲備大，可以瞬間提供大電流驅(qū)動超重低音揚聲器負(fù)載。
表1 功放供電電源技術(shù)性能對比
2．創(chuàng)新的優(yōu)質(zhì)高效功率放大器
采用微處理器高效浮點控制的輸出功率放大專利技術(shù)，功放管上的直流供電電壓隨著信號大小跟蹤變化，大大提高了功率放大器的能源轉(zhuǎn)換效率。它具有AB類功放的優(yōu)秀音質(zhì)和D類數(shù)字功放的能效,在不同負(fù)載情況下都可高效輸出充裕的音頻功率。整機能效在8歐姆負(fù)載情況下可達89％。為了適應(yīng)不同功率的揚聲器配接，KE智能功放可以任意設(shè)定輸出功率直至最大，2歐姆負(fù)載的最大輸出功率達到4600W/每通道。也可長期可靠地運行于橋接狀態(tài)，此時輸出功率倍增，即8000W/橋接4歐姆負(fù)載。
完善的可靠性保護設(shè)計，不僅可以保證功放長期穩(wěn)定運行，還能保證誤操作時不損壞機器設(shè)備。KE功放的可靠性設(shè)計包括：開機、關(guān)機保護、負(fù)載開路、短路保護，直流輸出截斷保護、過熱保護，增益自鎖保護，輸入過載保護，供電電源浪涌電流保護等。
功放內(nèi)部有一個實時檢測負(fù)載阻抗的電路，使功放的輸出功率根據(jù)負(fù)載的大小作出相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)負(fù)載阻抗過低時，檢測電路會發(fā)送一個信號給“增益自鎖電路”，該電路會做出對應(yīng)的自動調(diào)整，保證功放輸出不過載。
過熱保護由機器內(nèi)部的溫度傳感器發(fā)出的指令信號經(jīng)由微處理器自動降低功放增益來完成。當(dāng)溫度降低到設(shè)定限值時，音量又會自動增加到初始狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生瞬間突發(fā)性特大輸入信號或擴聲系統(tǒng)發(fā)生嘯叫時，KE智能功放會自動減小輸出功率，防止揚聲器過載損壞。嘯叫解除，自動恢復(fù)正常。每臺KE智能功放設(shè)有模擬/數(shù)字信號輸入接口，方便接入數(shù)字音頻信號或模擬音頻信號。此外，還有兩個RS485聯(lián)網(wǎng)接口。
信號處理、控制模塊、功率放大、主電源四個組成部分，構(gòu)成一個相互關(guān)聯(lián)的閉環(huán)自控系統(tǒng)，它們不但能自檢工作狀態(tài)，還能互相傳輸控制信息，協(xié)同工作。功放啟動時，總控制電路自動檢測各相關(guān)電路的狀態(tài)，確認(rèn)各部分電路狀態(tài)正常后就啟動整機。在整機運行中，各部分自帶的微處理器實時自動檢測自身工作狀態(tài)，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給其他相關(guān)聯(lián)的微處理器，相互進行數(shù)據(jù)信息交換。信息交換過程中如果某個部分的電路數(shù)據(jù)發(fā)生變化，那么其它的電路就會自動做出相應(yīng)的調(diào)整，這種閉環(huán)自動控制系統(tǒng)大大提高了功放的可靠性和穩(wěn)定性。
4． 內(nèi)置DSP數(shù)字處理器
內(nèi)置雙通道32bit專用浮點DSP數(shù)字處理器，內(nèi)含高性能的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、每個通道有7段參量均衡器和兩個高切低切濾波器（為揚聲器系統(tǒng)配套外置電子分頻器用）、80ms可調(diào)延時器、壓縮/限幅器、數(shù)字噪聲門、相位反轉(zhuǎn)功能等，有99個用戶存儲器，可存儲用戶最喜愛的調(diào)試參數(shù)，可設(shè)置30個區(qū)域分組，還有通道復(fù)制(copy)功能，方便調(diào)試。適合各類擴聲系統(tǒng)應(yīng)用。
(a) KE智能網(wǎng)絡(luò)功放參量EQ1控制界面 (b) KE智能網(wǎng)絡(luò)功放功能控制界面
圖4 DSP數(shù)字處理器參數(shù)設(shè)置面板
5．計算機網(wǎng)絡(luò)遠程集中監(jiān)控和主備機全自動切換功能
KE智能網(wǎng)絡(luò)功放只需通過一臺裝有KE AUDIO控制軟件的電腦和一根網(wǎng)線聯(lián)網(wǎng)，最多可遠程監(jiān)控255臺功放�？梢詫崟r監(jiān)控每臺功放的工作狀態(tài)、工作模式、機內(nèi)溫度、音量和功放的輸出功率等。還可在遠程監(jiān)控電腦上調(diào)取聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中任意一臺功放A、B兩個通道的DSP參數(shù)，例如參量均衡器、高低通濾波器、延時器、壓縮/限幅器、噪聲門的門限電平等進行實時遙控調(diào)整。
更驚奇的是，KE智能網(wǎng)絡(luò)功放還可以通過自帶的EMC檢測端口連接KE260智能控制器，組成一個4主一備，8主一備，12主一備等全自動無縫切換系統(tǒng)。KE260智能控制器可以自動檢測監(jiān)控功放的運行狀態(tài)，可以識別高頻、中頻、低頻或全頻四種信號，如果KE260檢測到某臺功放無信號輸出，便會自動將備份功放切換到故障主功放的位置，實現(xiàn)無覺察的無縫自動切換。確保擴聲系統(tǒng)萬無一失地穩(wěn)定可靠運行。KE260智能控制器還能提供20000W一進六出的時序電源，內(nèi)置π型濾波器，凈化電源，防止干擾。
每個計算機網(wǎng)絡(luò)遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)，1臺電腦終端最多可監(jiān)控51套4主1備功放系統(tǒng)，由1臺電腦終端遠程監(jiān)控、調(diào)取和修改每臺功放的參數(shù)，也可以在遠程終端電腦上控制網(wǎng)內(nèi)任意一臺功放的聲音和運行模式，從而真正實現(xiàn)大、中型擴聲系統(tǒng)的遠程智能化監(jiān)控。
6.主要技術(shù)指標(biāo)
型號 KE1600D KE2400D
輸入/輸出通道數(shù) 2 2
額定輸出功率（RMS）：8 歐每通道 1600W 2400W
額定輸出功率（RMS）：4 歐/2 歐每通道 2700W/4600W 3800W*
額定輸出功率（RMS）：橋接8歐/橋接4歐 4600W/8000W 6200W*
整機效率：8 歐 89% 89%
輸入靈敏度 0dB-9dB 0dB-9dB
輸入阻抗 30KOHM（平衡/立體聲） 15KOHM（非平衡/并聯(lián)）
轉(zhuǎn)換速率 >30V/us >30V/us
阻尼系數(shù) 200-1000（可調(diào)） 200-1000（可調(diào)）
信噪比（A計權(quán)） >100dB >100dB
總諧波失真加噪聲 20 Hz - 20 KHz(1 W) <0.08% <0.08%
頻率響應(yīng) (1 W , 8 ohms, 20 Hz - 20 KHz) ±0.3dB ±0.3dB
輸入共模抑制比(CMR) 20 Hz ~ 1 KHz >78dB >78dB
內(nèi)部采樣率/內(nèi)部數(shù)據(jù)處理 48KHz/32bit浮點 48KHz/32bit浮點
設(shè)備預(yù)置：機身內(nèi)存儲的預(yù)置數(shù)量 99個
增益：電子衰減器 0dB-50dB , 1dB步進
前面板用戶界面：日光下正常顯示 4.3英寸TFT，LCD 液晶屏顯示
后面板接口：10/100自適應(yīng)網(wǎng)口 3 x RJ45 （以太網(wǎng)端口）
后面板接口：監(jiān)控界面 KE AUDIO軟件通過以太網(wǎng)控制
電源工作電壓 160V - 260V/50Hz 軟啟動/浪涌電流限制：6A
尺寸 (寬/高/深) 寬: 483 mm（19英寸），高: 88 mm (2 U)，深: 440 mm
重量 (凈重) 15 kg
* 出廠時標(biāo)稱2歐負(fù)載的輸出功率已經(jīng)設(shè)定在與4歐負(fù)載相同的功率。
7.系統(tǒng)應(yīng)用：1200㎡/1000座一等劇場
主擴聲系統(tǒng)由兩條線陣列揚聲器組成左右立體聲系統(tǒng)，每條垂直線陣列揚聲器有3個JBL VRX932 LA全頻揚聲器模塊和1個超低音揚聲器。由四主一備5臺2*1600W/8Ω的KE智能功放系統(tǒng)立柜驅(qū)動；舞臺返聽系統(tǒng)由另外一個2*1600W/8Ω的KE智能功放系統(tǒng)立柜驅(qū)動。經(jīng)計算可達到下面的擴聲效果：
（1）最大峰值聲壓級的平均值Lm=105dB（直達聲聲壓級），加上混響聲聲壓級1.5～2.0dB，實際可達到
LM=107dB。
（2）聲場不均勻度為107-103=4dB，
（3）電聲系統(tǒng)頻響特性：57Hz～20KHz(-10dB)
（4）聲塔純重：W=12×21.8kg=262kg
圖6 1200㎡/1000座一等劇場系統(tǒng)圖
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