肆拾、動態餘裕

今天用於專業聲頻的多數現代訊號處理器和放大器有橋式輸入，這輸入是能允許一個訊號源由在並聯中去驅動幾個單元的高阻抗電路。

在今日大部份的訊號處理器在輸出使用了運算放大器並是設計在很低的輸出阻抗，這是設計去驅動從 600 Ω 到 開路 ( open circuit 或 infinite impedance ) 的任何種類的負載而不會影響到輸出的電壓電平位準。

因為在早期當時的 dBm 不是像在現在的系統對 dBu 校準般的那樣的方便，因此現今不像早期的聲頻電子學般的不再對負載那樣的敏感了。

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還是必須要瞭解的是，在 峰值電平位準 ( peak level ) 和 均方根值電平位準 ( rms level ) 之間的差異。

峰值電平位準是很簡單的，它就是個電路所能夠生產的最大訊號電壓。當個正弦波開始削峰 ( clip ) 之時，這被削峰的電平位準是能在示波器上看見的。

就因為現今在電子學的電路輸出上用了運算放大器，所以當電源供應的電壓不能對聲頻電路增加在更較大的電壓時，那些運算放大器的實質電壓源和峰值電平位準就僅只能及於此了。

這在關聯上會涉及到在電路中的那些電容器，這些電容器通常是在功率擴大機中的電源供應電路；有時在功率擴大機中的電路中的電容器能夠提供比電源供應電路供給的電壓所能輸送的更高的瞬間即時電平位準，但是僅僅是在個很短的時間和僅只是在 連續輸出電平位準 ( continuous output level ) 之上的些許 dB 值。就像是所謂的『動態餘裕』 ( dynamic headroom ) 。

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rms ( Root-Mean-Square ； 均方根 ) 電平位準是決定於以個複雜波形在個交流電路中消耗多少功率的數學方法。

rms 是敘述假設於最接近功率的近似值，如果這是由個直流電路消耗了。針對於本文的目的，這意思是它就像似在示波器上所看見的正弦波之峰值的 0.707 倍。

這是重要的應該要牢記，例如如果混音機的輸出電壓是額定在 rms 值，開始去削峰是實際真實的峰值輸出數值除以 0.707 。

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請參閱『dB-5_part-21_正弦波與其電平位準值』內的：

http://blog.udn.com/hckconsultant/20819199

◾ 圖 1 、 正弦波之各種電壓值的差異。

◾ 表格 6 、 RMS 值、 Peak 值、 P-P 值、與 Average 值的對換表。

◾ 表格 7 、 RMS 值、 Peak 值、 P-P 值、與 Average 值的對照比較。

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請參閱下面附文的動態餘裕的解釋文：『認識音響術語 “Dynamic Headroom” 動態餘裕、動態寬容空間』。

◾ 這篇文章出版於： DEC. 1980 ，十二月號，革新版， 03 。

◾ 原文摘錄，未增刪任何一個字，格式相當類同。

◾ 轉載此文已得到發行人、總編輯、與著者的認可與許可，而且已取得了正式授權書。在此替大家說聲：『感恩，謝謝啦！』

◾ *我貼在此，並不表示看官您能隨意的使用與濫用，到時候，如果人家找上門，要討公道，阿國我可不會替您說情的。

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   網際網路資源：

◾ 維基百科_Headroom [英文] http://en.wikipedia.org/wiki/Headroom

◾ 維基百科_Programmel levels [英文] http://en.wikipedia.org/wiki/Programme_levels

◾ 維基百科_Root mean square [英文] http://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square

◾ Stphen Dawson_[ Why there is no such thing as ‘RMS watts’ or ‘watts RMS’ and never has been ] http://www.hifi-writer.com/he/misc/rmspower.htm

◾ OpAmp Electronics _[ AC Theory_Chapter 1 Basic AC Theory ]

http://www.opamp-electronics.com/tutorials/ac_theory.htm

◾ OpAmp Electronics _[ Measurements of AC magnitude ]

http://www.opamp-electronics.com/tutorials/measurements_of_ac_magnitude_2_01_03.htm

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這篇動態餘裕的解釋文：「認識音響術語 “Dynamic Headroom” 動態餘裕、動態寬容空間」是摘自音響簡訊；發行人與總編輯：陳繩家先生。作者：聆音。

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認識音響術語

“Dynamic Headroom”

動態餘裕、動態寬容空間

● 聆音

IHF 訂立的擴大機最新標準之一

「動態餘裕」 ( Dynamic Headroom ) 也可稱為「動態寬容空間」。它代表擴大機輸出短暫驟增功率的一種能力。 Dynamic Headroom 是美國 Hi-Fi 高傳真協會 ( Institute of High Fidelity ) 最近訂立的一系列擴大機測試標準之一。有很多廠商在規格表上列出「Dynamic Headroom」簡寫為 DH 。由於其中包含了「Dynamic」一字，有些人將它與「動態範圍」 ( Dynamic Range ) 混為一談。事實上這兩種規格在意義上頗有出入。

同一擴大機標示功率不同

在以前，音響廠商標示額定輸出功率 ( 以瓦特 Watt 為單位，簡寫作 W ) 所用名稱很多。例如：「音樂功率」( Music Power ) 、「動態功率」( Dynamic Power ) 、或「IHF動態功率」 ( IHF Dynamic Power ) …等。這些功率額定值 ( Power Rating ) 比依照 FTC ( Federal Trade Commission 的簡稱 ) 標準所測的連續 ( Continuous ) 或正弦波 ( Sine-wave ) 功率額定值都來得高。有些廠商標示「音樂功率」非常不實在，可能根本未經實際嚴格測試。同樣一台擴大機可以標出各種不同的功率數值，例如：音樂功率、峰值功率 ( Peak Power ) 、瞬間峰值功率 ( Instantaneous Peak Power )…等等；這常使消費者感到困惑。

音樂功率並非不合理

當放大音樂訊號時，擴大機所能輸出的功率確實高於連續功率額定值；而事實上擴大機也是用來播放音樂。規格上標示出所謂「音樂功率」並非不合理，祇不過廠商測試標準不一致，令人難以置信。因此 IHF 訂立了一種較嚴格的測量規格──「Dynamic Headroom」。

以 dB 表示

Dynamic Headroom 不以瓦特數表示，而是用分貝 ( dB ) 表示。在測量時使用一種類似音樂訊號的猝音訊號 ( Tone-burst Signal ，係一種急劇上昇的突發性訊號 ) 輸入擴大機中；由示波器上觀察此訊號的輸出並測出過荷 ( Overload ，超過負荷之意 ) 失真前的猝音電平，然後將此電平與使用連續正弦波所測出者互相比較。通常用猝音所測電平都較高。這兩種輸出的比率以 dB 表示，稱為此擴大機的動態餘裕 ( Dynamic Headroom ) 額定值。

一般而言，動態餘裕數值範圍可能在 0 dB 到 3 dB 之間，這要視擴大機設計而定，擴大機電源供應器的型式與整流狀況影響特別大。 3 dB Dynamic Headroom 表示擴大機在處理音樂訊號時能夠產生兩倍於以正弦波測試時的功率。

動態餘裕使消費者能瞭解並非所有正弦波連續功率相同的擴大機在處理音樂訊號時能夠發出一樣大的聲響。例如，一台動態餘裕 0 dB 的 100 W ( 連續功率 ) 擴大機在再生音樂訊號時輸出電平不見得高於動態餘裕 3 dB 的 50 W ( 連續功率 ) 擴大機！

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摘錄的「認識音響術語 “Dynamic Headroom” 動態餘裕、動態寬容空間」全文完畢。

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