Дата: 0000-00-00 ...продолжение серии о мощности автомобильных аудиосистем.
В предыдущем номере мы пытались разобраться с мощностью усилителей в аудиосистеме: что это такое и как оно будет измеряться. Но усилитель работает, конечно, не просто так. Он периодично подает электросигнал на динамики. На тех тоже можно увидеть слово „power", да вдобавок с какими-то непонятными цифрами. Так что пришло время наконец-то разобраться, что же это такое и что означают эти цифры и как их применить к системам акустики.
Рассчитывая на не подготовленного покупателя, изготовители, чаще всего, указывают значения мощности на упаковке очень крупным шрифтом, часто связывая их с обещанием просто огромной громкости в 100, в 100 Вт, 200 Вт, 500Вт, 1000Вт... Кто даст больше? Но большинство не представляет, что на самом деле, эти цифры, к громкости не имеют прямого отношения. К примеру, если на динамике прописана мощность в 199 или 200 Вт, то, скорее всего, на звуке это скажется весьма косвенно. Естественно, динамик в 500 Вт может быть будет звучать громче, чем, например, 100-ваттный. Но, поверьте, именно может, и это ещё не означает, что будет. Больше того, от одного и того же усилителя динамики с прописанной мощностью около 50 Вт могут играть намного громче, чем динамики, например, в 250 Вт. Почему? Непонятно? Хорошо, давайте разберёмся.
Сначала давайте вспомним о понятии мощности, и для этого надо обратиться, уже не в первый раз, к школьным урокам физики. Суть в том, что мощность это количество энергии, которую за определённое время, преобразовали из одной формы в другую. В нашем случае динамик получает энергию от усилителя и преобразует затем ее в кинетическую энергию (другими словами в движение диффузора, который толкая воздух перед собой, порождает колебания звука) и тепловую (нагревается звуковая катушка). Кстати говоря, энергия звука составляет всего лишь небольшую долю процента от всей энергии, которую получит головка, основная же ее часть потратится на тот самый нагрев. Наверное, обидно? Еще как, но это так, и лучше пока ещё, к сожалению, ничего не придумали. Так что, во-первых, что надо запомнить, так это то, что цифры прописанные на упаковки или в инструкции к акустическим системам всегда будут означать только мощность, подведённого к ним, электрического сигнала, а не как ни выходную звуковую мощность, как, наверное, многие ошибочно думают.
Вот как бывает, если очень сильно терзать динамик
большим синусоидальным сигналом. Этот сабвуфер стал жертвой соревнований по неограниченному
давлению звука.
ЖМЕМ ПО МАКСИМУМУ
В описании к системам акустики можно встретить ни одно значение мощности, и при этом все стараются выделить только максимальную. Забывая при этом, что максимальная мощность есть только мощность, с которой подводится к динамику электрический сигнал. Его он может выдержать без особых повреждений, но об этом, ни кто и ни когда не упоминает. Методов, как её измерить, несметное множество, но суть тут одна — надо подавать мощный сигнал на динамики до того времени, пока ему не придёт... конец: что-нибудь оторвётся, или там сгорит, а может, сомнется или, к примеру, заклинит.
Как определить эту границу среди изготовителей полное шатание и разброд. К примеру, испытательный сигнал вполне может быть и синусоидальным, и шумовым, который занимает целый спектр частот. Давать его надо как кратковременно, так и долговременно, или просто „стрелять" небольшими импульсами длительностью в долю секунды. Тут естественно и результаты будут различными. Поэтому предпринимались (и до сих пор предпринимаются) смелые попытки ввести стандарты, которые приведут в порядок методы для измерения мощности систем акустики. Этим занимались IEC (Международный электротехнический комитет) и наш ГОСТ, и "Немецкий стандарт индустриализации", и американские стандарты. Возьмём несколько определений встречающихся чаще других:
Паспортная мощность, это предельная мощность, которую может выдержать акустическая система при длительном подведении к нему шумового сигнала. По одним из стандартов динамик должен продолжать работать после 100 часов экзекуции, по другим ему надо продержаться всего лишь несколько часов.
Максимальная мощность, это знакомая всем аббревиатура, определяемая терзанием акустики синусоидальным сигналом в течение, примерно, часа.
Долговременная максимальная мощность: подаем на акустическую систему в течение минуты шумовой сигнал, даём отдохнуть пару минут, и повторяем вновь. И так 10 раз подряд.
Максимальная кратковременная мощность: на акустическую систему в течение 1 секунды даем шум, затем минуту отдыхаем и всё это повторяем около 60 раз.
Кстати, и у стандартов, при всей кажущейся их правоте, существует много лазеек, которые оставляют свободу производителю. К примеру, шумовой сигнал можно обрезать по спектру и оставить в нём лишь самый „удобный" участок. Также и синусоидальный сигнал надо выбрать с той или иной частотой. Ясно здесь одно: как мы не будем измерять максимальную мощность, понятие её всегда будет основано на механическом повреждении головок. Вштыриваем их на полную катушку, пока они не накроются. Как максимальная мощность будет соотноситься с громкостью и качеством звука? В общем-то, никак. Будут искажения? Но когда речь заходит о том, выживет динамик или нет, о них просто, ни кто не вспоминает.
Искажения могут учитываться в другом значение: номинальной мощности. Диффузор будет двигаться больше с тем условием, если мы подведём к динамику более мощный сигнал. А он, ясно же, ни как не может летать на полметра, его ход определён пределами. То есть, если мы увеличим подводимую мощность, то будут вырастать также и искажения звука, которые вносит сам динамик. В ГОСТ 16122-87 есть ясное определение номинальной мощности: „Номинальная, это есть заданная электрическая мощность, где нелинейные искажения давления звука не могут превысить требуемые значения". Если сказать другими словами: это не та мощность, которую может выдержать акустическая система, а предел, до которого возможно слушать музыку, а не хрипы, да плюханье несчастного диффузора в предсмертных муках.
Но если речь вести об искажении, то и о номинальной мощности речи идти не может. С номинальной мощностью АС чаще всего путают мощность RMS, хотя это, как видно, на самом деле нечто совсем другое.
КСТАТИ ГОВОРЯ
Частенько, говоря про акустические системы, применяют такое понятие, как мощность PMPO (Peak Musik Power Output), хотя термин этот «приклеился» к ним совершенно неправильно. Это ни больше не меньше, чем просто уловка не особенно грамотных маркетологов. Этот термин невозможно применить к акустическим системам по той простой причине, что у них такой мощности (в названии она обозначена словом „output") быть не может в принципе. Ведь из динамика „выходят" колебания звука и их мощность можно измерить совсем иначе, к тому же порядки величин, как вы, наверное, знаете, совсем иные. Если все же такая надпись имеется, то подразумевает она способность динамиков выдержать и не сгореть, очень короткие импульсы. А раз короткие импульсы это вам в течение часа не шум какой-то там, где целый спектр частот напирает на акустические системы в течение нескольких часов, а значит и звуковая катушка во время импульса не успеет нагреться настолько сильно, чтоб сгореть. К тому же и диффузор тоже обладает инертностью. Он не успеет „выплюнуть" такой импульс. Значения РМРО получится очень большими. В одно время, особенно, ими были расцвечены все китайские приёмники, из разряда дешёвых. Там красовались, прям таки бешеные цифры в сотни Ватт. Короче, надо понимать, что показатель РМРО просто абсолютно не нужен.
ЧАСТОТНЫЙ ДИАПАЗОН И МОЩНОСТЬ: КАЖДОМУ СВОЕ
Не надо забывать так же о том, что возможности абсолютно разных динамиков отлично воспроизводить лишь отведенный именно для них частотный диапазон. Чтобы быть не быть голословным, а последовательным то давайте рассмотрим их „снизу вверх". Нижнюю часть диапазона звука отражает сабвуфер. С ним все понятно (да и в ином случае сабсонник не помешает). А, к примеру, мидбасовые динамики, имеющие немного меньший калибр, не всегда способны выдержать большую басовую нагрузку. На низах отдача динамиков будет зависеть от площади излучающей поверхности, а также от её хода. И от того лишь только чуть шевеля диффузором большие сабвуферы автомобильные довольно легко справляются с басом. А вот если вам надо, чтобы намного меньший мидбасовый динамик сразу же „качнул басу", или другими словами создал давление звука, то ход его диффузора обязан быть несоизмеримо большим. Поэтому очень важно придерживаться небольших рекомендаций: не желая нечаянно порвать динамик, лучше всего ограничить для мидбасов воспроизводимый ими диапазон снизу (для этого включить ФВЧ в головном устройстве или на усилителе). Какую для этого выставить частоту будет зависеть от определённой модели динамиков. Но общее для всех правило может быт таким: 6,5-дюймовые мидбасы - 50 или 60 Гц; 5 - ти дюймовые — 70-80 Гц; небольшие 4-дюймовые мидбасовые динамики нельзя использовать с частотой меньше чем 80-100 Гц. Если вы поступите так и, в конечном счете, избавите динамики от сложных для них басов, то вы сразу заметите, что в целом их звучание станет более чистым.
То же самое можно отнести к высокочастотным и среднечастотным динамикам. Больше того - мощности, которые указывают на них, как правило, измеряют при подаче сигнала на динамики, урезанного по спектру. Просто не в состоянии не большая пищалка легко выдержать 50 Ватт широкополосного сигнала. Отсюда, если вы увидите указанную на твитере некую мощность, знайте, она измерялась, лишь на тех частотах, для которых предназначен этот твитер.
Для российских динамиков параметр мощности ввели прямо в их маркировку. К примеру, ставший уже легендарным динамик низких частот 75ГДН, с которого в начале 21 века многие начинали изготовлять первые свои сабвуферы для автомобилей, имели шумовую мощность в пределах 75 Вт. Лет десять назад, по старому ещё ГОСТу, он прописывался как З0ГД. В то время в маркировке применялась цифра мощности – 30 Вт, а не максимальной.
Не большой твитер, ясное дело, не сможет хорошо воспроизводить низкие частоты также хорошо, как и мидбас, он просто напросто сгорит. Но чтобы такого не случилось, как раз и необходим кроссовер, призванный пропустить на мидбас только лишь средние и низкие частоты, а высокие только на твитер. В таком случае мощность указывают для полного комплекта, то есть она должна измеряться не именно на клеммах динамиков, а лишь на входе кроссовера.
КАК ЛУЧШЕ ПОДОБРАТЬ ПО МОЩНОСТИАКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И УСИЛИТЕЛЬ?
Для большинства камнем преткновения стаёт вопрос о подборе к усилителю ещё и хорошей акустики. Допустим, в паспорте на усилитель написана мощность 65 Вт на канал, то может ли это значить, что и на акустических системах обязательно должна быть указана именно такая мощность? Конечно, нет. По причинам полного разброда среди методик, с помощью которых пытаются осуществить подбор мощности усилителя и мощности АС. Это занятие становится пустым и не нужным. Неким ориентиром может стать только цифры RMS. Акустику и усилитель надо выбирать именно с такими показателями одного порядка. Допустим, усилитель номинала 100 Ватт на канал, довольно спокойно будет сосуществовать с динамиками, с указанной мощностью RMS60 Вт. К тому же головное устройство со своей не большой выходной мощностью (в предыдущем номере мы с вами уже разбирались со значением надписей „4х 50 Вт") также на них будут работать неплохо. Так что можно вас уверить, что это не сильно важно и не особо ломайте голову по этому поводу.
КСТАТИ ГОВОРЯ:
Кстати говоря, как это ни странно, но очень слабый усилитель, это плохо. Он с большей вероятностью может запросто спалить все акустические системы. Когда электросигнал на выходе достигнет предела своих возможностей, то он начнёт ограничиваться, верхушки сигнала срежутся, другими словами усилитель начнёт клиппировать сигнал. Если речь заходит о подрезании сравнительно редких импульсов, то это не очень страшно. В итоге, головное устройство всегда их ограничит, что может вылиться только в зажатость звучания.
Но если мы захотим продолжить накручивать ручку регулятора громкости на головном устройстве (или регулировать входную чувствительность усилителя), то сигнал будет искажаться намного больше, при том в его спектре возникнут высокочастотные гармоники с большим уровнем: мы это услышим как хрипы, доносившиеся из динамиков. Но если низкочастотные динамики их еще могут перенести (уровень основных гармоник становится меньше), то высокочастотные могут запросто сгореть (пищалке, кроме самого сигнала, достанется еще и высшие гармоники от составляющей сигнала, причем с сильным уровнем). Вот потому акустические системы, которые подключены к усилителю головного устройства, намного чаще выходят из строя, чем те, которые подключены к отдельному мощному усилителю. Тут дело даже не в том, что акустическая система оказывается очень слабым. Слабым будет как раз сам усилитель.
ЧТО ЗНАЧИТ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВАШЕГО ДИНАМИКА?
Чувствительность вашего динамика, есть параметр, по которому есть возможность оценить эффект преобразования электроэнергии в звуковую. Если сказать попроще, то от данного показателя будет зависеть, будет ли он громким, если его подключить к одному усилителю.
Она измеряется таким образом. К динамику надо подвести сигнал, мощность которого будет строго 1 Вт, а на расстояние 1 м по его оси надо измерить создаваемое звуковое давление. То значение, которое получится и будет чувствительностью динамика. То есть, динамики с наиболее высокой чувствительностью отыграют при прочих равных, громче. А если, когда мы будем определять чувствительность с давлением звука, измеряется такая чувствительность в децибелах.
Тут необходимо отметить одну особенность нашего с вами слуха. Если мы ещё увеличим мощность сигнала, подведенного к динамику, вдвое (к примеру установим вдвое более мощный усилитель), то мы не получим, на слух, удвоение громкости. А все от того, что чувствительность уха нелинейна. Эта зависимость прописана в законе Вебера-Фехнера: «Если интенсивность раздражения будет возрастать в геометрической прогрессии, восприятия звука будет расти в арифметической прогрессии...» Наверное, сложно? Давайте разбираться, что называется, „на пальцах".
Надо поставить измерительный микрофон, примерно, на расстояние 1 метр от динамика и подать на него сигналы с мощностью 1 Вт. Если прибор покажет давление звука 90 дБ. Тогда окажется, что чувствительность динамика будет 90 дБ. Теперь надо подвести к динамику вдвое большую мощность, то есть 2 Вт, то мы получим в этой же точке давление звука уже на 3 децибела больше, 93 Дб. Давайте повысим нашу мощность ещё, в два раза, примерно, до 4 Вт. Тогда мы получим уже 96 Дб. Так далее, и тому подобное. С увеличением мощности, которая будет подводиться, в два раза, то развиваемое давление звука повысится на 3 дБ. А удвоение, на слух, громкости, это 10 дБ. Другими словами усилитель должен выдавать в 10 раз больше мощности. Вот и всё вкратце о сути закона.
Вот от чего такая малая разница между несколькими динамиками с их чувствительностью, к примеру, 86 дБ и 89 дБ будет очень существенной. Чтобы они играли одинаково громко, то на первый надо подать сигнал вдвое мощный. И если в аудиосистеме не предусмотрен внешний усилитель, а динамики будут подключены к усилителю головного устройства, то надёжнее всего подбирать высокочувствительные модели, а не ориентироваться на мощность. Больше того - увеличение допускаемой мощности для динамика, зачастую, как раз и будет достигаться за счет уменьшения порога чувствительности. Сложно поверить? Подключите сами динамик сабвуфера с RMS мощностью, к примеру, в 1000 Вт к слабому усилителю головного устройства и вы все тотчас поймете, ваш диффузор будет едва двигаться. Так что дело не в мощности..!
КСТАТИ ГОВОРЯ:
В определении чувствительности существует одна небольшая хитрость, на которую частенько идут изготовители. Дело в том, что на домашних АС значение номинального сопротивления будет составлять 8 Ом. А на динамик переменное напряжение будет подаваться 2,83 вольта – на 8 Ом это как раз и составит 1 ватт. Потому так сложилось, что для этих динамиков величину чувствительности будут указывать в дБ/Вт/м (давление звука в децибелах на расстояние 1 м от динамика, то при подаче сигнала мощности в один Вт) и в дБ/2,83В/м (давление децибел с расстояния 1 м при подаче на динамик сигнала с напряжением 2.83 В). Для домашних АС с динамиками в 8 Ом, это будет одно и то же.
Но в АС применяют динамики с низким сопротивлением, 4 Ом. А если вы подадите на динамик 2,83 В, то на него уйдёт мощность в 2 Вт. Этим легко пользуются некоторые изготовители. Они указывают - для 4- х омных динамиков, значение чувствительности, которое измеряется при 2,83 В. Если взять по факту, то при вдвое увеличенной мощности. Понятно, что когда будет происходить измерение, динамик выдаст и давление звука больше на 3 дБ, чем, если бы чувствительность измерялась при 1 Ватте. Если указано, к примеру, что чувствительность будет составлять 89 дБ/2,83В/м, то это окажется тоже самое, что и 86 дБ/Вт/м. Эта разница для 2-омных динамиков будет ещё большей. Уже 6 дБ. При выборе динамиков обязательно обращайте на это внимание.
Информация взята: Отзывы покупателей про статью "Автоакустика и сабвуферы автомобильные. Теория мощности (часть 2)"
Благодарим Вас за желание добавить отзыв на автомагнитолу, акустику, сабвуфер, усилитель!
Ваш отзыв будет рассмотрен и добавлен в страничку с соответствующим ему товаром в течение 1-2 рабочих дней. Негативные отзывы рассматриваются также как и положительные. Главное чтобы была написана правда! Будут удалены отзывы с 10-ю грамматическими ошибками и содержащие ненормативную лексику.
Ваш отзыв на статью.
|
Сегодня на форуме
|
Автомагнитолы