Выходная мощность магнитолы. Заблуждения и реальность.
При покупке музыки в машину возникает множество вопросов. Один из самых часто задаваемых вопросов — как по мощности подобрать акустику к магнитоле? И мне, как установщику с большим стажем, уже просто надоело отвечать на этот вопрос. Поэтому я взял на себя смелость написать небольшую статью с разъяснениями на эту тему. Сразу оговорюсь — это мой первый опыт, и то о чем пишу не раз указывалось и писалось во многих источниках.
Итак, первый вопрос — мощность магнитолы. Из школьной программы физики мы знаем, что мощность это ни что иное как — работа, произведенная за единицу времени. Под работой применительно к нашему случаю, мы понимаем количество энергии, которую усилитель получает в форме постоянного тока от АКБ автомобиля и преобразует ее в электрическую в форме переменного тока. Так чем же отличается мощность, которая написана на коробке с усилителем (магнитолы) от мощности, которая написана на коробке с акустикой? А тем, что усилитель отдает мощность, а динамик принимает.
Теперь остановимся на двух главных вопросах, сколько может максимально отдать усилитель и сколько может принять динамик. Максимальная мощность усилителя определится как величина максимального напряжения на выходе, возведённая в квадрат и поделенная на сопротивление нагрузки. Иными словами если на выходе усилителя 6 В а сопротивление большинства автомобильных динамиках 4 Ома получается:
6 квадрат / 4 = 9 Вт. (1)
Вы зададите вопрос. А почему 6 В? ведь к усилителю подходит 12? Да потому что у нас на выходе переменный сигнал т.е. амплитуда. И ее будем считать равной 6 В. То что мы получили в (1) называется пиковая мощность. Тут следует отметить, что величину переменного напряжения можно мерить по разному, соответственно расчетная выходная мощность будет зависеть от способа этого измерения. Не буду останавливаться на этом подробно скажу лишь, что большинство уважающих себя производителей пользуются шкалой среднеквадратичных значений или по-английски root mean square или RMS. Этим сокращением мы и будем пользоваться в дальнейшем. В чем смысл: для синусоиды значение напряжения RMS меньше амплитудного в 1,41 раза.
(6 / 1,41) квадрат / 4 = 4,5 Вт (2)
Таким образом, мы получили, что усилитель большинства автомагнитол при питании 12В не может выдать больше 4,5 Вт RMS. Что не совсем верно. Так как существует мостовое включение, а при нем на одну нагрузку работают два усилителя, включённые так, что размах синусоиды на выходе удваивается. Здесь уже выходная мощность будет в четыре раза больше, чем 4,5 Вт, потому что напряжение возводится в квадрат, стало быть — 18.
(12 / 1,41) квадрат / 4 = 18 Вт (3)
Это максимальная мощность RMS которую можно выжать из усилителя при питании 12В.
Откуда же берутся 4х50 Вт. Дело в том, что в современных магнитолах в усилителях есть специальная цепь, способная на короткое время дать выходным каскадам увеличенное напряжение питания. Эта цепь способна только на долю секунды поднять мощность до 50 Вт. Вот это и дает производителю моральное право указывать на коробках эти самые 50 Вт. Но если вы внимательно просмотрите паспорт на свою магнитолу то где-нибудь в конце паспорта мелким шрифтом можете прочитать что мощность вашей магнитолы 18-20 Вт RMS при КНИ 10%. Что это такое. КНИ это коэффициент нелинейных искажений или по-английски THD (Total Harmonic Distortion). Не буду рассматривать этот параметр в рамках этой статьи, если кому интересно можно почитать в журнале “Автозвук” №1-2 за 2005год, скажу лишь что наиболее комфортное прослушивание при КНИ не более 0,5 %. Кстати, производители автомагнитол в большинстве своем указывают выходную мощность RMS при КНИ 10% и поверте слушать музыку при таком КНИ без вреда для своего здоровья невозможно.
Выяснили, почему на магнитоле написано 4х50 Вт теперь вопрос про акустику. На динамиках в громадном большинстве своем пишут значение мощности которая может вывести из строя динамик. То есть если на коробке написано 180 Вт то это не та мощность на которой он работает, а та мощность при которой он сгорит. Тут следует отметить что КПД динамика 0,5% значит 99% подводимой к нему мощности рассеивается в тепло и становится понятным почему так просто его спалить. Но и здесь все не так ясно, дело в том что вся проблема во времени подведения этой мощности к динамику, иными словами если к динамику подвести на несколько миллисекунд сигнал мощностью превышающей те самые 180 Вт то он спокойно его переварит и будет играть дальше. И в то же время если к динамику подвести сигнал мощностью меньше заявленных 180 Вт но с высоким КНИ то он крикнет в последний раз.
Так как же спросите вы подобрать акустику к магнитоле или усилителю по мощности. Да никак. Грубо говоря, любой типовой усилитель будет работать с любой типовой акустикой. Но определенные ориентиры есть. Например, специалисты журнала “Автозвук”, и исходя из своего опыта я сними согласен, рекомендуют для 6-дюймовой компонентной акустики 40 — 90 Вт, для 5-дюймовой — закономерно ниже, 30 — 70 Вт.
Вывод из всего этого очень простой: мощность — это не все. Самый простой способ подобрать акустику к понравившейся магнитоле — это слушать ушами и путем банального подбора остановится на лучшем варианте. Ну или обратиться к специалистам.
Сколько вешать в ваттах?
У людей, начинающих проектировать свою домашнюю аудиосистему обычно возникает вопрос. Нет, не один, вопросов возникает очень много, как у любого человека, погружающегося в доселе неизвестную для себя область знаний. Однако, этот вопрос, один из базовых вопросов для построения любого аудиокомплекса: а какая же выходная мощность должна быть у моей системы? С одной стороны, на этот вопрос можно ответить довольно просто — чем больше, тем лучше. Запас карман не тянет, как известно. Но в этом мире за все нужно платить, в том числе и за выходную мощность усилителя. Причем, в нашем случае совершенно буквально — каждый дополнительные ватт мощности будет стоить совершенно определенных денег, вынутых из кармана. Поэтому важно определиться с оптимальной мощностью — той, которой будет достаточно для озвучивания конкретного помещения красивым и детализированным звуком и в то же время, которая не будет стоить как баллистическая ракета.
Вообще-то, начали мы разговор немножко не с того. Ведь мощность, это вторично, как это ни странно. Для прослушивания музыки и просмотра фильмов нам важна громкость, с которой наша система позволяет это делать. И вот именно от того, какая громкость нам нужна, мы и должны плясать.
А что такое громкость? Когда ее достаточно — когда начинают дрожать стекла соседнего дома, а соседи в порыве благодарности начинают лупить швабрами по батареям? Нет, наверное чуть меньше, все-таки, мы же не собираемся косплеить святую инквизицию.
Итак, громкость — это, прежде всего, звуковое давление. Акустическая система создает колебания окружающего воздуха, который в свою очередь заставляет колебаться все вокруг, включая барабанные перепонки в наших ушах. Любые колебания создаются при помощи давления. Надавил — отпустил, вот и создано колебание. Чистили когда-нибудь вантузом засор в ванной? Отличный пример создания давления и колебаний.
Таким образом, чем большее звуковое давление создается акустической системой, тем громче слышимый нами звук.
Как и любое другое, звуковое давление измеряется в Паскалях. Однако, в звукотехнике для удобства используется обозначение уровня звукового давления — в децибелах. Децибел — это логарифмическое отношение двух величин и в целом понятие относительное. Фактически, оно связывает интенсивность звука, то есть его громкость и уровень звукового давления.
У человеческого уха довольно большой динамический диапазон — оно способно слышать звуки самой разной интенсивности, но разумеется его возможности не безграничны.
Нижним порогом чувствительности нашего органа слуха считается звуковое давление в 20мкПа — 20 микроПаскалей.
Соответствующий этому значению уровень звукового давления — 0дБ — ничего не слышно, тишина.
10дБ — тиканье часов, тихий шелест листьев;
25дБ — мурлыканье кота, находящегося у вас на коленках;
40дБ — спокойный разговор, гул лифта;
70дБ — громкий разговор, пылесос с расстояния в три метра;
90дБ — отбойный молоток, дизельный двигатель грузовика;
120дБ считается максимальной громкостью, которую человеческое ухо способно воспринять без физического повреждения, так называемый «болевой порог». Дальнейшее увеличение уровня звукового давления может привести к разрыву барабанной перепонки, контузии и даже смерти.
170дБ — светошумовая граната;
200дБ — воздушная волна с давлением 0,2МПа — мгновенная смерть;
374дБ — давление в эпицентре ядерного взрыва — 100 млн. Мпа — ну, сами понимаете.
Однако же это все лирика, вернемся в к нашему основному вопросу — громкости домашней аудиосистемы. Эта самая громкость зависит не только от мощности усилителей, но от такой величины, как чувствительность акустической системы.
Чувствительность акустической системы — одна из основных технических характеристик акустики, наряду с номинальной мощностью и сопротивлением. Измеряется она так же в децибелах — дБ. Данная цифра означает, какое звуковое давление создает акустическая система при подаче на нее сигнала мощностью 1 Ватт на расстоянии 1 метр.
Например, если в паспорте акустики указана чувствительность 85дБ, стало быть, она создаст давление в 85дБ на расстоянии 1 метр, при подаче на нее 1 ватта мощности от усилителя.
Чем выше цифра чувствительности акустики, те лучше. Чем ниже чувствительность, тем большая мощность усилителя требуется, чтобы ее «раскачать».
Соотношение примерно такое: каждые дополнительные 3дБ дополнительного звукового давления буду стоить усилителя удвоения выходной мощности.
К примеры, если взять давешнюю акустику с чувствительностью 85дБ, то чтобы создать звуковое давление 88дБ (+3дБ) на нее нужно будет подать уже 2 ватта мощности.
Для 91дБ понадобятся уже 4 ватта и так далее. Вспоминаем, что замеры звукового давления проводятся на расстоянии 1 метр от акустики. Мы же слушаем музыку и смотрим кино явно не в метре от акустической системы, предпочитая диван. А это как минимум метра 2-3 от акустики. А значит мощности надо бы еще добавить.
И еще немного о мощности.
Усилитель мощности, как впрочем, любая машина, должен иметь запас по мощности. Если вы будете эксплуатировать усилитель мощности длительное время на мощности, близкой к предельной, вы довольно быстро его угробите. Помимо этого, на повышенной мощности весьма ощутимо растут искажения звука, так что если вы хотите чистого, правильного звука, то не стоит выкручивать ручку громкости более, чем наполовину от максимального значения.
Резюмируя все вышесказанное: расчет необходимой мощности усилителя дело очень сложное и провести его точно очень трудоемко. Поэтому, чаще всего, пользуются приблизительным соотношением — 1 ватт выходной мощности на 1 кв. метр площади помещения. Плюс, разумеется, надо оставлять некий запас для усилителя мощности в 30-40%.
Таким образом, для комнаты, площадью 20 кв. м. общая выходная мощность УМ должна быть около 50Вт на канал. Этого будет достаточно для комфортного прослушивание любого музыкального материала и просмотра фильмов в режиме домашнего кинотеатра. Кстати говоря, упоминавшийся выше Джорж Лукас рекомендует 100Вт на канал. Честно говоря, это уже кажется перебором.
Из наших наборов можно собрать самые разнообразные усилители мощности, которые подойдут для решения почти любой акустической задачи. Ну, кроме озвучивания стадионов, пожалуй.
Ультралинейный УМЗЧ с практически идеальными характеристиками. Линейность выходного каскада усилителя на всем участке АЧХ достигается с помощью довольно большого тока покоя — 90мА. В выходном каскаде применяются выходные транзисторы компании Motorolla (ныне ON semiconductor), которые предназначены специально для работы в выходных каскадах мощных усилителей.
Ода об истинной мощности или громкие и тихие Ватты
У всех, кто когда-либо сталкивался с выбором звуковой аппаратуры возникал вопрос о мощности, а если точнее, о громкости, например, акустической системы или ресивера. Предположу, что многие слышали от “заботливых” продавцов или замечали в рекламных материалах информацию о мощности в 30, 50 или, например, 100 Вт. Когда такое доводится слышать (видеть) мне, я крепко задумываюсь, о какой именно мощности идёт речь. Системы из поднебесной, например, якобы “выдают” заоблачные тысячи Ватт, при этом звучат тише десятиваттных трактов от других производителей.
Из-за ориентирования на значения мощности усилительной техники и акустических систем возникает много неразберихи, которая мешает покупателям приобретать, а продавцам продавать звуковую аппаратуру. Под катом я расскажу о существующих стандартах мощности, а также о том, какие маркетинговые ухищрения помогают некоторым производителям заявить “высокую” формальную мощность, при достаточно скромных реальных характеристиках.
Что определяет громкость?
На всякий случай, ещё раз напишу о том, что такое громкость и какие именно факторы определяют ее для того или иного тракта. Конечно, сегодня для большинства истина в том, что высокая мощность не всегда говорит о высокой громкости — секрет Полишинеля, но мало ли…
Итак, громкость звука — это:
Так вот, мощность не единственная влияет на итоговое звуковое давление (SPL). Громкость тракта определяет сочетание чувствительности акустики с мощностью усилителя. Чем ниже чувствительность АС, тем более мощный УМЗЧ потребуется для того, чтобы её “раскачать”.
При этом повышение звукового давления на 3 Дб требует удвоения мощности. Например, акустическая система с чувствительностью 90 дБ создает SPL= 90 дБ при подаче на АС мощности в 1 Вт (расстояние 1 м). Для повышения SPL до 93 дБ, необходимо увеличить мощность до 2 Вт, до 96 дБ — до 4 Вт, до 99 дБ — до 8 Вт и т.д.
“Советские” и “китайские” Ватты
Но всё же вернёмся к стандартам мощности, как к основному инструменту маркетинговых манипуляций. “Советские” и “китайские” Ватты — это “народное” деление мощностных стандартов, которое появилось лет 20-25 назад. Тогда наиболее доступной и востребованной на рынке техникой была новая из Поднебесной или старая из СССР. Остальное либо не поставлялось в РФ (по причине засилья китайских центров), либо стоило неприлично дорого для 80-90% населения РФ.
“Советские” Ватты считались честными, а китайские, соответственно, не очень. Хотя с советскими тоже всё не так просто. Мощностные характеристики усилителя в СССР определялись ГОСТ 23262-88, который предписывал производителю указать в паспорте устройства номинальную мощность.
Иными словами, ГОСТ оставлял за производителем право указать мощность, которая соответствует наименьшему значению коэффициента нелинейных искажений. Показатели, как правило, подгонялись под требования стандарта к классу сложности устройства. Мощность указывалась как у усилителей, так и у АС (указывала на усиление какой номинальной мощности рассчитана акустика).
При этом, по утверждениям tehpoisk.ru, порой это приводило к проблемам. Например, не учитывались искажения типа «ступенька», возникающие на малых уровнях громкости, в усилителях класса АВ. Уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. При этом на средних и низких уровнях громкости сигнал существенно искажался.
Также в отечественной аппаратуре можно встретить такой параметр, как синусоидальная мощность (максимальная синусоидальная мощность) — это мощность, при которой УМЗЧ или акустика способны работать в течение 2-х часов с музыкальным сигналом без физического повреждения. Такая мощность не ограничена искажениями, её пределы определены лишь тепловыми и механическими повреждениями. Синусоидальная мощность обычно в 2-3 раза больше номинальной.
Типичный пример спекуляции на синусоидальной мощности — легендарные S-90. Их номинальная мощность составляла 35 Вт (к слову, первый вариант акустики назывался 35АС-01), а синусоидальная, уклончиво названная в документации паспортной, — 90 Вт. Номинальная также была указана, но второй по счету, что можно считать почти безобидной, по нынешним меркам, маркетинговой манипуляцией.
По сравнению с китайцами из 90-х и начала нулевых, случай “Радиотехники” с С-90 представляется совсем невинным. До сих пор помню, как унылые подвальные копировщики детища Мацуситы с созвучным названием Panansonica (орфография бракоделов сохранена) оставили на своей поделке “гордую” и заметную надпись: 5000 Вт.
В данном случае речь о PMPO (Peak Music Power Output), т.е. о максимальной мощности, которую в принципе может выдержать динамик АС, а усилитель способен выдать без термических и механических проблем. Тест проводится в течение одной-двух секунд при подаче сигнала 200 Гц.
Такие значения обычно в 20-30 раз выше номинала и именно их принято было называть китайскими. В последние годы, к чести китайских производителей, они отказались от использования PMPO и стали применять RMS.
Среди отечественных паспортных характеристик могут также встречаться максимальная кратковременная мощность (аналог PMPO), паспортная шумовая мощность (аналог синусоидальной, но в тесте вместо музыкального сигнала используется розовый шум).
DIN, RMS, AES, IEC и другие аббревиатуры
Сегодня злосчастное PMPO указывается крайне редко и, как правило, как дополнительный параметр, не несущий маркетинговой нагрузки. ГОСТовский номинал и синусоидальную мощность также достаточно тяжело встретить. Но от этого не становится проще. В многочисленных УМЗЧ и АС современного производства нет единого стандарта мощности. Нередки и откровенные маркетинговые манипуляции.
Начну, пожалуй, со стандарта DIN 45500 (известен тем, что впервые стандартизировал понятие HI-FI), в котором DIN Power измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD. Стандарт практически идентичен EIAJ, принятому японской ассоциацией отраслей электронной промышленности.
(Electronic Industries Association of Japan).
Также стандарт предусматривает ещё один вид измерения мощности — DIN Music Power, описывающая мощность близка к определению синусоидальной и паспортной шумовой мощности, т.е. значение длительной нагрузки музыкальным сигналом без риска повреждения. Обычно указываемая величина DIN music power незначительно выше, чем DIN.
Нормы этого стандарта соотносятся с понятием IEC Power по стандарту IEC 268-5 (стандарт международного электротехнического комитета, второе издание 1989-07), в котором определена длительность нагрузки — более 100 часов.
RMS (Rated Maximum Sinusoidal) — предельная синусоидальная мощность, т.е. такая, при которой звуковоспроизводящее устройство может работать один час с реальным музыкальным сигналом без повреждений. Как правило, на 120-250 % выше ГОСТовского номинала и на 20 — 25 % больше DIN Music Power.
К RMS максимально близок стандарт AES2-1984 (Audio Engineering Society). Различие между AES Power и RMS заключается лишь во времени, которое должно проработать устройство — для стандарта AES необходимо 2 часа.
Также может указываться т.н. программная мощность (Program Power или PP), которая в принципе может быть любой, т.к. не стандартизирована. Принято считать, что Program Power в 2 раза больше RMS, но это не является обязательным. Не менее туманные представления о мощности даёт PPP, т.е. пиковая программная мощность (Peak Program Power), которая в 2 раза больше PP.
Характерным примером разницы в указании мощности могут служить такие известные и уважаемые производители АС как Dynaudio и DALI. Первые указывают «Паспортная мощность, IEC», т.е фактически DIN, вторые вообще ограничиваются понятием “рекомендуемая мощность” и указывают диапазон мощностей.
Манипуляции КНИ
Существует отличный от DIN Power и EIAJ стандарт IHF, разработанный Национальным институтом стандартов США и Institute of High Fidelity, в котором мощность измеряется при 0,1% нелинейных искажений.
Аналогично любой производитель может ввести собственный стандарт расчета мощности, что позволит ему писать напротив слова Power любые цифры, которые он сочтет выгодными. При подобных расчетах можно доводить значения КНИ до любого максимума, например, до 15-20%, что повлечет за собой рост формальной “мощности”. Более того, так могут изменяться значения RMS.
Хитрый ресивер
Следующий неоднозначный момент касается расчета мощности многоканального ресивера. Так при тестировании, происходит “выгодное” для искажения действительности разделение мощности. Результаты измерений очень порадуют глаза, но не уши соседей. Это связано с методом измерения одного нагруженного из шести, восьми или десяти каналов, что формально дает якобы мощностной прирост.
Чтобы не ошибиться, оценивая реальную мощность устройства, следует поискать приписку “all channels drive” в графе, где указана мощность, если таковой нет, то, вероятно, измерения проводились с нагрузкой на один канал. И я почти убежден, что без такой надписи заявленные характеристики мощности не соответствуют действительности. Номинальная (по ГОСТ) мощность, которая (учитывая использование усилителя класса D) будет составлять не более 80% от потребляемой мощности, а с усилителями других классов — ещё меньше.
Сухой остаток
Для подведения итогов и демонстрации существенности в различии мощности, предлагаю провести небольшое сравнение на примере всё тех же S-90. В данном случае я приведу лишь приблизительные расчетные значения (реальные измерения могут отличаться), но это позволит понять насколько сильно разнятся стандарты, с которыми можно сегодня столкнуться. Итак, Радиотехника S-90:
- IHF: -.
- Номинальная мощность: 35 Вт.
- DIN Power: 50 Вт.
- DIN Music Power: 90 Вт.
- Максимальная синусоидальная мощность: 90 Вт.
- IEC Power: 90 Вт.
- AES Power: 110 Вт.
- RMS (Rated Maximum Sinusoidal): 110 Вт.
- PP (Program Power): 220 Вт.
- PPP (Peak Program Power): 440 Вт.
- PMPO (Peak Music Power Output): 1050 Вт.
Из всего изложенного можно сделать выводы:
- наиболее показательными и учитывающими верность воспроизведения являются такие показатели как номинальная мощность, IHF, DIN Power, EIAJ, (так как они учитывают КНИ);
- менее информативными, но отражающими действительность являются измерение RMS, (AES Power), DIN Music Power, IEC Power;
- не дают достаточной информации о мощности PMPO, PP и PPP;
- при оценке ресивера следует обратить внимание на наличие надписи “all channels drive”;
- номинальная мощность ресивера с усилителем класса D не может быть больше 80-90% от потребляемой.
Для концертной аппаратуры, где используется живой голос и динамические инструменты, существует другое правило — номинал мощности усиления равен мощности акустики по AES.
Джинса
В нашем каталоге представлен широкий ассортимент усилителей, ресиверов и другой звуковоспроизводящей аппаратуры. У нас вы можете приобрести акустические системы высокой верности воспроизведения
Какое соотношение выходной мощности
—>
Стандарты мощности. 2
Эти термины описывают изменчивую во времени природу музыкального сигнала и электрическую мощность, необходимую для ее воспроизведения. 150-ваттная лампочка представляет собой постоянную 150-ваттную нагрузку на источник питания в то время, когда лампа включена. В отличие от нее, 150-ваттному усилителю только в редкие моменты приходится отдавать всю свою мощность громкоговорителю. На рисунке 1 представлена изменчивая во времени природа музыкального сигнала и электрическая мощность, которая требуется для ее воспроизведения. На иллюстрации термин «пиковая мощность» ясно определён как максимальная мощность, требуемая для воспроизведения сигнала в течении короткого интервала времени. Средняя мощность представляет общие усредненные требования в течение рассматриваемого интервала времени.
Важно отметить две вещи: оба типа мощности – пиковая и средняя зависят от состава музыкальной программы. Отношения пиковой и средней мощности заметно меняются от одной музыкальной программы к другой. Термин мгновенная мощность обычно ассоциируется с максимальной кратковременной мощностью, которую может потребоваться при воспроизведении музыкального сигнала. Термины музыкальная мощность или программная мощность не определены жёстко и могут рассматриваться как вариации средней мощности или RMS.
На рисунке 1 график музыкальный сигнал изображён на горизонтальной шкале времени для типичной системы, рассчитанной на работу с 300-ваттным усилителем. Обратите внимание, что большую часть времени требования по мощности остаются довольно низкими и только случайные моментальные пики требуют от системы полной выходной мощности. Отношение в децибелах рассчитанное по двум изображенным линиям называется пик-фактором сигнала. В нашем случае отношение порядка 25 дБ, это типичное значение для классической музыки. Для рок-музыки пик-фактор будет в пределах 8 – 10 дБ.
Все громкоговорители рассчитаны выдерживать короткие пики мощности. Это гораздо легче, чем держать большую мощность в постоянном режиме. Правильный выбор усилителя зависит от способности громкоговорителя держать мощность.
Как спектр музыкального сигнала влияет на способность динамика держать мощность?
Громкоговорители подвержены двум видам повреждений: механическому и термическому. К примеру, имеется неисправный усилитель, который по какой то причине воспроизводит высокочастотный звук за пределами слышимого диапазона. Катушка ВЧ драйвера в таких условиях может сразу выйти из строя из-за перегрева. С другой стороны, предположим, что НЧ динамик подвергается избыточным вибрациям вследствие шума винилового проигрывателя, перегруза по низким частотам, обратной связи по НЧ или комбинации данных факторов. Через некоторое время движущиеся части динамика придут в столь напряжённое состояние, что может возникнуть нарушение центровки катушки и как следствие обрыв. В особо жёстких случаях катушка может вылететь из зазора и зависнуть над магнитной сборкой как показано на рисунке 2.
Мощность, которая вызывает подобные повреждения, может быть совсем не высокой, не больше 20 или 30 Вт, если сигнал находится в инфразвуковом диапазоне. Правилом хорошего тона в инженерной практике является применение обрезного фильтра НЧ в профессиональных системах, для исключения сигналов, находящихся за пределами рабочего диапазона системы.
Как присваиваются номиналы мощности акустическим системам Dynacord?
Тестовый сигнал для присвоения мощности динамику описывается стандартом Международной Электротехнической Комиссии (IEC) номер 268-5. Это сигнал розового шума с крест фактором 6 дБ, фильтрованный на 12 дБ на октаву ниже 40 Гц и выше 5 кГц. Чтобы присвоить динамику номинал, на контрольный образец подается тестовый сигнал, мощность которого ступенчато увеличивается. Присваивается та номинальная мощность, которую образец выдерживает в течении восьми часов. Подробности процедуры тестирования показаны на рисунке 3.
Рисунок 3 — Измерения мощности IEC A. Тестовая цепь B. Спектральная характеристика сигнала
Крест фактор шумового сигнала – 6 дБ. Крест фактор связан с пиковым фактором и является точным измерением пикового значения шума, соотнесённого со средней «нагревающей способностью» сигнала в голосовой катушке. Крест фактор 6 дБ означает, что на данный громкоговоритель подаётся сигнал, превышающий в четыре раза среднюю мощность. Например, динамик с номиналом 150 Вт данным методом тестирования подвергался бы испытанию в течение восьми часов сигналом мощностью 600 Вт. Этот метод тестирования так хорошо отвечает реальным условиям работы, что Dynacord принял его для всех акустических систем вместо всех предшествующих способов присвоения номиналов.
Как измеряется мощность усилителя, какие значения мощности усилителя приводятся в техническом паспорте?
Для того чтобы детально разобраться в проблеме правильного подбора типа усилителя и его выходной мощности, необходимо знать, как измеряется и нормируется его выходная мощность. На практике применяется множество различных методов тестирования усилителей, один из которых рассмотрим более подробно.
К выходным клеммам испытуемого усилителя поочередно подключаются эквиваленты электрической нагрузки, которыми являются резисторы с активными электрическими сопротивлениями, равными номинальному импедансу подключаемых громкоговорителей, то есть 8, 4 или 2 Ома. Эквивалент нагрузки усилителя должен выдерживать без термических повреждений мощность, развиваемую усилителем.
Параллельно эквиваленту нагрузки также подключается осциллограф, вольтметр и измеритель коэффициента нелинейных искажений. На вход усилителя с тестового генератора подается синусоидальный электрический сигнал с частотой колебаний 1 кГц. Затем сигнал увеличивается по амплитуде напряжения до тех пор, пока сумма среднеквадратичных амплитуд напряжений побочно генерируемых гармоник в спектре усиленного электрического сигнала не достигнет 0,5%. Это показатель общих гармонических искажений (total harmonic distortion, THD) от среднеквадратичного значения амплитуды напряжения тестового сигнала на выходе усилителя, что является приемлемой величиной для профессионального усилителя.
Вместе с этим фиксируют пиковое значение амплитуды напряжения синусоидального тестового сигнала на выводах эквивалента нагрузки. Такой тест производят поочередно для каждого значения электрического сопротивления нагрузки.
В технический паспорт усилителя, как правило, вносят среднеквадратичное RMS значение выходной мощности, вычисленное по результатам выше приведенного метода. К примеру, если в техническом паспорте на усилитель указано значение выходной мощности, допустим, 300 Вт на сопротивлении нагрузки 4 Ом и указан метод измерения этой мощности (1 кГц при 0,5% THD), то пиковые значения выходной мощности для данного электрического сопротивления нагрузки будут достигать 600 Вт, так как пик-фактор синусоидального тестового сигнала равен 3 дБ (два раза по мощности).
Существует множество стандартов, которыми обозначают мощность усилителя, но все их можно объединить в одну таблицу.