Ода об истинной мощности или громкие и тихие Ватты
Большинство любителей автозвука витает в заблуждениях относительно мощности акустики и усилителей, поэтому здесь хочу объединить пару наиболее важных и толковых (по моему мнению) статей по этой тематике, способных вывести любителей на путь истинный.
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:
“субъективная характеристика, она определяется интенсивностью
звука, пропорциональной квадрату амплитуды (A) звукового давления (SPL), и
восприимчивостью органа слуха, зависящей от частоты звука.”
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.
Номинальная мощность определяется при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.
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.
Таким образом, мы получили 7 разных значений в 11 различных стандартах.
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;
Далее идет другая важная статья, развеивающая популярные заблуждения о потребности динамиков в мощности усилителей:
Мощность, кто это?
«У меня колонки мощностью 200 Вт, а магнитола 4 х 50. Будут ли они играть вместе?» Да будут, будут, не волнуйтесь вы так. Но ещё лучше будет, если всё же разобраться, что понимается и под мощностью, и под ваттами. «Мощность», по школьному определению — работа, произведенная за единицу времени, для наших целей определение почти бесполезное. Нам удобнее по-другому, пусть и непривычно: мощность — это количество энергии, преобразованной в нужную нам форму в ту же самую единицу времени. Речь всегда идёт о преобразовании, энергия никуда не девается, такая уж у неё привычка. Усилитель (пусть в магнитоле) получает готовую к употреблению электрическую энергию в форме постоянного тока от бортовой сети автомобиля и преобразует её в электрическую, но в форме переменного тока, изображающего звуковой сигнал. Всю? Нет, примерно половину, остальное идёт в тепло, отдаваемое воздуху небольшими радиаторами сзади на магнитоле или большими, «по всему телу» у отдельного, внешнего усилителя.
Динамик (пусть и притворившийся «колонкой») получает электрическую энергию в форме переменного тока и преобразует её в механическую, теперь уже в форме долгожданных звуковых колебаний. Всю? Да как сказать… Не совсем. Коэффициент полезного действия динамика (раз уж пошли по школьному пути: отношение произведенной звуковой мощности к полученной электрической) практически никогда не превышает 0,5%. Куда деваются остальные 99,5%? А туда же, в тепло, вообще, любое устройство, созданное человеческим разумом (а равно и волей всевышнего) производит тепло плюс ещё что-нибудь. С точки зрения преобразования энергии динамик на 99 процентов с копейками идентичен паяльнику. А в оставшейся половине процента — всё: и басы, и верха, и детальность, и гениальные музыканты. Обидно? Да, но ничего лучше как-то не придумали.
И вот она, главная разница между мощностью усилителя и мощностью динамика: усилитель её, можно считать, производит. А динамик — потребляет, не производя в обмен, как мы только что выяснили, почти ничего.
И когда мы говорим о мощности усилителя, то речь идёт о том, что ОН ДАЁТ. А когда о мощности динамика — то о том, что ОН БЕРЁТ.
…
Мощность, указываемая на акустике, это не та, на которой она должна работать, а та, которая её разрушает. —
Разумеется, должна быть взаимосвязь между возможностями акустики и ресурсами источника этого вероятного разрушения, но это взаимосвязь, а не тождество. Представьте себе: вы купили автомобиль, у которого максимальная скорость 200 км/ч. И подвернулась вам резина с индексом скорости Т (190 км/ч). Что, нельзя ездить? При 191 км/ч все четыре колеса — в клочья? Или наоборот, у шин индекс скорости Z (240 и больше), и вы сбиваетесь с ног, подбирая под такую резину подходящий автомобиль. Нереально.
Тем не менее сплошь и рядом приходится слышать (да и читать), как акустику к усилителю (и наоборот) подбирают, глядя в первую очередь на мощность, а потом уже на всё остальное.
Так что давайте в последний раз, чтобы не возвращаться к вопросу. Цифры мощности на акустике, без указания условий измерения, не означают ничего, это часть современной, но укоренившейся традиции.
Внимательный читатель здесь может озадачиться: «Подождите-ка, выходит, мы слушаем музыку на одном-двух, много — десяти ваттах, подведенных к акустике? А почему же тогда громко играет? Сами ведь слышали: громко». Отвечу: а почему бы ей громко не играть? Вы ведь с децибелами управляетесь легко (даже те, кто прежде не умел). Берём любую акустику из любого нашего прошлого теста и смотрим на показатель чувствительности. Ну, скажем, 87 дБ, это так, средне-типичное значение. Такое звуковое давление создаст эта акустика на расстоянии 1 м при подведенной к ней мощности 1 (один-единственный) Вт. Это, между прочим, уже не тихо. Чтобы эта акустика создала уровень звукового давления 90 дБ, стандартный для контрольного прослушивания в звукозаписи, всего-то ей потребуется 2 Вт. Подадите 10 Вт — получите 97 дБ. Это совсем громко. Да ещё учтите, что у нас таких динамиков как минимум два, а звучат они не в заглушенном помещении, а в салоне, где потерь намного меньше, а отражённые звуки приходят к нам же. Что же тогда, спросите вы, динамик будет вытворять, когда на него придут те самые пиковые сто, скажем, ватт? Ровно то, что и должен: кратковременно, в течение долей секунды, вскрикнет на 107 дБ. Дайте ему эти 100 Вт непрерывно, в виде шума или, того хуже, тонального сигнала, и крик этот будет предсмертным. А так — всё под контролем, не волнуйтесь.
Таблица подбора необходимой мощности усилителя в зависимости от чувствительности динамиков и желаемой громкости прослушивания
Ну, и на закуску — дедовский метод рассчета примерной суммарной мощности усилителя на основе номинала вставленных в него предохранителей:
Сумма предохранителей * 14V * 0,6 КПД (или 0,8 у усилителей класса D) = получим максимальную мощность при меньшем сопротивлении. а далее примерно делим на 2…
Зачем мне нужен мощный усилитель, если я слушаю тихо? (есть ли смысл переплачивать)
Дополню свой отзыв в отношении колонок и звука полученного мной в процессе поиска и решения ряда проблем, а это гул в колонках, неразборчивость, зажатость.
Когда купил колонки PSB Synchrony Two, столкнулся с тем, что акустика гудит. Даже задавал вопрос на форуме — почему? Усилитель был Cambridge Audio Azur 651A, сколько я не мучился — гул так и не прошёл. Ставил NAD C356BEE — и тут так же. Не звучит и всё. Ни ЦАП, ни провода ничего не дали.
Может нужен концептуальный подход в правильности восприятия звука, чтоб почувствовать гармонию. Но нет, не смог я найти ничего и просто смирился.
по истечения времени в руки попал ко мне NAD C375BEE, я подключил и. ничего себе — гул ушёл! Музыка, наконец-то, как я тебя долго ждал. Заходи и радуй меня, у нас с тобой столько времени (лирика).
По теме — колонки заиграли, звук стал легок, воздушен на малой громкости. Бас стал как бы вне колонок.
В итоге решение о покупке NAD C 388 было окончательным.
Вывод — чем мощнее тем лучше, наверное 150 Ватт на канал — это начальный уровень.
Моя точка зрения и ни на что не претендующая. Отзыв написан не для рекламы
Мощность усилителя. Какую выбрать?
Усилитель какой мощности купить?
Какая мощность усилителя мне необходима и достаточна?
Чем грозит покупка слишком слабого или слишком мощного усилителя? Отчего зависит мощность усилителя и на что она влияет?
Раньше мощность усилителя являлась основным критерием выбора и показателем качества усилителя, от мощности зависела и цена. Но техника развивалась и мощность уже перестала быть основным критерием, теперь им стало качество воспроизведения. Взгляните на цены High-End усилителей и сравните их у ламповых однотактных High-End усилителей класса «А» мощностью всего в 3 Ватта и у транзисторных двухтактных монстров класса «АВ» мощностью в 2000 Ватт на канал, зачастую они почти не отличаются.
Посмотрели? Ну, раз посмотрели, значит уже поняли, что на мощности сэкономить не получится и следует выбирать именно ту мощность, которая Вам необходима. А как это правльно сделать я сейчас объясню.
Я думаю, что прямо сейчас многие из Вас как минимум подумали о громкости и это не является ошибкой. Да, действительно от мощности зависит громкость воспроизведения, но не только она. Ну раз уж мы заговорили о громкости, давайте выясним только ли от мощности усилителя зависит громкость звука.
Правильный ответ на этот вопрос — «нет, не только от мощности». Громкость воспроизведения зависит от «взаимоотношения» акустических систем и усилителя, а если быть точнее, то от соотношения их технических параметров. Я думаю, все Вы знаете такой параметр акустических систем как «чувствительность», измеряемая в децибелах (чувствительность акустики колеблется от 83 до 105 децибел). Чувствительность говорит о том какое звуковое давление (в децибелах) может развить акустическая система на расстоянии одного метра от неё при подаче на неё сигнала мощностью в 1 Вт.
Для справки: человеческий шёпот — это 60 децибел, громкий рок концерт — примерно 105-110 децибел, болевой порог и потеря слуха — 120 и более децибел.
Чем ниже чувствительность акустики, тем мощнее нужен усилитель. Соотношение при этом следующее: «прибавление» каждых 3-х децибел к звуковому давлению, создаваемому акустикой стоит усилителю удвоения мощности.
Например, имеем акустическую систему с чувствительностью 85 децибел (она создаёт звуковое давление в 85 децибел при подаче на неё сигнала в 1 Ватт), чтобы создать звуковое давление в 88 децибел (85+3 децибела), необходимо подать сигнал мощностью 2 ватта (в 2 раза больше), для 91 дБ понадобится 4 ватта (ещё в 2 раза больше), для 94 дБ надо уже 8 ватт и так далее, но помните, что эти замеры производятся на расстоянии 1 метр от акустики. Отойдите подальше и вы ничего толком не услышите, отсюда следует, что нужно «добавить» ещё немного мощности и так далее. Хочу заметить, что идеального соотношения между чувствительностью акустических систем и мощностью усилителя не существует, но сам принцип зависимости этого соотношения Вам теперь известен и его следует учитывать. Для закрепления понимания приведу наглядную таблицу
3 разных варианта (колонки) отличающиеся только начальной мощностью в 1, 2 и 3 ватта (обратите внимание к какому результату это незначительное отличие вначале приведёт в конце каждой колонки) и заодно отмечу что громкость звука в каждой комбинации чувствительности и мощности одной и той же колонке будет одинаковая
Этой таблицей я хочу подчеркнуть значимость параметра чувствительности, проще говоря 3-х ваттный усилитель в паре с акустикой чувствительностью 105 дБ будет играть абсолютно так же громко как и 384-ваттный усилитель с акустикой чувствительностью 84 дБ.
Есть ещё несколько немаловажных нюансов выбора мощности. Первый из них гласит, что усилитель должен иметь запас по мощности, такой чтобы установка комфортного уровня громкости не требовала от вас выкручивать ручку громкости на полную, так как на пределах свой рабочей мощности у усилителя могут появиться довольно большие искажения. Оптимальный вариант, когда комфортный уровень громкости достигается поворотом ручки громкости на «10-11 часов», а максимальный, на который Вы согласны, на «12-13 часов».
«Нюанс» номер два. Я думаю, Вы знаете, что практически все акустические системы можно разделить на две большие группы в зависимости от их сопротивления (импеданса) на 4-х омные и 8-ми омные. Чем меньше импеданс акустической системы, тем более сложной нагрузкой для усилителя она является, так как при прочих равных, 4-х омная акустика требует в 2 раза большую отдачу по току от усилителя, чем 8-ми омная акустика.
Если вы обратите внимание на технические параметры High-End усилителей, указанные в паспорте, то сможете увидеть, что там приводятся данные о мощности усилителя для 8-ми и 4-х омных акустических систем. Если Вы обладаете 8-ми омными акустическими системами, то для Вас соотношение этих параметров будет не особо важно, и в этом случае следует сконцентрировать всё внимание на звучиании усилителей.
Если же Вы обладатель 4-х омной модели, то лучше основное внимание обратить на усилители, удваивающие мощность при падении импеданса акустики с 8-ми до 4-х ом (например на 8 Ом усилитель выдаёт 100 Вт, а на 4 Ома 200 Вт), но главным критерием выбора всё равно должно оставаться звучание усилителя. Почему, в случае 4-х омной акустики, я предлагаю Вам начать прослушивание с усилителей, способных удваивать выходную мощность, потому что с вероятностью 60-70% Вы остановите свой выбор именно на них (в том случае если любите басовитую и ритмичную музыку). Дело в том, что пики потребления тока от усилителя возникают при воспроизведении низких частот (басов), а если усилитель не способен удовлетворить потребность акустики в токе, то басы будут казаться немного расплывчатыми, нечёткими, а способность удваивать выходную мощность говорит о способности без проблем наращивать выходной ток.
И все же, вышесказанное ещё не повод упускать из виду усилители, не удваивающие мощность, так как среди них не меньше, а иногда и больше достойных аппаратов, я лишь привёл технические факты, но решать должны не мои факты, а Ваши уши и возможно именно Вы можете оказаться тем самым исключением из правил.
И, пожалуй, последний из основных нюансов, но не последний по значимости. Все акустические системы можно разделить на простые и сложные для усилителя. Это зависит от многих факторов (размер акустики, конструкция, масса подвижных систем динамиков и т.д.), осложняющих усилителю процесс управления динамиком акустической системы. Усилитель должен не только мгновенно приводить диффузор динамика в движение, но и мгновенно останавливать его когда сигнал прекращается. Параметр, отвечающий за способность усилителя управлять диффузорами динамиков акустических систем называется коэффицент демпфирования. Как правило, этот коэффицент лучше у более мощных усилителей, с хорошей отдачей по току. Хочу отметить, что если Ваши акустические системы являются лёгкой нагрузкой, то даже самый маломощный усилитель сможет без каких-либо проблем управлять ими и при этом звук будет просто фантастическим. В High-End аппаратуре каждый случай, каждая стереосистема, каждое сочетание компонентов индивидуально, поэтому не спешите делать поспешных выводов.
И напоследок обратимся к крайностям. Купив слишком маломощный усилитель для низкочувствительных акустических систем, Вы не сможете установить достаточную громкость, даже если выкрутите ручку громкости до самого упора. И, наоборот, купив очень мощный усилитель для очень чувствительных колонок, Вы просто не сможете управлять громкостью, так как уже при повороте ручки всего на один градус, Вы будете оглушены чрезмерно завышенной громкостью. Я думаю, что после прочтения всего вышесказанного, Вы уже догадались, что выбор усилителя это почти искусство. Цените своё время и деньги, доверьте решение своих аудио и видео задач профессионалам из HIFI PROFI и Вам останется только наслаждаться любимой музыкой и фильмами в самом лучшем качестве.
Мощность усилителя и мощность динамика. В чём ОТЛИЧИЕ?
Не так давно решил сделать в своей машине хорошую акустику. Закупился комплектом эстрадных динамиков (6 штук, разной направленности) «Урал» (не реклама) , в среднем выходной номинал каждого динамика 150w, а максимальный 300w+, на мой взгляд (да и на взгляд большинства профессионалов) — в данный момент это лучшая акустика из предложенных. Но столкнулся я с одной проблемой — при нагрузке громкости 70%+ через 30-50 секунд начинается сильное искажение звука, т.к. сильно перегревается магнитола. Ну и решил подобрать под это дело усилитель. А как его подобрать? В блужданнии по просторам интернетов, наткнулся на такую статью. По моему мнению, это ЛУЧШЕЕ описание из всех что я встречал.
Давайте для начала разберёмся с простым понятием мощности, которое нам давали в школе в виде формулы P=U*I, где U — напряжение, а I — ток, проходящий через участок цепи. I по закону Ома для участка цепи можно выразить через U и R, где R — сопротивление участка цепи. Тогда получится P=U*U/R
Вот эта формула — есть определение мощности, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ участком цепи. С точки зрения изучения мощности любую цепь можно разделить на два основных участка — источник и потребитель (нагрузка). Так вот, если развивать определение, то вышеуказанная формула — есть определение мощности, потребляемой нагрузкой у источника.
Теперь давайте посчитаем, что получается. Напряжение вторичного питания усилителя, приходящегося на один канал усиления (из этого напряжения усилитель делает аудиосигнал; возьмём для пример 100-ваттный четырёхканальник) — примерно 40 Вольт. Сопротивление динамика (забьём на импедансную характеристику и посчитаем по номиналу, этого уже достаточно для понимания) — 4 Ома. Подставим цифры в формулу и ужаснёмся:
P=40*40/4=400 Ватт. Это — потребляемая мощость динамика, если его подключить напрямую к напряжению 40 Вольт. Типа как лампочку в розетку вставить. Если это будет постоянный ток, то вся эта мощность динамиков преобразуется в тепло. Если переменный -то Большая часть в тепло, меньшая часть — в перемещение воздуха, находящегося возле диффузора. Если подать на динамик не 40 вольт, а 80 вольт (сабвуферный усилитель), то он будет потреблять уже 1600 Ватт, правда недолго. А если 20 вольт (хиленький усилочек, что на пищалки можно поставить) — 100 Ватт. Так что, потребляемая мощность динамика зависит ТОЛЬКО от его сопротивления и от поданного на него напряжения.
Но представьте, что такое 400 Ватт? Хотя бы на примере лампочки. В подъезде если 200 Ватт повесить — уже офигеть, как светло будет. А если она погорит буквально две минуты, то нагреется до такого состояния, что её в руку взять невозможно будет. То же самое произойдёт и с катушкой динамика. Только вот лампочка сделана из стекла и относительно массивного металла. А динамик — из тонкой проволочки катушки и бумажного/пластикового/ещё какого-нибудь ТОНКОГО диффузора. Если его нагреть до такой степени — он тут же расплавится или в буквальном смысле сгорит. Причём, если применять/не применять(экономя) разные ухищрения, то предел ПОДАВАЕМОГО напряжения можно увеличить/уменьшить. Но, например, у мидбаса никогда не будет возможность приблизиться к постоянно поданным 40 Вольтам. И что же делать производителям? А вот что — чтобы динамики не горели, они придумали писать в инструкициях максимальную мощность, при достижении которой динамик ещё не сгорит. Другими словами, показатель максимальной мощности из инструкции к динамику — косвенное указание на то, какое максимальное напряжение можно ПОДВЕСТИ к динамику, чтобы он не сгорел. Вот и всё. ГРОМКОСТЬ динамика этот параметр НЕ характеризует! Этот параметр характеризует ТОЛЬКО живучесть катушки динамика. ВСЁ!
Теперь перейдём к источнику. В нашем случае это будет усилитель. Что такое усилитель для динамика-нагрузки? Усилитель для динамика — есть ни что иное, как источник переменного тока с постоянно меняющимся напряжением. Колебания тока и напряжения заставляют диффузор динамика двигаться вперёд-назад, перемещая воздух и создавая волну.
Задача усилителя — выдавать на выходе сигнал с высоким напряжением, повторяющий по форме сигнал с низким напряжением, поданным на вход. Причём, сигнал на выходе должен повторять форму сигнала на входе ТОЧНО, без искажения.
Усилитель имеет хитрую конструкцию, состоит из большого числа компонентов, каждый из которых рассчитан на определённую нагрузку. Все эти компоненты (в бОльшей степени это — блок питания усилителя)при проведении через них определённой мощности начинают искажать сигнал. То есть, например, если подать на вход синус 100Гц и увеличивать его амплитуду, то можно добиться появления на выходе нашего примерного четырёхканальника тех самых 40 вольт. Но, если проверить этот сигнал осциллографом, то мы увидим, что от синуса остались одни искажения. Причём, в зависимости от величины подключенной нагрузки переход сигнала от синуса к каше будет происходить при разных значениях напряжения. И что делать производителю? А вот что: находить для разных сопротивлений нагрузки разные значения напряжения на выходе, при которых сигнал начинает переходить от почти чистого синуса к какашке, возводить в квадрат и делить на сопротивление подключенной нагрузки. Это будет как раз значением максимальной мощности усилителя (при которой он ещё не сильно искажает сигнал).
Так вот, этот параметр имеет практичекски прямое отношение к громкости.
НО! Напряжение на выходе усилителя зависит от напряжения на входе усилителя. Зависимость эта выражается коэффициентом усиления. Например, наш четырёхканальник может без искажений усилить синус с размахом 3 вольта на входе до синуса с размахом 20 вольт на выходе при нагрузке 4 Ома (100Ватт неискаженной мощности). Коэффициент усиления получается равен примерно 6,7. Но мы хотим подключить к усилителю пищалку, которая имеет максимальную мощность 40 Ватт. Что нам делать? Правильно! уменьшать коэффициент усиления. Чем? Конечно же регуляторами гейнов!
Так вот, резюмируя вышесказанное, хочу дать определения максимальной мощносности для динамиков и усилителей:
1) Максимальная мощность динамика — это тот максимум, который можно ПОДВЕСТИ к динамику, не спалив его. Обычно указывается RMS (длительная мощность) и максимальная (пиковая мощность). К громкости и искажениям этот параметр отношения НЕ ИМЕЕТ!
2) Максимальная мощность усилителя — это тот максимум, что усилитель может ОТДАТЬ динамику ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ искажениях. Этот параметр имеет отношение к громкости и искажениям.
Но это ещё не всё. Давайте продолжим А как подобрать усилитель к динамику, зная мощность динамика? Ответ — НИКАК!
1) у мощного усилителя можно всегда загрубить чувствительность входа, снизив коэффициент усиления
2) У хилого усилителя мощности может хватить за глаза для мощного динамика, если тот имеет высокую чувствительность.
Так как же понять, хватит ли того или иного усилителя под тот или иной динамик? К сожалению, не имея определённого эмпирического опыта — действительно никак Ну, разве что, можно применять такую грубую формулу, что для мидбасов с чувствительностью больше 86дБ хватит 60-70 Ватт на канал, а для мидбасов с меньше чувствительностью — уже не хватит. Ну и внимательно читать отзывы и перенимать чужой опыт