Как подобрать усилитель к сабвуферу по мощности калькулятор: Как рассчитать реальную мощность усилителя ⋆ Doctor BASS

Мастер — Индекс

AllegroSound и другие не несут ответственности за использование или неправильное использование продуктов, услуг, информации и т. Д.
Дизайн и оригинальный контент © AllegroSound, Лос-Анджелес, Калифорния, США.все права защищены.

Соответствие усилителю и динамикам: простое руководство

Поиск совместимых динамиков и усилителей — обычная проблема для многих людей, когда они хотят купить новые. оборудование.

Это руководство по подбору усилителя и динамиков должно помочь ответить на некоторые из ваших вопросов.

Если не хочешь купить комплект системы домашнего кинотеатра, но предпочел бы отдельный усилитель и динамики; тогда может быть трудно понять, что искать.

У большинства из нас есть видели все перечисленные спецификации — но мы не слишком конечно, как мы собираемся сопоставить два вместе. И есть ли другие важные проблемы для размышления?

Беспокойство в том, что мы купит не тот усилитель для наших колонок (или наоборот), и у нас видения взрыва динамиков при первом включении.

Итак, сколько нам нужно беспокоиться об этом — и каковы важные вопросы?

Нужно ли согласовывать усилители и динамики?

Главное, чтобы Когда мы рассматриваем этот вопрос, становится ясно, что это не то, что мы должен терять сон.

Это не значит мы должны полностью игнорировать это. Что мы вообще не должны думать об этом.

Это больше понимание того, что вы может проигнорировать его, и обычно все будет хорошо. Скорее всего, вы бы все же купите комбинацию динамика и усилителя, которая будет хорошо работать вместе.

Вы вряд ли найти динамики и усилитель, предназначенные для домашнего использования, которые совершенно не подходят друг другу.

То есть к степени, что вы повредите их, соединив их вместе и включив громкость до разумного уровня.

Большинство компонентов, которые доступны для домашних систем, будут примерно совместимы друг с другом.

Вопрос в том, хотите ли вы изучить спецификации и получить лучшее соответствие? Так вы получите максимум от ваше оборудование.

Нет точная наука для согласования вашего усилителя и динамиков. И у тебя много место для ошибки.

У вас не будет особых проблем, если вы не попытаетесь подключиться оборудование которое полностью несовместимо.

Импеданс динамика и усилители

Один из самых Важно учитывать импеданс динамиков.

Все динамики имеют импеданс (или сопротивление), и это будет в спецификациях динамики — обычно в диапазоне от 4 до 8 Ом.

Теперь, когда вы знаете сопротивление громкоговорителей, которые вы собираетесь использовать, проверьте, работает ли ваш AV-ресивер или усилитель поддерживает это. В руководстве к усилителю должно быть указано сопротивление динамика, которое он может поддерживать.Он должен быть указан как на картинке выше.

Пример показывает, что усилитель будет работать с любым динамиком от 4 до 16 Ом. Это довольно хорошо и должно охватывать большинство ораторов, которые вы можно купить для домашнего кинотеатра или Hi-Fi.

В моем путеводителе по лучшим AV-ресиверам я показываю таблицу характеристик для каждого AV-ресивера, которая включает в себя поддерживаемое сопротивление динамиков.

Как правило, большинство усилители будут поддерживать большинство динамиков, доступных сегодня на рынке, но полезно убедиться, что это так.

Основная опасность связана с динамиками, которые имеют низкое сопротивление — скажем, 4 Ом. Это может вызвать перегрузку источника питания усилитель, если он не предназначен для работы с низким импедансом.

Самый распространенный В сценарии будет AV-ресивер, поддерживающий только динамики с сопротивлением от 6 до 8 Ом. В этом случае в идеале не следует подключать к нему 4-омные динамики.

Однако он все равно будет работать, и все будет в порядке, если вы будете осторожны с уровнями прослушивания.

Если вы хотите быть уверенным, придерживайтесь рекомендаций производителя.

Для более подробного объяснения обратитесь к статье о согласовании импеданса динамиков.

Номинальная мощность усилителей и динамиков

Часто встречаются спецификации динамиков, предлагающие подходящую номинальную мощность. Это относится к выходной мощности усилителя, к которому подключен динамик. Опять же, это всего лишь рекомендация. Вам не нужно искать точное совпадение.

Очевидно, что идеальным вариантом здесь является получение номинальной мощности на канал. усилителя в соответствии с номинальной мощностью динамиков.

Если усилитель выдает 100 Вт на канал на 8-омные динамики — тогда вы можете найти 8-омные динамики, рассчитанные на поддержку 100 Вт.

Простой.

Главное — убедиться, что рейтинги, которые вы смотрите, сопоставимы. То есть они либо оба среднеквадратичных (или средних) значения, или они оба являются пиковыми (или музыкальная сила) цифры.

Если сравнить среднее значение с пиковым значением, они не совпадают и не могут быть сравнены.

Подробнее об этом читайте в статье о номинальной мощности динамиков.

Однако вы не собираетесь сильно навредить своему громкоговорители, если ваш усилитель немного маломощный или слишком мощный для вашего компьютерные колонки. Есть много места для ошибки.

Усилитель мощностью 50 Вт на канал отлично работает с динамиками. рассчитан на 100 Вт. Самая большая проблема была бы, если бы 50-ваттный усилитель не дает вам достаточно объема в вашей комнате.

Если вы всегда использовали регулятор громкости усилителя на максимуме, вы можете послать обрезанные формы волны для динамиков.Это могло их повредить.

Усилитель мощностью 150 Вт на канал будет работать с мощностью 75 Вт. компьютерные колонки. У вас будут проблемы с этим, только если вы сильно увеличите громкость. громко — надолго.

Вы услышите, если динамики начинают сопротивляться с силой, которую вы им посылаете.

Если размер колонок подходит для вашей комнаты, вероятно, им никогда не придется пересылать им слишком много.

В качестве общей рекомендации лучше брать усилитель с небольшим мощнее, чем рассчитаны на ваши динамики.

В этом случае у вас будет достаточно мощности для полный. У усилителя будет достаточно места для громких пиков — и вы может полагаться на ваши уши, чтобы сказать вам, когда ваши динамики начинают слишком большая мощность!

Усилитель с недостаточной мощностью может быть более вредным, чем более мощный.

Если у вашего усилителя недостаточно мощности для той громкости, require, вы в конечном итоге поверните ручку регулировки громкости вправо.

Это может привести к Усилитель посылает на динамик обрезанную форму волны. Это действительно может повреждать.

Перейдите сюда для получения дополнительной информации о характеристиках мощности AV-ресивера и усилителя.

Колонки, усилители и размер комнаты

Одним из наиболее важных факторов является размер комнаты — и объем объема, необходимый для его заполнения. Однако то, насколько громко это звучит на самом деле, зависит от разных людей.

Только вы можете решить, насколько громким вы хотите, чтобы звук в вашей комнате.

Есть стандартные эталонные уровни THX, с которыми вы можете работать, хотя они довольно громкие и будут слишком высокими для многих людей в домашних условиях.

Вам также потребуется измерить уровень звука в вашей комнате.

Самая важная проблема — достаточно ли мощности от вашего усилителя. чтобы заполнить комнату, которую вы будете использовать. Это только большие комнаты (или, если вы знаете вам нужны очень громкие звуки), которым нужны большие усилители с большой выходной мощностью — скажем, более 200 Вт на канал.

Тогда, если вы разумно относитесь к размеру динамиков, вы в этой комнате у вас будет хорошее соответствие между усилителем, динамиками и размер вашей комнаты.

Например, если у вас очень большая комната с высокими потолками, вам, вероятно, понадобится мощная система, которая даст вам достаточно объема, чтобы заполнить пространство. Если вы это сделаете, то, скорее всего, вы не будете покупать небольшие сателлитные колонки для подключения к мощному усилителю мощностью 200 Вт на канал.

Логично, что маленькие сателлитные колонки не будут достаточно большими, чтобы дать вам громкость, которая вам нужна в большой комнате.

Однако, если вы это сделаете, то, конечно, не будет большим сюрпризом, если вы повредите сателлитные динамики.Вы бы слишком увеличили громкость, чтобы попытаться заполнить свою комнату.

Вы пошлете им гораздо больше энергии, чем они рассчитаны.

Итак, в этом примере вы, скорее всего, выберете полочные, напольные или встраиваемые в стену динамики. Те, мощность которых близка к мощности вашего усилителя. Тогда у вас не было бы проблем.

Следующее видео дает хорошее резюме некоторых вещей, которые вы хотите учитывать при выборе мощности, необходимой для вашей комнаты:

Видео рассказывает о концепции эффективности динамика.

Как будто вы еще недостаточно запутались, верно?

Я попытался помочь, написав эту статью о чувствительности и эффективности динамиков. В нем объясняется, как можно добиться большей громкости, не покупая более мощный усилитель.

Попробуйте сопоставить цену

Еще один хороший способ подобрать ваши колонки и усилитель — это посмотреть на цену оборудование, которое вы собираетесь покупать.

Если вы действительно не хотите заморачиваться, глядя на усилитель и спецификации динамиков (и понимание их!) — тогда это может быть хорошим способом чтобы полностью избежать этих скучных спецификаций.

Если вы потратите примерно равные суммы на свой усилитель и динамики, то вы не ошибетесь.

Например, если вы потратите 3000 долларов на усилитель / ресивер, вы можете напрашиваться на проблемы, если вы подключите их к динамикам за 50 долларов.

Но кто бы вообще это сделал? За 3000 долларов у вас будет отличное звучание усилитель мощности. Но вы не услышите этого, если подключите его к дешевым динамикам.

Однако, если вы потратите 1000 долларов на усилитель и 600 долларов на динамики, тогда вы можете быть уверены, что им будет хорошо вместе.Что вы сможете получить максимум от покупок.

Если вы планируете потратить аналогичные суммы на свой усилитель и акустическую систему, тогда вы почти наверняка купите оборудование, которое будет точно соответствовать.

Это не обязательно!

Купить систему домашнего кинотеатра или звуковую панель?

Конечно, когда вы прочтете все эти скучные технические вещи, вы можете подумать, что проще просто купить универсальный пакет. Система, которая поставляется с AV-ресивером и динамиками.

Как и система домашнего кинотеатра Yamaha YHT-4950U, изображенная здесь.

Очевидное преимущество системы: усилитель и динамики должны хорошо работать вместе.

Основная Обратной стороной является то, что вы не можете выбрать, какое именно оборудование ты используешь. Причем модернизировать усилитель или усилитель будет сложнее. ораторы позже.

На ваш выбор.

Если вы хотите исследовать системы домашнего кинотеатра, вы могли бы взглянуть на мою статью «Лучшие системы домашнего кинотеатра в 2021 году: 10 лучших Отзывы и руководство по покупке ».

Или вы также можете рассмотреть простую звуковую панель для домашнего кинотеатра.

Заключение

Итак, как видите, если вы покупаете отдельный усилитель и динамики, это может быть техническое минное поле. Легко запутаться соответствующие усилители и динамики.

Однако, когда мы разбиваем его на важные вещи, мы видно, что при подборе динамиков и усилители.

Главное, чтобы вы купили усилитель с достаточной мощностью, чтобы дать вам объем, который вы хотите для вашего размера комнаты. Тогда возьмите несколько динамиков, которые разумное соответствие этому усилителю (полное сопротивление, номинальная мощность и размер).

Вы не хотите, чтобы усилитель постоянно работал на максимальная громкость для получения необходимого уровня звука в вашей комнате. Это может поставить нагрузка на блок питания и не дает вам никакого запаса для пиков в саундтрек (самые громкие биты!).

По моему опыту, если вы взорвете динамики, то это обычно твоя вина. Если вы руководствуетесь здравым смыслом, вы никогда не должны проблема.Однако, если вы достаточно постараетесь, вы можете повредить любой динамик примерно любой усилитель.

Вот краткое изложение пунктов, обсужденных выше, с парой дополнительных советов по защите ваших динамиков:

1. Согласование импеданса: убедитесь, что усилитель поддерживает импеданс ваших динамиков.
2. Номинальная мощность: Будьте осторожны при сравнении номинальной мощности между усилителями и динамиками — числа могут быть средними или пиковыми.
3. В случае сомнений: выберите усилитель с номинальной мощностью немного выше чем рейтинг динамика — это лучше, чем маломощный усилитель.
4. Подумайте: о размере комнаты и размере динамика. Большие комнаты потребуются более мощные усилители — и динамики в тон.
5. Мощность: для большинства систем домашнего кинотеатра, 50-100 Вт на канал (RMS) должен обеспечивать достаточную громкость для разумного размера комнаты.
6. Цена совпадения: старайтесь соответствовать цене вашего усилителя и колонки — наверное, вместе они будут отлично работать.
7. Используйте здравый смысл: это не точная наука.Пока вы этого не сделаете доходят до крайностей, тогда большинство усилителей будут нормально работать с большинством спроектированных для домашнего использования.
8. Equalization: старайтесь избегать чрезмерного выравнивания. это лучше уменьшить частоту, чем повышать. Повышение может привести к большим нежелательным пикам на определенных частотах.
9. Включение: Когда вы включаете усилитель, постарайтесь выработать привычку удерживать ручку громкости в нажатом положении. Или даже на нуле. Многие усилители более высокого класса делают это автоматически.Он может защитить ваши динамики от нежелательных скачков напряжения и шума.
10. Не переходите к 11: не включайте регулятор громкости на вашем усилитель по максимуму. Старайтесь держать его на уровне 70-75% максимум. Если это еще слишком для вас тихо, купите усилитель мощнее. Или получите более эффективные колонки.

Pin Me!

Руководство по домашнему кинотеатру

Пол запустил руководство по домашнему кинотеатру, чтобы помочь неопытным пользователям максимально эффективно использовать современные аудиовизуальные технологии.Он проработал звукооператором, световым и аудиовизуальным инженером около 20 лет. Дома он потратил больше времени на установку, настройку, тестирование, демонтаж, исправление, настройку, повторную установку (а иногда и использование) различных устройств Hi-Fi и домашнего кинотеатра.

В начало

Как согласовать динамики и усилители

Динамики и усилители должны работать вместе, как арахисовое масло и желе.Когда вы сопоставляете хороший динамик с хорошим усилителем, все дело в синергии. Не то чтобы этого всегда легко добиться — это немного сложнее, чем приготовить бутерброд! Если их объединение вызывает у вас головную боль, мы можем помочь. Это наше полное руководство по подбору динамиков и усилителей, и в нем есть все, что вам нужно знать.

Вам не нужно быть Эйнштейном, чтобы понять это правильно, но перед покупкой вам нужно выучить словарный запас.Это ключевые термины, используемые в спецификациях динамиков и усилителей, которые имеют решающее значение для вашего поиска хорошей синергии и отличного звука.

Во-первых, импеданс. Импеданс начинается с I, что очень важно. Импеданс, используемый в спецификациях усилителя и динамика, является мерой электрического сопротивления ваших компонентов. Он измеряется в омах и часто обозначается символом «Ω» — например, в 8Ω. Это часть уравнения, определяющего синергию между динамиками и усилителем. Динамики обычно имеют номинальное сопротивление от 4 до 8 Ом.Усилители обычно эффективно работают в указанном диапазоне: скажем, от 4 до 16 Ом. Проверьте свои характеристики, но в этом случае можно подключить динамик с сопротивлением от 4 до 16 Ом.

Но — и это становится более интересным — вы должны знать, что многие усилители выдают разную мощность на разное сопротивление. (Ниже мы рассмотрим мощность более подробно — пока все, что вам нужно знать, это то, что это мера мощности). Например, смехотворно популярный интегрированный стереоусилитель NAD D3045 непрерывно выдает 60 Вт на канал при 8 Ом и 4 Ом, но его динамическая мощность (иногда называемая пиковой мощностью, которая относится к максимальной мощности) достигает 80 Вт при 8 Ом. Ом и 150 Вт на 4 Ом.

Вообще говоря, подключать громкоговорители с более высоким сопротивлением к усилителю вполне нормально. что вам не нужно, так это подключать динамики с низким сопротивлением, скажем, 4 Ом, в усилитель, который определяет минимальный предел в 8 Ом. Чтобы вывести из уравнения некоторую математическую работу и угадать, многие производители динамиков и усилителей переходят на использование «совместимых с» номинальными сопротивлениями, что значительно упрощает задачу.

Power может сбивать с толку.Одно из распространенных убеждений, которое мы хотели бы опровергнуть прямо сейчас, заключается в том, что чем больше ватт (это то, что вы используете для измерения мощности), тем больше громкость. Ватты — это больше о том, какую мощность может выдержать динамик и какую мощность выдает усилитель. В спецификациях усилителей часто упоминается непрерывная мощность (иногда известная как непрерывная выходная мощность или непрерывная среднеквадратичная мощность) и динамическая мощность (иногда называемая пиковой мощностью). Для простоты в этом руководстве мы поговорим о непрерывной мощности и динамической мощности.

Непрерывная сила — вот где магия.Это спецификация, которая говорит нам, насколько мощный усилитель. Типичная спецификация может гласить что-то вроде «50 Вт непрерывной мощности на 8 Ом», что означает, что усилитель выдает 50 Вт на динамик с сопротивлением 8 Ом. Динамическая мощность — это, по сути, мера максимальной выходной мощности усилителя при превышении его номинальной продолжительной мощности — здесь мы говорим о пиках мощности в миллисекундах во время динамической песни или саундтрека. Что касается динамиков, то, похоже, каждый производитель немного по-своему оценивает мощность. Многие производители высококачественных акустических систем отказываются от предложения значений непрерывной мощности и пиковой мощности, отдавая предпочтение рейтингам «рекомендованного усиления».Возьмем, к примеру, KEF, который просто перечисляет «Требования к усилителю: 25–100 Вт» для великолепных динамиков LS50. Затем есть Ascend Acoustics, которая по-прежнему обеспечивает минимальную рекомендуемую мощность, максимальную продолжительную мощность и максимальную кратковременную пиковую мощность для своих динамиков. Не спрашивайте нас, мы здесь просто работаем.

Параметр, зависящий от динамика, чувствительность, по сути, является мерой того, насколько громким будет динамик в децибелах на расстоянии одного метра, когда он приводится в действие одним ваттом мощности (да, всего одним ваттом).Вот пример. Мы уже упоминали KEF LS50, поэтому давайте возьмем второй набор динамиков — Audioengine HDP6 (полный обзор здесь), который у нас случайно лежит в нашей тестовой комнате. При мощности в один ватт, HDP6 будут производить уровень звукового давления (SPL) 88 дБ на расстоянии одного метра, что практически идеально для того, чтобы не потерять слух во время длительных сеансов прослушивания. дБ, кстати, означает децибелы — стандартная мера громкости. При обычном разговоре человеческий голос составляет около 60 дБ.

Почему так важна чувствительность? Это напрямую связано с тем, насколько громким становится динамик. Когда расстояние и мощность одинаковы, динамик с более низкой чувствительностью (скажем, 85 дБ) будет звучать тише, чем динамик с более высокой чувствительностью (скажем, 88 дБ) в той же комнате и в той же комнате. Чувствительность не делает и не ломает хороший динамик, но динамик с более высокой чувствительностью может избавить вас от необходимости покупать усилитель большего размера, чтобы достичь ваших любимых уровней прослушивания (но мы вернемся к этому позже).

Вот еще один интересный факт о чувствительности: мощность усилителя должна удвоиться, чтобы увеличить SPL динамика на 3 дБ.Таким образом, нашим HDP6 потребуется один ватт для воспроизведения звука 88 дБ, два ватта для воспроизведения звука в 91 дБ, четыре ватта для воспроизведения звука в 94 дБ и так далее. И наоборот, звук быстро пропадает. Ожидайте спада на 6 дБ каждый раз, когда вы удваиваете расстояние от динамиков. Вот почему мы не можем просто выбрать усилитель и колонки с парой подходящих характеристик и надеяться на лучшее.

Возьмите колонки KEF LS50 и усилок NAD D3045. Мы можем легко предположить, что NAD D3045 отлично справится с KEF LS50 в небольшой комнате для прослушивания.Почему? Потому что NAD D3045 выдает 60 Вт постоянной мощности на 8 Ом, а максимальная — 80 Вт динамической мощности. Такое количество мощности безопасно в пределах рекомендуемого диапазона усиления от 25 до 100 Вт для 8-омного LS50. А поскольку LS50 имеет рейтинг чувствительности 85 дБ, мы знаем, что он будет достаточно громко в маленькой комнате.

Итак: наш усилитель и динамики согласовывают сопротивление на 8 Ом; непрерывная мощность и динамическая мощность усилителя находятся в пределах допустимого диапазона мощности динамика; а чувствительность динамика позволит достичь хорошего уровня громкости в небольшой комнате. Похоже, у нас здесь есть некоторая синергия.

Как лучше всего подобрать

Вы хотите знать, какое письмо мы получаем чаще всего? Это электронное письмо, в котором говорится: «У меня X колонок — какой усилитель лучше всего подходит для них?» Бывают дни, когда мы получаем их буквально от пяти до десяти. Мы скажем вам так же, как и им: нет однозначного ответа. Дело в том, что нужно подобрать динамики и усилители. Существуют тысячи и тысячи различных продуктов.Мы не можем проверить их все, поэтому, даже если бы мы назвали то, что, по нашему мнению, было идеальным совпадением, могло бы быть одно, чего мы еще не обнаружили. Руководящий принцип здесь очень прост: не беспокойтесь об этом .

Нет, серьезно: это не стоит вашего времени. Если вы купите хорошую пару динамиков и хороший усилитель и убедитесь, что их диапазоны мощности и импеданса совпадают, как в приведенном выше примере, вы получите хороший звук. Современное оборудование очень щадящее, и большая его часть очень хорошо построена.Это больше похоже на поиск звука, который нравится вам, , а не на поиск оборудования, которое идеально подходит. Найти этот звук зависит от вас!

ОК — есть несколько способов упростить этот процесс. Покупка усилителя и громкоговорителей от одной и той же компании обычно является хорошим началом, так как тяжелая работа по их совместному использованию была сделана за вас. Например, вы можете купить усилитель Onkyo A-9110 (полный обзор здесь) и совместить его с парой динамиков Onkyo D-77NE.

Но вы хотите знать, что будет иметь большее значение? Ваша среда прослушивания. Слишком часто люди не учитывают влияние своей комнаты на их настройку, и мы не хотим, чтобы вы этого делали. Итак, давайте применим эти факторы на практике.

Для большой комнаты могут потребоваться колонки большего размера или более мощные усилители, чем вы ожидали. Большое внимание уделяется тому, где будут располагаться динамики, а также где вы будете сидеть. Помните, что вы пожертвуете качеством звука, если ваши динамики и положение слушателя не будут спланированы правильно.Как правило, мы рекомендуем размещать динамики в полтора раза дальше от вас, чем друг от друга, под небольшим углом внутрь, на одинаковой высоте и с твитерами как можно шире ушей. И всегда старайтесь не загораживать динамики мебелью и не размещать их в углах или слишком близко к стенам (если производитель динамиков не рекомендует иное).

Вам следует выяснить, как далеко вы планируете сесть от динамиков. Во-вторых, подумайте, насколько громко вы хотите, чтобы они звучали.Эти две цифры важны для определения чувствительности динамика и диапазонов мощности усилителя, в которых вам необходимо работать. Если вы уже имеете в виду динамик, у Crown Audio есть действительно удобный калькулятор, в который вы можете ввести значения расстояния, желаемого звукового давления и чувствительности динамика, чтобы вычислить, сколько непрерывной мощности вам нужно от усилителя. Тогда все, что вам нужно проверить, это то, находится ли эта мощность в безопасном рабочем диапазоне вашего динамика.

Очевидно, что чувствительность динамика играет большую роль, чем многие думают, и вы можете использовать этот калькулятор, чтобы увидеть, насколько большое влияние это оказывает.Дело в том, что если вам нужно 200 Вт мощности, чтобы ваши динамики 85 дБ пели с нужной громкостью, находясь в кресле для прослушивания, которое находится в трех метрах от ваших динамиков, но ваши динамики рассчитаны только на 100 Вт непрерывной мощности, ну, вы Вам не повезло, и у вас нет синергии. Начните искать другого оратора — или сядьте намного ближе к нему.

Вот наш отказ от ответственности: если вы взорвете динамики или усилитель, это ваша вина.Понятно? Хороший.

Спросите дюжину аудиоэкспертов о том, сколько усиления требуется динамику с учетом его номинальной мощности, и вы получите дюжину разных мнений. Мы видели рекомендации по увеличению продолжительной мощности на десять процентов по сравнению с сопоставимыми возможностями управления мощностью динамика. Мы также видели рекомендации по удвоению номинальной продолжительной мощности динамика. Эти рекомендации, вероятно, порождены убеждением в том, что слишком малая мощность повреждает динамики, а не слишком много.На самом деле это идет в обе стороны.

Есть две очень распространенные и нежелательные причины выхода из строя динамиков и усилителей, которых мы хотим, чтобы вы избегали любой ценой. Во-первых, это подключение динамиков к усилителю с номинальной продолжительной мощностью, с которой ваши динамики не могут справиться. Часто здесь происходит то, что динамик не может эффективно рассеивать тепловую энергию от усилителя, что затем сжигает звуковую катушку и подвеску динамика, а это означает, что вы могли вместо этого поджечь свои кровно заработанные деньги.Второй — это усилитель, который слишком слаб для подключенных к нему динамиков. Дело не в том, что низкая мощность — это плохо, но она становится плохой, когда вы продолжаете крутить ручку громкости в поисках подходящего уровня прослушивания, которого, вероятно, не существует; вместо этого ваш усилитель начнет сгорать, потому что вам требуется больше мощности, чем он может создать. Это вызывает перегрев усилителя и начало отсечения сигнала, отправляемого на динамики, создавая чрезмерные искажения и высокочастотную энергию, которая может и, вероятно, приведет к потере ваших динамиков.Тогда у вас будет сгоревший усилитель и динамики. Итак, пусть это сделает , а не .

Наша рекомендация для максимальной защиты вашей системы от курения заключается в том, чтобы внимательно изучить максимальную мощность обработки ваших динамиков и усилителя, и, основываясь на технических характеристиках комнаты для прослушивания, о которых мы говорили, выберите усилитель, который выводит правильную постоянную мощность требуемый уровень громкости , а — динамик, который может потреблять вдвое большую мощность . Итак, если вам нужно 100 Вт из вашего усилителя при 8 Ом, переведите его в динамик на 8 Ом, который может выдерживать 200 Вт непрерывной мощности.Это должно дать вам достаточно места, когда сопротивление падает, вызывая эти пики динамической мощности, и немного больше места для распространения этих липких вибраций арахисового масла.

Вернуться к началу

Импеданс динамика, регулировка мощности и проводка

Номинальное сопротивление динамика — это показатель импеданса динамика переменного тока, который зависит от частоты входного сигнала. Это изменение импеданса динамика можно увидеть на кривой полного сопротивления динамика. Вот почему в спецификации указано, что этот динамик имеет номинальное сопротивление 8 Ом «.«

Большинство динамиков доступны с альтернативными номиналами сопротивления (обычно версии с сопротивлением 4, 8 и 16 Ом). Такое разнообразие обеспечивает большую гибкость в согласовании общего эквивалентного импеданса динамика (-ов) с выходным сопротивлением усилителя. Важно, чтобы выходной импеданс вашего усилителя соответствовал общему эквивалентному импедансу ваших динамиков для максимальной передачи мощности и чтобы вы не повредили усилитель.

При использовании более одного динамика с вашим усилителем эквивалентное полное сопротивление изменяется в зависимости от того, как динамики подключены. Вы можете подключить несколько динамиков «последовательно», «параллельно» или в сочетании двух конфигураций проводки («последовательно / параллельно»).

также имеют номинальную мощность, которая показывает, с какой мощностью усилителя они могут справиться до выхода из строя. Когда вы используете несколько динамиков, выходная мощность усилителя будет распределяться между динамиками. Мы рекомендуем использовать динамики с одинаковым сопротивлением в корпусах с несколькими динамиками, чтобы мощность равномерно распределялась по каждому динамику.(Для гитарного усиления мы рекомендуем выбирать динамик, рассчитанный как минимум на удвоенную максимальную мощность, которую он может получить от усилителя).

Пример 1: Подключение одного динамика

В примере 1 у нас есть усилитель мощностью 50 Вт с выходным сопротивлением 8 Ом. Он был согласован с одним динамиком на 8 Ом.

Поскольку имеется только один динамик, он может воспроизводить все 50 Вт от усилителя.

В этом случае мы рекомендуем выбрать динамик на 8 Ом и номинальной мощностью не менее 100 Вт.

Пример 2: Последовательное подключение

Если несколько динамиков подключены последовательно, сумма номинальных сопротивлений динамиков должна равняться выходному сопротивлению усилителя.

~ z _ {\ text {эквивалент}} ~ = Эквивалентное полное сопротивление

~ z_n ~ = Импеданс динамика ~ n ~

В примере 2 у нас есть усилитель мощностью 50 Вт с выходным сопротивлением 8 Ом. Чтобы определить значения динамиков, нам нужно решить, используя эквивалентную формулу импеданса.

Поскольку мы знаем ~ z_1 = z_2 ~, мы можем упростить:

Поскольку динамиков два, каждый динамик может потреблять 25 Вт (половина выходной мощности усилителя).

В этом случае мы рекомендуем выбрать два динамика на 4 Ом с номинальной мощностью не менее 50 Вт каждый.

Пример 3: Параллельное подключение

Когда несколько динамиков подключены параллельно, все немного сложнее, так как полное сопротивление параллельной цепи будет меньше, чем номинальное сопротивление отдельных динамиков, как показано в следующей формуле.

~ z _ {\ text {эквивалент}} ~ = Эквивалентное полное сопротивление

~ z_n ~ = Импеданс динамика ~ n ~

В примере 3 у нас есть усилитель мощностью 50 Вт с выходным сопротивлением 8 Ом.Чтобы определить значения динамиков, нам нужно решить, используя эквивалентную формулу импеданса.

Поскольку мы знаем ~ z_1 = z_2 ~, мы можем упростить:

Поскольку есть два динамика, каждый динамик может потреблять 25 Вт (половина выходной мощности усилителя).

В этом случае мы рекомендуем выбрать два динамика на 16 Ом с номинальной мощностью не менее 50 Вт каждый.

Пример 4: Последовательное / параллельное подключение

Когда несколько динамиков подключены последовательно / параллельно, все становится еще сложнее. Во-первых, необходимо определить эквивалентный импеданс для всех динамиков, подключенных последовательно, по той же формуле, что и в примере 2 выше. Как только это будет сделано, общий номинальный импеданс цепи можно рассчитать, используя формулу параллельной цепи в Примере 3 выше.

В примере 4 у нас есть усилитель мощностью 50 Вт с выходным сопротивлением 8 Ом. Чтобы определить импеданс динамиков, нам нужно будет решить, используя как параллельную формулу, так и формулу серии для эквивалентного импеданса.

Поскольку два верхних динамика подключены параллельно двум нижним динамикам, мы можем выразить формулу эквивалентного импеданса, используя формулу параллельного импеданса, следующим образом:

Где ~ z _ {\ text {top}} ~ — эквивалентное сопротивление двух верхних динамиков, а ~ z _ {\ text {bottom}} ~ — эквивалентное сопротивление двух нижних динамиков.

Итак, чтобы решить эту формулу, нам нужно определить импеданс для верхнего и нижнего наборов динамиков. Каждый из этих двух наборов динамиков подключен последовательно, поэтому для решения мы можем использовать формулу эквивалентного последовательного импеданса.

Поскольку все динамики имеют одинаковый импеданс, мы знаем, что ~ z_1 = z_2 ~ и мы можем еще больше упростить:

Поскольку все динамики имеют одно и то же значение, мы также знаем, что:

Итак, мы также можем видеть, что ~ z _ {\ text {top}} = z _ {\ text {bottom}} ~

Подставляя эти уравнения в нашу исходную формулу для ~ z _ {\ text {equal}} ~, мы можем увидеть, как вычислить:

Итак, после всей этой работы мы видим, что эквивалентный импеданс этой последовательной / параллельной цепи просто равен импедансу динамика. Поскольку мы знаем, что выходной импеданс усилителя составляет 8 Ом, мы можем легко увидеть, что

Поскольку имеется четыре динамика, каждый динамик может иметь мощность 12,5 Вт (одна четвертая выходной мощности усилителя).

В этом случае мы рекомендуем выбрать четыре динамика на 8 Ом с номинальной мощностью не менее 25 Вт каждый.

Для этой конфигурации проще всего рассчитать эквивалентный общий импеданс в два этапа.

Похожие видео

Курт Прейндж (BSEE), инженер по продажам антикварной электроники, базируется в Темпе, штат Аризона.Курт начал играть на гитаре в возрасте девяти лет в Каламазу, штат Мичиган. Он мастер по изготовлению гитар и дизайнер ламповых усилителей, которому нравится помогать другим музыкантам в бесконечном поиске звука.

Обратите внимание, что информация, представленная в этой статье, предназначена только для справочных целей. Amplified Parts не делает никаких заявлений, обещаний или гарантий относительно точности, полноты или адекватности содержания этой статьи и прямо отказывается от ответственности за ошибки или упущения со стороны автора. В отношении содержания данной статьи не дается никаких гарантий, подразумеваемых, выраженных или установленных законом, включая, помимо прочего, гарантии ненарушения прав третьих лиц, права собственности, товарной пригодности или пригодности для определенной цели. или его ссылки на другие ресурсы.

Полное руководство по регулировке мощности динамиков и номинальной мощности — Мой новый микрофон

Существует множество спецификаций, используемых для определения динамиков, и мощность или «номинальная мощность» — одна из наиболее распространенных спецификаций, с которыми мы сталкиваемся, когда собираемся использовать или покупать динамик.В спецификации будет примерно 1000 Вт; 350 Вт _{среднеквадратичное значение} или 800 Вт _{пиковое значение} .

Что такое мощность динамика (номинальная мощность)? Спецификация допустимой мощности динамика (также известная как номинальная мощность) — это измеренный или теоретический предел электрической мощности, с которой динамик может справиться до сгорания. Спецификация указывается в ваттах и ​​может быть измерена / рассчитана как непрерывное, пиковое или среднеквадратическое (среднеквадратичное) значение.

В этой статье вы узнаете все о довольно запутанной номинальной мощности (характеристиках мощности) динамиков и о том, как она может быть бесполезной или бесполезной при выборе динамиков.

Что такое мощность?

Чтобы понять номинальную мощность динамиков, мы должны понять, что такое мощность в первую очередь.

Электрическая мощность определяется как скорость в единицу времени, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи.

Измеряется в ваттах (Вт) в системе СИ. 1 ватт равен передаче 1 джоуля в секунду.

Усилитель мощности в нашей сигнальной цепи обеспечивает усиленные аудиосигналы, которые могут правильно управлять динамиком (ами) для воспроизведения звука.Передача (мощность) этих аудиосигналов обычно оценивается как количество электроэнергии (в ваттах).

Динамики — преобразователи

По сути, динамики — это преобразователи, которые преобразуют электрическую энергию (звуковые сигналы) в механическую энергию (звуковые волны).

В подавляющем большинстве случаев это делается с помощью электромагнетизма. Аудиосигнал проходит через проводящую звуковую катушку, создавая магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитом, вызывая движение диафрагмы.

По сути, переменный ток звукового сигнала вызывает изменение напряжения на проводящей звуковой катушке, что, в свою очередь, заставляет диафрагму (прикрепленную к звуковой катушке) двигаться в соответствии с электрическим сигналом.

Таким образом, форма волны выходного звука динамика имитирует форму волны аудиосигнала.

Преобразовательные элементы динамика называются драйверами. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:
• Что такое драйверы динамиков? (Как работают все типы драйверов)
• Как динамики и наушники работают как преобразователи?

Почему для оценки динамиков используется мощность?

Итак, если в конечном итоге именно переменный электрический ток, протекающий в звуковой катушке, заставляет динамик воспроизводить звук, почему мы беспокоимся о мощности. Почему бы не заняться самими напряжением и током?

Начнем с тока.

Электрический ток, хотя в конечном итоге и вызывает преобразование аудиопреобразователей, не является хорошим показателем для электрических аудиоустройств.

Это связано с тем, что звуковое оборудование (например, динамики и усилители) имеет импеданс. Электрический импеданс препятствует прохождению переменного тока.

Поскольку разные устройства имеют разные импедансы, и эти устройства могут быть смешаны и согласованы в сигнальной цепи, ток редко используется для описания характеристик устройств.

Слишком много переменных. Попытки учесть каждое подключенное устройство в звуковой цепи бесполезны.

А как насчет напряжения?

На самом деле, напряжение обычно используется для измерения уровней аудиосигнала и регулярно используется в спецификациях аудиоустройств.

В аудио, грубо говоря, мы генерируем напряжение (электромеханическими средствами, такими как микрофон или виниловая игла / стилус, или через цифро-аналоговые преобразователи). Мы используем это напряжение, чтобы получить ток.Этому току противодействует импеданс аудиоустройств в сигнальной цепи.

Итак, напряжение обычно используется для измерения силы сигнала. Это верно для сигналов микрофона и аналоговых линейных сигналов, независимо от того, измерены ли они в:

• Милливольт (мВ)
• Вольт (В)
• Децибел относительно 1 В (дБВ)
• Децибел относительно 0,775 В (дБн)

Но факт остается фактом: мощность обычно используется на уровне динамика для определения «Выходные уровни» усилителей мощности и «входные уровни» громкоговорителей.

Одна из причин заключается в том, что, хотя напряжение аудиосигнала и ток в сигнальной цепи будут колебаться между положительными и отрицательными значениями (ток будет течь в обоих направлениях), мощность всегда будет положительной.

Таким образом, мощность немного легче понять как ценность. Обратите внимание, что мощность переменного тока аудиосигнала, например напряжение и ток, колеблется между пиком и минимумом.

Его можно сократить до старой номенклатуры, чтобы помочь нам выбрать подходящий усилитель и динамики.

Номинальная мощность, как правило, полезна и связана с напряжением, током и сопротивлением (которые мы часто заменяем импедансом) следующими уравнениями:

• P = I • V
• P = V2 / R
• P = I2 R

Где:
P = мощность
I = ток
V = напряжение
R = Сопротивление

Конечно, эти формулы упрощают понимание аудиосигналов переменного тока, но могут использоваться для эффективного понимания того, как электрическая мощность работает между усилителем и динамиком.

Колонки и усилители

Громкоговорители должны воспроизводить звуковые волны из электрических сигналов. Это требует много работы, и когда мы учитываем неэффективность типичного драйвера с подвижной катушкой, мы видим, что для динамиков требуются усилители.

Чтобы узнать больше об эффективности громкоговорителей (или ее отсутствии), ознакомьтесь с моей статьей Полное руководство по чувствительности и рейтингам эффективности громкоговорителей.

Усилители увеличивают мощность (напряжение / мощность) аудиосигнала.Они повышают сигналы линейного уровня (используемые в записанном аудио, микшерных пультах и ​​т. Д.) До сигналов уровня динамиков.

С помощью внешнего источника питания и усиления усилители будут принимать сигналы линейного уровня на своих входах и выводить сигналы уровня динамиков на своих выходах. Вход подключается к микшерному пульту, устройству воспроизведения и т. Д., А выход подключается к динамикам.

Другой способ взглянуть на соединение динамика с усилителем — это то, что динамик получает питание от усилителя.

Это обычно возникает при обсуждении громкоговорителей с разным импедансом.Например, динамик с сопротивлением 4 Ом потребляет больше тока, чем динамик с сопротивлением 8 Ом, использующий тот же усилитель.

Выходы усилителя также рассчитаны на мощность. Их номинальная выходная мощность обычно указывается на определенной частоте (часто 1 кГц) при общей нагрузке (импеданс динамика) 4 Ом, 8 Ом и т. Д.

Важно отметить, что нам не нужно сопоставлять номинальную выходную мощность усилителя с номинальной мощностью динамика.

Фактически, динамик с низким энергопотреблением может быть подключен к усилителю с более высокой выходной мощностью, если усилитель не слишком громкий.

Точно так же динамик с высокой мощностью можно подключить к усилителю с более низким выходом, если динамик не пытается потреблять слишком много энергии от усилителя (обычно это проблема только с динамиками с низким сопротивлением).

Все дело в том, чтобы электрическая мощность между усилителем и динамиком не превышала определенного значения, чтобы избежать перегрева.

Спецификация управления мощностью

Характеристики допустимой мощности динамика — это максимальная электрическая мощность, которую он способен передать от усилителя до того, как он начнет получать повреждения.

Существует два основных способа, которыми избыточная мощность может повредить динамик.

Это приводит к 2 различным типам управления мощностью:

Что такое тепловая энергия?

Под термической обработкой мощности понимается предел мощности, с которым динамик может справиться до того, как его звуковая катушка начнет гореть и / или плавиться.

Как обсуждалось ранее, звуковой сигнал (переменный ток) протекает внутри звуковой катушки из-за электрической энергии, подаваемой усилителем.

Часть этой мощности используется для перемещения звуковой катушки (и диафрагмы) для воспроизведения звука. Однако большая его часть теряется в виде тепла из-за значительной неэффективности динамика.

Чем больше мощности передается на динамик, тем больше тепла рассеивается.

Обычно это тепло рассеивается на поверхности звуковой катушки, когда она колеблется вперед и назад в магнитном зазоре. Мы можем рассматривать двигатель динамика как своего рода двигатель с воздушным охлаждением.

Тем не менее, существует порог, при котором динамик больше не может рассеивать достаточно тепла для обеспечения безопасности звуковой катушки.В этот момент звуковая катушка сгорит и / или расплавится, и динамик получит необратимое повреждение.

Этот тип перегорания происходит, когда превышен предел допустимой тепловой мощности динамика.

Для получения дополнительной информации о перегорании громкоговорителей ознакомьтесь с моей статьей Перерыв громкоговорителя: почему это происходит и как его избежать / исправить.

Расплавленная / сгоревшая звуковая катушка — наиболее распространенный способ сгорания динамика. Следовательно, предел допустимой мощности или номинальная мощность динамика обычно относятся к пределу допустимой тепловой мощности.

Что такое механическая обработка энергии?

Таким образом, перегрузка динамика обычно приводит к возгоранию / плавлению звуковой катушки из-за тепловых ограничений. Однако динамики также могут быть перегружены механически.

В динамике есть два основных порога механического движения:

• Максимальное линейное перемещение
• Максимальное механическое движение

Первая точка — это точка, в которой динамик перестает работать линейно. То есть начинает искажаться.

Это максимальное линейное движение определяется как точка, в которой звуковая катушка переместилась достаточно далеко за пределы магнитного зазора, чтобы катушка больше не испытывала полную плотность магнитного потока двигателя.

На этом этапе электрический звуковой сигнал больше не имеет такого контроля над движением двигателя. Это приводит к искажению звука, воспроизводимому динамиком.

Максимальное механическое движение превышает линейный порог до точки, в которой динамик больше не может двигаться.

Это происходит внутри, когда катушка ударяется о заднюю пластину магнитной конструкции. Это также происходит снаружи, когда диафрагма движется к точке растяжения своего окружения.

Превышение механических ограничений динамика приводит к повреждению и в некоторых случаях может быть вызвано подачей на динамик слишком большой мощности.

Однако, как уже говорилось, превышение теплового предела более вероятно.

Сабвуферы на самом деле единственные динамики, которые могут достичь своих механических пределов, прежде чем достигнут своих предельных температур.Для этого есть две основные причины.

Во-первых, звуковая катушка сабвуфера относительно велика и, следовательно, лучше сама охлаждается.

Однако более важным является величина хода, необходимого для сабвуфера. Чтобы воспроизводить самые низкие частоты слышимого спектра (до 20 Гц), сабвуфер должен выдувать много воздуха.

Помимо большой площади диафрагмы, сабвуфер должен колебаться на больших расстояниях, чтобы воспроизводить низкие частоты с любой громкостью.Когда прилагается слишком большая мощность, сабвуфер может действительно выйти из-под контроля, что приведет к его повреждению.

Измерение управляемой мощности: пиковая, среднеквадратичная, непрерывная и др.

Самая запутанная часть в обращении с динамиками — это знать, о чем на самом деле идет речь в спецификации.

До сих пор мы говорили о том, что номинальная мощность динамика — это максимальная мощность, с которой динамик может справиться до сгорания или иного повреждения.

Однако это еще не все.Мы должны понимать временной горизонт, в течение которого сохраняется номинальная мощность.

Сгорит ли наш динамик в любой момент времени, превышающий номинальный, или это ограничение относится к безопасному количеству энергии, которое может поддерживаться часами за раз?

Здесь вступают в игру многочисленные вариации характеристик мощности. В их числе:

Из всех этих спецификаций пиковое значение никогда не должно превышаться.

Однако с другими значениями мы можем периодически превышать пороговое значение, не вызывая повреждения динамика. Пики динамического аудиосигнала вполне могут вызвать скачки мощности в динамик.

Пока мы остаемся в среднем ниже «непиковых» точек, наш говорящий должен оставаться в безопасности.

Помните, что управление мощностью в основном связано с отводом тепла. Мы можем увеличивать нагрев на короткие периоды времени, пока мы снижаем тепло до определенного уровня в течение большей части времени, чтобы позволить звуковой катушке остыть.

К сожалению, существует довольно много вариантов характеристик мощности динамиков, которые вызывают путаницу.Разные производители используют разную терминологию, и, что еще хуже, некоторые имеют разные определения одной и той же терминологии.

Всегда лучше узнать, как производитель придумывает спецификации управления мощностью своих динамиков, чтобы точно знать, что вы читаете, когда речь идет об управлении мощностью.

При этом давайте попробуем разобраться во всем этом.

В пояснениях ниже я буду использовать теоретический динамик со следующими характеристиками:

• Номинальное сопротивление: 8 Ом
• Пиковая мощность: 1000 Вт

С помощью этого теоретического примера динамика мы выясним различия в различных номинальных значениях мощности.

Пиковая мощность

Пиковая мощность — это максимальная мощность, с которой динамик может справиться в любой момент времени. Если в любой момент динамик потребляет мощность, превышающую максимальную номинальную мощность, динамик будет поврежден.

Пиковая мощность часто является предпочтительным методом для маркетологов, так как она дает наивысшую оценку мощности. Большие числа обычно выглядят лучше для потребителя.

В случае с динамиком в качестве примера допустимая мощность указана как 1000 Вт.

Используя уравнение мощности P = V ² / R и номинальное сопротивление, мы находим, что пиковое напряжение цепи составляет 89,44 В, _{, пиковое значение} .

Эффективная мощность RMS

RMS на самом деле ошибочный термин, хотя он обычно используется в спецификациях динамиков.

Чтобы понять этот вариант спецификации мощности, мы должны сначала понять, что такое RMS.

RMS (среднеквадратичное значение) технически представляет собой измерение квадратного корня из среднего квадрата (среднее арифметическое квадратов набора чисел).

Переменный ток (и напряжение) идут в обоих направлениях, как и положительные и отрицательные значения. Это легко увидеть по синусоиде. Давайте рассмотрим часть напряжения на приведенной выше диаграмме:

Средняя амплитуда (в вольтах) вышеупомянутой синусоиды на самом деле равна 0 вольт, потому что сигнал тратит одинаковое время и амплитуду как на положительном, так и на отрицательном полюсе.

Однако эти сигналы по-прежнему дают результат и приводят в движение динамики. Хитрость заключается в том, чтобы вычислить среднее значение абсолютной амплитуды синусоидальной волны, а не фактическую амплитуду.

Вот где RMS пригодится.

Давайте посмотрим на вычисления для среднеквадратичного напряжения, поскольку в настоящее время мы обсуждаем напряжение.

Для сложных сигналов расчет среднеквадратичного значения:

В _{действующее значение} = √ 1 / (T ₂ — T ₁ ) ∫ _{T 1} ^{T ₂} [ f ( t )] ²

Для простых синусоидальных волн (которые имеют одну частоту и обычно используются в расчетах характеристик громкоговорителей) уравнение RMS может быть сведено к следующему:

В _{среднеквадратичное значение} = V _пик sin (2π футов ) = V _пик / √2 ≈ 0.707 В _пик

Используя пик 89,44 В _{, который мы вычислили на основе пиковой мощности мощностью 1000 Вт нашего динамика с сопротивлением 8 Ом (при допущении синусоидальной волны), мы можем вычислить, что среднеквадратичное напряжение} V _{равно 63,24 В среднеквадратичное значение .}

Пиковое напряжение и среднеквадратичное значение напряжения показаны на диаграмме ниже:

. Кроме того, среднеквадратичное значение постоянного напряжения — это просто амплитуда самого постоянного напряжения.Конечно, звуковые сигналы по своей природе являются переменным током, но это может помочь нам понять.

Мощность, которая, как мы знаем, всегда положительна, не имеет среднеквадратичного значения. Скорее, мы можем вычислить среднюю амплитуду мощности, а не полагаться на какие-либо формулы среднеквадратического значения.

Так что же тогда означает мощность RMS (P _rms )?

Ну, это должно означать средний предел допустимой мощности в соответствии с максимальным среднеквадратичным напряжением, с которым может работать динамик.Итак:

P _{«среднекв.»} = P _средн. = V _{среднекв.} ² / R

В случае нашего примера динамика средняя номинальная мощность будет равна 63,24 В _{среднеквадратичное значение} ² , разделенное на 8 Ом (номинальное сопротивление).

Это дает нам среднеквадратичную мощность 500 Вт при условии идеального синусоидального сигнала.

Это легко визуализировать, если просто взглянуть на график, показывающий пиковую мощность:

Среднюю мощность легко представить, взглянув на график выше.

Однако, чтобы укрепить наши знания, давайте кратко обсудим мощность и напряжение в терминах мощности и основных величин мощности. Что я имею в виду?

• Величины мощности — это величины, прямо пропорциональные мощности.
• Величины корня из мощности (иногда называемые величинами поля) — это величины, которые в квадрате пропорциональны мощности в линейных системах.

Электрическая мощность и акустическая мощность / интенсивность являются величинами мощности, тогда как напряжение, ток и уровень звукового давления (УЗД) являются величинами корня мощности.

Это помогает объяснить уравнения P = V ² / R и P = I ² • R.

Это также помогает объяснить (если мы чрезмерно упрощаем и рассчитываем среднеквадратичное значение и среднее значение одного и того же), почему средняя «среднеквадратичная» мощность составляет 1/2 пиковой мощности, а «среднее» среднеквадратичное напряжение составляет √ (1/2) пикового напряжения.

Если мы подставим 1/2 P и √ (1/2) V в уравнение P = V ² / R, все получится.

К сожалению, RMS-мощность стала означать количество непрерывной мощности, с которой может справиться динамик.Это технически неверно, но иногда подходит для динамиков.

«Среднеквадратичное значение» мощности, равное половине пиковой мощности, — это просто расчет, основанный на математике, а не на фактическом рейтинге, основанном на тестировании динамика.

Тем не менее, некоторые производители указывают «RMS Power» как предел непрерывной мощности, с которым может работать динамик.

Средняя допустимая мощность

Средняя мощность, как мы уже обсуждали, равна квадрату среднеквадратичного значения напряжения, деленного на сопротивление (или импеданс на данной частоте) динамика.

Он также будет равен действующему значению тока, умноженному на действующее значение напряжения (P = I • V).

P _средн. = I _{среднекв.} • V _{среднекв.}

P _средн. = V _{среднекв.} ² / R

Тем не менее, мощность редко, если вообще когда-либо, дается как «средняя». Скорее, оно дано как несколько сбивающее с толку значение RMS.

Постоянное управление мощностью

Непрерывная регулировка мощности (часто называемая неточно «среднеквадратичной мощностью») — это мощность, с которой динамик может комфортно работать в течение длительного периода времени.

Чтобы получить это значение, производители могут фактически проверить ограничения динамика, пропуская через динамики розовый шум в течение нескольких часов подряд.

Можно проводить различные тесты, проверяя уровень мощности, который со временем приведет к перегоранию звуковой катушки.

Упомянутые мною методы тестирования расплывчаты, и в конечном итоге производитель должен изложить процедуру тестирования, чтобы мы могли понять, как они приходят к выводу о спецификации непрерывной мощности.

Во многих случаях розовый шум, используемый в тесте, будет иметь пик-фактор от 2 до 2,828 (√8). Другими словами, среднеквадратичное значение сигнала розового шума будет между 0,5 и 0,3536 пикового значения.

Чтобы понять эту разницу, давайте разберемся с коэффициентом амплитуды и децибелами.

Как мы уже упоминали, розовый шум может иметь различные пик-факторы, но пик-фактор при тестировании обычно равен 2. Для этого объяснения я использую пик-фактор, равный 2.

Пик-фактор — это параметр формы сигнала, который описывает отношение пиковых значений к эффективному среднеквадратичному значению. Другими словами, коэффициент амплитуды показывает, насколько экстремальны пики сигнала.

Пик-фактор, равный 1, означает отсутствие пиков, таких как постоянный ток или прямоугольная волна. Более высокие коэффициенты амплитуды указывают на пики и являются обычными для аудиосигналов.

Итак, сигнал розового шума с пик-фактором 2 будет иметь среднеквадратичное значение напряжения 1/2 (0.5) умноженное на его пиковое значение.

Сигнал розового шума с пик-фактором √8 будет иметь среднеквадратичное значение напряжения, умноженное на 1 / √8 (~ 0,354) его пикового значения.

Синусоидальная волна, как другой пример, имеет пик-фактор √2 (~ 1,414) и среднеквадратичное значение напряжения, умноженное на 1 / √2 (~ 0,707) его пикового значения.

Пик-фактор также может быть выражен как отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR). PAPR дается как квадрат амплитуды пика (что дает пиковую мощность ), деленный на квадрат среднеквадратичного значения (что дает среднее значение мощности ).

PAPR — это просто квадрат коэффициента амплитуды. Однако обычно он выражается в децибелах (дБ).

При измерении в дБ пик-фактор (C) и отношение мощности к средней мощности (PAPR) равны, поскольку мощность является величиной мощности, а напряжение — величиной корневой мощности. Для справки вот уравнения:

C = | V _пик | / V _СКЗ

C _дБ = 20 log ₁₀ (| V _пик | / V _rms )

PAPR = | V _пик | ² / V _{среднеквадратичное значение} ²

PAPR _дБ = 10 log ₁₀ (| V _пик | ² / V _{среднеквадратичное значение} ² ) = C _дБ

Обработка чисел дает нам следующее:

• PAPR синусоидальной волны (пик-фактор 1.414) = 3 дБ
• PAPR розового шума (пик-фактор 2) = 6 дБ

Или, другими словами:

• Пики синусоидальной волны будут на 3 дБ выше, чем среднеквадратичное значение синусоидальной волны.
• Пики розового шума будут на 6 дБ выше, чем среднеквадратичное значение розового шума.

Как мы видим, динамикам будет легче (они будут выделять меньше тепла), чем просто синусоидальные волны с тем же среднеквадратичным уровнем, производить розовый шум.

Как правило, номинальная постоянная мощность часто составляет около 25% от максимальной допустимой мощности.

Это связано с тем, что если «розовый шум» дает PAPR 6 дБ, это означает, что для достижения реального пикового уровня потребуется мощность 6 дБ (увеличение мощности в четыре раза).

Характеристики непрерывной мощности являются наиболее полезными, поскольку они дают нам представление о средней мощности, которую мы можем безопасно подавать на динамик в течение длительных периодов времени.

Таким образом, для нашего теоретического динамика мощностью 1000 Вт с сопротивлением 8 Ом потребляемая непрерывная мощность составит около 250 Вт.

Программа управления мощностью

Спецификацию управления мощностью программы можно рассматривать как значение рекомендованной выходной мощности усилителя мощности динамика.

Рейтинг музыки / программы почти всегда в два раза превышает непрерывный рейтинг. Это более высокий рейтинг, потому что музыка имеет много пиков и провалов и не настолько оскорбительна, как непрерывный сигнал.

Каждое удвоение мощности приводит к увеличению на 3 дБ (а каждое уменьшение мощности вдвое дает уменьшение на 3 дБ).

Таким образом, номинальная мощность в непрерывном режиме (измеренная с розовым шумом, который обычно имеет пик-фактор 2) дает нам (обычно) здоровые 6 дБ ниже пика. Это означает, что мощность составляет около четверти пиковой мощности, так что запас по мощности для усилителя составляет 6 дБ.

Обычно рекомендуется иметь усилитель, способный поддерживать постоянную номинальную мощность динамика. Однако также важно иметь усилитель, который может правильно воспроизводить пики аудиосигнала.

Усилитель с удвоенной номинальной мощностью динамика в непрерывном режиме может безопасно управлять динамиком и обычно справляется с пиками звука без искажений.

Именно по этой причине спецификация программы часто вдвое (или примерно вдвое) превышает номинальную непрерывную мощность. Опять же, все зависит от того, как производитель проверяет непрерывную работу с питанием и насколько он уверен в рекомендации усилителя.

Помните, что номинальная мощность программы / музыки не столько связана с ограничениями самого динамика, сколько для того, чтобы помочь пользователю выбрать подходящий усилитель.

Для справки:

• Речь, которая обычно усиливается с помощью микрофона и громкоговорителей PA, имеет типичный коэффициент амплитуды и PAPR около 12 дБ.
• Музыка часто имеет пик-фактор и PAPR около 18 дБ и даже больше для динамической музыки.

Итак, для нашего теоретического динамика мощностью 1000 Вт с сопротивлением 8 Ом, непрерывная мощность будет около 250 Вт, а программная мощность — около 500 Вт.

Номинальная мощность

К сожалению, существует большая путаница и в отношении номинальной мощности. Если производитель использует этот вариант управления мощностью в своей таблице, проконсультируйтесь с производителем о том, что они означают.

В некоторых случаях это просто означает то же самое, что и непрерывное управление мощностью. В других случаях это определяется как половина непрерывного рейтинга.

Можно найти и другие определения, в том числе следующие:

• Это максимальная мощность динамика, рассчитанная при его номинальном сопротивлении.

• Это максимальная теоретическая электрическая мощность, которая передавалась бы от усилителя к динамику, если бы динамик действительно демонстрировал свое номинальное сопротивление.Фактическая электрическая мощность может варьироваться от примерно вдвое большей номинальной мощности до менее одной десятой.

Все это еще раз говорит о том, что лучше всего выяснить, как производитель тестирует управление мощностью, чтобы правильно понять спецификацию. К сожалению, характеристики мощности на самом деле не подходят для использования при сравнении динамика и / или согласовании усилителя с динамиком.

Громче ли громче динамики с более высокой мощностью?

Когда мы видим большую номинальную мощность динамика, мы обычно предполагаем, что динамик будет громким, но действительно ли более высокая номинальная мощность свидетельствует о более громком динамике?

Что ж, как мы уже упоминали в предыдущем разделе, это зависит от того, какие у нас есть вариации характеристик мощности.

Мы можем с уверенностью предположить, что при прочих равных, динамик 250 Вт непрерывного действия будет громче, чем динамик пикового значения 250 Вт.

Но есть и другие факторы, которые влияют на громкость динамика.

Прежде чем мы начнем, я хотел бы упомянуть, что громкость — это акустическое и психоакустическое явление, в отличие от электрических факторов, которые мы обсуждали до этого момента.

Два человека могут воспринимать один и тот же звук по-разному в зависимости от их собственного психоакустического (слухового) профиля и акустики пространства вокруг них.

Также верно и то, что, хотя электрическая и акустическая мощность являются величинами мощности и напряжения, ток и уровень звукового давления являются основными величинами мощности, воспринимаемая громкость является строго психологической.

При этом децибелы все еще можно использовать для приблизительного определения «громкости» по сравнению с мощностью и уровнем звукового давления:

Может быть, это немного не по плану, но более справедливый вопрос мог бы быть:

Выделяют ли динамики с более высокой номинальной мощностью больше акустической мощности, чем динамики с более низкой номинальной мощностью?

Ответ на этот вопрос, касающийся громкости, «не обязательно».

Позвольте мне объяснить.

Возможно, более очевидная причина в том, что акустическая мощность динамика зависит от выходной мощности усилителя.

Например, если усилитель выдает мощность 100 Вт на динамик мощностью 1000 Вт, а другой усилитель выдает мощность 500 Вт на динамик мощностью 800 Вт, то при прочих равных условиях динамик мощностью 800 Вт будет громче.

Это может показаться очевидным, но о нем стоит упомянуть.

Еще одним ключевым фактором при определении выходной акустической мощности динамика является рейтинг чувствительности и, соответственно, рейтинг эффективности.

Рейтинги чувствительности динамиков измеряют уровень звукового давления динамика на расстоянии одного метра (по оси), когда динамик потребляет 1 Вт мощности.

КПД — это отношение выходной акустической мощности динамика к электрической мощности, потребляемой динамиком.

Давайте продолжим наши примеры динамиков мощностью 800 и 1000 Вт.

Допустим, динамик мощностью 1000 Вт имеет рейтинг чувствительности 84 дБ SPL при 1 Вт / 1 м, а динамик 800 Вт имеет рейтинг чувствительности 90 дБ SPL при 1 Вт / 1 м.

Итак, при любой заданной мощности (в пределах каждого динамика) динамик 800 Вт будет производить на 6 дБ больше звукового давления на расстоянии 1 метра (и на любом расстоянии в этом отношении), чем динамик 1000 Вт.

Для того, чтобы динамик 84 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м давал такое же SPL на заданном расстоянии (и такой же уровень выходной звуковой мощности на динамике), что и динамик 90 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м, потребуется 6 дБ дополнительной выгоды.

Увеличение усиления на 6 дБ — это 4-кратное увеличение мощности усилителя.

Таким образом, номинальная мощность зависит от максимальной мощности, с которой может справиться динамик, но не обязательно означает, что динамик будет громче.

При этом, динамик мощностью 1000 Вт в паре с соответствующим усилителем, который включен, определенно будет звучать громче, чем, скажем, динамик мощностью 100 Вт с подходящим усилителем, который включен. Акустическая система с более низким энергопотреблением просто не сможет работать без сгорания.

В конечном счете, максимальный уровень звукового давления и чувствительность больше влияют на громкость динамика, чем номинальные значения мощности.

Разработка или маркетинг?

Часто мы видим пиковые значения мощности на динамиках. Хотя эта вариация абсолютна, она мало что нам говорит.

Как мы уже обсуждали, постоянный рейтинг и даже программный рейтинг являются более полезными характеристиками управления мощностью.

Однако чем больше, тем лучше, поэтому маркетологи часто используют пиковую мощность, чтобы динамик выглядел как лучший выбор.

Конечно, пиковая мощность важна для обеспечения безопасности динамика в экстремальных ситуациях, но можно утверждать, что, особенно когда пиковая мощность является единственной приведенной номинальной мощностью, спецификация является скорее аргументом в пользу продажи, чем полезной частью информация для пользователя.

Активный Vs. Пассивные динамики

Хотя активные динамики иногда имеют номинальную мощность, обычно это характеристики пассивных динамиков.

Это связано с тем, что пассивным динамикам для правильной работы требуются внешние усилители. Мы можем «смешивать и согласовывать» громкоговорители и усилители, поэтому при принятии решения о согласовании усилителя и громкоговорителя важно знать ограничения мощности динамика (и усилителя).

спроектированы со встроенными усилителями, поэтому, хотя их драйверы, безусловно, имеют ограничения по мощности, усилители и драйверы созданы для совместной работы, поэтому номинальная допустимая мощность меньше заботит пользователя.

Напомним, да, активные (и активные) динамики имеют ограничения по мощности, но спецификация по мощности обычно более полезна для пассивных динамиков, которым требуется отдельный усилитель.

Иногда мы видим характеристики пиковой мощности для активного усилителя как маркетинговые характеристики.

Имеет ли значение мощность? Что такое хороший рейтинг управляемости мощности?

Хотя мощность, безусловно, имеет значение, она не слишком важна, если только мы не планируем использовать динамики с усиленными усилителями.

Более полезные характеристики, как мы уже обсуждали, включают максимальное звуковое давление, чувствительность и эффективность.

Два динамика с одинаковой номинальной мощностью (допустимой мощностью) могут иметь разные показатели чувствительности и эффективности. Громкоговоритель с более высоким рейтингом чувствительности и эффективности будет производить больше звука при заданной мощности.

Поскольку оба динамика имеют одинаковую мощность, динамик с более высокой чувствительностью также будет иметь более высокий максимальный уровень звукового давления.

«Хорошая» оценка мощности зависит от ваших привычек слушателя и зависит от чувствительности динамика и предполагаемого положения слушателя.

Помните, что безопасность прослушивания критически важна для здоровья нашего слуха. Вот таблица, представляющая безопасные уровни прослушивания, рекомендованные NIOSH (Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья) и OSHA (Управление по охране труда):

Итак, допустим, нам нужен динамик, который может обеспечить безопасный уровень звукового давления 90 дБ (согласно OSHA, мы можем безопасно слушать 90 дБ в течение 8 часов). Мы хотим слушать говорящего на расстоянии 1 метра.

• Акустической системе с чувствительностью 90 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м для этого потребуется всего 1 Вт мощности, поэтому любой номинальной продолжительной мощности выше 1 Вт будет достаточно.
• Акустической системе с чувствительностью 84 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м потребуется усиление +6 дБ для выработки мощности 4 Вт, чтобы это произошло, поэтому любой номинальной продолжительной мощности выше 4 Вт будет достаточно.

Практически каждый динамик имеет мощность более 4 Вт.

А теперь что, если бы нам нужен SPL 102 дБ на расстоянии 8 метров от динамика (допустим, мы на очень громком концерте).

Сейчас мы обычно используем несколько динамиков для достижения этого уровня звукового давления, а не полагаемся на один динамик. Допустим, мы используем 4 одинаковых динамика. Это означает, что выходная акустическая мощность будет в 4 раза больше (+6 дБ), поэтому каждый динамик можно будет уменьшить на 6 дБ, чтобы добиться того же результата.

Мы должны учитывать падение на 6 дБ при каждом удвоении расстояния. Следовательно, 102 дБ на 8 метрах будет 120 дБ на 1 метре (это помогает в расчетах, которые включают чувствительность).

Таким образом, каждый динамик должен будет производить 120-6 = 112 дБ на расстоянии 1 метр.

Для динамика с чувствительностью 90 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м потребуется усиление 22 дБ. Это означает, что для достижения этого уровня каждому динамику потребуется 159 Вт средней мощности (пиковая мощность 317 Вт).Подойдет любой динамик с мощностью выше этих значений (при условии наличия соответствующего усилителя).

Для динамика с чувствительностью 84 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м потребуется 28 дБ усиления. Это означает, что каждому динамику потребуется 631 Вт средней мощности (пиковая мощность 1262). Эти значения невероятно высоки, и маловероятно, что вы найдете динамик с такими характеристиками, предназначенный для живого звука. Это всего лишь пример.

Еще раз отметим, что это теоретические примеры, которые помогают проиллюстрировать разнообразие применений громкоговорителей и то, что составляет субъективно «хорошую» оценку мощности динамика.

Минимальная номинальная мощность динамика

Если динамику требуется большая мощность, он может иметь минимальную номинальную мощность.

Эта спецификация, как следует из названия, относится к минимальному уровню мощности, необходимому для того, чтобы динамик вообще произвел какой-либо шум.

Следовательно, для работы с динамиком усилитель должен выдавать мощность, превышающую минимальную. Этот сценарий редок, если у нас нет больших динамиков и маленьких усилителей.

Номинальная мощность усилителя

также имеют номинальную мощность, соответствующую их выходам.

Обычно эти рейтинги включают следующую информацию:

• Варианты измерения: , как и мощность динамика, номинальные мощности усилителя могут быть измерены / рассчитаны как пиковая / PMPO, RMS / средняя и другие.
• Ватт на канал: сколько ватт может быть произведено / потреблено каждым каналом усилителя (каждый канал посылает один аудиосигнал на один динамик или на несколько динамиков, подключенных последовательно или параллельно).
• Максимальная выходная мощность на один импеданс: разные динамики имеют разное сопротивление нагрузки для усилителя. Громкоговоритель обычно обеспечивает большую мощность для снижения сопротивления нагрузки.
• Частоты и диапазоны частот: конкретные номинальные мощности обычно измеряются на отдельных испытательных частотах или в указанных диапазонах частот.
• Искажение: точка, в которой усилитель начнет искажать (обычно измеряется в процентах от общего гармонического искажения).

Влияют ли номинальные мощности усилителя и динамика на качество звука? При прочих равных, разница в мощности или ограничениях выходной мощности не вызовет разницы в качестве звука, если, конечно, эти ограничения не будут превышены в области искажений.

Какой класс усилителей лучший? Каждый класс усилителей имеет свои преимущества и недостатки, и термин «лучший» является субъективным. Но объективно:

• Класс A / B имеет лучшее соотношение цены и качества.
• Класс D — самый эффективный (самый крутой).
• Класс A имеет самый чистый звук.

Регулировка мощности гитарного динамика | CE Distribution

Номинальная мощность гитарного динамика является показателем того, с какой мощностью он может выдержать без термических или механических повреждений. Это не показатель того, насколько громко будет звучать динамик по сравнению с другими динамиками. Давайте рассмотрим основы того, как работают колонки, как определяется номинальная мощность, и посмотрим на вещи с точки зрения гитарного усилителя, чтобы мы могли выбрать гитарные колонки, которые прослужат вам всю жизнь.

Как работает электродинамический громкоговоритель

Гитарные громкоговорители — это тип громкоговорителей, известный как электродинамические громкоговорители или громкоговорители с подвижной катушкой. Магнитная цепь (состоящая из передней пластины, задней пластины, полюсного наконечника и магнита) и звуковая катушка составляют двигатель гитарного динамика. Переменный электрический ток, протекающий через звуковую катушку, создает переменное магнитное поле, перпендикулярное потоку тока через катушку. Магнитная цепь создает сильно сфокусированное магнитное поле в воздушном зазоре между передней пластиной и полюсным наконечником, на котором центрируется звуковая катушка.Звуковая катушка проталкивается и протягивается через воздушный зазор на основе взаимодействия между этими двумя магнитными полями. Поскольку диффузор динамика соединен со звуковой катушкой, он теперь обладает механической силой, с которой он толкает частицы воздуха и издает звук.

Термическое повреждение

Колонки преобразователи. Они преобразуют электрическую энергию усилителя в акустическую. На самом деле это очень неэффективные преобразователи, потому что большая часть электрической энергии преобразуется в тепло, а не в звук.Эталонный КПД (отношение выходной акустической мощности к входящей) для большинства гитарных динамиков составляет от 2% до 6%, что означает, что от 98% до 94% электрической энергии рассеивается в виде тепла.

С точки зрения рассеивания мощности гитарный динамик можно смоделировать как резистор. Большинство энтузиастов гитарных усилителей знакомы с уравнением для электрической мощности и с тем, как его можно использовать для определения мощности, рассеиваемой на резисторе. Резисторы можно рассматривать как преобразователи, которые намеренно преобразуют электрическую энергию в тепловую для создания падения напряжения.2} {8} = \ frac {400} {8} = 50 \ text {W} $$

Звуковая катушка — это электрический интерфейс динамика, для которого задан «номинальный импеданс» (например, 4, 8 или 16 Ом), который можно использовать для оценки рассеиваемой мощности при подключении к усилителю. (Фактическое сопротивление звуковой катушки зависит от частоты). Точно так же, как резистор в конечном итоге сгорит, если его номинальная мощность недостаточно высока, звуковая катушка динамика сгорит, если усилитель подавит ее. Один из наиболее распространенных симптомов громкоговорителя с избыточной мощностью — сгоревшая звуковая катушка, которая обычно измеряется как обрыв цепи на омметре.Динамик с открытой звуковой катушкой не может воспроизводить звук. Перегретый формирователь звуковой катушки также может деформироваться и начать тереться о полюс, вызывая громкое жужжание динамика.

Механическое повреждение

Громкоговорители могут быть повреждены механически из-за чрезмерного отклонения звуковой катушки и диффузора. Это чаще встречается в старых динамиках с изношенными подвесками и адгезивом, но также может происходить на очень низких частотах за пределами используемого частотного диапазона динамика.Когда происходит чрезмерное отклонение, звуковая катушка может смещаться или выходить за нижнюю границу. Конус и подвеска (подвес и крестовина) также могут растянуться или порваться.

Как определяется номинальная мощность динамика

Многие производители динамиков оценивают свои динамики на основе отраслевых стандартов, подобных IEC 60268-5 или AES2-1984. Эти стандарты определяют тестовый сигнал розового шума с пик-фактором два (т. Е. 6 дБ), который предназначен для имитации переходного характера музыки со средним значением, а также частых мгновенных всплесков напряжения, которые в два раза превышают среднее значение.Розовый шум — это особый тип случайного шума с равной энергией на октаву, который на самом деле звучит как запуск космического корабля. Тестовый сигнал подается на тестовый динамик в течение нескольких часов, что дает разумный способ проверить реальные тепловые и механические возможности динамика. После тестирования колонка должна быть в рабочем состоянии, без постоянного изменения ее технических характеристик. Номинальная мощность рассчитывается с использованием среднеквадратичного значения приложенного напряжения и минимального значения электрического импеданса в пределах рабочего диапазона динамика.

Номинальная выходная мощность гитарного усилителя

Номинальная выходная мощность гитарного усилителя в основном является приблизительной цифрой для того, что он может выдать. В спецификациях усилителя обычно указывается выходная мощность в следующей форме:

Выходная мощность: 50 Вт на 8 Ом при 5% THD

Этот тип номинальной выходной мощности достигается за счет использования синусоидальной волны от генератора сигналов (обычно 1 кГц) в качестве входного сигнала. Значение 5% THD (общее гармоническое искажение) означает, что синусоидальная волна смогла генерировать 50 Вт выходной мощности с относительно низким уровнем искажений (около порога ограничения или перегрузки).Измерения THD были одним из первых соглашений, использованных для объективного сравнения точности звуковых усилителей.

Гитарные усилители — это нетрадиционные усилители звука. В то время как большинство аудиоусилителей спроектированы так, чтобы искажения были как можно более низкими, гитарное усиление дошло до того, что обычно требуется перегрузка искажений. Например, Marshall® JCM800 2203 — ламповый усилитель мощностью 100 Вт с высоко ценимым овердрайвом. В руководстве пользователя указана выходная мощность следующим образом:

Типичная мощность при ограничении, измеренная на частоте 1 кГц, среднее искажение 4% 115 Вт RMS на 4, 8, 16 Ом.Типичная выходная мощность при 10% искажениях 170 Вт на 4 Ом.

Этот пример показывает, что для многих гитарных усилителей номинальная выходная мощность (в данном случае 100 Вт) является не максимальной выходной мощностью, а скорее приблизительной чистой выходной мощностью.

RMS и искажения перегрузки

RMS (среднеквадратичное значение) — это своего рода среднее значение, которое можно использовать для сравнения рассеиваемой мощности от разных сигналов на равных условиях. Например, источник питания 20 В постоянного тока рассеивает такое же количество тепла через резистор 8 Ом, что и синусоида со среднеквадратичным значением 20 В переменного тока.2 dt} $$

Выходные характеристики гитарного усилителя обычно основаны на синусоиде с низким уровнем искажений, но при дальнейшем увеличении громкости или использовании эффекта усиления синусоидальная волна становится более перегруженной и может приближаться к форме прямоугольная волна. Среднеквадратичное значение прямоугольной волны равно ее амплитуде, а среднеквадратичное значение синусоидальной волны равно ее амплитуде, деленной на квадратный корень из двух.

Подстановка значений RMS в уравнение для мощности показывает, что прямоугольная волна рассеивает вдвое больше мощности на той же нагрузке, чем синусоидальная волна с той же амплитудой.2} {R} $$

Эта упрощенная модель перегрузочного искажения иллюстрирует, как 100-ваттный усилитель Marshall®, который выдает 115 Вт при 4% THD, может выдать дополнительные 50 Вт при 10% THD.

Ламповый и твердотельный выходы

Во многих ламповых гитарных усилителях используются выходные трансформаторы со вторичными ответвлениями, подключенными к переключателю импеданса, что обеспечивает такую ​​же выходную мощность при подключении к нагрузке с сопротивлением 4, 8 или 16 Ом. В полупроводниковых усилителях не используются выходные трансформаторы, и они не имеют одинаковой выходной мощности при подключении к разным импедансам нагрузки.

Для ламповых выходов важно согласовать импеданс нагрузки с выходным сопротивлением усилителя. Для твердотельных выходов важно использовать нагрузку, которая больше или равна номинальному минимальному импедансу нагрузки, и знать выходную мощность усилителя при этой нагрузке. Например, Fender M-80 — это твердотельный усилитель, рассчитанный на 69 Вт (RMS) при 5% THD на 8 Ом и 94 Вт (RMS) при 5% THD на 4 Ом (минимальное сопротивление нагрузки).

В полупроводниковых усилителях перегрузочные искажения, создаваемые усилителем мощности, обычно не считаются музыкально приятными, поэтому большинство людей не будут превышать низкий уровень THD усилителя.С другой стороны, ламповые усилители мощности часто выходят за пределы своего низкого рейтинга THD.

Усилители с несколькими динамиками

Когда в усилителе используется несколько динамиков, выходная мощность делится между ними. Номинальный импеданс каждого динамика должен быть одинаковым, чтобы мощность распределялась равномерно и чтобы выходное сопротивление усилителя могло быть согласовано.

Формула для расчета эквивалентного полного сопротивления динамиков, подключенных параллельно

~ Z _ {\ text {total}} ~ = Эквивалентное полное сопротивление

~ Z_1 ~ = Импеданс динамика 1 и т. Д.

Пример: два динамика параллельно

Формула для расчета эквивалентного общего импеданса динамиков, подключенных последовательно

~ Z _ {\ text {total}} ~ = Эквивалентное полное сопротивление

~ Z_1 ~ = Импеданс динамика 1 и т. Д.

Пример: два динамика в серии

Выбор гитарных акустических систем на срок службы

Не существует стандартного метода, используемого всеми производителями усилителей при выборе соответствующей номинальной мощности динамика. Если вы хотите выбрать динамик на весь срок службы, вам нужно выбрать динамик, который может справиться с максимальным количеством перегрузочных искажений предусилителя и усилителя мощности, которые могут быть помещены в него, и безопасно избежать превышения температурных пределов динамика.В случае установки с одним динамиком это означает выбор динамика, рассчитанного как минимум на удвоенную номинальную выходную мощность усилителя. Для нескольких динамиков выберите двойную номинальную мощность, которая будет на них распределяться.

Вы можете выбрать более низкую номинальную мощность, потому что знаете, что вам никогда не удастся запустить на полную мощность, и любите звук динамика с более низкой номинальной мощностью. Таким же образом вы можете выбрать динамик с гораздо более высокой номинальной мощностью из-за того, как он звучит.

Пример из реального мира: динамики для Fender® ’65 Twin Reverb® Reissue

1) Определите номинальную выходную мощность усилителя.

Усилители имеют два номинальных значения мощности: потребляемая мощность и выходная мощность. Потребляемая мощность всегда намного выше выходной мощности. В этом случае выходная мощность составляет 85 Вт RMS , а потребляемая мощность — 260 Вт.

2) Определите выходное сопротивление для данной выходной мощности.

В данном случае это 4 Ом .

3) Определите количество динамиков.

В данном случае есть два динамика 12 дюймов (8 Ом), подключенные параллельно, с общим импедансом 4 Ом.

Для этого усилителя выбор динамиков на весь срок службы должен быть рассчитан на мощность не менее 85 Вт каждый. Существует множество вариантов динамиков мощностью 100 Вт, и этот рейтинг будет очень безопасным. Собственно, штатный динамик для этого усилителя — Jensen C12K, рассчитанный на 100 Вт.

Похожие видео

Курт Прейндж (BSEE), инженер по продажам антикварной электроники, базируется в Темпе, штат Аризона. Курт начал играть на гитаре в возрасте девяти лет в Каламазу, штат Мичиган.Он мастер по изготовлению гитар и дизайнер ламповых усилителей, которому нравится помогать другим музыкантам в бесконечном поиске звука.

Обратите внимание, что информация, представленная в этой статье, предназначена только для справочных целей. CE Distribution не делает никаких заявлений, обещаний или гарантий относительно точности, полноты или адекватности содержания этой статьи и прямо отказывается от ответственности за ошибки или упущения со стороны автора.