От чего зависит мощность динамика, Что такое мощность колонок: от чего зависит и в чем измеряется
А почему же горят, если им такая мощность — как слону дробина? Читать далее. Проблемы с APM 2.
У нас это сокращается в к. Вспоминаем или узнаём , что такое нелинейные искажения. Их иногда называют гармоническими THD и означает Total Harmonic Distortion — общие гармонические искажения , что более правильно. Суть дела: когда усилитель работает идеально, сигнал на выходе будет отличаться от сигнала на входе только амплитудой, причём прямо пропорционально.
Добавим коксу. Напряжение на выходе возросло на вольт с небольшим, как вдруг на спектрограмме вырос целый забор из гармоник, значит, выходной сигнал опасно близко подошёл к предельно возможной амплитуде. По амплитуде гармоники вроде небольшие верхняя шкала сильно растянута по вертикали , и в сумме они складываются в невеликий итог: меньше полпроцента.
Но: вот этого забора раньше в звуке не было, а теперь он есть. Добавим ещё — и вот, приплыли: на синусоиде стали отчётливо видны искажения формы, именно те, которых мы ожидали — выше питания не прыгнешь.
А сигнал на выходе стал чудовищным, в реальной жизни мы услышим, помимо чистого тона Гц, массу нового: и , и особенно Гц, и далее до самых невозможных частот, утешение, что все они кратны Гц довольно слабое, для слуха это или скрип, или хрип, в зависимости от основной частоты. Теперь вопрос: Что принять за максимальную выходную мощность?
Если там, где искажений было ещё совсем мало, то окажется 13,5 Вт. RMS, как вы теперь понимаете, увидев, в чём указано выходное напряжение. Если там, где под полпроцента, то будет уже почти 19 Вт. Но только лучше не соглашаться: видите, что кроется за этой неприметной цифрой? Итог нашего анализа на первый взгляд парадоксален: с одной стороны, у усилителя есть только одна максимально достижимая выходная мощность, зависящая от напряжения питания и сопротивления нагрузки.
Но при этом указать её можно как угодно, вопрос в том, какой уровень искажений считать допустимым. Традиционно для действительно мощных, внешних усилителей, значение максимальной мощности указывают при к. Почему при таких, в общем-то, жалких значениях максимальной мощности усилителей головных устройств прицепленные к ним «ваттные» 6 х 9 начинают хрипеть, а то и гореть? Почему хрипеть, вы уже видели: хрип — это гармоники, появившиеся на выходе усилителя при его перегрузке.
Человек думает, что его могучая магнитола перегрузила динамик, а на деле «лопуху» что дали, то и играет, думая своими лопушиными мозгами, что так и надо. А почему же горят, если им такая мощность — как слону дробина? А давайте ещё раз взглянем на результаты предыдущих опытов с искажениями, а потом их даже продолжим. Я там кое-что дорисовал: условные кривые, показывающие, какая часть частотного спектра попадает на низкочастотную головку собственно «лопух» , а какая — на блок ВЧ-головок в его центре.
Естественно, это относится в полной мере и к любой многополосной акустике, а у нас другой и не бывает. Вот играет что-то, и там есть мощная составляющая с частотой Гц. Пищалка пока в отпуске: на голубом поле, изображающем её рабочий диапазон, сигнала почти нет, и правильно, не её это частота.
Когда искажений становится полпроцента, что-то уже появляется, но пока ничего страшного, амплитуды невелики, а большая их часть попадает в область, где фильтр пищалки уже начинает отрезать ненужное.
Пойдём дальше, до предела: выкрутим входной сигнал так, что после отрезания верхушек полуволн смирная синусоида превратится в сигнал почти прямоугольной формы, в котором гармоник за сорок процентов от основного сигнала. Вот здесь пищалке, скорее всего, хана. А ведь и усилитель у нас тот же, и частота по-прежнему «непищалочья». При некотором природном даре таким сигналом можно подпортить и мидбас.
Прямоугольные импульсы несут на выход намного больше энергии, чем синусоида, и электрическая мощность, которая при этом поступает на динамик, составит больше 50 Вт.
Значит ли всё это, что на мощность акустики можно вообще не смотреть? Не совсем. Надо просто смотреть несколько по-другому. А вот это — реальный усилитель, аналогичный тем, что применяются в головных устройствах. Верхняя часть экрана принадлежит анализатору спектра. Трактовать его показания несложно, даже бывает увлекательно. По горизонтальной оси теперь частота, а по вертикальной — уровень сигнала на выходе на этой частоте.
Как видим, главное, что есть на выходе — это усиленный сигнал частотой Гц, поданный на вход. Но не только. Каждая «шпилька» — это гармоника основной частоты, Вторая гармоника — на частоте Гц, третья — на и так далее.
Здесь «и так далее» не так много: уровень искажений очень низкий. Анализатор спектра — вещь крайне чувствительная, можно разглядеть, например, небольшой выступ на частоте 50 Гц: это наводки сети. А «трава» между столбиками гармоник — собственные шумы усилителя. Помимо суммарного уровня искажений это то, что выражается в процентах , кое-какая информация содержится в уровне отдельных гармоник. Чётные с частотой вдвое, вчетверо, вшестеро и т. Амплитуда сигнала выросла на вольт с копейками, форма на глаз вроде бы не изменилась, но анализатор спектра не проведёшь: сколько сразу всякой гадости появилось в выходном сигнале.
Здесь можно разглядеть, что стала расти третья гармоника на Гц , то есть появились ранние признаки симметричного, сверху и снизу, ограничения сигнала.
Из предыдущего примера работы усилителя на мощности, далёкой от максимальной. Наш тестовый сигнал в реальных условиях предназначен исключительно для мидбасового динамика, на пищалку его не пускает разделительный фильтр синяя кривая, довольно условно. Пока всё хорошо: на пищалке, кроме шумов, ничего и нет.
Ясно, без усилителя — не жизнь. Начинаем выбирать и, естественно, первым долгом смотрим на максимальную уже знаем, что это такое мощность, за что боремся-то? О том, как её выбирать, разговор будет отдельный и неожиданно для вас короткий. Но вначале давайте определимся, откуда эта мощность берётся. Что делает отдельный усилитель столь качественно иным устройством по сравнению с доставшимися каналами усиления, встроенными в головное устройство?
Из предыдущего текста ясно: всё дело в питании. Усилитель создаёт на выходе переменное напряжение с размахом, сверху донизу, не больше, чем напряжение питания выходных каскадов. Для усилителя магнитолы это — напряжение на борту, 12 В на заглушенной машине, около 14 В — на ходу. Главная же составная часть внешнего усилителя — источник питания. Он получает постоянное напряжение из бортовой сети, превращает его в переменное довольно большой частоты десятки килогерц , переменное уже можно повышать с помощью трансформатора, что источник питания усилителя и делает, а потом, уже повышенное, снова выпрямляется и подаётся на собственно усилитель.
До скольких вольт раздули напряжение в ходе этой деятельности, на такой высоте и пройдёт потолок размаха выходного напряжения. Дальше — простая арифметика. Предположим, из 12 В бортовых источник питания сотворил Реально это будет два напряжения разной полярности по 25 В каждое, так удобнее.
Значит, размах выходного напряжения будет в каждую сторону никак не больше 25 В минус какие-то копейки, теряемые в транзисторах.
Максимальная выходная мощность получится как 25 в квадрате, поделённая на сопротивление нагрузки. Это по закону Ома, он неумолим. Выходит чуть больше Вт. Только это — пиковое значение, по шкале RMS — ровно вдвое меньше, около 75 Вт. Цифры вполне реальные, таких усилителей — навалом. Можно ли выжать из этого усилителя больше? Первая стадия «форсажа» у многих моделей произойдёт сама собой, стоит завести двигатель.
И когда при заведенном двигателе и работающем генераторе напряжение на борту станет не 12, а 14,4 Вольт, напряжение на выходе источника питания возрастёт с 50 до 60 В, так же поднимется и «потолок» для выходного напряжения усилителя, и максимум мощности возрастёт до Вт.
Ничего себе прибавка, верно? Только сильно-то пока не ликуйте. Станет ли при этом усилитель играть громче? А с чего это, собственно? Общее усиление, от источника сигнала до выхода, осталось таким же, оно от питания не зависит а если бы вдруг зависело, то повинный в этом компонент срочно запросил бы постоянной регистрации в мусорном баке , значит, как играло, так и будет. Иное дело, что если прежде на какой-то громкости появлялись искажения, это когда на пиках сигнала выходное напряжение пыталось перепрыгнуть через планку, поставленную источником питания, то теперь этот момент отодвинется в область большей громкости.
Насколько отодвинется? Давайте прикинем. На полтора децибела. Один щелчок громкостью, а то и ни одного, это зависит от шага регулятора. А что мы выиграли по сравнению с «прошлой жизнью», когда вообще усилителя не было? В ваттах вроде бы очень много. А в децибелах максимальной неискажённой громкости, опять же вроде бы, не очень: 5,4 дБ. Но это только «вроде бы», как мы потом увидим, счастье — не в одних щелчках регулятора громкости.
Надо всё же организовать какую-то гармонию между мощностями. Посмотреть, например, какая мощность у акустики, и по ней подобрать усилитель, верно? Это я нарочно, с целью провокации.
О том, как можно загубить акустику недостаточной мощностью, было в прошлом выпуске, теперь давайте попытаемся сделать это с помощью излишней. Это будет намного труднее, предупреждаю. Вернёмся ещё раз к фразе, которую я по разным поводам произносил и писал очень много раз, последний раз — в прошлом выпуске.
Максимальная мощность усилителя — это та, больше которой он не может дать, потому что начинает искажать сигнал, а мы не для этого его покупали. Максимальная мощность акустики, стало быть, это та, больше которой она взять не может, потому что ЧТО? Тоже начинает искажать сигнал? А она это начинает делать сразу и понемногу, совсем не так, как усилитель, жёсткой планки ограничения у акустики нет. В стародавние времена был советский стандарт, по которому нормировалась так называемая номинальная мощность динамиков.
Без уменьшения условий ограничения, когда значение мощности усилителя мощности мировой ситуации динамика увеличивается, цена также будет быстрой. В условиях обычной маленькой комнаты для прослушивания например, менее 20 квадратных метров нет необходимости выбирать усилитель мощности с чрезмерной выходной мощностью.
Усилитель мощности с номинальной мощностью Вт 8 Ом уже может выполнять общие задачи воспроизведения. Чтобы звуковая коробка не была повреждена или искажена воздействием сильного всплеска сигнала программы. Вот эмпирическое значение для справки: номинальная номинальная мощность выбранного динамика должна в три раза превышать теоретически рассчитанную мощность. По сравнению с ламповым усилителем и транзисторным усилителем требуемый запас мощности отличается.
Это связано с тем, что кривая перегрузки лампового усилителя относительно плоская. При высоком качестве перегруженного музыкального сигнала ламповый усилитель мощности, очевидно, не производит ограничение, а только округляет высокое качество пика.
Это то, что мы часто называем гибкими сдвиговыми пиками. После помещения мощности транзистора в точку перегрузки нелинейное искажение быстро увеличивается, вызывая серьезное ограничение сигнала. Это не округляет вершину, но сокращает это аккуратно. Кто-то использовал композитный импеданс, состоящий из сопротивления, индуктивности и емкости, для моделирования динамиков, и проверил фактические выходные возможности нескольких высококачественных транзисторных усилителей мощности.
Таким образом, выбор резервной величины транзисторного усилителя мощности: кратный высокопроизводительный усилитель мощности, кратный гражданский высококачественный усилитель мощности и кратный гражданский усилитель средней мощности,.
Какой запас следует оставить для среднего уровня звукового давления, а больший уровень звукового давления в системе зависит от содержания программы и рабочей среды. Эта избыточность составляет всего 10 дБ. Проще говоря, номинальное выходное сопротивление усилителя мощности должно соответствовать номинальному сопротивлению динамика. В это время усилитель мощности находится в лучше спроектированном состоянии линии нагрузки, так что можно получить большую неискаженную мощность.
Если номинальное сопротивление динамика превышает номинальное выходное сопротивление усилителя мощности, фактическая выходная мощность усилителя мощности будет меньше номинальной выходной мощности. Если номинальное сопротивление динамика меньше номинального выходного сопротивления усилителя мощности, аудиосистема может работать, но усилитель мощности находится в опасности перегрузки.
Усилитель мощности должен иметь полные меры защиты от перегрузки по току для ее решения. Требования к согласованию импеданса лампового усилителя более строгие. Усилитель мощности и динамики должны быть согласованы, согласование импеданса является наиболее важным. Динамик является основным элементом нагрузки усилителя мощности, и номинальное или номинальное сопротивление динамика должно быть равно или равно настраиваемому выходному сопротивлению усилителя мощности.
То, какой номинальный импеданс нагрузки должен быть подключен к цепи усилителя мощности, является основным параметром для производителя при разработке усилителя мощности. Транзисторный усилитель мощности является выходной цепью с низким импедансом; В то время как ламповый усилитель мощности является выходной цепью с высоким импедансом, он предъявляет очень строгие требования к значению импеданса динамика.
Но транзисторный усилитель мощности с низким импедансом на выходе все еще выдвигает определенные требования к значению импеданса нагрузки.
Например, выходная нагрузка усилителя мощности оригинальной конструкции должна составлять 8 Ом, что является идеальной схемой усилителя мощности. Когда подключен динамик 16 Ом, его выходная мощность уменьшается примерно вдвое, а при подключении динамика 4 Ом выходная мощность примерно удваивается. Тем не менее, большинство усилителей мощности не являются идеальными высококачественными Сучжоу. Его внутреннее выходное сопротивление не может быть бесконечно малым, его усилительная петля не может обеспечить достаточно большой коэффициент усиления по току, а регулируемый источник питания не может обеспечить достаточно большой рабочий ток.
Когда усилитель мощности подключен к динамику со слишком низким импедансом, переходные характеристики ухудшатся, а степень искажения увеличится. Должна быть большая выходная мощность, но значение мощности не может быть увеличено. Для усилителей мощности, которые откалиброваны для внешней нагрузки Ом, они должны быть как можно больше подключены к динамику с диапазоном среднего сопротивления.
Когда усилитель мощности подключен к динамику с полным сопротивлением нагрузки, превышающим его номинальное полное сопротивление нагрузки, номинальная выходная мощность будет уменьшаться, что мало влияет на другие показатели производительности; но если запас напряжения источника питания невелик, он все равно может указывать на то, что номинальная мощность достигнута, а при перегрузке произошло искажение.
Следует отметить, что когда импеданс не согласован, коэффициент демпфирования усилителя мощности может изменяться. Коэффициент демпфирования усилителя мощности представляет собой отношение сопротивления нагрузки усилителя мощности главным образом, значения полного сопротивления динамика и выходного внутреннего сопротивления усилителя мощности.
Когда значение импеданса динамика изменяется, это может привести к изменению коэффициента демпфирования усилителя мощности.
Если коэффициент демпфирования становится слишком малым, низкочастотные характеристики динамика, характеристики частоты выходного звукового давления, характеристики гармонических искажений высокого порядка и т. Будут ухудшаться, а выходной звук особенно низкий уровень звука будет раздутым. Если коэффициент демпфирования слишком велик, низкочастотная громкость будет ослаблена, а звук будет сухим и не насыщенным, но это происходит редко и мало влияет на фактический эффект воспроизведения.
Поскольку внутреннее сопротивление выхода усилителя мощности фактически стало сопротивлением динамика, значение KD определяет сопротивление динамика. Чем больше значение KD, тем больше сопротивление. Можно попробовать. Я пропустил через компьютер некоторое количество музыкальных фрагментов и выбрал довольно показательные с точки зрения соотношения средней опасной для акустики и пиковой которая должна быть посильной для усилителя мощности.
Уровень сигнала измерялся в децибелах относительно максимального, записанного на диске, но для наглядности я пересчитал всё в проценты от максимальной мощности. Если система настроена так, чтобы самые большие пики сигнала не вышли за пределы выходной мощности усилителя, то в целом за эту минуту акустике будет доставаться около полутора процентов этой мощности.
Даже в те 12 секунд, когда оркестр совсем распоясается, тепловая нагрузка составит не более половины мощности. Минута деятельности барабанщиков Yamato помните, приезжали в Москву? Уровень сигнала выбран так, чтобы беспрепятственно пропустить пик деятельности на 21 секунде. В результате средняя мощность всего фрагмента — меньше процента от максимальной, а самой его напряжённой части — одна десятая от максимума.
Не слушаете аудиофильские изыски? Не станем заставлять. Вот фрагмент фонограммы панк-роковой группы Kurban турецкой и, кстати, довольно любопытной. Вот здесь уже — да, ребята на сцене не отдыхают, и средняя мощность подолгу составляет около 40, а то и больше процентов от максимума. Но ориентиры, в принципе, остаются те же, что были предложены светлыми головами из JBL, дай им бог здоровья. Просто рок-музыка попадает в разряд «небезупречного контроля», что логично.
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 дБ. Дайте ему эти Вт непрерывно, в виде шума или, того хуже, тонального сигнала, и крик этот будет предсмертным. А так — всё под контролем, не волнуйтесь. О чём пойдёт разговор в следующий раз? Уже об акустике.
О том, что её характеризует, помимо мощности, эту тему, я надеюсь, мы закрыли. В акустике всё измеряется не так, как в обычном мире. Причин тому несколько, объяснения иных способны увести в райские кущи науки, их трогать не будем. Другие — поддаются простым истолкованиям.
Или просто могут быть приняты на веру, как вам удобнее. Человеческий слух не умеет складывать и вычитать. Только умножать и делить. Эволюция или Создатель, выберите по вкусу устроила его таким образом, как мне представляется, руководствуясь технической целесообразностью. Слух работает в огромном диапазоне громкостей. Звуковое давление поддающееся измерению, как известно , соответствующее болевому порогу, превышает звуковое давление порога слышимости в десять миллионов раз прописью, чтобы не считать нули.
Слух приспособился к этому, сделавшись по воле эволюции или Создателя логарифмическим. Логарифмы люди придумали уже потом, а у нас в голове они сидят от природы. Логарифмическая природа слуха состоит в том, что он оценивает разницу в громкости не по тому, НА сколько больше звуковое давление, а по тому, ВО сколько раз оно стало больше. Так если убрать сейчас все промежуточные главы истории была придумана единица измерения, на которой в акустике и элеткроакустике базируется решительно всё — децибел.
Кто всё про это знает, дальше не читайте, впрочем, я об этом просил, ещё открывая эту серию публикаций.
Остальным, сколько бы их ни оказалось, даю возможность за пять минут освоить операции с децибелами и впоследствии делать это легко и изящно. Итак: децибел это единица, которая, если её прибавить, означает «умножить», а если отнять — «поделить».
Например: звуковое давление больше на 3 дБ. Это означает — вдвое. Ещё на 3 дБ? Ещё вдвое. Больше на 1 дБ — это в 1,25 раза, примерно. Больше на 10 дБ — вдесятеро. И наоборот: отнимите от звукового давления 3 дБ, и это будет означать, что оно уменьшилось вдвое. Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел. Для добавления Вашей сборки необходима регистрация. Оставить комментарий.
Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать? Главная Усилители. Призовой фонд на март г. Мини гравер Ватт. Паяльник с регулировкой температуры.
Конструктор для сборки: предусилитель на лампе 6N3. Попрошу набрать это красным, если забуду — вы сами тогда карандашом, ладно? Приходилось видеть в документации самых серьёзных изготовителей акустики, как рядом с вполне реальными и с указанием всех нормативных данных цифрами долговременной мощности приводились значения выдерживаемой мощности на коротких скажем, 10 мс пиках.
Прислал MitrAlex с форума. Вознаградить Я собрал 0 0 x. Оценить Сбросить.
Комментарии 10 Я собрал 0 Подписаться OK. Николай Да уж замеры. А у меня ламповый усь выдает всего 5 Ватт, и вполне достаточно, слушаю на одной трети от максимальной.
Читатель Акустик Тут оригинал статьи с картинками Продолжение во втором, третьем, четвертом и пятом номерах. Искать тут. Асод Динамик пусть и притворившийся "колонкой" получает электрическую энергию в форме переменного тока.
С каких это пор динамик в автомобиле получает переменный ток? С момента изобретения. Все дело в том, уважаемый Асод, что динамик работает исключительно от переменного тока. И, кстати, не только в автомобиле. Алексей У меня динамики по 8 Вт 8 Ом, а выходная ватность усилка составляет по 18 Вт. Как их слушать что бы не спалить? И как вообще рассчитывать? Виталий Благодарю Автора за статьи - теперь все встало на свои места, не зря меня так удивил 5 Ватт усилитель работающий в классе А.
Я подозревал что все эти указанные на динамиках "киловатты " какие то не такие, но не знал в чем подвох. Mir Виктор Иван Интересно как после деления 36 на 4 получить 9. Так-то 9 на две полуволны, то есть по 4. Добавить комментарий. В чем измеряется электрическая мощность? Для выбора нескольких файлов использйте CTRL.
