Koks sunkumas?

11 m. 2019 d. „Audio“ numeryje ATC SCM7 buvo parodytas penkių lentynų garsiakalbių teste. Labai garbingas prekės ženklas, žinomas melomanams, o juo labiau – profesionalams, nes daugelis įrašų studijų aprūpintos jo kolonėlėmis. Verta pasidomėti atidžiau – tačiau šį kartą nenagrinėsime jo istorijos ir pasiūlymo, o pasitelkę SCM7 kaip pavyzdį, aptarsime bendresnę problemą, su kuria susiduria audiofilai.

Vienas iš svarbių akustinių sistemų parametrų yra efektyvumas. Tai energijos vartojimo efektyvumo matas – laipsnis, kuriuo garsiakalbis (elektroakustinis keitiklis) paverčia tiekiamą elektros energiją (iš stiprintuvo) į garsą.

Efektyvumas išreiškiamas logaritminėje decibelų skalėje, kur 3 dB skirtumas reiškia dvigubą (arba mažiau) lygį, 6 dB – keturis kartus ir tt 3 dB gros dvigubai garsiau.

Verta pridurti, kad vidutinių garsiakalbių efektyvumas siekia kelis procentus – didžioji dalis energijos paverčiama šiluma, kad tai ne tik „švaistytų“ garsiakalbių požiūriu, bet dar labiau pablogintų jų darbo sąlygas – kylant garsiakalbio ritės temperatūrai, didėja jos varža, o magnetinės sistemos temperatūros kilimas yra nepalankus, kurie gali sukelti netiesinius iškraipymus. Tačiau mažas efektyvumas nereiškia žemos kokybės – yra daug žemo efektyvumo ir labai gero garso garsiakalbių.

Sunkumai su sudėtingomis apkrovomis

Puikus pavyzdys yra ATC konstrukcijos, kurių mažas efektyvumas yra pagrįstas specialiais sprendimais, naudojamais pačiuose keitikliuose, ir kurie... paradoksalu – mažina iškraipymus. Tai apie vadinamoji trumpoji ritė ilgame tarpePalyginti su tipine (naudojama daugumoje elektrodinaminių keitiklių) ilgos ritės trumpame tarpelyje sistema, ji pasižymi mažesniu efektyvumu, bet mažesniu iškraipymu (dėl ritės veikimo vienodame magnetiniame lauke, esančiame tarpas).

Be to, pavaros sistema yra paruošta linijiniam darbui su dideliais įlinkiais (tam tarpas turi būti daug ilgesnis nei ritės), o šioje situacijoje net ATK naudojamos labai didelės magnetinės sistemos neužtikrina didelio efektyvumo (dauguma tarpo, nepaisant padėties ritės, jis nėra užpildytas).

Tačiau šiuo metu mus labiau domina kažkas kita. Teigiame, kad SCM7 tiek dėl savo matmenų (dviejų krypčių sistema su 15 cm vidutiniu garsiakalbiu, kurio tūris mažesnis nei 10 litrų), ir dėl šios konkrečios technikos turi labai mažą efektyvumą – pagal matavimus Garso laboratorija, tik 79 dB (abstrahuojame iš didesnę vertę žadančių gamintojo duomenų ir tokio neatitikimo priežasčių; lyginame „Audio“ išmatuotą konstrukcijų efektyvumą tomis pačiomis sąlygomis).

Kaip jau žinome, tai privers SCM7 žaisti su nurodyta galia. daug tyliau nei dauguma konstrukcijų, net tokio pat dydžio. Taigi, kad jie skambėtų vienodai garsiai, juos reikia įdėti daugiau galios.

Dėl šios situacijos daugelis audiofilų daro supaprastintą išvadą, kad SCM7 (ir apskritai ATC konstrukcijoms) reikalingas ne tiek galingas, kiek sunkiai nustatomi parametrai turintis stiprintuvas, galintis „varyti“, „traukti“, valdyti, „varyti“. “, kaip būtų „sunki apkrova“, ty SCM7. Tačiau labiau įsišaknijusi „sunki apkrova“ reiškia visiškai kitą parametrą (negu efektyvumą) – būtent varža (kalbėtojas).

Abi „sudėtinės apkrovos“ reikšmės (susijusios su efektyvumu arba varža) reikalauja skirtingų priemonių šiam sunkumui įveikti, todėl jas maišant kyla rimtų nesusipratimų ne tik teoriniu, bet ir praktiniu pagrindu – būtent renkantis tinkamą stiprintuvą.

Garsiakalbis (garsiakalbis, kolonėlė, elektroakustinis keitiklis) – tai elektros energijos imtuvas, kuris turi turėti varžą (apkrovą), kad virstų garsu ar net šiluma. Tada ant jo bus išleista galia (kaip jau žinome, deja, daugiausia šilumos pavidalu) pagal pagrindines iš fizikos žinomas formules.

Aukščiausios klasės tranzistoriniai stiprintuvai, esantys nurodytame rekomenduojamos apkrovos varžos diapazone, elgiasi maždaug kaip nuolatinės srovės įtampos šaltiniai. Tai reiškia, kad mažėjant apkrovos varžai esant fiksuotai įtampai, gnybtais teka daugiau srovės (atvirkščiai proporcinga varžos mažėjimui).

O kadangi srovės stiprumas galios formulėje yra kvadratinis, net ir mažėjant varžai, mažėjant varžai, galia didėja atvirkščiai. Dauguma gerų stiprintuvų taip elgiasi esant didesnei nei 4 omai varžai (taigi esant 4 omai galia yra beveik dvigubai didesnė nei esant 8 omai), kai kurie – nuo ​​2, o patys galingiausi – nuo ​​1 omų.

Tačiau tipiškas stiprintuvas, kurio varža mažesnė nei 4 omai, gali turėti „sudėtingų“ - išėjimo įtampa sumažės, srovė nebetekės atvirkščiai, kai varža mažėja, o galia šiek tiek padidės arba net sumažės. Tai atsitiks ne tik tam tikroje reguliatoriaus padėtyje, bet ir tiriant maksimalią (nominaliąją) stiprintuvo galią.

Tikroji garsiakalbio varža yra ne pastovi varža, o kintama dažnio charakteristika (nors vardinę varžą lemia ši charakteristika ir jos minimumai), todėl sunku tiksliai kiekybiškai įvertinti sudėtingumo laipsnį – tai priklauso nuo sąveikos su duotu stiprintuvas.

Kai kurie stiprintuvai nemėgsta didelių varžos fazių kampų (susijusių su varžos kintamumu), ypač kai jie atsiranda diapazonuose su mažu varžos moduliu. Tai yra „sunki apkrova“ klasikine (ir teisinga) prasme, o norint atlaikyti tokią apkrovą, reikia ieškoti tinkamo stiprintuvo, atsparaus mažoms varžoms.

Tokiais atvejais jis kartais vadinamas "srovės efektyvumu", nes iš tikrųjų reikia daugiau srovės (nei mažos varžos), kad būtų pasiekta didelė galia esant mažai varžai. Tačiau čia taip pat yra nesusipratimas, kad kai kurie „techninės įrangos patarėjai“ visiškai atskiria galią nuo srovės, manydami, kad stiprintuvas gali būti mažos galios, jei tik turi mitinę srovę.

Tačiau pakanka išmatuoti galią esant žemai varžai, kad įsitikintumėte, jog viskas tvarkoje – juk kalbame apie garsiakalbio skleidžiamą galią, o ne per patį garsiakalbį tekančią srovę.

ATX SCM7 yra mažo efektyvumo (todėl jie šiuo požiūriu yra „sudėtingi“) ir jų nominali varža yra 8 omai (ir dėl šios svarbesnės priežasties jie yra „lengvi“). Tačiau daugelis audiofilų neatskirs šių atvejų ir padarys išvadą, kad tai yra „sunki“ apkrova – vien dėl to, kad SCM7 gros tyliai.

Tuo pačiu jie skambės daug tyliau (tam tikroje garso reguliavimo padėtyje) nei kiti garsiakalbiai ne tik dėl mažo efektyvumo, bet ir didelės varžos – dauguma rinkoje esančių garsiakalbių yra 4 omų. Ir kaip jau žinome, esant 4 omų apkrovai, iš daugumos stiprintuvų tekės daugiau srovės ir bus generuojama daugiau galios.

Todėl svarbu atskirti efektyvumą ir švelnumas, tačiau šių parametrų maišymas taip pat yra dažna tiek gamintojų, tiek vartotojų klaida. Efektyvumas apibrėžiamas kaip garso slėgis 1 m atstumu nuo garsiakalbio, kai naudojama 1 W galia. Jautrumas – taikant 2,83 V įtampą. Nepriklausomai nuo

apkrovos varža. Iš kur ši „keista“ reikšmė? 2,83 V į 8 omus yra tik 1 W; todėl tokiai varžai efektyvumo ir jautrumo vertės yra vienodos. Tačiau dauguma šiuolaikinių garsiakalbių yra 4 omų (o kadangi gamintojai dažnai ir klaidingai vaizduoja juos kaip 8 omas, tai kitas reikalas).

Tada 2,83 V įtampa suteikia 2 W galią, kuri yra dvigubai didesnė, o tai atsispindi 3 dB garso slėgio padidėjimu. Norint išmatuoti 4 omų garsiakalbio efektyvumą, įtampą reikia sumažinti iki 2V, bet... joks gamintojas to nedaro, nes lentelėje pateiktas rezultatas, kad ir kaip jis vadintųsi, bus 3 dB mažesnis.

Būtent dėl ​​to, kad SCM7, kaip ir kiti 8 omų garsiakalbiai, yra „lengvos“ varžos apkrova, daugeliui vartotojų atrodo – kurie „sunkumą“ vertina trumpai, t. per tam tikroje padėtyje gauto tūrio prizmę. reguliatorius (ir su juo susijusi įtampa) yra „sudėtinga“ apkrova.

Ir jie gali skambėti tyliau dėl dviejų visiškai skirtingų priežasčių (arba dėl jų susijungimo) – garsiakalbis gali turėti mažiau efektyvumo, bet ir sunaudoti mažiau energijos. Norint suprasti, su kokia situacija susiduriame, būtina žinoti pagrindinius parametrus, o ne tik lyginti garsumą, gaunamą iš dviejų skirtingų garsiakalbių, prijungtų prie to paties stiprintuvo su ta pačia valdymo padėtimi.

Ką mato stiprintuvas

SCM7 naudotojas girdi tyliai grojančius garsiakalbius ir intuityviai supranta, kad stiprintuvas turi būti „pavargęs“. Tokiu atveju stiprintuvas „mato“ tik varžos atsaką – šiuo atveju aukštą, taigi „lengvą“ – ir nepavargsta, ir neturi bėdų dėl to, kad garsiakalbis didžiąją galios dalį pakeitė į šilumą. , ne garsas. Tai yra „tarp garsiakalbio ir mūsų“ reikalas; stiprintuvas nieko "nezino" apie musu ispudzius - ar jis tylus ar garsus.

Įsivaizduokime, kad prie stiprintuvų jungiame labai galingą 8 omų rezistorių, kurių galia yra keli vatai, kelios dešimtys, keli šimtai... Visiems tai be problemų, kiekvienas duos tiek vatų, kiek galės sau leisti. toks pasipriešinimas, „neturėdamas supratimo, kaip visa ta galia buvo paversta šiluma, o ne garsu.

Skirtumas tarp galios, kurią gali gauti rezistorius, ir galios, kurią gali tiekti stiprintuvas, pastarajam neturi reikšmės, kaip ir tai, kad rezistoriaus galia yra du, dešimt ar šimtą kartų didesnė. Jis gali tiek daug paimti, bet neprivalo.

Ar kuris nors iš šių stiprintuvų turės problemų „vairuojant“ tą rezistorių? O ką reiškia jo aktyvavimas? Ar suteikiate maksimalią galią, kurią jis gali sunaudoti? Ką reiškia valdyti garsiakalbį? Ar jis tiesiog išleidžia maksimalią galią ar kokią nors mažesnę vertę, kurią viršijus garsiakalbis pradeda gerai skambėti? Kokia tai gali būti?

Jei atsižvelgsite į „slenkstį“, virš kurio garsiakalbis jau skamba linijiškai (dinamiškai, o ne dažnio atsakas), tada net ir mažo efektyvumo garsiakalbiams atsiras labai mažos vertės, maždaug 1 W. . Verta žinoti, kad paties garsiakalbio įvedamas nelinijinis iškraipymas didėja (procentais) didėjant galiai nuo mažų reikšmių, todėl „švariausias“ garsas atsiranda, kai grojame tyliai.

Tačiau kalbant apie garsumo ir dinamikos, suteikiančios mums reikiamą muzikinių emocijų dozę, pasiekimą, klausimas tampa ne tik subjektyvus, priklausomai nuo asmeninių pageidavimų, bet net ir tam tikram klausytojui yra dviprasmiškas.

Tai priklauso bent nuo atstumo, skiriančio jį nuo garsiakalbių – juk garso slėgis krenta proporcingai atstumo kvadratui. Mums prireiks skirtingos galios, kad garsiakalbius „varytume“ 1 m atstumu, o kitos (šešiolika kartų daugiau) – 4 m atstumu, pagal savo skonį.

Kyla klausimas, kuris stiprintuvas „tai padarys“? Sudėtingas patarimas... Visi laukia paprasto patarimo: pirkite šį stiprintuvą, bet nepirkite šio, nes „nepavyks“...

Naudojant SCM7 kaip pavyzdį, tai galima apibendrinti taip: jiems nereikia gauti 100 vatų, kad grotų gražiai ir tyliai. Jie turi priversti juos žaisti gražiai ir garsiai. Tačiau jie nepriims daugiau nei 100 vatų, nes juos riboja jų pačių galia. Gamintojas pateikia rekomenduojamą stiprintuvo galios diapazoną (greičiausiai vardinį, o ne galią, kurią reikėtų tiekti „normaliai“) 75-300 vatų ribose.

Tačiau atrodo, kad 15 cm vidurinio dažnio garsiakalbis, net ir toks aukščiausios klasės, kaip čia naudojamas, nepriims 300 W... Šiandien gamintojai dažnai pateikia tokius aukštus bendradarbiaujančių stiprintuvų rekomenduojamų galios diapazonų ribas, o tai taip pat turi įvairių priežasčių. - jis turi didelę garsiakalbio galią, bet neįpareigoja, be to... tai nėra vardinė galia, kurią turėtų valdyti garsiakalbis.

Ar maitinimo šaltinis gali būti su jumis?

Taip pat galima daryti prielaidą, kad stiprintuvas turėtų turėti galios rezervas (palyginti su vardine garsiakalbio galia), kad bet kokioje situacijoje nebūtų perkrauta (su pavojumi sugadinti garsiakalbį). Tačiau tai neturi nieko bendra su „sunkumu“ dirbant su garsiakalbiu.

Nėra prasmės atskirti garsiakalbius, kurie „reikalauja“ tiek vietos iš stiprintuvo, ir tuos, kurie to nereikalauja. Kažkam atrodo, kad stiprintuvo galios rezervą kažkaip jaučia garsiakalbis, garsiakalbis šį rezervą grąžina, o stiprintuvui lengviau dirbti ... Arba „didelė“ apkrova, net susijusi su maža garsiakalbio galia. , gali būti „įvaldytas“ turint daug galios atsargoje arba trumpais pliūpsniais...

Taip pat yra vadinamųjų problemų slopinimo faktoriuspriklauso nuo stiprintuvo išėjimo varžos. Bet daugiau apie tai kitame numeryje.