Что такое номинальная мощность динамика и максимальная

Что такое мощность колонок: от чего зависит и в чем измеряется

Всех читателей, приветствую! Каждый, кто хоть раз выбирал акустическую систему, задумывался о мощности колонок в ваттах – что это за параметр и как он влияет на громкость аппаратуры.

Сегодня я расскажу, в чем измеряется звук в колонках, от чего зависит громкость и как узнать достаточные параметры для комнаты определенной площади.

Влияние общей выходной мощности на громкость

Как ни странно, высокая мощность аппаратуры не всегда говорит о том, что она будет играть громко и «мясисто». Выбирая акустику для компьютера, следует помнить, что ватты, грубо говоря – это количество энергии, потребляемое аппаратурой.

В зависимости от КПД системы (а он иногда бывает чрезвычайно мал) итоговая громкость может значительно корректироваться.

Громкость звука – субъективная характеристика. Измеряется она интенсивностью, которая пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления. На нее влияет чувствительность человеческого уха.

Разные люди могут по-разному воспринимать одни и те же диапазоны частот. Кроме того, чувствительность снижается с возрастом.

Общая выходная мощность – не единственный параметр, влияющий на звуковое давление. Громкость системы в целом также находится в зависимости от чувствительности динамиков и мощности усилителя.

Чем ниже будет чувствительность колонки, тем мощнее усилитель потребуется для ее активации.

Системы измерения

Несмотря на вышеперечисленное, самым эффективным инструментом маркетологов при продаже акустики для ПК, остается мощность, выраженная в ваттах. Еще совсем недавно, лет 20 назад, на рынке была доступна только старая акустика, выпущенная советской промышленностью, и китайская аппаратура, начинающая захватывать мировые рынки.

Качественная европейская и американская электроника попросту не поставлялась к нам по причине заоблачной стоимости, недоступной для подавляющего большинства клиентов.

В паспорте советской, а впоследствии и российской электроники, указывалась номинальная мощность, которая продолжает считаться одним из наиболее объективных параметров. Определяется эта характеристика при средней позиции регулятора громкости.

Китайцы же традиционно указывали PMPO – максимальную мощность, которую теоретически способен выдержать динамик без механического повреждения, а усилитель «пропустить» через себя, не перегорев и не поплавив начинку.

Не редко на миниатюрной колонке можно было увидеть гордую наклейку 500 Ватт. Естественно, блоком питания, способным аккумулировать такое количество энергии, ни одна такая система не была оборудована.

Такую систему исчисления назвали «китайскими ваттами». Согласно результатам многочисленных тестов, этот показатель в 20-30 раз превосходил номинальную мощность. На текущий момент, к счастью, PMPO почти не используется, а в характеристиках китайской электроники указывается номинальная мощность.

Это вполне объяснимо: кроме Китая и некоторых других стран Азии, сегодня почти никто не производит аппаратуру. Бороться за рынок, с помощью таких хитрых манипуляций, больше не имеет смысла – он уже давно захвачен и монополизирован.

Прочие стандарты

В этой теме нельзя не упомянуть стандарт DIN 45500, впервые классифицировавший понятие Hi-Fi аппаратуры. Согласно принятым нормативам, DIN Power здесь измеряется при помощи подачи сигнала частотой 1 кГц на линейный вход на протяжении 10 минут.

При достижении 1% THD измеряется мощность. Такая система полностью идентична японской EIAJ. DIN Music Power – еще один параметр, максимальный сигнал, который выдержит аппаратура без повреждения на протяжении длительного времени.

Этот показатель отвечает IEC Power, согласно стандарту Международного электротехнического комитета IEC 268-5. Длительность нагрузки составляет в нем 100 часов.

RMS – предельная синусоидальная мощность, то есть та, с которой устройство способно работать в течение часа без повреждений. Обычно эта величина на 150-200% больше советской номинальной мощности и на 20-25% больше DIN Music Power. К этому стандарту близок AES2-1984, согласно которому замеры проводятся в течение двух часов.

Как определить подходящую мощность

Итак, мы подходим к главному вопросу: суммарная мощность колонок – что это такое и как влияет она на качество звука. Суммарная мощность – сумма мощностей сабвуфера и сателлитов в составе акустической системы. На какую площадь комнаты какая акустика лучше подойдет, определить можно по следующему принципу:

Более мощные колонки брать не имеет смысла – все равно вы не сможете использовать «на полную катушку», не мешая при этом соседям по дому. Если же вы живете в частном секторе и предпочитаете очень громкую музыку, можно взять хоть и 300 Ваттные колонки, выставить их на улицу и радовать жителей микрорайона своими музыкальными предпочтениями.

Рекомендации по мощности приведены согласно системе RMS. И, пожалуй, главное, о чем не следует забывать при выборе акустики – то, что ее мощность никак не влияет на качество звука.

А это уже характеристика сугубо субъективная, поэтому, покупая даже навороченные колонки от бренда с мировым именем, не поленитесь провести тестовое прослушивание – а вдруг вам частотный диапазон придется не по нраву.

Про основные параметры и технические характеристики колонок для ПК читайте тут. Также на эту тему советую почитать о лучших брендах производителей аудиоколонок для ПК и про историю изобретения и развитие акустических колонок. Буду признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До завтра!

Источник

Как читать и понимать технические характеристики колонок?

Шпаргалка для новичка в аудио

Как читать и понимать технические характеристики колонок?

Шпаргалка для новичка в аудио

Каждая пара акустических систем, производимая пусть даже мелкой, но серией, всегда сопровождается таблицей технических характеристик – той или иной степени подробности. Что могут рассказать эти показатели и могут ли раскрыть что-нибудь полезное, что поможет в выборе “той самой” пары колонок, которая заставит сердце биться чаще? Давайте разбираться.

Акустические системы, пожалуй, являются наиболее значимыми элементами стереосистемы, оказывающими определяющее влияние на характер её звучания. Задача всех остальных компонентов (включая кабели) состоит в том, чтобы в наибольшей степени раскрыть потенциал акустики. И замена только лишь колонок может кардинально изменить звучание системы – столь существенных перемен не добиться апгрейдом любых других её элементов.

Сразу разрушим всю интригу – о характере звучания колонок сухие цифры ТТХ не расскажут ничего. К сожалению, если стереосистема в вашем доме нужна не в качестве необычного аксессуара в интерьере, а чтобы слушать музыку, то выбрать колонки, изучая технические параметры моделей, комфортно развалившись на диване с планшетом в руках, не получится. Результат придется достигать походами в салоны и к друзьям на бесконечные прослушивания. А если вы ищете идеал (или близкий к идеальному вариант), то придется искать возможность слушать акустику у себя дома в составе системы, в которой колонкам предстоит дальше жить. А это куда более сложная задача.

Но, при этом, технические характеристики вовсе не бесполезная информация, способная лишь декорировать продуктовую страничку на сайте производителя и инструкцию по эксплуатации акустики. Прежде всего, их изучение может помочь сузить круг поиска. А, учитывая трудоемкость этого процесса и немалые временные затраты – сокращение числа претендентов будет очень кстати.

Прежде всего, конечно, на основе анализа значений параметров в таблице ТТХ можно предположить, насколько новые колонки найдут общий язык с вашим усилителем – ведь именно усилитель непосредственно взаимодействует с акустикой. Всю информацию, которую обычно размещают в таблице технических параметров, можно условно разделить на два типа: описательную, к которой относятся данные о количестве, типах и моделях динамиков, а также использованных в их конструкции материалах, выбранном акустическом оформлении, фильтрах кроссовера и так далее. Второй тип – числовые параметры, являющиеся результатом измерений изделия в лабораторных условиях.

Анализируя информацию первого типа можно строить предположения о характере звучания акустических систем, опираясь на общепринятые стереотипы. К примеру, твитер с металлическим куполом даст хирургически точное, но холодное и резковатое звучание. Или ленточный твитер обеспечит воздушность и детальность подачи. Длинный ход и мощный резиновый подвес диффузора низкочастотного драйвера позволит достичь более глубокого баса, при этом, есть опасность получения аморфной и гулкой подачи низкочастотного регистра. А жесткий подвес диффузора басового излучателя обеспечит быстрый и упругий бас, но достичь инфразвуковых глубин такому динамику сложнее. Здесь лишь нужно понимать, что, как и любые стереотипы, эти особенности имеют место во многих случаях, но отнюдь не являются аксиомами. Другими словами, производитель в конкретной модели акустики может вас сильно удивить, не оставив от расхожих стереотипов камня на камне. Потому возвращаемся к началу разговора – окончательный вердикт могут вынести только ваши уши.

Информацию второго типа разберем последовательно по отдельным параметрам:

Рабочий частотный диапазон или диапазон воспроизводимых частот

Коэффициент нелинейных искажений (КНИ)

Параметр, который характеризует появление в процессе преобразования акустической системой электрического сигнала в звуковые волны “новых” спектральных составляющих, которые искажают исходных сигнал. Другими словами, этот показатель характеризует, насколько точным является звучание АС. Коэффициент нелинейных искажений возрастает при увеличении подводимой к АС мощности. И здесь мы сталкиваемся с парадоксом – если говорить об общем КНИ всей системы в целом, то наибольший вклад в него вносят именно колонки, при этом, для акустических систем этот показатель указывается нечасто. Быть может, этот парадокс совсем неслучаен, и производитель просто не хочет пугать пользователя, ведь даже для качественных моделей акустики этот параметр может достигать одного процента, а для массовых недорогих моделей – и нескольких процентов. При этом, к примеру, КНИ транзисторных усилителей измеряется в сотых и тысячных долях процента.

Чувствительность

Очень важная характеристика АС, по которой можно судить о необходимых для счастливой совместной жизни качествах усилителя. В определенном смысле чувствительность колонки – это коэффициент её полезного действия. Чем выше этот показатель, тем меньшее “усилие” (мощность) нужно прилагать для достижения заданного уровня громкости звучания. Измеряется чувствительность в децибелах – это уровень звукового давления, который развивает АС на расстоянии 1 метр при подаче на неё сигнала частотой 1 кГц мощностью 1 Ватт. Современные модели акустических систем имеют чувствительность 80-90 дБ, но можно найти и высокочувствительные колонки, у которых этот параметр составляет 95 и даже 100 дБ. Если у вас в системе работает ламповый (да ещё и однотактный) усилитель – на этот показатель стоит обратить самое пристальное внимание. При этом, нужно помнить о том, что этот параметр оценивается не по привычной линейной, а по логарифмической шкале. То есть, увеличение громкости вдвое соответствует приросту на 10 дБ.

Номинальное сопротивление (импеданс)

Ещё одна важная характеристика АС, с которой опять всё непросто. Знатоки школьной физики возьмут в руки тестер, подключат его щупы к акустическим терминалам колонок и получат некоторое сопротивление, которое ценности не имеет никакой. Ибо это сопротивление постоянному току, а, как известно, акустические системы имеют дело не просто с переменным током, но ещё и переменным током звуковых частот – то есть, целым спектром частот. При этом, звуковая катушка динамика по сути является индуктивностью, а значит её сопротивление зависит от частоты сигнала. Плюс оказывают свое влияние резонансные частоты динамической головки. А теперь вспомним, что таких динамиков в колонке несколько, а связывает их далекий от линейности кроссовер.

Номинальным сопротивлением или импедансом называют сопротивление переменному току частотой 1 кГц. Но гораздо больше информации даст график зависимости импеданса от частоты сигнала, изучая который можно, к примеру, обнаружить, что импеданс колонки с номинальным сопротивлением 8 Ом на частоте 130 Гц проседает до значения 3 Ом. К сожалению, такими графиками производители акустики балуют не часто. В лучшем случае наряду с номинальным сопротивлением указывается минимальное его значение и частота, на котором этот минимум достигается.

Рекомендуемая мощность усилителя

Обычно этот параметр характеризуется двумя цифрами – минимальной и максимальной мощностью усилителя, с которым производитель рекомендует использовать свою акустику. При этом, подразумевается, что при использовании усилителя с мощностью ниже минимального значения, акустическая система не сможет обеспечить заявленный для неё уровень звукового давления, а при работе на мощности, превышающей максимальную, возможен выход колонки из строя. Другими словами, верхнее значение – это мощность, на которой акустическая система может работать длительное время без фатальных последствий для себя, но не для ваших соседей! Потому как использовать эти цифры вам подскажет совесть.

Максимальное звуковое давление (SPL)

Звуковое давление, которое способна развить акустическая система на расстоянии 1 метр при подаче на неё сигнала частотой 1 кГц максимальной мощности (параметр, о котором мы говорили выше). Измеряется в децибелах. Обратите внимание, что три параметра акустики связаны – при работе с сигналом максимальной мощности чем выше чувствительность колонки, тем выше будет максимальное звуковое давление. Для домашних акустических систем этот параметр редко превышает 110 дБ, обычно ограничиваясь уровнем 90 – 100 дБ.

Габариты и вес

Это, пожалуй, самые важные параметры любой АС, ибо физику не обмануть, а преобразование электрической энергии в звуковую полностью определяется её законами. Потому хотите полновесного масштабного звучания – выбирайте крупные и тяжелые колонки! Это, конечно же, шутка, но, как известно, в каждой шутке…

Источник

Вопросы подбора мощности усилителя и акустической системы: термины и способы измерения

Отвечаем на часто задаваемые вопросы.

Сохранить и прочитать потом —

1. Что означают такие термины, как «пиковая мощность», «мгновенная мощность», «музыкальная мощность» и «программная мощность»?

Эти термины тем или иным способом описывают изменяющуюся во времени природу музыки и необходимую для ее воспроизведения мощность электропитания. Включенная 150-ваттная лампочка создает постоянную нагрузку в 150 Вт на источник питания. А вот 150-ваттный усилитель будет отдавать акустической системе всю свою мощь только в редкие пиковые моменты. На рис. 1 изображены изменяющийся во времени музыкальный сигнал и мощность, необходимая для его воспроизведения.

Термин «пиковая мощность» на этой иллюстрации определяется как максимальная мощность, требующаяся системе в рамках указанного интервала времени. «Средняя мощность» представляет ее усредненную величину в течение этого же периода.

Следует отметить два обстоятельства: и пиковая, и средняя мощность в значительной степени зависят от характера музыкального сигнала, и их соотношение для разных музыкальных программ может сильно разниться.

В строгом смысле термин «мгновенная мощность» относится к любой краткосрочной потребности в мощности и обычно ассоциируется с ее максимальным значением, которое может потребоваться для воспроизведения музыкального сигнала. «Музыкальная мощность» и «программная мощность» не имеют строгого определения; их можно рассматривать как варианты средней мощности.

На рисунке изображена огибающая мощности музыкального сигнала по времени для типичной акустической системы, рассчитанной на использование с 300-ваттным усилителем. Обратите внимание, что большую часть времени требования по мощности остаются достаточно низкими; только хаотичные мгновенные пики требуют от системы ее выдачи в полном объеме. Отношение в децибелах, рассчитанное на основе двух пунктирных линий, называется пик-фактором сигнала. В данном случае оно составляет примерно 25 дБ, что характерно для классической музыки. Для роковых композиций значение пик-фактора лежит в диапазоне от 8 до 10 дБ.

Все акустические системы способны выдерживать намного большую мощность в кратковременном пике, чем в постоянном режиме, и правильный выбор усилителя в большой степени определяется именно этой способностью АС.

2. Как характер музыкального материала влияет на предельно допустимую мощность АС?

Динамики АС могут получать повреждения двух типов – термические и механические. Предположим, что 100-ваттный усилитель вышел из строя и начал выдавать высокочастотные колебания за пределами диапазона слышимости. Легкая звуковая катушка твитера почти сразу может выйти из строя из-за перегрева. С другой стороны, предположим, что НЧ-динамик постоянно подвергается избыточной раскачке из-за рокота проигрывателя винила, слишком высокого уровня басов, обратной связи в низкочастотной области или сочетания этих факторов. Через некоторое время движущиеся части вуфера окажутся в напряженном состоянии, способном привести к смещению оси звуковой катушки и ее износу из-за трения. В особо серьезных случаях катушка может вылететь из зазора и зависнуть над магнитной системой, как показано на рис. 2.

Динамик в нормальном состоянии

Динамик в перегруженном состоянии

К таким повреждениям может привести даже не очень высокая мощность; в случае сигнала сверхнизкой частоты достаточно всего 20-30 Вт. Общепринятые инженерные практики подразумевают применение в профессиональных системах фильтров высокой частоты для ослабления сигналов за пределами полосы пропускания системы.

3. Как рассчитывается номинальная мощность акустических систем JBL Professional?

Как было отмечено, динамик АС может быть поврежден в результате перегрева звуковой катушки или избыточной раскачки в низкочастотной области. В идеале нам нужен стандартный тестовый сигнал, в котором приняты в расчет оба этих вида повреждений и в то же время применимый на практике. Он описывается стандартом Международной электротехнической комиссии (IEC) № 268-5. Это сигнал типа розовый шум с коэффициентом амплитуды нагрузки 6 дБ, фильтрованный на 12 дБ на октаву ниже 40 Гц и выше 5 кГц.

Для определения номинальной мощности на испытуемые экземпляры динамиков подается тестовый сигнал с постепенным увеличением мощности и выявляется тот ее уровень, который они способны выдерживать в течение восьми часов. Подробности процесса тестирования приведены на рис. 3.

Мы уже упоминали выше, что коэффициент амплитуды нагрузки составляет 6 дБ. Поясним это в подробностях. Коэффициент амплитуды соотносится с пик-фактором сигнала и является точной мерой пикового значения шума, связанного со средней «нагревающей способностью» сигнала для звуковой катушки. Величина 6 дБ означает, что на конкретный динамик или преобразователь подается сигнал, мощность которого в четыре раза превышает среднюю. Например, при тестировании этим методом динамика с номинальной мощностью 150 Вт на него в течение восьми часов подавался бы сигнал с мгновенной мощностью 600 Вт. Этот метод настолько хорошо отвечает реальным условиям работы динамиков, что компания JBL теперь применяет его для всех акустических систем, отказавшись от всех ранее использовавшихся показателей мощности.

4. Что можно сказать о неправильной эксплуатации АС в нормальном режиме? Применяются ли в подобных условиях какие-либо корректирующие коэффициенты для систем?

Да. JBL выделяет три категории способов применения АС, в которых требуется корректировка указанного для системы номинала IEC:

A. При тщательно контролируемом использовании в случаях, когда должно быть обеспечено прохождение пиковых сигналов, для системы требуется усилитель, мощность которого вдвое превышает номинал АС по IEC. Например, комплект студийных мониторов с номинальной мощностью 300 Вт будет успешно работать с усилителем с выходной мощностью 600 Вт.

Пояснение: тщательное наблюдение в данном случае необходимо. Процесс записи высококлассной музыки сегодня подразумевает наличие в сигнале всплесков высокой амплитуды. Они обычно имеют очень малую продолжительность и в силу этого не нагружают компоненты системы. Таким образом, дополнительный резерв по мощности в 3 дБ (в два раза) обеспечит более устойчивое функционирование системы и меньшую утомляемость слушателя.

B. При рутинном применении, когда в расчет должен входить постоянно высокий, но не приводящий к искажениям уровень сигнала, для системы требуется усилитель, мощность которого соответствует номиналу АС по IEC.

Пояснение: к этому случаю относится большая часть ситуаций, в которых требуется звукоусиление. Такие системы нередко неумышленно подвергаются перегрузкам или могут войти в цикл обратной связи. При использовании усилителя с такой же номинальной мощностью по IEC владелец может рассчитывать на безопасную работу системы.

C. При применении в системе с музыкальными инструментами, допускающими возможность применения искажений (перегрузки звука), требуется усилитель, мощность которого соответствует половине номинала АС по IEC.

Пояснение: большая часть рок-композиций записывается практически на максимальном уровне, близком к клиппированию, поскольку именно такой звук нравится поклонникам рока. Если усилитель, способный выдавать 300 Вт на синусоидальном сигнале без искажений, выводится в режим клиппинга, его выходная мощность может достигать 600 Вт! В таком случае понижение мощности усилителя до половины номинала IEC обеспечит безопасную работу динамиков.

Источник

Что такое номинальная мощность усилителя? Разбираемся с паспортными показателями

Разбираемся с паспортными показателями

Физики и лирики, «технари» и гуманитарии, инженеры и аудиофилы, практики и эзотерики – порой этим группам сложно найти точки соприкосновения и прийти к консенсусу хотя бы в чем-то. Одни апеллируют к техническим параметрам аудиотехники, вторые больше доверяют собственным ушам. Эта статья вряд ли что-то новое сможет рассказать первым, а для вторых постарается ответить на вопрос – что же скрывается за цифрами в таблице ТТХ вашего усилителя?

Сопровождать аудиотехнику, как и любую другую технику, подробными техническими характеристиками считается хорошим тоном – времена, когда Роллс-Ройс писал про свои автомобили «мощность двигателя достаточная», остались в прошлом веке, в том числе и для самого Роллс-Ройса – после присоединения к империи BMW автомобили марки сопровождаются стандартным подробным перечнем характеристик. Но что может дать изучение и сравнение этих параметров усилителя для рядового любителя музыки?

Про характер звучания эти цифры расскажут чуть более чем ничего. В далеком 1974 году немецкий институт стандартизации Deutsches Institut für Normung (DIN) опубликовал стандарт DIN 45500, в котором описывалась группа критериев, удовлетворяя которым аудиотехника имела основания быть отнесенной в категорию Hi-Fi (High Fidelity). Современная, да и не только современная, а любая вменяемая техника соответствует этим критериям с приличным запасом. Означает ли это, что два усилителя, удовлетворяющих DIN 45500, работая с одними и теми же акустическими системами, будут звучать одинаково? Конечно, нет. Соответствие этим критериям может гарантировать, что скрипка на этой технике прозвучит похоже на скрипку, а не на фрезерный станок. Но характер звучания у этих усилителей может отличаться достаточно сильно.

Или, к примеру, изучая показатель номинальной мощности, можно сделать вывод, что усилитель с большим значением этого показателя может звучать громче усилителя с более скромными цифрами в данной графе. При условии работы с одной парой акустики, разумеется. И насколько полезным будет этот вывод при выборе усилителя? Часто ли вы слушаете музыку на номинальной мощности вашего усилителя?

Возьмем другую теоретически важную характеристику – коэффициент гармонических искажений. Для транзисторных усилителей значения этого параметра могут колебаться от 0,005 до 0,05%. Сможете ли вы на слух почувствовать разницу между звучанием компонентов с коэффициентом 0,005% и 0,05%, причем, обусловленную именно значениями этих коэффициентов? Сомнительно. Можно ли утверждать, что усилитель с меньшим значением этого параметра будет звучать лучше? Нет, нельзя. А для ламповых аппаратов и 0,1% искажений не является чем-то из ряда вон выходящим – и при этом звучание таких усилителей может нравится больше.

Если два разных усилителя имеют в точности совпадающие параметры ТТХ, но демонстрируют при этом разный характер звучания, то в этом нет ничего эзотерического и потустороннего. Это всего лишь означает, что перечень этих параметров описывает звучание усилителя не в полной мере, а разница скрыта как раз в неучтенных характеристиках.

Тем не менее, понимать, что написано в таблице ТТХ, бывает полезно – хотя бы для предварительного анализа и отбора кандидатов для вашей аудиосистемы, что позволит сэкономить время на прослушивание заведомо плохо совместимых тандемов усилителей и акустики. К примеру, однотактных ламповых усилителей, развивающих всего несколько Ватт, с акустикой, отличающейся низкой чувствительностью. Итак, обратим внимание на параметры, встречающиеся в таблице ТТХ усилительной аудиотехники.

Номинальная мощность

Номинальная мощность это мощность усилителя, которую он способен развить до достижения нелинейными искажениями заданного порога – обычно для определения номинальной мощности выбирается низкий порог оценки, составляющий доли процента. Измерения проводятся на синусоидальном сигнале частотой 1 кГц при работе на нагрузку с определенным сопротивлением – обычно 4 или 8 Ом. Нюансы заключаются в том, что, во-первых, реальный музыкальный сигнал весьма далек от тестового – к примеру, на определенных частотах сопротивление акустической системы может падать до весьма низких значений, и поведение усилителя в этом случае этот параметр никак не характеризует. Во-вторых, зависимость коэффициента нелинейных искажений от выходной мощности далеко не линейна. К примеру, в усилителях с выходными каскадами, работающими в классе АВ, при низком уровне выходной мощности, к примеру, 1Вт, КНИ может быть гораздо выше, чем при работе на номинальной мощности. Учитывая, что статистическая плотность музыкального сигнала находится в диапазоне амплитуд от 5 до 15% от пиковых значений, реальные искажения при прослушивании музыки могут быть гораздо выше порога, установленного при измерении номинальной мощности. Что же полезного можно выяснить, опираясь на этот показатель? К примеру, если известно его значение как для нагрузки 8 Ом, так и 4 Ома (совсем хорошо, если есть информация о номинальной мощности при работе на нагрузку 2 Ома), то о качестве усилителя можно судить по пропорциональности роста мощности при уменьшении сопротивления нагрузки. Если при уменьшении импеданса вдвое номинальная мощность растет также вдвое – перед нами хороший усилитель.

Максимальная мощность

Максимальная мощность – это выходная мощность усилителя без ограничений на значения коэффициента нелинейных искажений. Другими словами, на какой мощности способен работать усилитель без фатальных для себя последствий, невзирая на искажения звучания. Насколько может быть полезна подобная характеристика запаса прочности аппарата определите для себя сами.

Для усилителей иностранного производства используют другой набор параметров мощности. Точнее говоря, называются они иначе, а суть очень близка.

DIN Power

DIN Power по сути – аналог номинальной мощности усилителя. Это мощность, развиваемая усилителем при работе на нормированную нагрузку с коэффициентом нелинейных искажений, не превышающем определенного порога. Измерения параметра проводятся синусоидальным сигналом частотой 1 кГц в течение 10 минут – ограничение КНИ составляет 1%. Разновидность этого параметра, которая называется IHF Power, ограничивает искажения на уровне 0,1%. Другой разновидностью этой характеристики является DIN Music Power, описывающая мощность не синусоидального, а музыкального сигнала. В этом случае как правило указывают, что измерения проводились в конкретной полосе частот. Например, для усилителя можно встретить такую характеристику мощности – 150 W (8 Ω, 20 – 20000 Hz, THD 0,1%). Как отмечалось выше для номинальной мощности – этот параметр наиболее полезен из всех мощностных характеристик, приводимых для усилителей звуковой частоты. Ещё более показательным был бы график зависимости коэффициента нелинейных искажений от выходной мощности и частоты сигнала при работе на нагрузку определенного сопротивления. Но подобная информация встречается очень редко.

RMS Power

RMS (Root Mean Squared) Power – это среднеквадратичное значение мощности при нелинейных искажениях, не превышающих определенного порога. Чаще всего измерения проводятся на синусоидальном сигнале частотой 1 кГц с порогом КНИ 10%. Данный параметр был заимствован из электротехники и для аудио несет мало полезной информации, поскольку слух фиксирует амплитудные значения сигнала, а не среднеквадратичные – усреднение в данном случае вряд ли будет уместным.

Параметр PMPO (Peak Music Power Output) близок по смыслу к максимальной мощности усилителя, но ещё менее полезен, поскольку оценивает пиковое значение мощности независимо от искажений, но на очень коротком интервале времени, как правило не превышающем 10 миллисекунд. Зато эта характеристика очень любима отделами маркетинга производителей аудиотехники, поскольку позволяет никого не обманывая написать, к примеру, на пластмассовом бумбоксе PMPO 500 W. При этом, номинальная мощность усилителя такого бумбокса при 1% КНИ не будет превышать 10 Вт.

С мощностью разобрались – обратим внимание на другие характеристики усилителей.

Частотный диапазон

Рабочий частотный диапазон нашего слуха определяет, звуки каких частот мы в состоянии услышать. Границы этого диапазона во многом индивидуальны и определяются не только состоянием здоровья вообще, и органов слуха в частности, но и возрастом – к сожалению, чем мы становимся старше, тем доступный нам частотный отрезок становится короче. Прежде всего, страдает способность воспринимать высокочастотный спектр. Тем не менее, общепринято считать, что звуковой частотный диапазон простирается от 20 Гц до 20 кГц.

Большинство современных (и не только современных) усилителей звука способны работать с сигналами в гораздо более широком диапазоне. Нередки, к примеру, значения от 5 Гц до 100 кГц, а производители некоторых High End аппаратов указывают для них и вовсе запредельные границы – к примеру, от 0 Гц до 500 кГц. И здесь есть несколько существенных моментов, даже абстрагируясь от вопроса необходимости в таком протяженном диапазоне с учетом возможностей человеческого уха. Во-первых, реализовать поддержку расширенного частотного диапазона в усилителе технически намного проще, чем в акустических системах. То есть, итоговый рабочий диапазон вашей аудиосистемы будет определяться самым «узким» её звеном – то есть, колонками. Во-вторых, при анализе этого показателя нужно обязательно обращать внимание на условия измерения.

Частотный диапазон фиксируется при неравномерности АЧХ, укладывающейся в определенные рамки. Идеальный усилитель имеет в рабочем частотном диапазоне абсолютно горизонтальную амплитудно-частотную характеристику, но идеальных усилителей не бывает. Потому, рабочим частотным диапазоном называют диапазон частот, в пределах которого АЧХ не выходит за пределы заданного коридора – к примеру, +/- 0,1 дБ или +/- 3 дБ. При этом, усилитель, к примеру, может иметь рабочий диапазон от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью +/- 0,1 дБ, а при расширении коридора до +/- 3 дБ частотный диапазон у него расширится от 10 Гц до 100 кГц.

К сожалению, часто встречается ситуация, когда условия измерения не указываются вовсе – в этом случае информативность рабочего частотного диапазона оказывается весьма условна.

Коэффициент гармонических искажений

Идеальный усилитель в точности повторяет форму входного сигнала, лишь увеличивая его амплитуду. Но в реальной жизни для усиления используются активные элементы с нелинейными характеристиками, искажающими исходную форму сигнала. В результате, к чистой синусоиде на входе добавляются гармоники с частотой, кратной частоте полезного сигнала. Их амплитуда невелика, но суммирование с входным сигналом вызывает изменения исходной формы, то есть, приводит к искажениям.

Коэффициент гармонических искажений (THD – Total Harmonic Distortion) характеризует отношение суммарной мощности паразитных сигналов (дополнительных гармоник) к мощности полезного гармонического сигнала. Чаще всего измерения этого параметра проводятся на частоте 1 кГц при определенном уровне мощности, в качестве которого выбирают либо половину номинальной мощности усилителя, либо полную номинальную мощность. Возвращаясь к субъективному восприятию, чувствительность слуха к паразитным гармоникам зависит от многих факторов, среди которых их уровень по отношению к исходному сигналу, тип гармоники (чётная или нечётная), её порядок, а также громкость, на которой проходит прослушивание. Как правило, этот параметр укладывается для транзисторных усилителей в доли процента. При этом, как отмечалось выше, низкое значение этого показателя не гарантирует высокое качество звучания усилителя. Кроме того, уловить на слух разницу между КНИ 0,01% и 0,0001% практически невозможно. Если говорить о зависимости этого коэффициента от частоты сигнала, то, как правило, на краях рабочего диапазона этот показатель имеет тенденцию к росту.

Коэффициент интермодуляционных искажений

Гармонические искажения – далеко не самая большая проблема усилителей. Более того, с гармониками мы встречаемся даже при прослушивании настоящих музыкальных инструментов – когда звучание основного тона сопровождается обертонами – гармониками более высоких порядков, которые не только не портят звучание, а во многих случаях обогащают его. Здесь важен уровень этих гармоник по отношению к полезному сигналу, а также порядок гармоник. К примеру, исследования в области психоакустики показывают, что наличие на выходе усилителя значимых по уровню чётных гармоник субъективно воспринимается лучше, чем присутствие нечётных, даже невысокого уровня.

Куда большую проблему представляют интермодуляционные искажения (IMD – Inter Modulation Distortion), которые возникают при усилении мультитонового музыкального сигнала. При этом на выходе усилителя возникают паразитные компоненты с частотами, являющимися суммой или разностью частот спектра входного сигнала, а также суммой или разностью частот паразитных гармоник основного сигнала благодаря обратной связи попавших на вход усилителя. Проблема заключается в том, что такие искажения никак не соотносятся с основными тонами музыкального сигнала и легко различимы на слух.

К тому же, величина интермодуляционных искажений во многом определяется уровнем входных сигналов и их частот, а общепринятых подходов по измерению этого показателя не существует. Именно поэтому при всей важности этой характеристики для оценки нелинейных свойств усилителя, её практически никогда не указывают.

Отношение сигнал/шум

Попробуйте отключить от вашего усилителя все источники, после чего включите его и выверните ручку громкости на максимум. В большинстве случаев прислушавшись вы различите шум, исходящий из колонок. Вы слушаете собственный шум вашего усилителя, который обусловлен как внешними электромагнитными наводками разного происхождения на компоненты усилителя, так и собственными шумами элементов схемы, возникающих, к примеру, при нагреве активных электронных компонентов.

Отношение сигнал/шум (S/N ratio) – это отношение мощности полезного гармонического сигнала к уровню собственных шумов усилителя. Для современной транзисторной техники этот параметр зачастую превышает уровень 100 дБ. То есть, уровень собственных шумов усилителя более чем в 10 миллиардов раз меньше уровня полезного сигнала. Другими словами, собственным шумом в этом случае можно просто пренебречь. И это будет справедливо в одинаковой степени для усилителя с отношением сигнал/шум 100 дБ, и для модели с таким показателем, находящимся на уровне 85 дБ.

Разделение между каналами

Разделение между каналами (Channel separation) в многоканальных усилителях характеризует степень проникновения сигнала из одного канала в другой. Учитывая, что наведенный в другой канал сигнал по сути является паразитным, этот параметр иногда называют перекрестными помехами. Измеряется этот параметр в децибелах – чем уровень меньше, тем менее объемная строится сцена с менее четким позиционированием виртуальных источников звука в пространстве. В большинстве случаев разделение между каналами уменьшается с ростом частоты сигнала. То есть, наиболее явно проникновение сигналов из одного канала в другой проявляется в высокочастотном спектре.

Коэффициент демпфирования

Коэффициент демпфирования или, как его часто называют, демпинг-фактор характеризует способность усилителя подавлять паразитные напряжения, возникающие из-за инерционных движений звуковой катушки в магнитном поле в динамиках акустических систем. При всем искусстве производителей динамических головок и продвинутости современных материалов, применяемых для изготовления диффузоров, сделать совершенно невесомый (а значит безинерционный) диффузор, обладающий при этом необходимой жесткостью, по-прежнему не удается. Эти инерционные перемещения не связаны с воспроизводимым материалом, а обусловлены в большей степени упругими свойствами подвеса диффузора.

Коэффициент демпфирования – это отношение номинального сопротивления нагрузки к выходному сопротивлению усилителя. Чем это отношение выше (а выходное сопротивление усилителя, соответственно, ниже), тем увереннее усилитель будет компенсировать такие колебания. В топовых моделях усилителей выходное сопротивление может составлять тысячные доли Ома, более массовые демонстрируют значение этого показателя в районе десятых долей Ома. С точки зрения анализа коэффициента демпфирования при выборе усилителя, достаточным можно считать значение, превышающее 100. Если этот коэффициент больше 300, то c большой степенью вероятности перед нами усилитель, способный справиться с самой сложной нагрузкой.

Прочие параметры

Прочие параметры, указываемые в технических характеристиках усилителей, как правило не требуют дополнительных пояснений. Размеры корпуса, вес, цвет отделки, потребляемая мощность – названия этих характеристик говорят сами за себя. Единственное, что хотелось бы отметить – для моделей с выходными каскадами, работающими в классе A и AB вес аппарата довольно точно характеризует его уровень – небольшой вес в данном случае должен вызвать настороженность. Аналогично, с потребляемой мощностью – чем она выше, тем увереннее усилитель будет контролировать акустические системы. Но если ваш усилитель работает в классе D, отличающемся высокой энергоэффективностью, то эти характеристики будут не так показательны. Ну и не нужно забывать о том, что чёрный усилитель всегда будет звучать лучше серебристого (шутка).

Источник