У чым складанасць?

У выпуску "Аўдыё" ад 11/2019 мадэль ATC SCM7 фігуравала ў цесцю пяці палічных дынамікаў. Вельмі рэспектабельны брэнд, вядомы меламанам, а тым больш прафесіяналам, бо многія студыі гуказапісу абсталяваны яго калонкамі. Варта разгледзець бліжэй – але ў гэты раз мы не будзем займацца яго гісторыяй і прапановай, а на прыкладзе SCM7 абмяркуем больш агульную праблему, з якой сутыкаюцца аўдыёфілы.

Адным з важных параметраў акустычных сістэм з'яўляецца эфектыўнасць. Гэта мера энергаэфектыўнасці - ступень, у якой гучнагаварыцель (электраакустычны пераўтваральнік) пераўтворыць якая падаецца электрычнасць (ад узмацняльніка) у гук.

Эфектыўнасць выяўляецца ў лагарыфмічнай шкале дэцыбел, у якой розніца ў 3 дб азначае ўзровень у два разы вышэй (або менш), у 6 дб - у чатыры разы і г. д. Кажучы простай мовай, пры той жа падаванай электрычнай магутнасці дынамік з ККД у 3 дб будзе гуляць двойчы гучней.

Варта дадаць, што ККД сярэдніх дынамікаў складае некалькі працэнтаў. большая частка энергіі ператвараецца ў цяпло, Так што гэта не толькі "марнатраўна" з пункту гледжання прызначэння гучнагаварыцеляў, але дадаткова пагаршае ўмовы іх працы – пры павышэнні тэмпературы шпулькі гучнагаварыцеля павялічваецца яе супраціў, а павышэнне тэмпературы магнітная сістэма неспрыяльная, што можа прывесці да нелінейных скажэнняў. Тым не менш, нізкі ККД нельга атаясамліваць з нізкай якасцю - ёсць шмат дынамікаў з нізкім ККД і вельмі добрым гукам.

Цяжкасці са складанымі нагрузкамі

Выдатным прыкладам з'яўляюцца АТС-канструкцыі, нізкі ККД якіх караніцца ў спецыяльных рашэннях, якія выкарыстоўваюцца ў саміх пераўтваральніках, і якія служаць… як бы гэта не парадаксальна - памяншэння скажэнняў. Гэта аб так званай кароткая шпулька ў доўгім зазорыУ параўнанні з тыпавой (выкарыстоўванай у пераважнай большасці электрадынамічных пераўтваральнікаў) сістэмай доўгай шпулькі ў кароткім зазоры яна характарызуецца малодшым ККД, але меншымі скажэннямі (дзякуючы працы шпулькі ў аднастайным магнітным полі, змешчаным у зазоры).

Акрамя таго, прывадная сістэма падрыхтавана для лінейнай працы з вялікімі прагінамі (для гэтага зазор павінен быць нашмат даўжэй шпулькі), і ў гэтай сітуацыі нават вельмі вялікія магнітныя сістэмы, выкарыстоўваныя АТК, не забяспечваюць высокага ККД (большасць зазор, па-за залежнасцю ад становішча шпулькі, ён ёю не запаўняецца).

Аднак у дадзены момант нас больш цікавіць іншае. Канстатуем, што SCM7, як у сілу сваіх габарытаў (двухпалосная сістэма з 15-сантыметровым мидвуфером, у корпусе аб'ёмам меней 10 літраў), так і менавіта гэтай тэхнікі, мае вельмі нізкі ККД – па вымярэннях у лабараторыі "Аўдыё" усяго 79 дб (абстрагуемся ад дадзеных вытворцы, які абяцае больш высокае значэнне, і ад чыннікаў такой неадпаведнасці;

Як мы ўжо ведаем, гэта прымусіць SCM7 гуляць з названай магутнасцю. нашмат цішэй большасць структур, нават такога ж памеру. Так што для таго, каб яны гучалі аднолькава гучна, іх трэба паставіць больш сілы.

Падобная сітуацыя прыводзіць шматлікіх аўдыёфілаў да спрошчанай высновы аб тым, што для SCM7 (і канструкцый ATC у цэлым) патрабуецца ўзмацняльнік не гэтулькі магутны, колькі з некаторымі цяжка вызначанымі параметрамі, здольны "драйвіць", "цягнуць", кіраваць", "ганяць" як б "цяжкі груз" гэта значыць SCM7. Аднак больш укаранелае значэнне паняцця "цяжкая нагрузка" ставіцца да зусім іншага параметру (чым ККД) - а менавіта імпеданс (дынамічны).

Абодва значэння «складанай нагрузкі» (якія адносяцца да ККД ці імпедансу) патрабуюць розных мер для пераадолення гэтай цяжкасці, таму іх змешванне прыводзіць да сур'ёзных непаразуменняў не толькі на тэарэтычнай, але і на практычнай падставе менавіта пры выбары які адпавядае ўзмацняльніка.

Гучнагаварыцель (гучнагаварыцель, калонка, электраакустычны пераўтваральнік) - прымач электрычнай энергіі, якая для пераўтварэння ў гук ці нават цеплыня павінна мець імпеданс (нагрузку). Тады на ім будзе вылучацца магутнасць (як мы ўжо ведаем, нажаль, большай часткай у выглядзе цяпла) па асноўных формулах, вядомым з фізікі.

Транзістарныя ўзмацняльнікі высокага класа ў паказаным дыяпазоне рэкамендуемага імпедансу нагрузкі паводзяць сябе прыкладна як крыніцы сталай напругі. Гэта азначае, што па меры памяншэння імпедансу нагрузкі пры фіксаванай напрузе на клемах працякае большы ток (зваротна прапарцыйны памяншэнню імпедансу).

А паколькі ток у формуле магутнасці квадратычны, нават пры памяншэнні імпеданса магутнасць павялічваецца зваротна прапарцыйна памяншэнню імпедансу. Большасць добрых узмацняльнікаў так сябе паводзяць пры імпедансах вышэй за 4 Ом (так пры 4 Ом магутнасць амаль у два разы вышэй, чым пры 8 Ом), некаторыя ад 2 Ом, а самыя магутныя – ад 1 Ом.

А вось у тыповага ўзмацняльніка з імпедансам ніжэй 4 Ом могуць паўстаць "цяжкасці" выходная напруга будзе валіцца, ток не будзе працякаць больш зваротна прапарцыйна пры памяншэнні імпеданса, а магутнасць альбо трохі павялічыцца, альбо нават паменшыцца. Гэта адбудзецца не толькі пры вызначаным становішчы рэгулятара, але і пры даследаванні максімальнай (намінальнай) магутнасці ўзмацняльніка.

Фактычны імпеданс гучнагаварыцеля ўяўляе сабою не сталае супраціў, а частотна-зменную характарыстыку (хоць намінальны імпеданс вызначаецца па гэтай характарыстыцы і яе мінімумам), таму сапраўды колькасна вызначыць ступень складанасці складана - яна залежыць ад узаемадзеяння з дадзеным узмацняльнікам.

Некаторым узмацняльнікам не падабаюцца вялікія фазавыя куты імпедансу (злучаныя з яго зменлівасцю), асабліва калі яны сустракаюцца ў дыяпазонах з нізкім значэннем модуля імпедансу. Гэта цяжкая нагрузка у класічным (і правільным) разуменні, і каб зладзіцца з такой нагрузкай, трэба шукаць падыходны ўзмацняльнік, устойлівы да нізкіх імпедансаў.

У такіх выпадках яго часам завуць "эфектыўнасцю па току", таму што для дасягнення высокай магутнасці пры нізкім імпеданс фактычна патрабуецца большы ток (чым пры нізкім імпеданс). Аднак і тут ёсць непаразуменне, што некаторыя "дарадцы па жалезе" цалкам адлучаюць магутнасць ад току, мяркуючы, што ўзмацняльнік можа быць маламагутным, абы ў яго быў міфічны ток.

Аднак досыць вымераць магутнасць пры нізкім імпеданс, каб пераканацца, што ўсё ў парадку - бо мы маем на ўвазе магутнасць, якая выпраменьваецца дынамікам, а не ток, які праходзіць праз сам дынамік.

АТХ SCM7 маюць нізкі ККД (з гэтага пункту гледжання яны таму "складаныя") і маюць намінальнае супраціў 8 Ом (і па гэтай важнейшай прычыне яны "лёгкія"). Зрэшты, шматлікія аўдыёфілы не будуць адрозніваць гэтыя справы і зробяць выснову, што гэта "цяжкая" нагрузка – проста таму, што SCM7 будзе гуляць ціха.

Пры гэтым гучаць яны будуць значна цішэй (пры вызначаным становішчы рэгулятара гучнасці), чым іншыя гучнагаварыцелі не толькі з-за нізкага ККД, але і высокага імпедансу большасць дынамікаў на рынку 4-омные. А як мы ўжо ведаем, пры нагрузцы 4 Ом ад большасці ўзмацняльнікаў будзе цячы большы ток і будзе генеравацца больш магутнасці.

Таму важна адрозніваць эфектыўнасць і пяшчота, пры гэтым змешванне гэтых параметраў таксама з'яўляецца распаўсюджанай памылкай як вытворцаў, так і карыстачоў. Эфектыўнасць вызначаецца як гукавы ціск на адлегласці 1 м ад гучнагаварыцеля пры падачы магутнасці 1 Вт. Адчувальнасць - пры падачы напругі 2,83 У. Незалежна ад

імпеданс нагрузкі. Адкуль бярэцца гэтае «дзіўнае» значэнне? 2,83 У на 8 Ом - гэта ўсяго 1 Вт; такім чынам, для такога імпеданса значэння ККД і адчувальнасці супадаюць. Але большасць сучасных акустычных сістэм 4-х омныя (а бо вытворцы часта і ілжыва малююць іх як 8-мі омныя - іншая справа).

Тады напруга 2,83 У выклікае падачу 2 Вт, што ўдвая больш магутнасці, што адлюстроўваецца ў падвышэнні гукавога ціску на 3 дб. Для вымярэння ККД 4-многа гучнагаварыцеля напруга трэба паменшыць да 2 У, але… ніводны вытворца гэтага не робіць, таму што вынік, прыведзены ў табліцы, як бы яна ні звалася, будзе на 3 дб ніжэй.

Менавіта таму, што SCM7, як і іншыя 8-омные гучнагаварыцелі, з'яўляюцца лёгкай нагрузкай па імпедансу, яны здаюцца шматлікім карыстачам якія судзяць аб складанасці сцісла, г.зн. праз прызму гучнасці, якая атрымліваецца ў пэўным становішчы. рэгулятара (і звязанага з ім напругі) - "складаная" нагрузка.

А гучаць цішэй яны могуць па двух зусім розных прычынах (ці з-за іх зліцця) - гучнагаварыцель можа мець меншы ККД, але і спажываць менш энергіі. Каб зразумець, з якой сітуацыяй мы маем справу, неабходна ведаць асноўныя параметры, а не проста параўноўваць гучнасць, атрыманую ад двух розных гучнагаварыцеляў, падлучаных да аднаго ўзмацняльніку з адным і тым жа становішчам рэгулятара.

Што бачыць узмацняльнік

Карыстальнік SCM7 чуе, што гучнагаварыцелі гуляюць ціха, і інтуітыўна разумее, што ўзмацняльнік павінен стаміцца ​​. Пры гэтым узмацняльнік бачыць толькі імпедансную характарыстыку у дадзеным выпадку высокую, а таму лёгкую і не стамляецца, і не выпрабоўвае цяжкасцяў з тым, што гучнагаварыцель змяніў вялікую частку магутнасці на цеплыню, а не гук. Гэта пытанне "паміж гучнагаварыцелем і намі"; узмацняльнік нічога не "ведае" аб нашых уражаннях ціха гэта ці гучна.

Прадстаўляльны, што вельмі магутны 8-омный рэзістар мы падлучаем да ўзмацняльнікаў магутнасцю ў некалькі ват, некалькі дзясяткаў, некалькі сотняў… што ўся гэтая магутнасць ператварылася ў цеплыню, а не ў гук.

Розніца паміж магутнасцю, якую можа прыняць рэзістар, і магутнасцю, якую можа аддаць узмацняльнік, не мае для апошняга значэння, як і той факт, што магутнасць рэзістара ў два, дзесяць ці сто разоў больш. Ён можа ўзяць так шмат, але не абавязаны.

Ці будуць у любога з гэтых узмацняльнікаў праблемы з "кіраваннем" гэтым рэзістарам? І што азначае яго актывацыя? Вы забяспечваеце максімальную магутнасць, якую ён можа спажываць? Што значыць кіраваць гучнагаварыцелем? Проста выдае максімальную магутнасць ці нейкае ніжэйшае значэнне, вышэй якога калонка пачынае добра гучаць? Якая гэта можа быць сіла?

Калі ўлічыць "парог", вышэй якога гучнагаварыцель гучыць ужо лінейна (па дынаміцы, а не АЧХ), то ў гульню ўступаюць вельмі нізкія значэнні, парадку 1 Вт, нават для малаэфектыўных гучнагаварыцеляў. . Варта ведаць, што нелінейныя скажэнні, якія ўносяцца самім гучнагаварыцелем, павялічваюцца (у працэнтах) з павелічэннем магутнасці ад нізкіх значэнняў, таму найболей чысты гук з'яўляецца, калі мы гуляем ціха.

Аднак калі справа даходзіць да дасягнення такой гучнасці і дынамікі, якія забяспечваюць нам патрэбную дозу музычных эмоцый, пытанне становіцца не толькі суб'ектыўным, якое залежыць ад асабістых пераваг, але нават для ўжо вызначанага слухача неадназначным.

Гэта залежыць як мінімум ад адлегласці, які адлучае яго ад дынамікаў бо гукавы ціск падае прапарцыйна квадрату адлегласці. Нам спатрэбіцца розная магутнасць, каб «ганяць» дынамікі на адлегласці 1 м, і іншая (у шаснаццаць разоў больш) на адлегласці 4 м, па нашым гусце.

пытанне ў тым, які ўзмацняльнік "справіцца"? Складаная рада… Усе чакаюць простых парад: купіце такі ўзмацняльнік, а такі не купляйце, таму што “у вас не атрымаецца”…

На прыкладзе SCM7 можна падсумаваць так: ім не абавязкова атрымліваць 100 Вт, каб гуляць прыгожа і ціха. Яны павінны прымусіць іх гуляць прыгожа і гучна. Аднак больш за 100 Вт яны не прымуць, таму што абмежаваныя ўласнай магутнасцю. Вытворца дае дыяпазон рэкамендуемай магутнасці ўзмацняльніка (верагодна, намінальнай, а не той магутнасці, якая павінна падавацца "штатна") у межах 75-300 Вт.

Падобна, аднак, што 15-сантыметровы мидвуфер, нават такога высакакласнага, як скарыстаны тут, не прыме 300 Вт… Сёння вытворцы часта даюць гэтак высокія межы рэкамендуемых дыяпазонаў магутнасцяў якія супрацоўнічаюць узмацняльнікаў, што таксама мае розныя чыннікі – мяркуе вялікую магутнасць гучнагаварыцеля, але не абавязвае да гэтага… гэта не намінальная магутнасць, якую павінен успрымаць гучнагаварыцель.

Ды прыбудзе з вамі запас сіл?

Можна таксама меркаваць, што ўзмацняльнік павінен мець захаваць ход (адносна намінальнай магутнасці гучнагаварыцеля), каб у любой сітуацыі не перагружацца (з рызыкай пашкоджання гучнагаварыцеля). Гэта, зрэшты, ніяк не злучана з цяжкасцю працы з дынамікам.

Няма сэнсу адрозніваць гучнагаварыцелі, якія "патрабуюць" такога запасу ад узмацняльніка, і тыя, якія гэтага не патрабуюць. Камусьці здаецца, што запас магутнасці ўзмацняльніка неяк адчуваецца дынамікам, дынамік адказвае ўзаемнасцю на гэты запас, і ўзмацняльніку лягчэй працаваць… Або што "цяжкая" нагрузка, нават злучаная з малой магутнасцю дынаміка ,можна "асвоіць" з вялікай магутнасцю ў запасе ці кароткімі чэргамі…

Існуе таксама праблема так званага каэфіцыент дэмпфіраваннязалежыць ад выходнага супраціву ўзмацняльніка. Але пра гэта ў наступным выпуску.