Главная > Звуковая техника > Мощность звука

Мощность звука


Публикация от: 17-06-2010, 00:45
Когда на "бум-боксе" написано 150 W мне становится смешно! Он питается от батареек, а когда от сети - трансформатор там с гулькин: нос. Дурят нашего брата! Или нет? Про какую мощность идет речь? Мощности, как ни странно, бывают разные. В каталогах и технической литературе встречаются различные понятия мощностей, затрудняющие сравнение АС друг с другом.

В отечественных стандартах времен разработки 75АС (ГОСТ 16122-78. "Громкоговорители. Методы электроакустических испытаний", ГОСТ 23262-83. "Системы акустические. Общие технические условия") нормировались два вида мощностей: номинальная и паспортная.

Номинальная мощность определяется нормируемым уровнем нелинейных искажений. Проверяется на синусоидальном сигнале. Ее величина первоначально честно указывалась в наименовании акустической системы 75АС.

Паспортная мощность определяется тепловой и механической прочностью АС и проверяется при подведении к системе в течение 100 часов специально взвешенного корректирующей цепью сигнала типа стационарного розового шума с пик-фактором П=2. Обычно ее величина выше номинальной мощности. Впоследствии именно по этой мощности колонки стали маркироваться 150АС.

В международных рекомендациях МЭК 268-5 и МЭК 581-7, а также в каталогах и технической литературе, для характеристики акустических систем используются следующие виды мощностей:

Характеристическая, при которой АС обеспечивает заданный уровень среднего звукового давления. В рекомендациях МЭК значение этого уровня установлено 94 дБ на расстоянии 1м;

Паспортная (power handling capacity), при которой АС может длительное время работать без механических и тепловых повреждений при испытаниях на специальном шумовом сигнале. По методике измерений она совпадает с паспортной мощностью с паспортной мощностью, определенной в ГОСТе;

Максимальная синусоидальная (maximum sinusoidal testing power), т.е. мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, при которой АС может длительное время работать без механических и тепловых повреждений.

Для согласования АС с усилителями рабочая группа МЭК рекомендовала две группы мощностей:

Долговременная максимальная - мощность, которую АС выдерживает без механических и тепловых повреждений в течение одной минуты при таком же испытательном сигнале, как и для паспортной мощности. Испытания повторяются 10 раз с интервалом 2 мин;

Кратковременная максимальная - мощность, которую выдерживает АС при испытании шумовым сигналом с таким же распределением, как и для паспортной мощности, в течение 1с. Испытания проводятся 60 раз с интервалом 1 мин. Встречается близкое к этому понятие "музыкальной мощности", методика измерений которой дана в стандарте ФРГ DIN 45500.

На шильдике колонок 75(150)АС скромно написано большими буквами "300 ВТ". Похоже, что имелась в виду именно последняя мощность. Видимо, производитель гарантирует, что от импульса такой мощности звуковая катушка не отлетит от диффузора:

Как видно, самая честная - номинальная мощность. В других случаях (с красивыми, большими цифрами) ни о каких искажениях, а также о "музыкальном" звуке, "прозрачности" и т.д. речь вообще не идет!

Мы слышим не мощности, а звуковое давление, создаваемое динамиком или колонкой. Поэтому другие важные для понимания физики процесса параметры:

Характеристическая чувствительность АС - отношение среднего звукового давления, развиваемого АС в заданном диапазоне частот (обычно 100 : 8000 Гц) на рабочей оси, приведенное к расстоянию 1 м и подводимой электрической мощности 1 Вт. В большинстве моделей АС категории Fi-Fi уровень характеристической чувствительности составляет 86-90 дБ (в технической литературе записывается, например: 87 дБ/м/Вт). В последние годы появились высококачественные широкополосные АС с высокой чувствительностью 93-95 дБ/м/Вт;

Эффективно воспроизводимый диапазон частот - диапазон, в пределах которого уровень звукового давления понижается на некоторую заданную величину по отношению к уровню, усредненному в определенном диапазоне частот. В рекомендациях МЭК 581-7 минимальные требования по этому параметру составляют 50 : 12500 Гц при спаде 8 дБ по отношению к уровне, усредненному в полосе частот 100 : 8000 Гц;

Неравномерность АЧХ - отношение максимального значения звукового давления к минимальному, или отношение максимального (минимального) значения к среднему, в заданном диапазоне частот, выраженное в децибелах. В лучших моделях АС в диапазоне 100 : 8000 Гц достигнут уровень +2 дБ.

Поскольку идентичность АЧХ в стереопарах очень важна для локализации стереобазы, допустимое расхождение АЧХ в АС, используемых в стереопаре, не должно превышать 2 дБ при сравнении уровня Рср, усредненного в одинаковых октавах в диапазоне 2500 : 8000 Гц.

АЧХ головок (динамиков) и АС, приведенные в справочниках и в рекламе, измеряют в заглушенных камерах. Эти кривые очень наглядны. Однако хочу отметить, что при записи АЧХ перед механизмом управления пером самописца (по вертикали, разумеется) устанавливается интегрирующая цепь с переключаемым временем интеграции. Как правило, устанавливается (и нигде об этом не пишется L ) максимальное время интеграции, кривая "сглаживается". Почему? Потому что при минимальном интегрировании на график АЧХ без слез не взглянешь! Строго говоря, на графике параметры интегрирования самописца должны указываться, иначе графики АЧХ разных АС просто нельзя будет корректно сравнивать! И сами эти графики годятся только для протирки задней части: слона.

Можете себе представить, как эта характеристика будет выглядеть в комнате! Т.е. этот "триллер" даже представлять себе не надо, графики часто приводятся в литературе и периодике.

Для характеристики способности АС к неискаженной передачи пиковых уровней громкости употребляется параметр - максимальный уровень звукового давления max SPL. Для подавляющего большинства АС его значение лежит в пределах 102 : 105 дБ. Достижение max SPL 110 : 125 дБ является одной из труднейших проблем конструирования. Поскольку большинство АС имеет характеристическую чувствительность 86 : 93 дБ/Вт/м, для обеспечения максимального уровня звукового давления 110 дБ на расстоянии одного метра и дальше, к АС нужно подвести от усилителя мощность 200 - 100 Вт (к более чувствительной АС - меньше).

Для излучателей, используемых в таких АС, требование неискаженной передачи динамического диапазона выражается в требовании к конструктивной способности громкоговорителей выдерживать подводимые электрические мощности до 100 : 200 Вт без механических и тепловых повреждений, а так же обеспечении больших амплитуд смещений диффузора на низких частотах. Поскольку КПД динамических громкоговорителей составляет примерно 1%, то большая часть подводимой мощности рассеивается в виде тепла на звуковых катушках, при этом их температура может достигать 150 : 200 оС. Кроме возможных повреждений, высокая температура приводит к увеличению активного сопротивления звуковых катушек в 1,5 : 2 раза по отношению к номиналу. Подобное изменение активного сопротивления приводит к ухудшению качества звучания АС при больших уровнях сигнала за счет рассогласования параметров головок с фильтрами, изменения формы АЧХ и т.д. Поэтому предпочтительно использовать вариант активных АС с полосными УНЧ с активными фильтрами на их входах.
Вернуться назад