|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Про потужність, ватах, децибелах. Пояснення термінів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору "У мене колонки потужністю 200 Вт, а магнітола 4 х 50. Чи гратимуть вони разом?" Хай будуть, будуть, не хвилюйтеся ви так. Але ще краще буде, якщо все ж таки розібратися, що розуміється і під потужністю, і під ватами. "Потужність", за шкільним визначенням - робота, виготовлена за одиницю часу, для наших цілей визначення майже марне. Нам зручніше по-іншому, нехай і незвично: потужність - це кількість енергії, перетвореної на потрібну нам форму в ту саму одиницю часу. Йдеться завжди про перетворення, енергія нікуди не подіється, така вже в неї звичка. Підсилювач (нехай у магнітолі) отримує готову до вживання електричну енергію у формі постійного струму від бортової мережі автомобіля і перетворює її на електричну, але у формі змінного струму, що зображує звуковий сигнал. Усю? Ні, приблизно половину, решта йде в тепло, що віддається повітрі невеликими радіаторами ззаду на магнітолі або великими, "по всьому тілу" в окремого, зовнішнього підсилювача. Динамік (нехай і прикинувся "колонкою") отримує електричну енергію у формі змінного струму і перетворює її на механічну, тепер уже у формі довгоочікуваних звукових коливань. Усю? Та як сказати... Не зовсім. Коефіцієнт корисної дії динаміка (якщо вже пішли шкільним шляхом: ставлення виробленої звукової потужності до отриманої електричної) практично ніколи не перевищує 0,5%. Куди діваються решта 99,5%? А туди ж, в тепло, взагалі, будь-який пристрій, створений людським розумом (а також і волею Всевишнього) виробляє тепло плюс ще щось. З погляду перетворення енергії динамік на 99 відсотків із копійками ідентичний паяльнику. А в половині відсотка - все: і баси, і верхи, і детальність, і геніальні музиканти. Прикро? Так, але нічого краще якось не вигадали. І ось вона, головна різниця між потужністю підсилювача та потужністю динаміка: підсилювач її, можна вважати, виробляє. А динамік – споживає, не виробляючи в обмін, як ми щойно з'ясували, майже нічого. Ось підсилювач. Нехай той, що в магнітолі, поки наплювати, потім відчуєте різницю. Яка має потужність? Та будь-яка, все залежить від того, який рівень сигналу на вході, грубо кажучи - в якому положенні регулятор гучності. Потужність на виході може виявитися 1 Вт, може - 10, може - 50, може... Зачекайте, має бути межа. Зрозуміло, але ж ми не питали якась МАКСИМАЛЬНА потужність. А максимальна у кожного своя. Вона визначається тим, яка найбільша напруга змінного струму зможе створити підсилювач на своєму виході, коли до виходу приєднано навантаження, у вигляді динаміка, який має якийсь опір. Потужність на виході визначиться просто: як величина цієї напруги, зведена квадрат і поділена на опір навантаження. Приєднали до виходу вольтметр і навантаження, на вхід подали змінну напругу, для зручності вимірювання потужності - на одній частоті, і дивимося. На виході 2, коли до нього приєднано навантаження 4 Ом. При таких вимірах до виходу, зрозуміло, підключають не акустику, а її еквівалент у вигляді резистора, бо вуха зав'януть. Звели-поділили та отримали: потужність на виході рівно 1 Вт. Тут є невелика засідка, пов'язана з тим, що ми говоримо про змінну напругу, розмір якої можна вимірювати по-різному. Найчастіше користуються шкалою середньоквадратичних значень. У російській це слово довге, тому прищепилося англійське скорочення RMS (root mean square), що означає те саме. Щоб не вдаватися в деталі, достатньо запам'ятати: для синусоїди значення напруги RMS менше амплітудного в 1,41 раза, тобто в корінь з двох. Потужність, що вказується у ВАТ RMS - це та, що отримана, коли напруга при розрахунку взяли RMS, що логічно. А якщо взяти амплітуду напруги, то потужність, по-перше, називатиметься піковою, а по-друге, стане рівно вдвічі більшою, ніж RMS. Повертаємось до підсилювача. Один ват – це несерйозно, додаємо на вході. Доки зростатиме напруга на виході і що його зупинить? Зупинить його обмеження сигналу. Підсилювач живиться постійною напругою, і те, що з'являється як змінне на його виході, не може бути більшим за напругу живлення по амплітуді. Нема там більше. І якщо ми спостерігатимемо за сигналом на виході, то в якийсь момент верхівки перш ніж витонченої хвилі виявляться зрізані, там напівхвиля хотіла перейти через верхню межу, напругу живлення. І обломилася. Відкочуємо сигнал на вході назад, доки обмеження не пропаде, і дивимося на розмах сигналу. Він трохи менший за повну напругу харчування, тому що щось губиться у вихідних каскадах підсилювача. Якщо підсилювач живиться (як у горезвісній "магнітолі") від бортової мережі автомобіля, то нижня напівхвиля підійде впритул до нульової позначки, а верхня - до рівня 12 В. Що виходить? Амплітуда, будемо вважати, 6 В у кожну сторону, зводимо-ділимо та отримуємо казкову цифру 4,5 Вт. Перевірте, якщо не ліньки. Виходить, що по всій науці це - максимальне значення потужності на виході магнітоли, що живиться від 12? А так і було років із двадцять тому. І так є зараз, якщо купити якийсь Vitek або Eurotec за 400 рублів, наші колеги з київського журналу "FOR Z" провели нещодавно серію таких експериментів, позбавивши нас цієї сумної необхідності. На щастя, вже нещодавно було знайдено рішення, що дозволило якщо не вийти на грізні 4 х 50, то принаймні уникнути скорботних 2 х 4,5. Це - мостове включення підсилювачів, що застосовується нині у всіх автомобільних головних апаратах, за вилученням непробудного відстою на кшталт згаданого (наприклад, нічого особистого). При мостовому включенні на одне навантаження працюють два підсилювачі, включені так, що розмах синусоїди на виході подвоюється. За вже повідомленим вам способом порахувати вихідну потужність це буде в чотири рази більше, ніж 4,5 Вт, тому що напруга зводиться в квадрат 18. Приблизно це значення має максимальна вихідна потужність усіх коли-небудь випробуваних нами головних апаратів (в кожному з чотирьох каналів, зрозуміло). Звідки беруться знамениті 4 х 40 Вт, що потім перетворилися на 4 х 45, 4 х 50 і так далі? Що це, чиста брехня? Якось не в'яжеться з образом іменитих і більш ніж респектабельних виробників техніки, а ці цифри прикрашають лицьові панелі всіх марок: Alpine, Blaupunkt, Clarion і далі в порядку латинського алфавіту. Адже коли йдеться про окремих підсилювачів тих самих фірм, все стає чесно і правильно, можливостей переконатися за ці роки було достатньо. Тут два хитрощі, перший - технічний, і тільки другий - маркетинговий. Технічний прийом полягає в тому, що в сучасних "головах" застосовані підсилювачі так званого "класу Н", там є спеціальний ланцюг, здатний на короткий час дати вихідним каскадам збільшену напругу живлення. Коштує конденсатор і, поки все тихо, заряджається. А в піках гучності він виявляється підключений послідовно з живленням вихідного каскаду, і пік проскакує без спотворень, не торкаючись верхівки стелі 12 В. Але це якщо пік рівня сигналу зовсім короткий, наприклад - перший момент удару в барабан. Далі, звичайно, запас енергії вичерпується, але справа вже зроблена, навіть дві справи: дійсно, на коротку мить максимальна потужність стала набагато більшою за можливу при безперервній роботі, а по-друге, з'явилася можливість про це згадати. Не надто акцентуючи увагу на тому, за яких умов максимум вихідної потужності став таким. До честі респектабельних компаній (див. алфавітний список вище) треба сказати: часто в таблиці технічних характеристик на останній сторінці інструкції наводиться і безперервна потужність, із зазначенням, що це у ВАТ RMS, і із зазначенням, яка була при цьому напруга харчування, як правило 14,4 В, тому що при цьому "стеля" для вихідної синусоїди піднімається, і тоді в цьому рядку фігурують саме 18 - 20 Вт на канал, випадки заходу в третій десяток поодинокі. Чому не їх пишуть на лицьовій панелі? Вважайте це за традицією, як ціни на нафту в доларах за барель, а на золото - за тройську унцію. Тим більше, як ми з'ясували, формально мають право. А тепер швидко дайте відповідь на контрольне питання: коли ви востаннє бачили автомобільні динаміки, на яких була б вказана потужність МЕНШЕ 18 Вт? Тому будь-які розмови про "підбір" акустики до магнітола або CD-ресивера за потужністю шляхом порівняння написаного на коробках з одним та іншим сенсу не мають жодного. "А як же, - можете спитати ви, - у мого сусіда по гаражі 100-ватні "лопухи" захрипіли і згоріли?" А це, любі ви мої, сталося не тому, що потужності головного пристрою було багато, а тому, що мало МАКСИМАЛЬНОЇ потужності. Усі бачать, але мало хто звертає увагу: там, де всерйоз, а не для краси, у тройських унціях, вказується максимальна вихідна потужність (наприклад, на останній сторінці інструкції), поряд стоїть і величина коефіцієнта нелінійних спотворень, що відповідає наведеному значенню. У нас це скорочується в к.н.і., а в англомовній інструкції буде виглядати як THD та якесь число зі знаком відсотків. Згадуємо (чи дізнаємось), що таке нелінійні спотворення. Їх іноді називають гармонійними (THD і означає Total Harmonic Distortion – загальні гармонічні спотворення), що правильніше. Суть справи: коли підсилювач працює ідеально, сигнал на виході відрізнятиметься від сигналу на вході лише амплітудою, причому прямо пропорційно. Напруга на виході зросла на вольт з невеликим, як раптом на спектрограмі виріс цілий паркан з гармонік, отже, вихідний сигнал небезпечно близько підійшов до максимально можливої амплітуди. За амплітудою гармоніки начебто невеликі (верхня шкала сильно розтягнута по вертикалі), і в сумі вони складаються в невеликий підсумок: менше ніж піввідсотка. Але: ось цього паркану раніше у звуку не було, а тепер він є. Додамо ще - і ось, припливли: на синусоїді стали чітко видно спотворення форми, саме ті, на які ми очікували - вище харчування не стрибнеш. А сигнал на виході став жахливим, у реальному житті ми почуємо, крім чистого тону 250 Гц, масу нового: і 500, і (особливо) 750 Гц, і далі до найнеможливіших частот, втіха, що всі вони кратні 250 Гц досить слабке, для слуху це чи скрип, чи хрип, залежно від основний частоти. Тепер питання із стародавнього анекдоту: де талію робитимемо? Що прийняти за максимальну вихідну потужність? Якщо там, де спотворень було зовсім мало, то виявиться 13,5 Вт. RMS, як ви тепер розумієте, побачивши, у чому вказано вихідну напругу. Якщо там, де під піввідсотка, то буде вже майже 19 Вт. А якщо погодитись з 10%, то отримаємо казкову для таких підсилювачів величину 23 Вт. Але краще не погоджуватися: бачите, що криється за цією непримітною цифрою? Підсумок нашого аналізу на перший погляд парадоксальний: з одного боку, підсилювач має лише одну максимально досяжну вихідну потужність, яка залежить від напруги живлення та опору навантаження. Але при цьому вказати її можна як завгодно, питання про те, який рівень спотворень вважати допустимим. Традиційно для дійсно потужних, зовнішніх підсилювачів значення максимальної потужності вказують при к.н.і., що дорівнює 1%. Для головних пристроїв виробники віддають перевагу 10%, з причин, які вже не потребують коментарів. Чому при таких, загалом, жалюгідних значеннях максимальної потужності підсилювачів головних пристроїв причеплені до них "200-ватні" 6х9 починають хрипіти, а то й горіти? Чому хрипіти, ви вже бачили: хрип - це гармоніки, що з'явилися на виході підсилювача під час його перевантаження. Людина думає, що його могутня магнітола перевантажила динамік, а на ділі "лопуху" що дали, те й грає, думаючи своїми лопушиними мізками, що так і треба. А чому ж горять, якщо їм така потужність – як слону дробина? А давайте ще раз поглянемо на результати попередніх дослідів із спотвореннями, а потім їх навіть продовжимо. Я там дещо домалював: умовні криві, що показують, яка частина частотного спектру потрапляє на низькочастотну голівку (власне "лопух"), а яка - на блок ВЧ-головок у його центрі. Звичайно, це стосується повною мірою і до будь-якої багатосмугової акустики, а в нас інший і не буває. Ось грає щось, і там є потужна складова із частотою 250 Гц. Їжачка поки що у відпустці: на блакитному полі, що зображує її робочий діапазон, сигналу майже немає, і правильно, не її це частота. Коли спотворень стає піввідсотка, щось вже з'являється, але поки що нічого страшного, амплітуди невеликі, а більша частина їх потрапляє в область, де фільтр пищалки вже починає відрізати непотрібне. При 10% вже погано: пищалці покладений повний спокій, але в неї валиться купа гармонік, та ще з рівнем вище, ніж вміст верхніх частот у нормальній фонограмі. Підемо далі, до краю: викрутимо вхідний сигнал так, що після відрізання верхівок напівхвиль смирна синусоїда перетвориться на сигнал майже прямокутної форми, в якому гармонік за сорок відсотків від основного сигналу. Ось тут пищалці, швидше за все, хана. Але ж і підсилювач у нас той самий, і частота, як і раніше, "непищалочья". При деякому природному дарунку таким сигналом можна зіпсувати і мідбас. Прямокутні імпульси несуть на вихід набагато більше енергії, ніж синусоїда, та електрична потужність, яка при цьому надходить на динамік, становитиме більше 50 Вт. Уявімо собі 50-ватний паяльник, потім пригадаємо, що динамік - це паяльник на 99,5%, і доля звукової котушки, зробленої, на відміну від обмотки паяльника, не з ніхрому, слюди та азбесту, а з набагато ніжніших матеріалів, перестане виглядати безхмарною. Чи все це означає, що на потужність акустики можна взагалі не дивитися? Не зовсім. Потрібно просто дивитися дещо по-іншому. Цей погляд на потужність "з іншого кінця" стане темою другого випуску "Згадати все". Остаточно розуміємо потужність У початківців методично "згадувати все" разом з нами в минулому номері вистачило, як мені здається, часу засмучуватися про те, що "4 х 45 Вт", накреслені на магнітолі - не найпряміша дорога на щастя. Настав час вибирати шлях, а заразом розвіяти деякі міфи, що пустили в нашому середовищі коріння чистіше, ніж у саксаула. А заразом згадати про деякі властивості нашого організму (деякими частинами якого ми музику і слухаємо) і про те, як ці властивості вплинули на систему заходів в акустиці. Зрозуміло, без підсилювача – не життя. Починаємо вибирати і, звичайно, першим боргом дивимося на максимальну (вже знаємо, що це таке) потужність, за що боремося? Про те, як її вибирати, розмова буде окрема і несподівано для вас коротка. Але спочатку давайте визначимося, звідки ця потужність береться. Що робить окремий підсилювач настільки якісно іншим пристроєм порівняно з каналами посилення, що дісталися, вбудованими в головний пристрій? З попереднього випуску "В.В." стало ясно: вся справа в харчуванні. Підсилювач створює на виході змінну напругу з розмахом, зверху вниз, не більше, ніж напруга живлення вихідних каскадів. Для підсилювача магнітоли це - напруга на борту, 12 на заглушеній машині, близько 14 - на ходу. Головна ж складова частина зовнішнього підсилювача – джерело живлення. Він отримує постійну напругу з бортової мережі, перетворює його на змінну досить великої частоти (десятки кілогерц), змінну вже можна підвищувати за допомогою трансформатора, що джерело живлення підсилювача і робить, а потім, вже підвищене, знову випрямляється і подається на власне підсилювач. До скільки вольт роздули напругу в ході цієї діяльності, на такій висоті і пройде стеля розмаху вихідної напруги. Далі – проста арифметика. Припустимо, з 12 В бортових джерело живлення створив 50. Реально це буде дві напруги різної полярності по 25 В кожне, так зручніше. Значить, розмах вихідної напруги буде (у кожний бік) не більше 25 В мінус якісь копійки, що втрачаються на транзисторах. Максимальна вихідна потужність вийде як 25 у квадраті, поділена на опір навантаження. Це за законом Ома, він невблаганний. Виходить трохи більше 150 Вт. Тільки це – пікове значення, за шкалою RMS – рівно вдвічі менше, близько 75 Вт. Цифри цілком реальні, таких підсилювачів – навалом. Чи можна вичавити з цього підсилювача більше? Перша стадія "форсажу" у багатьох моделей відбудеться сама собою, варто завести двигун. У багатьох підсилювачів вихідна напруга джерела живлення не стабілізовано і знаходиться в пропорції до вхідного. І коли при заведеному двигуні та працюючому генераторі напруга на борту стане не 12, а, на добре відрегульованій машині, 14,4 В, напруга на виході джерела живлення зросте з 50 до 60 В, так само підніметься і стеля для вихідної напруги підсилювача , та максимум потужності зросте до 108 Вт. Нічого собі збільшення, правда? Тільки сильно поки не радійте. Чи стане при цьому підсилювач грати голосніше? А з чого це, власне? Загальне посилення, від джерела сигналу до виходу, залишилося таким самим, воно від живлення не залежить (а якби раптом залежало, то винний у цьому компонент терміново запросив би постійної реєстрації в баку для сміття), значить, як грало, так і буде. Інша річ, що коли раніше на якійсь гучності з'являлися спотворення, це коли на піках сигналу вихідна напруга намагалася перестрибнути через планку, поставлену джерелом живлення, то тепер цей момент відсунеться в область більшої гучності. Наскільки відсунеться? Давайте прикинемо. На півтора децибели. Одне клацання гучністю, а то й жодного, це залежить від кроку регулятора. А що ми виграли в порівнянні з минулим життям, коли взагалі підсилювача не було? У ватах начебто дуже багато. А в децибелах максимальної неспотвореної гучності, знову ж таки начебто, не дуже: 5,4 дБ. Але це тільки "начебто", як ми потім побачимо, щастя - не в одних клацаннях регулятора гучності. Треба все ж таки організувати якусь гармонію між потужностями. Подивитися, наприклад, яка потужність у акустики, і по ній підібрати підсилювач, правда? Неправильно! Це я навмисне з метою провокації. Про те, як можна занапастити акустику недостатньою потужністю, було в минулому випуску, тепер давайте спробуємо зробити це за допомогою зайвої. Це буде набагато складніше, попереджаю. Повернемося ще раз до фрази, яку я з різних приводів вимовляв (і писав) дуже багато разів, востаннє – у минулому випуску. Ось вона: "І коли ми говоримо про потужність підсилювача, то йдеться про те, що він дає. А коли про потужність динаміка - то про те, що він бере". Максимальна потужність підсилювача - це та, більше за яку він не може дати, тому що починає спотворювати сигнал, а ми не для цього його купували. Максимальна потужність акустики це та, більше якої вона взяти не може, тому що ЩО? Теж починає спотворювати сигнал? А вона це починає робити відразу і потроху, зовсім не так, як підсилювач, жорсткої планки обмеження акустики немає. У давнину був радянський стандарт, за яким нормувалася так звана номінальна потужність динаміків. Там обумовлювалися спеціальні умови, смуга частот тощо, загалом, потужність вважалася такою, щоб нелінійні спотворення не перевищували 10%. Найкращий басовий динамік того часу називався 6ГД2, перша цифра - це якраз номінальна потужність. Були ще 4 ГД, 3 ГД і так далі, це потім прийняли визначення паспортної потужності, яка вже залежить не від спотворень, а від живучості, і всі ці ГД разом погладшали до 10, 20, 75 тощо. ГОСТи ці наказали нам усім довго жити, і зараз потужність визначають інакше, і дуже важливо це розуміти, щоб відчувати до цього показника те ставлення, на яке він заслуговує. Попрошу набрати це червоним, якщо забуду - ви самі тоді олівцем, гаразд? Потужність, що вказується на акустиці, це не та, на якій вона має працювати, а та, що її руйнує. Зрозуміло, має бути взаємозв'язок між можливостями акустики та ресурсами джерела цієї ймовірної руйнації, але це взаємозв'язок, а не тотожність. Уявіть собі: ви купили автомобіль, який має максимальну швидкість 200 км/год. І підвернулася вам гума з індексом швидкості Т (190 км/год). Що не можна їздити? При 191 км/год усі чотири колеса - на шматки? Або навпаки, у шин індекс швидкості Z (240 і більше), і ви збиваєтеся з ніг, підбираючи під таку гуму відповідний автомобіль. Неможливо. Проте часто-густо доводиться чути (та й читати), як акустику до підсилювача (і навпаки) підбирають, дивлячись насамперед на потужність, а потім уже на все інше. Тож давайте востаннє, щоб не повертатися до питання. Цифри на акустиці, що супроводжуються словами Power, без вказівки на те, що під цим мається на увазі, не означають нічого, це частина сучасної традиції, що вкорінилася. Якщо виробник акустики хоча б відносно коректний у цифрах, що наводяться їм, то він може вказати довготривалу потужність, а це - максимальна неруйнівна (або мінімально руйнуюча, не забувайте і про це) потужність, подана на динамік протягом півгодини за схемою: хвилину працює - дві відпочиває. Подається при цьому шумовий сигнал, пропущений через фільтр, що відрізає все нижче 40 Гц і все вище 4 кГц, так що до пищалки це вже майже не має відношення. Ось якщо акустика ці найважчі у своєму житті півгодини пережила – записується використане значення потужності. Якщо загинула – береться із попереднього досвіду з меншою потужністю. Короткочасна потужність - це така, яка не занапастить динамік (або загубить, але в останній момент) після 60 циклів "секунду репетуємо - хвилину відпочиваємо". Всі описані процедури мають на увазі підведення зразка акустики максимально близько до краю могили, тому орієнтуватися на них як на нормативний показник тому, хто за акустику заплатив зі своєї кишені, якось не дуже розумно. Єдиний тип показника, що хоч трохи нагадує можливе реальне використання своєї законної власності, - це rated noise power за стандартом IEC 268-5, коли акустика повинна залишитися живою після 8 годин безперервної роботи на вже згаданому шумовому сигналі. Її не вказують майже ніколи. Орієнтири тут мають бути іншими, їх на коробках із акустикою шукати не варто. Наші штатні фахівці в тестах акустики неодноразово рекомендували (коли виробники зовсім втрачали сором і змовчати було немислимо) дорівнювати показники, які хоча б приблизно позначають область можливих значень. Для 6-дюймової компонентної акустики межі розумного ризику пролягають десь на 40 і 90 Вт (це широко, всередині вже треба дивитися на особливості конструкції), для 5-дюймової – закономірно нижче, 30 – 70 Вт. Такими ми вважаємо значення rated noise power. Можете не погоджуватися, але спростовують досліди - власним коштом, будь ласка. Цифри, в принципі, нагадують поширені значення максимальної вихідної потужності підсилювачів поширення, отже найпростіший, межі примітивізму, у відповідь питання узгодження потужності підсилювача з потужністю акустики вже готовий: типовий підсилювач підходить до роботи з своєрідною акустикою. Будь-який – з будь-якої. У принципі, якщо не хочете паритись, можете взяти його на озброєння. Але відповідь надто проста, щоб хоч якось претендувати на роль вичерпного, це ясно. Трохи поширеніша відповідь можна знайти в досвіді супербізонів світу акустики. Безсумнівний супербізон - фірма JBL, яка досягла успіху в акустиці домашньої, сценічної, автомобільної і призначеної для озвучування приміщень і відкритих просторів. У технічному циркулярі фірми є така рекомендація: у разі, коли рівень гучності знаходиться під контролем (там пояснюється: мається на увазі будинок або студія, про автомобіль, щоправда, ні слова), максимальна потужність підсилювача (RMS) може вдвічі перевищувати rated noise power. У випадку, коли контроль небездоганний (це для системи озвучування), треба дотримуватися паритету. Далі слід дивитися вже на реалії життя. У житті, як я маю підстави вважати, і підсилювач, і акустика будуть використані для відтворення музики, а не випробувальних сигналів, на музику схожих лише дуже приблизно. Музичний сигнал – це не синус і навіть не шум, це сигнал з великою різницею між середнім значенням та піковим. Короткочасні піки сигналу, за рідкісним винятком, не загрожують здоров'ю акустики, якій в основному доводиться чинити опір тепловому навантаженню, а тепло, що виділяється на звуковій котушці, - функція середнього рівня підведеного сигналу. Доводилося бачити в документації найсерйозніших виробників акустики, як поруч із цілком реальними (і із зазначенням усіх нормативних даних) цифрами довготривалої потужності наводилися значення потужності, що витримується, на коротких (скажімо, 10 мс) піках. Цифри досягали часом сотень ват, і це вже не маркетинг, це факт, навіть дуже потужний, але дуже короткий сплеск сигналу, динамік не загубить. А у підсилювача погляд на вершини рівня принципово інший. Хоча на мілісекунду перевищить рівень сигналу планку максимальної потужності - і буде безжально обезголовлений, тобто піде далі по дротах до акустики вже у спотвореному, порівняно з першоджерелом, вигляді. Цього допускати не можна. І тут уже є сенс поглянути на свої музичні уподобання. Це чому ж? Можна спробувати. Я пропустив через комп'ютер кілька музичних фрагментів і вибрав досить показові з точки зору співвідношення середньої (небезпечної для акустики) і пікової (яка має бути посильною для підсилювача) потужності. Рівень сигналу вимірювався в децибелах щодо максимального записаного на диску, але для наочності я перерахував все у відсотки від максимальної потужності. Перша картинка - це 60 секунд "Ходу гномів" (6-а доріжка "Let's Test!"). Якщо система налаштована так, щоб найбільші піки сигналу не вийшли за межі вихідної потужності підсилювача, то загалом за цю хвилину акустиці діставатиметься близько півтора відсотків цієї потужності. Навіть у ті 12 секунд, коли оркестр зовсім розперезається, теплове навантаження складе трохи більше половини потужності. Хвилина діяльності барабанщиків Yamato (пам'ятаєте, приїжджали до Москви?). Рівень сигналу вибрано так, щоб безперешкодно пропустити пік діяльності на 21 секунді. В результаті середня потужність всього фрагмента - менше відсотка від максимальної, а його напруженої частини - одна десята від максимуму. Третій приклад: "In the Pocket" (Kai Eckhardt, "NAIM Sampler", доріжка 8). Середня потужність 13% від максимуму, а додати гучність у щирій спробі занапастити акустику означатиме - обрубати численні піки, викликані вмілою роботою барабанщика. Чи не слухаєте аудіофільські вишукування? Не примушуватимемо. Ось фрагмент фонограми панк-рокової групи Kurban (турецької та, до речі, досить цікавої). Ось тут уже – так, хлопці на сцені не відпочивають, і середня потужність довго становить близько 40, а то й більше відсотків від максимуму. Але орієнтири, в принципі, залишаються ті ж, що були запропоновані світлими головами із JBL, дай їм бог здоров'я. Просто рок-музика потрапляє до розряду "небездоганного контролю", що логічно. Уважний читач тут може спантеличитися: "Зачекайте, виходить, ми слухаємо музику на одному-двох, багато - десяти ватах, підведених до акустики? А чому ж тоді голосно грає? Адже самі чули: голосно". Відповім: а чому їй голосно не грати? Адже ви з децибелами справляєтеся легко (навіть ті, хто раніше не вмів). Беремо будь-яку акустику з будь-якого минулого тесту і дивимося на показник чутливості. Ну, скажімо, 87 дБ, це так, середньо-типове значення. Такий звуковий тиск створить ця акустика на відстані 1 м при підведеній до неї потужності 1 (один-єдиний) Вт. Це, до речі, вже не тихо. Щоб ця акустика створила рівень звукового тиску 90 дБ, стандартний для контрольного прослуховування в звукозаписі, всього їй знадобиться 2 Вт. Подайте 10 Вт - отримайте 97 дБ. Це дуже голосно. Та ще врахуйте, що у нас таких динаміків як мінімум два, а звучать вони не в заглушеному приміщенні, а в салоні, де втрат набагато менше, а відбиті звуки приходять до нас. Що ж тоді, запитаєте ви, динамік витворятиме, коли на нього прийдуть ті самі пікові сто, скажімо, ват? Рівно те, що й має: короткочасно, протягом часток секунди, скрикне на 107 дБ. Дайте йому ці 100 Вт безперервно, у вигляді шуму або, того гірше, тонального сигналу, і цей крик буде передсмертним. А так – все під контролем, не хвилюйтеся. Про що йтиметься наступного разу? Вже про акустику. Про те, що її характеризує, окрім потужності, цю тему, я сподіваюся, ми закрили. В акустиці все вимірюється не так, як у звичайному світі. Причин тому кілька, пояснення інших здатні відвести до райських кущів науки, їх чіпати не будемо. Інші - піддаються простим тлумаченням. Або просто можуть бути прийняті на віру як вам зручніше. Людський слух не вміє складати та віднімати. Тільки множити та ділити. Еволюція (або Творець, виберіть за смаком) влаштувала його таким чином, як мені здається, керуючись технічною доцільністю. Слух працює у величезному діапазоні гучностей. Звуковий тиск (що піддається виміру, як відомо), що відповідає больовому порогу, перевищує звуковий тиск порога чутності в десять мільйонів разів (прописом, щоб не рахувати нулі). Слух пристосувався до цього, ставши (з волі еволюції чи Творця) логарифмічним. Логарифми люди придумали вже потім, а в голові вони сидять від природи. Логарифмічна природа слуху полягає в тому, що він оцінює різницю в гучності не за тим, на скільки більше звуковий тиск, а по тому, у скільки разів воно стало більше. Так (якщо прибрати зараз всі проміжні глави історії) була придумана одиниця виміру, на якій в акустиці та електроакустиці базується абсолютно все - децибел. Хто все про це знає, далі не читайте, проте я про це просив, ще відкриваючи цю серію публікацій. Іншим, хоч би скільки їх виявилося, даю можливість за п'ять хвилин освоїти операції з децибелами і згодом робити це легко і витончено. Отже: децибел це одиниця, яка, якщо її додати, означає "помножити", а якщо відібрати - "поділити". Наприклад: звуковий тиск більший на 3 дБ. Це означає – удвічі. Ще на 3 дБ? Ще вдвічі. Більше на 1 дБ – це у 1,25 рази, приблизно. Більше на 10 дБ – удесятеро. І навпаки: відніміть від звукового тиску 3 дБ, і це означатиме, що він зменшився вдвічі. Автори: Андрій Єлютін, MitrAlex; Публікація: cxem.net
Застигання сипких речовин
30.04.2024 Імплантований стимулятор мозку
30.04.2024 Сприйняття часу залежить від того, на що людина дивиться
29.04.2024
▪ Материнська плата ASRock Fatal1ty B85 Killer ▪ Неможливий двигун успішно випробували у космосі ▪ Нейроінтерфейс для управління роботами силою думки ▪ Крем від зморшок вбиває шкіру
▪ розділ сайту Захист електроапаратури. Добірка статей ▪ стаття Піч для дачника. Поради домашньому майстру ▪ стаття Що таке целюлоза? Детальна відповідь ▪ стаття Морква посівна. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Місцеве освітлення на кухні. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Включення транзисторів ланцюжком. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page