Kādas ir grūtības?

11. gada 2019. gada izdevuma Audio numurā ATC SCM7 tika demonstrēts piecu grāmatplauktu skaļruņu testā. Ļoti respektabls zīmols, kas zināms mūzikas mīļotājiem un vēl jo vairāk profesionāļiem, jo ​​daudzas ierakstu studijas ir aprīkotas ar tā skaļruņiem. Ir vērts to aplūkot tuvāk - bet šoreiz mēs nerunāsim par tā vēsturi un piedāvājumu, bet, izmantojot SCM7 kā piemēru, mēs apspriedīsim vispārīgāku problēmu, ar kuru saskaras audiofili.

Viens no svarīgiem akustisko sistēmu parametriem ir efektivitāte. Tas ir energoefektivitātes mērs - pakāpe, kādā skaļrunis (elektroakustiskais devējs) pārvērš piegādāto elektroenerģiju (no pastiprinātāja) skaņā.

Efektivitāte tiek izteikta logaritmisko decibelu skalā, kur 3 dB starpība nozīmē divreiz lielāku līmeni (vai mazāk), 6 dB atšķirība nozīmē četras reizes utt. 3 dB skanēs divreiz skaļāk.

Ir vērts piebilst, ka vidējo skaļruņu efektivitāte ir daži procenti - lielākā daļa enerģijas tiek pārvērsta siltumā, tā ka tas ir ne tikai “izšķērdīgi” no skaļruņu viedokļa, bet vēl vairāk pasliktina to darba apstākļus - pieaugot skaļruņa spoles temperatūrai, palielinās tās pretestība, kā arī magnētiskās sistēmas temperatūras paaugstināšanās ir nelabvēlīga, kas var izraisīt nelineārus kropļojumus. Tomēr zema efektivitāte nav vienāda ar zemu kvalitāti – ir daudz skaļruņu ar zemu efektivitāti un ļoti labu skaņu.

Grūtības ar sarežģītām slodzēm

Lielisks piemērs ir ATC konstrukcijas, kuru zemā efektivitāte sakņojas īpašos risinājumos, ko izmanto pašos pārveidotājos, un kas kalpo... paradoksāli - lai samazinātu kropļojumus. Tas ir par tā sauktā īsā spole garā spraugāSalīdzinot ar tipisko (ko izmanto lielākajā daļā elektrodinamisko pārveidotāju) garas spoles sistēmu īsā spraugā, tai ir raksturīga zemāka efektivitāte, bet mazāki kropļojumi (sakarā ar spoles darbību vienmērīgā magnētiskajā laukā, kas atrodas plaisa).

Turklāt piedziņas sistēma ir sagatavota lineārai darbībai ar lielām novirzēm (šim nolūkam spraugai jābūt daudz garākai nekā spolei), un šajā situācijā pat ļoti lielās magnētiskās sistēmas, ko izmanto ATK, nenodrošina augstu efektivitāti (lielākā daļa spraugas, neatkarīgi no pozīcijas spolēm, tā nav piepildīta ar to).

Tomēr šobrīd mūs vairāk interesē kas cits. Konstatējam, ka SCM7 gan savu izmēru dēļ (divvirzienu sistēma ar 15 cm vidējo skaļruni, korpusā ar tilpumu mazāku par 10 litriem), gan šai konkrētajai tehnikai ir ļoti zema efektivitāte – pēc mērījumiem Audio laboratorija, tikai 79 dB (abstrahējamies no ražotāja datiem, kas sola lielāku vērtību, un no šādas neatbilstības iemesliem; salīdzinām “Audio” mērīto konstrukciju efektivitāti pie tādiem pašiem nosacījumiem).

Kā jau zinām, tas liks SCM7 spēlēt ar norādīto jaudu. daudz klusāks nekā vairums konstrukciju, pat tāda paša izmēra. Tātad, lai tie skanētu vienlīdz skaļi, tie ir jāievieto vairāk jaudas.

Šī situācija liek daudziem audiofiliem izdarīt vienkāršotu secinājumu, ka SCM7 (un ATC konstrukcijām kopumā) ir nepieciešams pastiprinātājs, kas nav tik daudz jaudīgs, cik ar dažiem grūti nosakāmiem parametriem, kas spēj "vadīt", "vilkt", vadīt, "vadīt". ” kā tas būtu “liela slodze”, t.i., SCM7. Tomēr “smagas slodzes” iesakņojusies nozīme attiecas uz pavisam citu parametru (nekā efektivitāti) – proti, pretestība (dinamisks).

Abas "sarežģītās slodzes" nozīmes (kas saistītas ar efektivitāti vai pretestību) prasa dažādus pasākumus, lai pārvarētu šo grūtību, tāpēc to sajaukšana rada nopietnus pārpratumus ne tikai teorētiskā, bet arī praktiskā ziņā - tieši izvēloties piemērotu pastiprinātāju.

Skaļrunis (skaļrunis, kolonna, elektroakustiskais devējs) ir elektriskās enerģijas uztvērējs, kuram ir jābūt pretestībai (slodzei), lai tas pārvērstos skaņā vai pat siltumā. Tad uz to tiks atbrīvota jauda (kā jau zinām, diemžēl pārsvarā siltuma veidā) pēc no fizikas zināmām pamatformulām.

Augstākās klases tranzistoru pastiprinātāji norādītajā ieteicamās slodzes pretestības diapazonā darbojas aptuveni kā līdzstrāvas sprieguma avoti. Tas nozīmē, ka, slodzes pretestībai samazinoties pie fiksēta sprieguma, pa spailēm plūst vairāk strāvas (apgriezti proporcionāls pretestības samazinājumam).

Un tā kā strāva jaudas formulā ir kvadrātiska, pat tad, kad pretestība samazinās, jauda palielinās apgriezti, jo pretestība samazinās. Vairums labu pastiprinātāju šādi rīkojas pie pretestības, kas pārsniedz 4 omi (tātad pie 4 omi jauda ir gandrīz divreiz lielāka nekā pie 8 omi), daži no 2 omi, bet jaudīgākie no 1 omi.

Bet tipiskam pastiprinātājam ar pretestību zem 4 omiem var būt “grūtības” - izejas spriegums samazināsies, strāva vairs neplūst apgriezti, jo pretestība samazinās, un jauda vai nu nedaudz palielināsies, vai pat samazināsies. Tas notiks ne tikai noteiktā regulatora pozīcijā, bet arī pārbaudot pastiprinātāja maksimālo (nominālo) jaudu.

Skaļruņa faktiskā pretestība nav nemainīga pretestība, bet gan mainīga frekvences reakcija (lai gan nominālo pretestību nosaka šis raksturlielums un tās minimumi), tāpēc sarežģītības pakāpi ir grūti precīzi kvantificēt - tā ir atkarīga no mijiedarbības ar doto pastiprinātājs.

Dažiem pastiprinātājiem nepatīk lieli pretestības fāzes leņķi (saistīti ar pretestības mainīgumu), it īpaši, ja tie notiek diapazonos ar zemu pretestības moduli. Tā ir "liela slodze" klasiskā (un pareizā) izpratnē, un, lai izturētu šādu slodzi, ir jāmeklē piemērots pastiprinātājs, kas ir izturīgs pret zemām pretestībām.

Šādos gadījumos to dažreiz sauc par "strāvas efektivitāti", jo patiesībā ir nepieciešams vairāk strāvas (nekā zemas pretestības), lai sasniegtu lielu jaudu ar zemu pretestību. Tomēr šeit ir arī pārpratums, ka daži “aparatūras konsultanti” pilnībā atdala strāvu no strāvas, uzskatot, ka pastiprinātājs var būt mazjaudas, ja vien tam ir mītiska strāva.

Tomēr pietiek izmērīt jaudu pie zemas pretestības, lai pārliecinātos, ka viss ir kārtībā - galu galā mēs runājam par skaļruņa izstaroto jaudu, nevis strāvu, kas plūst caur pašu skaļruni.

ATX SCM7 ir zemas efektivitātes (tāpēc tie ir "sarežģīti" no šī viedokļa), un to nominālā pretestība ir 8 omi (un šī svarīgākā iemesla dēļ tie ir "viegli"). Tomēr daudzi audiofili neatšķirs šos gadījumus un secinās, ka tā ir "smaga" slodze - vienkārši tāpēc, ka SCM7 spēlēs klusi.

Tajā pašā laikā tie skanēs daudz klusāk (noteiktā skaļuma regulatora pozīcijā) nekā citi skaļruņi ne tikai zemās efektivitātes, bet arī augstās pretestības dēļ - lielākā daļa tirgū esošo skaļruņu ir 4 omi. Un, kā mēs jau zinām, ar 4 omu slodzi no vairuma pastiprinātāju plūdīs vairāk strāvas un tiks ģenerēta lielāka jauda.

Tāpēc ir svarīgi nošķirt efektivitāti un maigums, tomēr arī šo parametru sajaukšana ir izplatīta gan ražotāju, gan lietotāju kļūda. Efektivitāte ir definēta kā skaņas spiediens 1 m attālumā no skaļruņa, ja tiek pielietota 1 W jauda. Jutība - pieliekot spriegumu 2,83 V. Neatkarīgi no

slodzes pretestība. No kurienes nāk šī "dīvainā" nozīme? 2,83 V uz 8 omi ir tikai 1 W; tāpēc šādai pretestībai efektivitātes un jutīguma vērtības ir vienādas. Bet lielākā daļa mūsdienu skaļruņu ir 4 omi (un tā kā ražotāji bieži un nepatiesi attēlo tos kā 8 omi, tas ir cits jautājums).

Pēc tam 2,83 V spriegums nodrošina 2 W jaudas piegādi, kas ir divreiz lielāka par jaudu, kas atspoguļojas skaņas spiediena palielinājumā par 3 dB. Lai izmērītu 4 omu skaļruņa efektivitāti, spriegums jāsamazina līdz 2V, bet... neviens ražotājs to nedara, jo tabulā norādītais rezultāts, lai kā to arī nosauktu, būs par 3 dB zemāks.

Tieši tāpēc, ka SCM7, tāpat kā citi 8 omu skaļruņi, ir "vieglas" pretestības slodze, daudziem lietotājiem šķiet – kuri par "grūtību" spriež īsi, t. caur noteiktā stāvoklī saņemtā apjoma prizmu. regulators (un ar to saistītais spriegums) ir “sarežģīta” slodze.

Un tie var izklausīties klusāk divu pilnīgi atšķirīgu iemeslu dēļ (vai to apvienošanas dēļ) - skaļrunim var būt mazāka efektivitāte, bet tas arī patērē mazāk enerģijas. Lai saprastu, ar kādu situāciju mēs saskaramies, ir jāzina pamatparametri, nevis tikai jāsalīdzina skaļums, kas iegūts no diviem dažādiem skaļruņiem, kas savienoti ar vienu un to pašu pastiprinātāju ar vienu un to pašu vadības pozīciju.

Ko redz pastiprinātājs

SCM7 lietotājs dzird klusi skanam skaļruņus un intuitīvi saprot, ka pastiprinātājam jābūt "nogurušam". Šajā gadījumā pastiprinātājs "redz" tikai pretestības reakciju - šajā gadījumā augstu un līdz ar to "vieglu" - un nenogurst, kā arī nesagādā problēmas ar to, ka skaļrunis lielāko daļu jaudas ir mainījis uz sildīšanu. , ne skaņa. Tas ir jautājums "starp skaļruni un mums"; pastiprinātājs neko "nezina" par mūsu iespaidiem - vai tas ir kluss vai skaļš.

Iedomāsimies, ka pie pastiprinātājiem pieslēdzam ļoti jaudīgu 8 omu rezistoru ar jaudu vairāki vati, vairāki desmiti, vairāki simti... Katram tā ir bezproblēmu slodze, katrs dos tik vatu, cik varēs atļauties tāda pretestība, "nav ne jausmas par to, kā visa šī jauda ir pārvērsta siltumā, nevis skaņā.

Atšķirībai starp jaudu, ko var uzņemt rezistors, un jaudu, ko var nodrošināt pastiprinātājs, nav nozīmes pēdējam, tāpat kā faktam, ka rezistora jauda ir divas, desmit vai simts reizes lielāka. Viņš var paņemt tik daudz, bet viņam tas nav jādara.

Vai kādam no šiem pastiprinātājiem būs problēmas "vadīt" šo rezistoru? Un ko nozīmē tā aktivizēšana? Vai jūs sniedzat maksimālo jaudu, ko tas var patērēt? Ko nozīmē vadīt skaļruni? Vai tas vienkārši izdala maksimālo jaudu vai kādu zemāku vērtību, virs kuras skaļrunis sāk skanēt labi? Kāda veida spēks tas varētu būt?

Ja ņem vērā "slieksni", virs kura skaļrunis jau izklausās lineāri (dinamikas, nevis frekvences reakcijas ziņā), tad spēlē ļoti zemas vērtības, apmēram 1 W, pat neefektīviem skaļruņiem. . Ir vērts zināt, ka paša skaļruņa radītie nelineārie kropļojumi palielinās (procentos), palielinoties jaudai no zemām vērtībām, tāpēc “tīrākā” skaņa parādās, spēlējot klusi.

Taču, ja runa ir par tāda skaļuma un dinamikas sasniegšanu, kas mums sniedz pareizo muzikālo emociju devu, jautājums kļūst ne tikai subjektīvs, atkarībā no personīgajām vēlmēm, bet pat konkrētam klausītājam ir neskaidrs.

Tas ir atkarīgs vismaz no attāluma, kas to atdala no skaļruņiem - galu galā skaņas spiediens samazinās proporcionāli attāluma kvadrātam. Mums būs nepieciešama cita jauda, ​​lai skaļruņus "dzītu" 1 m attālumā, un cita (sešpadsmit reizes vairāk) 4 m attālumā pēc mūsu patikas.

jautājums ir, kurš pastiprinātājs to "darīs"? Sarežģīts padoms... Visi gaida vienkāršu padomu: pērc šo pastiprinātāju, bet nepērc šo, jo "neizdosies"...

Izmantojot SCM7 kā piemēru, to var apkopot šādi: viņiem nav jāsaņem 100 vati, lai spēlētu skaisti un klusi. Viņiem jāliek spēlēt jauki un skaļi. Taču vairāk par 100 vatiem viņi nepieņems, jo tos ierobežo pašu jauda. Ražotājs norāda ieteicamo pastiprinātāja jaudas diapazonu (iespējams, nominālo, nevis jaudu, kas būtu jāpiegādā “parasti”) 75-300 vatu robežās.

Tomēr šķiet, ka 15 cm vidējais skaļrunis, pat tik augstas klases kā šeit izmantotais, nepieņems 300 W... Mūsdienās ražotāji bieži vien nosaka tik augstus ierobežojumus ieteicamajiem jaudas diapazoniem sadarbojošo pastiprinātāju, kam arī ir dažādi iemesli. - tas uzņemas lielu skaļruņa jaudu, bet neuzliek par pienākumu papildus šim... tā nav nominālā jauda, ​​ar kuru skaļrunim vajadzētu rīkoties.

Vai barošanas avots var būt ar jums?

Var arī pieņemt, ka pastiprinātājam vajadzētu būt jaudas rezerve (attiecībā pret skaļruņa nominālo jaudu), lai nekādā gadījumā netiktu pārslogota (ar skaļruņa bojājumu risku). Tomēr tam nav nekāda sakara ar "grūtībām" strādāt ar runātāju.

Nav jēgas atšķirt skaļruņus, kas "prasa" tik daudz vietas no pastiprinātāja, un tos, kuriem tas nav vajadzīgs. Kādam šķiet, ka skaļrunis kaut kādā veidā izjūt pastiprinātāja jaudas rezervi, skaļrunis šo rezervi atdod, un pastiprinātājam ir vieglāk darboties ... Vai arī “smaga” slodze, pat saistīta ar zemu skaļruņa jaudu. , var “apgūt” ar lielu jaudu rezervē vai īsiem uzliesmojumiem...

Ir arī problēma t.s slāpēšanas koeficientsir atkarīgs no pastiprinātāja izejas pretestības. Bet vairāk par to nākamajā numurā.