Хроніки Магнітоли - Корисні поради
Підсилювач і гучномовець - це ланки одного ланцюга, один без іншого працювати просто не зможе. Минулого номера ми докладно розглянули питання: «Якій потужності має бути підсилювач?». а зараз постараємося відповісти на другий: «А якої ж потужності при цьому має бути АС?» Частково відповідь на це питання була дана в минулому матеріалі, оскільки, як говорилося вище, розглядати одне без іншого неможливо, але низка деталей залишилася незачепленою і, як ми обіцяли, цього разу проаналізуємо їх докладніше.
Багато виробників автомобільних АС користуються нестандартними методами вимірювання потужності, які, до речі, не завжди привабливіші за загальноприйняті для побутової апаратури – просто їм так зручніше. Однак більшість використовує стандартизовані параметри, серед яких нас, як правило, цікавлять три: номінальна (RMS), максимальна та пікова потужності. Головний із цих параметрів – номінальна потужність, і саме її ми надалі розумітимемо, кажучи просто «потужність». Чисельне співвідношення таке: максимальна зазвичай вища у 2 рази, ніж номінальна потужність, а пікова – у 3-4 рази. Правило це не можна назвати строгим: є окремі моделі, у яких максимальна потужність лише трохи вища за номінальну.
Як би там не було, оскільки номінальна потужність найменша з вищенаведених, ряд виробників йде на невелику хитрість: на упаковці і першій сторінці інструкції крупно наведені невиправдано великі цифри потужності без вказівки її типу, а істину можна встановити, тільки знайшовши в документі технічні параметри , або подивившись на задній бік динаміка, або пошукавши якийсь малопомітний напис на упаковці. Не потрапите на цей прийом.
Отже,номінальна потужність - це саме та, в межах якої можна тривалий час слухати музику на даних АС, не побоюючись нелінійних спотворень і тим більше виходу динаміка з ладу.
ЩО ВАЖЛИВІШЕ – ПОТУЖНІСТЬ ЧИ ЧУВЧИСНІСТЬ?
Минулої статті ми зазначали, що збільшення потужності вдвічі піднімає рівень звукового тиску на 3 дБ. Тобто динамік невеликої потужності, але з високою чутливістю здатний розвинути такий самий звуковий тиск (ту ж гучність звучання), що і потужніша, але менш чутлива головка. Тому якщо доведеться вибирати між двома рівноцінними за якістю звучання АС, одна з яких чутливіша, але менш потужна, ніж друга, то вибір краще зупинити на першій. Навіщо переплачувати за потужність підсилювача, якщо навіть із малопотужним ви отримаєте ту саму гучність?
Іноді зустрічаються динаміки з малою чутливістю, але дійсно високою номінальною потужністю, які на малій потужності грають не тільки тихо, але й з гіршою якістю, але якщо добре викрутити ручку, то звучання стає оптимальним. Такий варіант можна рекомендувати тим, хто більшу частину часу слухає лише гучну музику і готовий придбати підсилювач з потужністю не менше сотні ватів на канал.
СПІВВІДНОШЕННЯ ПОТУЖНОСТІ ДИНАМІКА І ПОТУЖНОСТІ ПІДСИЛЮВАЧА
Цей пункт найбільше турбує багатьох наших читачів. Співвідношення потужності динаміка та підсилювача для людини, яка відчуває роботу апаратури, за великим рахунком, не має значення, вона завжди знайде оптимальне значення для кожного компонента. Але якщо ви не впевнені у своїх відчуттях, то неправильне співвідношення потужностей може призвести до поломки – і найчастіше динаміка, оскільки підсилювачі від небезпечних режимів роботи захищають різні схеми захисту (хоч і вони незавжди рятують). Історія рясніє прикладами розірваних на шматки дифузорів НЧ/СЧ-динаміків, котушками згорілими високочастотників і спаленими блоками живлення підсилювача. То чи є правила оптимального узгодження? Є. У зв'язку з цим хочемо поділитися одним секретом аудіофілів. При доборі компонентів вони надходять у такий спосіб. Вважається, що з максимально високою якістю динаміки звучать до досягнення 90-100%, а підсилювач – до 60-70% від вказаної номінальної потужності, тому гучномовця потужністю 50 Вт намагаються підібрати підсилювач потужністю близько 80 Вт. Те, що підсилювач фактично виходить потужнішим, не повинно лякати: він все одно не вийде на небезпечний для АС режим, оскільки після установки компонентів обов'язково піде процедура налаштування, де потрібно виставити правильний коефіцієнт посилення на підсилювачі, - тобто такий, за якого ні динаміки , ні підсилювач не перевантажуватиметься і спотворюватиме звук, якщо на CD-ресивері викрутити ручку регулювання гучності до упору. Втім, найкраще скористатися правилом: ніколи не викручувати її вище 75% від максимального значення, інакше можуть з'явитися спотворення вже в головному пристрої.
ПОТУЖНІСТЬ І ДІАПАЗОН ЧАСТОТ ДИНАМІКА
Ще одна причина виходу з ладу динаміків, що особливо відтворюють НЧ/СЧ-діапазони, - ігнорування реально відтворюваного ними діапазону частот. Багато виробників залучення покупців вказують розширений діапазон частот своїх динаміків. Наприклад, для коаксіального динаміка типорозміру 10 см та потужністю 30 Вт вказують діапазон частот 50 – 20000 Гц. Бентежить не верхнє значення, а нижнє. Якщо ви подасте сигнал частотою 50 Гц із заявленою потужністю на цей динамік, то не тільки не почуєте 50 Гц, а й можете запросто зруйнувати динамік.Найчастіше подібне і відбувається, коли, захоплюючись різними схемами підйому басу, забувають про те, що динамік просто не здатний відтворити нижній регістр. У результаті - порваний дифузор НЧ/СЧ-динаміка. Щоб такого не траплялося, діапазон частот, що відтворюються динаміком, слід обмежувати за допомогою ФВЧ хоча б другого порядку. Частота зрізу фільтра, що встановлюється, залежить від типорозміру динаміка. Так, практика показує, що для 10 см головок вона повинна бути близько 100 Гц, для 13 см - 80 Гц, а для 16 см - 60 Гц. Все, що нижче, має відтворювати сабвуфер. Більш того, обмеживши нижній діапазон частот сигналів, що відтворюються НЧ/СЧ-динаміками, ви відразу відчуєте кращу віддачу в іншому діапазоні, їхню живу і гучну роботу. Динаміки, здатні добре працювати без обмеження фільтром смуги частот знизу, існують, але вони менші.
Загальне ж правило таке: чим вже частотний діапазон, що посилається на АС або окрему головку, тим більшу потужність вона зможе витримати. Наприклад, для багатьох окремих ВЧ-динаміків наводять відразу кілька значень потужності, залежно від частоти зрізу ФВЧ: якщо динамік працює, починаючи з 2000 Гц, - це одна потужність, якщо з 5000 значення потужності набагато вище. Те саме стосується СЧ-динаміків, НЧ/СЧ-головок і сабвуферів – з тією лише різницею, що у них можна варіювати відразу дві межі діапазону відтворюваних частот: верхню і нижню.
Типові співвідношення між потужністю ВЧ-, СЧ-, НЧ/СЧ- та сабвуферних головок так само, як для підсилювачів, вони розглянуті в минулому номері.
САБВУФЕРИ ТА ЇХНІ ПАРАМЕТРИ
Окремо слід розглянути спеціальний клас динаміків – сабвуфери. Цей тип гучномовців нещодавно увійшов до складу автомобільних аудіосистем, але через те, що дозволяєвідтворювати глибший бас, став дуже популярним у автолюбителів. Однак автомобільний сабвуфер дуже відрізняється від домашнього. Так, якщо для домашньої техніки потужність сабвуфера 300 Вт вважається «вищою за дах», то для автомобільного – це середній, звичайний параметр. Для чого такі потужності? Згадаймо, що сабвуфер в автомобілі має «перекричати» дорожній шум, вдома ж такої потреби немає. Крім того, конструкція автомобільних НЧ-динаміків має особливості. Для отримання глибокого басу в невеликих обсягах виробники йдуть на низку жертв, головна з яких – зниження чутливості. Щоб отримати достатню гучність за невисокої чутливості, доводиться підбивати високу звукову потужність. Створити потужний автомобільний підсилювач - завдання теж не з простих, тому останнім часом стала популярна конструкція сабвуфера з двома окремими обмотками звукової котушки, а деякі виробники йдуть ще далі, встановлюючи 4 обмотки звукової котушки. Подібне рішення дає велику гнучкість при підборі оптимального опору під конкретний підсилювач - простіше кажучи, дозволяє «вичавити» з нього максимум ват. Необхідний опір отримують за рахунок відповідного з'єднання обмоток (послідовного, паралельного, паралельно-послідовного). Щоправда, потужність, опір та кількість обмоток на музичність сабвуфера не впливає. Навіть малопотужний, але правильно побудований сабвуфер за якістю звучання здатний перевершити свого монстроподібного SPL-колегу. Хоча для створення необхідного звукового тиску вам знадобиться як мінімум два малопотужні сабвуфери. Залежно від поставленого завдання чи жанрової орієнтації АС, номінальну потужність сабвуфера вибирають у 2-4 рази вище за потужність широкосмугових динаміків. Чим більша його потужність, тимкраще, адже зробити так, щоб він грав тихіше, можна завжди, а голосніше – ні. Але при цьому необхідно враховувати реальні можливості бортової мережі вашого автомобіля (і гаманця, звісно).
Крім того, велике значення має тип акустичного оформлення сабвуферу. Зокрема, особливо вітається додатковий запас потужності для найгіршого з погляду віддачі варіанта – нескінченний акустичний екран; динамік у своїй грає великий обсяг, наприклад, в багажник. У моделей у закритому корпусі чутливість вище, але також невисока, а найкращі по віддачі – моделі з фазоінвертором, особливо у корпусі смугового типу.
ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ ПІД ЗБІЛЬШЕННЯ ЧИСЛА ГОЛОВОК
Нерідко зустрічаються інсталяції зі здвоєними або збудованими НЧ/СЧ-головками, а варіантів з двома сабвуферами і дуже багато. Що це дає і навіщо це потрібне? Здвоюючи головки, ви підвищуєте рівень звукового тиску не менше ніж на 3 дБ, це рівносильно подвоєнню потужності, за умови, що подвоюється і електрична потужність, що підводиться до них від підсилювача. Якщо на дві головки від підсилювача надходить та ж потужність, що і на одну, то рівень звукового тиску зміниться мало. В даному випадку за потужністю ми нічого не виграємо, зате збільшена площа випромінювання від дифузорів дасть глибший бас. Втім, цей ефект залежить від відстані, на яку рознесені головки, і проявиться на частотах, для яких ця відстань порівнянна з довжиною хвилі або перевищує її. Цікавляться подробицями надсилаємо до книги «Радіомовлення та електроакустика» за редакцією Ю.А. Ковалгіна, що вийшла у видавництві «Радіо та зв'язок» у 1999 році. Там, на стр.224, обговорюється проблема коефіцієнта корисної дії АС, до складу яких входить кілька однотипних головок. Такі АС уакустиці прийнято називати колонками. Їх використовують для збільшення спрямованості та підвищення ККД акустичних систем.
Саме через поліпшення басової віддачі здвоєні головки застосовуються тільки для НЧ/СЧ або сабвуферних головок. Є ще варіанти здвоєних високочастотників, але вони рідкісні та мають інші завдання, наприклад, зменшення спрямованості АС на високих частотах. У багатьох випадках використання двох НЧ-головок дозволяє вирішити складні завдання – зокрема, дві 12-дюймові головки простіше розмістити, ніж одну 15-дюймову. Однак не зайве врахувати, що вартість двох головок буде явно вищою, ніж однієї тієї ж серії, але більшого типорозміру.
ВИДИ ПОТУЖНОСТІ АКУСТИЧНИХ СИСТЕМ
Номінальна– середньоквадратичне значення електричної потужності, обмеженої заданим рівнем нелінійних спотворень.
Максимальна синусоїдальна– потужність безперервного синусоїдального сигналу в заданому діапазоні частот, при якій АС може тривалий час працювати без механічних та теплових пошкоджень.
Максимальна шумова– електрична потужність спеціального шумового сигналу в заданому діапазоні частот, яку гучномовець тривалий час витримує без теплових та механічних пошкоджень.
Пікова- максимальна короткочасна потужність, яку витримують без пошкоджень динаміки при подачі на них спеціального шумового сигналу протягом короткого проміжку часу (зазвичай 1 с). Випробування повторюються 60 разів з інтервалом 1 хв.
Максимальна довготривала –електрична потужність спеціального шумового сигналу в заданому діапазоні частот, яку гучномовець витримує без незворотних механічних пошкоджень протягом 1 хв. Випробування повторюють 10 разів з інтервалом 2 хв.
Матеріал наданий журналом Car&Music, №12/2003. Рубрика "Корисні поради", текст: Едуард Сеген