Меню

Можно ставить динамик большей мощности

Мощность усилителя и мощность динамика. В чём ОТЛИЧИЕ?

Не так давно решил сделать в своей машине хорошую акустику. Закупился комплектом эстрадных динамиков (6 штук, разной направленности) «Урал» (не реклама) , в среднем выходной номинал каждого динамика 150w, а максимальный 300w+, на мой взгляд (да и на взгляд большинства профессионалов) — в данный момент это лучшая акустика из предложенных. Но столкнулся я с одной проблемой — при нагрузке громкости 70%+ через 30-50 секунд начинается сильное искажение звука, т.к. сильно перегревается магнитола. Ну и решил подобрать под это дело усилитель. А как его подобрать? В блужданнии по просторам интернетов, наткнулся на такую статью. По моему мнению, это ЛУЧШЕЕ описание из всех что я встречал.

Давайте для начала разберёмся с простым понятием мощности, которое нам давали в школе в виде формулы P=U*I, где U — напряжение, а I — ток, проходящий через участок цепи. I по закону Ома для участка цепи можно выразить через U и R, где R — сопротивление участка цепи. Тогда получится P=U*U/R

Вот эта формула — есть определение мощности, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ участком цепи. С точки зрения изучения мощности любую цепь можно разделить на два основных участка — источник и потребитель (нагрузка). Так вот, если развивать определение, то вышеуказанная формула — есть определение мощности, потребляемой нагрузкой у источника.

Теперь давайте посчитаем, что получается. Напряжение вторичного питания усилителя, приходящегося на один канал усиления (из этого напряжения усилитель делает аудиосигнал; возьмём для пример 100-ваттный четырёхканальник) — примерно 40 Вольт. Сопротивление динамика (забьём на импедансную характеристику и посчитаем по номиналу, этого уже достаточно для понимания) — 4 Ома. Подставим цифры в формулу и ужаснёмся:

P=40*40/4=400 Ватт. Это — потребляемая мощость динамика, если его подключить напрямую к напряжению 40 Вольт. Типа как лампочку в розетку вставить. Если это будет постоянный ток, то вся эта мощность динамиков преобразуется в тепло. Если переменный -то Большая часть в тепло, меньшая часть — в перемещение воздуха, находящегося возле диффузора. Если подать на динамик не 40 вольт, а 80 вольт (сабвуферный усилитель), то он будет потреблять уже 1600 Ватт, правда недолго. А если 20 вольт (хиленький усилочек, что на пищалки можно поставить) — 100 Ватт. Так что, потребляемая мощность динамика зависит ТОЛЬКО от его сопротивления и от поданного на него напряжения.

Но представьте, что такое 400 Ватт? Хотя бы на примере лампочки. В подъезде если 200 Ватт повесить — уже офигеть, как светло будет. А если она погорит буквально две минуты, то нагреется до такого состояния, что её в руку взять невозможно будет. То же самое произойдёт и с катушкой динамика. Только вот лампочка сделана из стекла и относительно массивного металла. А динамик — из тонкой проволочки катушки и бумажного/пластикового/ещё какого-нибудь ТОНКОГО диффузора. Если его нагреть до такой степени — он тут же расплавится или в буквальном смысле сгорит. Причём, если применять/не применять(экономя) разные ухищрения, то предел ПОДАВАЕМОГО напряжения можно увеличить/уменьшить. Но, например, у мидбаса никогда не будет возможность приблизиться к постоянно поданным 40 Вольтам. И что же делать производителям? А вот что — чтобы динамики не горели, они придумали писать в инструкициях максимальную мощность, при достижении которой динамик ещё не сгорит. Другими словами, показатель максимальной мощности из инструкции к динамику — косвенное указание на то, какое максимальное напряжение можно ПОДВЕСТИ к динамику, чтобы он не сгорел. Вот и всё. ГРОМКОСТЬ динамика этот параметр НЕ характеризует! Этот параметр характеризует ТОЛЬКО живучесть катушки динамика. ВСЁ!

Теперь перейдём к источнику. В нашем случае это будет усилитель. Что такое усилитель для динамика-нагрузки? Усилитель для динамика — есть ни что иное, как источник переменного тока с постоянно меняющимся напряжением. Колебания тока и напряжения заставляют диффузор динамика двигаться вперёд-назад, перемещая воздух и создавая волну.

Задача усилителя — выдавать на выходе сигнал с высоким напряжением, повторяющий по форме сигнал с низким напряжением, поданным на вход. Причём, сигнал на выходе должен повторять форму сигнала на входе ТОЧНО, без искажения.

Усилитель имеет хитрую конструкцию, состоит из большого числа компонентов, каждый из которых рассчитан на определённую нагрузку. Все эти компоненты (в бОльшей степени это — блок питания усилителя)при проведении через них определённой мощности начинают искажать сигнал. То есть, например, если подать на вход синус 100Гц и увеличивать его амплитуду, то можно добиться появления на выходе нашего примерного четырёхканальника тех самых 40 вольт. Но, если проверить этот сигнал осциллографом, то мы увидим, что от синуса остались одни искажения. Причём, в зависимости от величины подключенной нагрузки переход сигнала от синуса к каше будет происходить при разных значениях напряжения. И что делать производителю? А вот что: находить для разных сопротивлений нагрузки разные значения напряжения на выходе, при которых сигнал начинает переходить от почти чистого синуса к какашке, возводить в квадрат и делить на сопротивление подключенной нагрузки. Это будет как раз значением максимальной мощности усилителя (при которой он ещё не сильно искажает сигнал).

Читайте также:  Какая бывает максимальная мощность всасывания пылесоса

Так вот, этот параметр имеет практичекски прямое отношение к громкости.

НО! Напряжение на выходе усилителя зависит от напряжения на входе усилителя. Зависимость эта выражается коэффициентом усиления. Например, наш четырёхканальник может без искажений усилить синус с размахом 3 вольта на входе до синуса с размахом 20 вольт на выходе при нагрузке 4 Ома (100Ватт неискаженной мощности). Коэффициент усиления получается равен примерно 6,7. Но мы хотим подключить к усилителю пищалку, которая имеет максимальную мощность 40 Ватт. Что нам делать? Правильно! уменьшать коэффициент усиления. Чем? Конечно же регуляторами гейнов!

Так вот, резюмируя вышесказанное, хочу дать определения максимальной мощносности для динамиков и усилителей:

1) Максимальная мощность динамика — это тот максимум, который можно ПОДВЕСТИ к динамику, не спалив его. Обычно указывается RMS (длительная мощность) и максимальная (пиковая мощность). К громкости и искажениям этот параметр отношения НЕ ИМЕЕТ!

2) Максимальная мощность усилителя — это тот максимум, что усилитель может ОТДАТЬ динамику ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ искажениях. Этот параметр имеет отношение к громкости и искажениям.

Но это ещё не всё. Давайте продолжим А как подобрать усилитель к динамику, зная мощность динамика? Ответ — НИКАК!

1) у мощного усилителя можно всегда загрубить чувствительность входа, снизив коэффициент усиления

2) У хилого усилителя мощности может хватить за глаза для мощного динамика, если тот имеет высокую чувствительность.

Так как же понять, хватит ли того или иного усилителя под тот или иной динамик? К сожалению, не имея определённого эмпирического опыта — действительно никак Ну, разве что, можно применять такую грубую формулу, что для мидбасов с чувствительностью больше 86дБ хватит 60-70 Ватт на канал, а для мидбасов с меньше чувствительностью — уже не хватит. Ну и внимательно читать отзывы и перенимать чужой опыт

Источник



Как мощность влияет на громкость колонок

Мощность акустических систем — раздолье для спекуляции цифрами. Разнообразие подходов производителей акустики к измерению этого параметра и документирования результатов заставляет подчас задуматься даже опытного аудиофила. Рассмотрим несколько популярных заблуждений на эту тему.

Миф первый. Колонки «выдают» ватты

Первым делом нужно разобраться с несколькими понятиями. Колонки бывают активные и пассивные.

Первые имеют встроенный усилитель, а для вторых он необходим в виде отдельного устройства.

Именно усилитель в обоих вариантах преобразует ток от блока питания и передаёт сигнал определённой мощности на динамики, которые в свою очередь преобразуют его в звук. Причём делают это с низким КПД, рассеивая большую часть получаемой энергии в тепло. Поэтому говорить, что колонки выдают столько-то ватт, корректно только если они активные.

В любом случае, усилитель служит поставщиком мощности (электрической), а динамик — потребителем. За редкими исключениями (их рассмотрим позже) для активной акустики указывается выходная мощность встроенного усилителя.

Например, внутри двухкомпонентной системы SVEN MC-30 установлены TAS5342R. Его номинал 100 Вт, и производитель колонок честно указывает такую выходную мощность.

При этом динамики рассчитаны на такую мощность, иначе долго такая колонка не проживёт.

С пассивной акустикой всё немного сложнее. Согласование параметров нужно обеспечивать самостоятельно. Здесь уже у каждого компонента будет “своя” мощность: у усилителя — выходная, а у колонок — потребляемая.

Дотошный акустик может заметить, что есть такая величина как звуковая мощность, но она не измеряемая, а расчётная. А вычисляется эта величина из уровня звукового давления, который и отвечает за способности колонки. Он будет подробно рассмотрен далее.

Миф второй. Громкость определяется мощностью

Начнём с того, что громкость — параметр субъективный. Если вам в разгар вечеринки захочется прибавить звука, вряд ли это понравится соседу. То есть зависит громкость от нашего основного приёмника — уха. Правильнее говорить об уровне звукового давления. Именно этот параметр часто встречается в документации на аудиоаппаратуру под именем SPL. Измеряется он в децибелах (дБ) в отличие от мощности, единица измерения которой — ватт. Децибел — величина относительная и индицирует насколько текущий уровень SPL превышает порог слышимости (0 дБ).

Мощность приходится SPL очень «дальним родственником». Как правило, это параметр, указывающий какую максимальную электрическую энергию можно направить в динамики колонки, чтобы они при этом не вышли из строя. За то, насколько эффективно эта энергия будет использоваться, отвечает другой параметр — чувствительность. Она характеризует уже динамик, а не усилитель. Измеряется как SPL на расстоянии метра от динамика, при подаче на него сигнала частотой 1 кГц и мощностью 1 Вт. Отсюда единица измерения — дБ/Вт/м.

Читайте также:  Найти баланс мощностей для цепи

Например, чувствительность 84 дБ/Вт/м позволит вам на одном ватте получить SPL в 84 дБ. Каждое удвоение мощности прибавит к SPL 3 дБ. Таким образом, чтобы получить внушительные для небольшого помещения 90 дБ, в такой динамик нужно «влить» 4 ватта. Если же взять более чувствительный динамик (90 дБ/Вт/м), то достаточно будет 1 Вт. Почувствуйте разницу.

Интересно, что у некоторых производителей этот параметр значится как «эффективность». Проведём следующую аналогию. Как далеко вы проедете на автомобиле на 10 литрах бензина? Зависит от расхода топлива. Также и с динамиком, который «заправляют» 10 ваттами мощности — насколько громко он заиграет? Зависит от чувствительности. В случае с 10 Вт прибавьте к её значению 10 дБ и ответ готов.

Миф третий. Существует универсальный показатель мощности

В этой области больше решает репутация производителя, который старается придерживаться стандартов измерения характеристик, а не гонится за баснословными цифрами. Вспомните магнитолы производства известных мастеров доступной бытовой электроники, на которых гордо красовались наклейки с киловаттами. Это как раз те исключения, оговоренные в мифе №1. Казалось бы, магнитола — активная акустическая система, да ещё и портативная, откуда такие цифры?

А это не мощность усилителя, а максимально возможная пиковая нагрузка на динамики, которая может длиться миллисекунды. Да, недорогой динамик возможно выдержит такой всплеск, но это ничего не имеет общего со штатным режимом работы.

Измерять мощность можно разными способами, по-разному учитывая качество звука. Ниже приведены несколько стандартизированных показателей мощности:

  • Номинальная и синусоидальная — параметры, появившиеся ещё в советские времена. В импортной технике разумеется их не используют;
  • DIN — разработан Немецким институтом стандартизации. Измеряется максимальная мощность при подаче сигнала частотой 1 кГц в течении 10 минут. При этом уровень нелинейных искажений (или THD), не должен превышать 1%;
  • RMS — наиболее часто встречающийся показатель. Отражает максимальный уровень мощности синусоидального сигнала на протяжении длительного времени, при котором нет физических повреждений тестируемого устройства;
  • PMPO — музыкальная мощность, позволившая упомянутым производителям магнитол вешать на них ярлычки с киловаттами мощности. Смысла в этом параметре немного, больше маркетинга. Может превышать RMS в 20 раз.

Представляется ассоциация с водонепроницаемостью смартфона. Поместили на пару метров в воду на несколько минут — всё работает. А если утопить метров на пять на то же время, то бесследно это для аппарата не пройдёт. Сначала могут появиться проблемы с тачскрином, при следующем погружении перезагрузится и т.д. После серии таких погружений вода постепенно выведет из строя плату. Аналогично с тестированием динамика. Кратковременно он выдержит высокую нагрузку, но при увеличении времени воздействия начнётся перегрев со всеми вытекающими последствиями.

Стоит обратить внимание на такой простой параметр как потребляемая мощность.

Вечный двигатель ещё не придумали, поэтому выходная мощность не может быть выше входной. Кратковременно оно может быть превышено. Усилитель может накопить энергию и в какой-то пик, например, сильный удар по тарелкам в музыкальном треке, выдать мощность больше потребляемой, но это несколько мгновений. По величине входной мощности можно сразу понять реальный предел устройства, и если производитель указал в брошюре заведомо большие цифры, то задумайтесь, а стоит ли вообще приобретать его продукцию.

Миф четвёртый. RMS — «честная» мощность

Это могло быть так, если бы не маркетинг и подчас повышенный оптимизм производителей акустики. RMS — это наиболее часто встречающийся показатель мощности акустической системы. Он говорит о максимальной мощности, при подведении которой динамики могут работать определённое время и не получат повреждений. То есть при следующем тесте будут функциональны. В идеале если ещё при этом не будет превышен заданный уровень нелинейных искажений. Но это для многих производителей совсем не точно. THD свыше 10% в зависимости от частоты вызывают призвуки, хрипы, скрипы и т.п., что делает прослушивание музыки некомфортным. Зато заявленная мощность будет обеспечена.

Безусловно RMS — более значимый параметр, чем любая пиковая мощность. Но лучше если производитель указывает какие уровни THD соблюдались при проведении испытаний. В идеале, если указан также и максимальный SPL.

Миф пятый. Мощность — главный параметр при выборе акустики

Чтобы дать возможность звуку полностью раскрыться, нужна громкость, равно как и обеспечивающая её мощность. Но упомянутые искажения могут сильно испортить картину. За чистоту звука на всём диапазоне SPL отвечают другие важные параметры: АЧХ, согласованность импедансов, акустическое оформление и др. Каждый из них по-своему влияет на восприятие. Не забывайте, что и помещение, в котором расположена акустическая система, тоже играет немаловажную роль. Да и особенности музыкальных композиций тоже нужно учитывать, не зря же существуют эквалайзеры. Всё эти детали в совокупности и формируют сочный насыщенный звук.

Читайте также:  750 квт мощностью твердотопливные котлы

Источник

Замена штатных динамиков звук не улучшит!

Идея написать эту статью пришла мне в голову после нашего видео на канале YouTube, тогда мы получили кучу негативных отзывов от тех людей, кому замена динамиков помогла – хотя речь шла о вероятности негативных последствий, которая, к сожалению, в нашей практике установки встречается нередко.

  • Во-первых, что мы не берем в расчет богатые комплектации с дорогим звуком, который, кстати, совсем не стоит своих денег — о них в следующей статье.Возьмем стандартные решения, которыми пользуются автопроизводители в 90% случаях.
  • Во-вторых, мы не рассматриваем замену штатных динамиков на эстрадные динамики с мега чувствительностью, потому что у эстрады есть свои особенности, как у динамиков дальнего поля. У них очень узкий диапазон и, заменив одно на другое, вы добьетесь громкости, но окончательно лишите себя низких частот и картина внутри автомобиля может оказаться очень плоской, подробнее тут, поэтому в расчет идут только классические динамики с широким диапазоном частот.

Итак, вы покупаете автомобиль и вас не устраивает звук. Первое, что приходит на ум: поменять акустику. И, вроде, все логично, авто-производители сильно экономят на динамиках и головных устройствах, и поменяв, например, динамики уже можно добиться какого-либо результата. Я вам скажу на это, и да и нет — 50 на 50. Хоть штатные системы и дешёвые, но источник с динамиками достаточно сбалансированы и подобраны по определенным характеристикам.

Давайте разберем те случаи, когда звук точно станет лучше, и наоборот — когда есть риск, что он изменится в худшую сторону:

Звук точно станет лучше, если добавить недостающий элемент. Многие производители авто в самой базовой комплектации устанавливают минимальный набор динамиков, а именно — широкополосные, которые отвечают за весь диапазон частот, с которым чаще всего они не справляются из-за собственной дешевой конструкции, или просто от того, что располагаются у нас под ногами.

Чаще всего в этом случае у нас страдают высокие частоты и верхняя середина. Звук вам кажется тусклым, грязным и глухим. Поменяв такие динамики на компонентные, то есть состоящие из мидбаса и твитера (пищалки ), которая расположится гораздо ближе к ушам, вы визуально притяните ближе к себе музыкальный материал с ясной серединой и яркими верхними частотами. В конце статьи приведу лучшие варианты для замены «штатки ».

Также улучшат качество звучания OEM комплекты. Это комплекты специально разработанные для замены штатных динамиков в определенных автомобилях. Обычно это автомобили, которые имеют некоторые особенности типоразмера или места для инсталляции, такие как BMW, Mersedes, некоторые Toyota.

Во остальных случаях нужно понимать, что простая замена одних лишь динамиков, может не только не улучшить звук, а еще и ухудшить.

Итак, на что обратить внимание при выборе:

Чувствительность:

Штатные динамики, обычно с простейшей и очень легкой подвижной частью, обладают достаточно высокой чувствительностью, для того, чтобы слабая штатная магнитола могла их раскачать. Некоторые классические, более качественные и более мощные, как например вот этот, имеют более тяжелую, грузную, более прочную подвижную часть, что имеет ряд преимуществ, в том числе позволяет им забираться очень низко (в бас), но при этом снижается чувствительность. То есть при одной и той же «проводимой » мощности этот динамик будет играть тише.

Сопротивление:

Некоторые штатные динамики имеют сопротивление ниже, чем классические 4Ома. Это сделано по той же причине — слабости штатной магнитолы. Например, динамики ниже имеют сопротивление 2Ом, а динамики в магазине в 99,9% случаев 4Ом. И, конечно, усилитель, работая с меньшим сопротивлением, будет давать больше мощности, и звук на штатных динамиках, опять же, будет громче.

Частотная характеристика:

Некоторым бюджетным штатным динамикам достаточно сложно воспроизводить бас и, чтобы их не перегружать, производители «кастрируют » диапазон частот.

Даже если вы купите самые «басовитые » динамики, их потенциал нечем будет раскрыть.

Типоразмер:

Некоторые автомобили, например часть моделей Toyota, оснащены динамиками типоразмером 6*9». У Volkswagen есть комплектации с 20» динамиками. В этом случае, чтобы добиться басовой составляющей не хуже штатных,то желательно заменить их типоразмером не меньше, что значительно сокращает выбор, так как самый распространенный типоразмер 6,5. Прочие размеры компонентной акустики скорее исключения.

«По своему опыту скажу, что замену динамиков больших размеров необходимо дополнить внешним усилителем, так как „раскачать“ их штатной магнитолой будет сложно.»

На этом, пожалуй, мы остановимся, а в следующий раз мы поговорим о штатных аудиосистемах в кавычках премиального уровня. Где просто заменой динамиков точно не обойтись, и стоимость их апгрейда куда выше, а работы — куда сложнее.

Источник