U čemu je poteškoća?

U izdanju Audioa od 11/2019, ATC SCM7 je predstavljen u testu pet zvučnika na policama. Vrlo respektabilan brend poznat ljubiteljima glazbe, a još više profesionalcima, jer su mnogi studiji za snimanje opremljeni njegovim zvučnicima. Vrijedi pogledati pobliže - ali ovaj put se nećemo baviti njegovom poviješću i prijedlogom, već ćemo na SCM7 kao primjeru raspravljati o općenitijem problemu s kojim se susreću audiofili.

Jedan od važnih parametara akustičkih sustava je učinkovitost. To je mjera energetske učinkovitosti - stupanj do kojeg zvučnik (elektroakustični pretvarač) pretvara dovedenu električnu energiju (iz pojačala) ​​u zvuk.

Učinkovitost se izražava na logaritamskoj skali decibela, gdje razlika od 3 dB znači dvostruku razinu (ili manje), razlika od 6 dB znači četiri puta i tako dalje. 3 dB će svirati dvostruko glasnije.

Vrijedi dodati da je učinkovitost srednjih zvučnika nekoliko posto - većina energije se pretvara u toplinu, tako da to ne samo da je “rasipno” sa stajališta zvučnika, već dodatno pogoršava njihove uvjete rada - povećanjem temperature zavojnice zvučnika raste i njegov otpor, a porast temperature magnetskog sustava je nepovoljan, što može dovesti do nelinearnih izobličenja. Međutim, niska učinkovitost ne znači nisku kvalitetu - postoji mnogo zvučnika s niskom učinkovitošću i vrlo dobrim zvukom.

Poteškoće sa složenim opterećenjima

Izvrstan primjer su ATC dizajni, čija je niska učinkovitost ukorijenjena u posebnim rješenjima koja se koriste u samim pretvaračima, a koja služe... paradoksalno - smanjenju izobličenja. Riječ je o takozvani kratki svitak u dugom razmakuU usporedbi s tipičnim (koji se koristi u velikoj većini elektrodinamičkih pretvarača) sustavom duge zavojnice u kratkom razmaku, karakterizira ga niža učinkovitost, ali manje izobličenja (zbog rada zavojnice u jednoličnom magnetskom polju smještenom u jaz).

Osim toga, pogonski sustav je pripremljen za linearni rad s velikim otklonom (za to razmak mora biti mnogo duži od zavojnice), au toj situaciji čak ni vrlo veliki magnetski sustavi koje koristi ATK ne pružaju visoku učinkovitost (većina razmaka, bez obzira na položaj zavojnica, nije njime ispunjen).

No, trenutno nas više zanima nešto drugo. Navodimo da SCM7, kako zbog svojih dimenzija (dvosmjerni sustav sa srednjovuferom od 15 cm, u kućištu zapremine manje od 10 litara), tako i ove posebne tehnike, ima vrlo nisku učinkovitost - prema mjerenjima u audio laboratoriju, samo 79 dB (apstraktiramo podatke proizvođača koji obećavaju veću vrijednost i razloge takvog odstupanja; uspoređujemo učinkovitost struktura izmjerenu u "Audio" pod istim uvjetima).

Kao što već znamo, to će natjerati SCM7 da igra s navedenom snagom. mnogo tiše od većine struktura, čak i iste veličine. Dakle, da bi zvučali jednako glasno, treba ih staviti više snage.

Ova situacija dovodi mnoge audiofile do jednostavnog zaključka da SCM7 (i ATC dizajn općenito) zahtijeva pojačalo koje nije toliko snažno koliko s nekim teško odredivim parametrima, sposobno za "pogon", "povlačenje", kontrolu, "pogon" ” kao što bi bilo „teško opterećenje” tj. SCM7. Međutim, ukorijenjenije značenje "teškog opterećenja" odnosi se na potpuno drugačiji parametar (od učinkovitosti) - naime impedancija (zvučnik).

Oba značenja "kompleksnog opterećenja" (vezano uz učinkovitost ili impedanciju) zahtijevaju različite mjere za prevladavanje ove poteškoće, pa njihovo miješanje dovodi do ozbiljnih nesporazuma ne samo na teorijskim nego i na praktičnim osnovama - upravo pri odabiru odgovarajućeg pojačala.

Zvučnik (zvučnik, stupac, elektroakustični pretvarač) je prijamnik električne energije, koji mora imati impedanciju (opterećenje) da bi se pretvorio u zvuk ili čak toplinu. Tada će se na njega oslobađati snaga (kao što već znamo, nažalost, uglavnom u obliku topline) prema osnovnim formulama poznatim iz fizike.

High-end tranzistorska pojačala u navedenom rasponu preporučene impedancije opterećenja ponašaju se približno kao izvori istosmjernog napona. To znači da kako impedancija opterećenja opada pri fiksnom naponu, više struje teče kroz terminale (obrnuto proporcionalno smanjenju impedancije).

A budući da je struja u formuli za snagu kvadratna, čak i kada se impedancija smanjuje, snaga raste obrnuto s opadanjem impedancije. Većina dobrih pojačala se tako ponaša na impedancijama iznad 4 ohma (dakle na 4 ohma snaga je gotovo dvostruko veća nego na 8 ohma), neka od 2 ohma, a najjača od 1 ohma.

Ali tipično pojačalo s impedancijom ispod 4 ohma može imati "poteškoće" - izlazni napon će pasti, struja više neće teći obrnuto kako se impedancija smanjuje, a snaga će se malo povećati ili čak smanjiti. To će se dogoditi ne samo pri određenom položaju regulatora, već i pri ispitivanju maksimalne (nazivne) snage pojačala.

Stvarna impedancija zvučnika nije konstantan otpor, već promjenjivi frekvencijski odziv (iako je nominalna impedancija određena ovom karakteristikom i njezinim minimumima), tako da je teško točno kvantificirati stupanj složenosti - ovisi o interakciji s danim pojačalo.

Neka pojačala ne vole velike fazne kutove impedancije (povezane s varijabilnošću impedancije), osobito kada se javljaju u rasponima s niskim modulom impedancije. Ovo je "teško opterećenje" u klasičnom (i ispravnom) smislu, a da biste se nosili s takvim opterećenjem, trebate potražiti odgovarajuće pojačalo koje je otporno na niske impedancije.

U takvim slučajevima, to se ponekad naziva "trenutna učinkovitost" jer je zapravo potrebno više struje (od niske impedancije) da bi se postigla velika snaga pri niskoj impedanciji. No, i ovdje postoji nesporazum da neki “hardverski savjetnici” potpuno odvajaju snagu od struje, smatrajući da pojačalo može biti niskonaponsko, sve dok ima mitsku struju.

No, dovoljno je izmjeriti snagu na niskoj impedanciji kako bismo bili sigurni da je sve u redu – uostalom govorimo o snazi ​​koju emitira zvučnik, a ne o struji koja teče kroz sam zvučnik.

ATX SCM7 su niske učinkovitosti (zato su "složeni" u tom pogledu) i imaju nominalnu impedanciju od 8 ohma (i iz tog važnijeg razloga su "lagani"). Međutim, mnogi audiofili neće razlikovati ove slučajeve i zaključit će da je to "teško" opterećenje - jednostavno zato što će SCM7 svirati tiho.

Pritom će zvučati mnogo tiše (na određenoj poziciji kontrole glasnoće) od ostalih zvučnika, ne samo zbog niske učinkovitosti, već i visoke impedancije - većina zvučnika na tržištu je 4-ohmska. I kao što već znamo, s opterećenjem od 4 ohma, više struje će teći iz većine pojačala i generirati će se više snage.

Stoga je važno razlikovati učinkovitost i nježnost, međutim, miješanje ovih parametara također je česta pogreška i proizvođača i korisnika. Učinkovitost se definira kao zvučni tlak na udaljenosti od 1 m od zvučnika kada se primijeni snaga od 1 W. Osjetljivost – pri primjeni napona od 2,83 V. Bez obzira na

impedancija opterećenja. Odakle dolazi to "čudno" značenje? 2,83 V na 8 ohma je samo 1 W; stoga su za takvu impedanciju vrijednosti učinkovitosti i osjetljivosti iste. Ali većina modernih zvučnika ima 4 ohma (a budući da ih proizvođači često i lažno prikazuju kao 8 ohma, to je druga stvar).

Napon od 2,83 V tada uzrokuje isporuku 2 W, što je dvostruko veća snaga, što se odražava u povećanju zvučnog tlaka za 3 dB. Za mjerenje učinkovitosti zvučnika od 4 ohma potrebno je smanjiti napon na 2V, ali… to ne radi nijedan proizvođač, jer će rezultat koji je naveden u tablici, kako god da se zove, biti 3 dB manji.

Upravo zato što je SCM7, kao i drugi zvučnici od 8 ohma, "lagano" impedancijsko opterećenje, čini se mnogim korisnicima - koji ukratko ocjenjuju "težinu", tj. kroz prizmu volumena primljenog u određenom položaju. regulator (i napon povezan s njim) je "složeno" opterećenje.

I mogu zvučati tiše iz dva potpuno različita razloga (ili zbog njihovog spajanja) - zvučnik može imati manju učinkovitost, ali i trošiti manje energije. Da bismo razumjeli o kakvoj situaciji imamo posla, potrebno je poznavati osnovne parametre, a ne samo uspoređivati ​​glasnoću dobivenu iz dva različita zvučnika spojena na isto pojačalo s istim kontrolnim položajem.

Ono što pojačalo vidi

Korisnik SCM7 čuje tihu svirku zvučnika i intuitivno razumije da je pojačalo sigurno "umorno". U ovom slučaju pojačalo "vidi" samo odziv impedancije - u ovom slučaju visok, pa samim tim i "lagano" - i ne zamara se, i nema problema s činjenicom da je zvučnik veći dio snage promijenio u toplinu , nije zvuk. To je stvar "između razglasa i nas"; pojačalo ne "zna" ništa o našim dojmovima - je li tiho ili glasno.

Zamislimo da na pojačala spojimo vrlo snažan otpornik od 8 ohma snage nekoliko vata, nekoliko desetina, nekoliko stotina... Za svakoga je ovo opterećenje bez problema, svatko će dati onoliko vata koliko si može priuštiti takav otpor, "nemajući pojma kako je sva ta snaga pretvorena u toplinu, a ne u zvuk.

Razlika između snage koju otpornik može preuzeti i snage koju može isporučiti pojačalo nije bitna za ovo drugo, kao i činjenica da je snaga otpornika dva, deset ili sto puta veća. Toliko toga može podnijeti, ali ne mora.

Hoće li neko od ovih pojačala imati problema s "vozanjem" tog otpornika? A što znači njegovo aktiviranje? Pružate li maksimalnu snagu koju može povući? Što znači kontrolirati zvučnik? Izdaje li samo maksimalnu snagu ili neku nižu vrijednost iznad koje zvučnik počinje dobro zvučati? Kakva bi to moć mogla biti?

Ako uzmete u obzir "prag" iznad kojeg zvučnik zvuči već linearno (u dinamici, a ne u frekvencijskom odzivu), tada dolaze u obzir vrlo niske vrijednosti, reda veličine 1 W, čak i za neučinkovite zvučnike. . Vrijedi znati da se nelinearna distorzija koju unosi sam zvučnik povećava (u postotku) s povećanjem snage od niskih vrijednosti, pa se najčišći zvuk pojavljuje kada sviramo tiho.

Međutim, kada je riječ o postizanju glasnoće i dinamike koja nam daje pravu dozu glazbene emocije, pitanje postaje ne samo subjektivno, ovisno o osobnim preferencijama, već je i za određenog slušatelja dvosmisleno.

Ovisi barem o udaljenosti koja ga dijeli od zvučnika – uostalom, zvučni tlak pada proporcionalno kvadratu udaljenosti. Trebat će nam drugačija snaga da bismo zvučnike "potjerali" na 1 m, a drugu (šesnaest puta više) na 4 m, po našem ukusu.

pitanje je koje pojačalo će to "uraditi"? Kompliciran savjet... Svi čekaju jednostavan savjet: kupi ovo pojačalo, ali nemoj ovo, jer "nećeš uspjeti"...

Koristeći SCM7 kao primjer, može se sažeti na sljedeći način: ne moraju dobiti 100 wata da bi igrali lijepo i tiho. Moraju ih natjerati da sviraju lijepo i glasno. Međutim, oni neće prihvatiti više od 100 wata, jer su ograničeni vlastitom snagom. Proizvođač daje preporučeni raspon snage pojačala (vjerojatno nominalni, a ne snagu koja bi se trebala isporučiti "normalno") unutar 75-300 vata.

Čini se, međutim, da midwoofer od 15 cm, čak i tako vrhunski kao što je ovaj koji se ovdje koristi, neće prihvatiti 300 W... Danas proizvođači često daju tako visoka ograničenja na preporučene raspone snage kooperativnih pojačala, što također ima različite razloge - pretpostavlja veliku snagu zvučnika, ali ne obvezuje osim toga... to nije nazivna snaga koju bi zvučnik trebao podnijeti.

Može li napajanje biti s vama?

Također se može pretpostaviti da bi pojačalo trebalo imati pričuva snage (u odnosu na ocjenu snage zvučnika) kako ne bi bio preopterećen u bilo kojoj situaciji (uz rizik od oštećenja zvučnika). To, međutim, nema veze s "teškoćom" rada s govornikom.

Nema smisla praviti razliku između zvučnika koji "zahtijevaju" toliki prostor za glavu od pojačala i onih koji to ne traže. Nekome se čini da zvučnik nekako osjeti rezervu snage pojačala, zvučnik uzvraća tu rezervu i pojačalu je lakše raditi ... Ili da je "veliko" opterećenje, čak i povezano s niskom snagom zvučnika , može se “savladati” s puno snage u rezervi ili kratkim rafalima...

Tu je i problem tzv faktor prigušenjaovisi o izlaznoj impedanciji pojačala. Ali o tome više u sljedećem broju.