Aká je obtiažnosť?

Vo vydaní Audio z 11/2019 bol ATC SCM7 uvedený v teste piatich regálových reproduktorov. Veľmi slušná značka známa milovníkom hudby a ešte viac profesionálom, pretože mnohé nahrávacie štúdiá sú vybavené jej reproduktormi. Stojí za to sa na to pozrieť bližšie – tentoraz sa však nebudeme zaoberať jeho históriou a návrhom, ale na príklade SCM7 si rozoberieme všeobecnejší problém, s ktorým sa audiofili stretávajú.

Jedným z dôležitých parametrov akustických systémov je efektívnosť. Je to miera energetickej účinnosti - miera, do akej reproduktor (elektroakustický menič) premieňa privádzanú elektrinu (zo zosilňovača) na zvuk.

Účinnosť sa vyjadruje na logaritmickej decibelovej stupnici, kde rozdiel 3 dB znamená dvojnásobok úrovne (alebo menej), rozdiel 6 dB znamená štvornásobok atď.. 3 dB bude hrať dvakrát tak hlasno.

Je potrebné dodať, že účinnosť stredných reproduktorov je niekoľko percent - väčšina energie sa premení na teplo, takže to nie je len „plytvanie“ z pohľadu reproduktorov, ale ešte viac sa zhoršujú ich pracovné podmienky – so zvyšujúcou sa teplotou cievky reproduktora sa zvyšuje jej odpor a zvyšovanie teploty magnetického systému je nepriaznivé, čo môže viesť k nelineárnym skresleniam. Nízka účinnosť sa však nerovná nízkej kvalite – existuje veľa reproduktorov s nízkou účinnosťou a veľmi dobrým zvukom.

Ťažkosti so zložitým zaťažením

Výborným príkladom sú konštrukcie ATC, ktorých nízka účinnosť má korene v špeciálnych riešeniach použitých v samotných meničoch a ktoré slúžia ... paradoxne - na zníženie skreslenia. Je to o takzvaná krátka cievka v dlhej medzereV porovnaní s typickým (používaným v drvivej väčšine elektrodynamických meničov) systémom dlhej cievky v krátkej medzere sa vyznačuje nižšou účinnosťou, no menším skreslením (v dôsledku činnosti cievky v rovnomernom magnetickom poli umiestnenom v medzera).

Okrem toho je systém pohonu pripravený na lineárnu prevádzku s veľkými výchylkami (na to musí byť medzera oveľa väčšia ako cievka) a v tejto situácii ani veľmi veľké magnetické systémy používané ATK neposkytujú vysokú účinnosť (väčšina medzery, bez ohľadu na polohové cievky, ňou nie je vyplnená).

Nás však momentálne viac zaujíma niečo iné. Konštatujeme, že SCM7 ako vzhľadom na svoje rozmery (obojsmerný systém s 15 cm stredobasovým reproduktorom, v puzdre s objemom menším ako 10 litrov), tak aj táto konkrétna technika má veľmi nízku účinnosť - podľa meraní v r. v Audio laboratóriu len 79 dB (abstrahujeme z údajov výrobcu sľubujúcich vyššiu hodnotu a z dôvodov takéhoto rozporu; porovnávame účinnosť štruktúr nameraných v „Audio“ za rovnakých podmienok).

Ako už vieme, prinúti to SCM7 hrať sa s uvedeným výkonom. oveľa tichšie než väčšina štruktúr, dokonca rovnakej veľkosti. Aby teda zneli rovnako hlasno, treba ich dať viac energie.

Táto situácia vedie mnohých audiofilov k zjednodušenému záveru, že SCM7 (a návrhy ATC vo všeobecnosti) vyžaduje zosilňovač, ktorý nie je taký výkonný ako s niektorými ťažko určiteľnými parametrami, schopný „poháňať“, „ťahať“, ovládať, „poháňať“. “, čo by bolo „veľké zaťaženie“, tj SCM7. Zakorenenejší význam výrazu „veľké zaťaženie“ sa však vzťahuje na úplne iný parameter (ako je účinnosť) – a to impedancia (rečník).

Oba významy „komplexnej záťaže“ (súvisiace s účinnosťou alebo impedanciou) vyžadujú rôzne opatrenia na prekonanie tohto problému, takže ich zmiešanie vedie k vážnym nedorozumeniam nielen na teoretických, ale aj praktických dôvodoch - práve pri výbere vhodného zosilňovača.

Reproduktor (reproduktor, stĺp, elektroakustický menič) je prijímač elektrickej energie, ktorý musí mať impedanciu (záťaž), aby sa mohol premeniť na zvuk alebo dokonca teplo. Potom sa na ňom uvoľní sila (ako už vieme, bohužiaľ, väčšinou vo forme tepla) podľa základných vzorcov známych z fyziky.

Špičkové tranzistorové zosilňovače v uvedenom rozsahu odporúčanej záťažovej impedancie sa správajú približne ako zdroje jednosmerného napätia. To znamená, že keď záťažová impedancia klesá pri pevnom napätí, cez svorky preteká viac prúdu (nepriamo úmerné poklesu impedancie).

A keďže prúd vo vzorci výkonu je kvadratický, aj keď sa impedancia znižuje, výkon sa zvyšuje nepriamo úmerne so znižovaním impedancie. Väčšina dobrých zosilňovačov sa takto správa pri impedanciách nad 4 ohmy (takže pri 4 ohmoch je výkon takmer dvakrát vyšší ako pri 8 ohmoch), niektoré od 2 ohmov a tie najvýkonnejšie od 1 ohmu.

Ale typický zosilňovač s impedanciou pod 4 ohmy môže mať „problémy“ - výstupné napätie klesne, prúd už nebude prúdiť opačne, keď sa impedancia zníži, a výkon sa buď mierne zvýši, alebo dokonca klesne. Stane sa tak nielen pri určitej polohe regulátora, ale aj pri skúmaní maximálneho (nominálneho) výkonu zosilňovača.

Skutočná impedancia reproduktora nie je konštantný odpor, ale premenlivá frekvenčná odozva (hoci nominálnu impedanciu určuje táto charakteristika a jej minimá), takže je ťažké presne kvantifikovať mieru zložitosti – závisí od interakcie s daným zosilňovač.

Niektoré zosilňovače nemajú radi veľké fázové uhly impedancie (spojené s variabilitou impedancie), najmä ak sa vyskytujú v rozsahoch s nízkym modulom impedancie. Ide o „veľkú záťaž“ v klasickom (a správnom) zmysle a na zvládnutie takejto záťaže je potrebné hľadať vhodný zosilňovač odolný voči nízkym impedanciám.

V takýchto prípadoch sa niekedy označuje ako „prúdová účinnosť“, pretože na dosiahnutie vysokého výkonu pri nízkej impedancii je v skutočnosti potrebný väčší prúd (ako nízka impedancia). Existuje však aj nedorozumenie, že niektorí „hardvéroví poradcovia“ úplne oddeľujú výkon od prúdu a veria, že zosilňovač môže mať nízky výkon, pokiaľ má mýtický prúd.

Stačí však zmerať výkon pri nízkej impedancii, aby ste sa uistili, že je všetko v poriadku – veď predsa hovoríme o výkone, ktorý reproduktor vydáva, a nie o prúde, ktorý reproduktorom preteká samotným.

ATX SCM7 sú nízkoúčinné (sú teda z tohto pohľadu "zložité") a majú nominálnu impedanciu 8 ohmov (a z tohto dôležitejšieho dôvodu sú "ľahké"). Mnohí audiofili však nebudú medzi týmito prípadmi rozlišovať a skonštatujú, že ide o „veľkú“ záťaž – jednoducho preto, že SCM7 bude hrať potichu.

Zároveň budú znieť oveľa tichšie (pri určitej polohe ovládača hlasitosti) ako ostatné reproduktory, a to nielen vďaka nízkej účinnosti, ale aj vysokej impedancii – väčšina reproduktorov na trhu je 4-ohmových. A ako už vieme, pri 4 ohmovej záťaži potečie z väčšiny zosilňovačov väčší prúd a vytvorí sa väčší výkon.

Preto je dôležité rozlišovať medzi efektívnosťou a neha, miešanie týchto parametrov je však tiež častou chybou výrobcov aj používateľov. Účinnosť je definovaná ako akustický tlak vo vzdialenosti 1 m od reproduktora pri výkone 1 W. Citlivosť - pri aplikácii napätia 2,83 V. Bez ohľadu na

záťažová impedancia. Odkiaľ pochádza tento „čudný“ význam? 2,83 V do 8 ohmov je len 1 W; preto sú pre takúto impedanciu hodnoty účinnosti a citlivosti rovnaké. Ale väčšina moderných reproduktorov má 4 ohmy (a keďže ich výrobcovia často a nepravdivo vykresľujú ako 8 ohmy, to je už druhá vec).

Napätie 2,83V potom spôsobí dodanie 2W, čo je dvojnásobný výkon, čo sa prejaví zvýšením akustického tlaku o 3dB. Na meranie účinnosti 4 ohmového reproduktora je potrebné znížiť napätie na 2 V, ale... žiadny výrobca to nerobí, pretože výsledok uvedený v tabuľke, nech sa volá akokoľvek, bude o 3 dB nižší.

Práve preto, že SCM7, podobne ako ostatné 8 ohmové reproduktory, je „ľahká“ impedančná záťaž, sa mnohým používateľom – ktorí posudzujú „náročnosť“ v skratke, tj. cez hranol prijímaného objemu v určitej polohe. regulátor (a napätie s ním spojené) je „zložitá“ záťaž.

A môžu znieť tichšie z dvoch úplne odlišných dôvodov (alebo z dôvodu ich zlúčenia) - reproduktor môže mať menšiu účinnosť, ale tiež spotrebuje menej energie. Aby sme pochopili, akú situáciu máme do činenia, je potrebné poznať základné parametre, a nielen porovnávať hlasitosť získanú z dvoch rôznych reproduktorov pripojených k rovnakému zosilňovaču s rovnakou polohou ovládania.

Čo vidí zosilňovač

Používateľ SCM7 počuje jemne hrať reproduktory a intuitívne chápe, že zosilňovač musí byť „unavený“. V tomto prípade zosilňovač "vidí" len impedančnú odozvu - v tomto prípade vysokú, a teda "ľahkú" - a neunaví sa a nemá problém s tým, že reproduktor zmenil väčšinu výkonu na teplo. , nie zvuk. Toto je záležitosť „medzi reproduktorom a nami“; zosilňovač „nevie“ nič o našich dojmoch – či je tichý alebo hlasný.

Predstavme si, že k zosilňovačom pripojíme veľmi výkonný 8-ohmový rezistor s výkonom niekoľko wattov, niekoľko desiatok, niekoľko stoviek ... Pre každého je to bezproblémová záťaž, každý dá toľko wattov, koľko si môže dovoliť taký odpor, nemajúc ani potuchy o tom, ako sa všetka tá sila premenila na teplo, nie na zvuk.

Rozdiel medzi výkonom, ktorý môže odobrať rezistor a výkonom, ktorý môže dodať zosilňovač, je pre druhý nepodstatný, rovnako ako skutočnosť, že výkon rezistora je dva, desať alebo stokrát väčší. Toľko znesie, ale aj nemusí.

Bude mať niektorý z týchto zosilňovačov problémy s "riadením" tohto odporu? A čo znamená jeho aktivácia? Poskytujete maximálny výkon, ktorý dokáže odobrať? Čo znamená ovládať reproduktor? Vydáva len maximálny výkon alebo nejakú nižšiu hodnotu, nad ktorou začne reproduktor znieť dobre? Aký druh moci to môže byť?

Ak zoberiete do úvahy „prah“, nad ktorým reproduktor znie už lineárne (v dynamike, nie frekvenčnej odozve), tak aj pri nevýkonných reproduktoroch prichádzajú do úvahy veľmi nízke hodnoty, rádovo 1 W. . Stojí za to vedieť, že nelineárne skreslenie spôsobené samotným reproduktorom sa zvyšuje (v percentách) s rastúcim výkonom od nízkych hodnôt, takže „najčistejší“ zvuk sa objaví, keď hráme potichu.

Pokiaľ však ide o dosiahnutie hlasitosti a dynamiky, ktoré nám poskytujú tú správnu dávku hudobných emócií, otázka sa stáva nielen subjektívnou v závislosti od osobných preferencií, ale aj pre určitého poslucháča je nejednoznačná.

Závisí to minimálne od vzdialenosti, ktorá ho delí od reproduktorov – napokon akustický tlak klesá úmerne so štvorcom vzdialenosti. Iný výkon budeme potrebovať na „poháňanie“ reproduktorov na 1 m a iný (šestnásťkrát viac) na 4 m, podľa našich predstáv.

otázka je, ktorý zosilňovač to „urobí“? Zložitá rada... Každý čaká na jednoduchú radu: kúpte si tento zosilňovač, ale tento nekupujte, lebo „neuspejete“...

Ak použijeme SCM7 ako príklad, dá sa to zhrnúť takto: nepotrebujú prijímať 100 wattov, aby mohli hrať krásne a ticho. Musia ich prinútiť hrať pekne a nahlas. Neprijmú však viac ako 100 wattov, pretože sú obmedzené vlastným výkonom. Výrobca udáva odporúčaný výkonový rozsah zosilňovača (pravdepodobne nominálny a nie výkon, ktorý by mal byť dodávaný „normálne“) v rozsahu 75-300 wattov.

Zdá sa však, že 15 cm stredobasový reproduktor, aj taký špičkový, ako je tu použitý, neznesie 300 W... Dnes výrobcovia často dávajú také vysoké limity na odporúčané výkonové rozsahy spolupracujúcich zosilňovačov, čo má tiež rôzne dôvody - predpokladá veľký výkon reproduktora, ale okrem toho nezaväzuje... nie je to menovitý výkon, ktorý má reproduktor zvládnuť.

Nech ťa sila sprevádza?

Dá sa tiež predpokladať, že zosilňovač by mal mať výkonová rezerva (vzhľadom na výkon reproduktora), aby v žiadnej situácii nedošlo k preťaženiu (s rizikom poškodenia reproduktora). To však nemá nič spoločné s „náročnosťou“ práce s reproduktorom.

Nemá zmysel rozlišovať medzi reproduktormi, ktoré „požadujú“ od zosilňovača toto množstvo priestoru na hlavu, a tými, ktoré nie. Niekomu sa zdá, že výkonovú rezervu zosilňovača reproduktor nejako pociťuje, reproduktor túto rezervu opláca a zosilňovač pracuje ľahšie... Alebo že „veľká“ záťaž, dokonca spojená s nízkym výkonom reproduktorov , dá sa „ovládnuť“ s veľkou rezervou výkonu alebo krátkymi dávkami...

Je tu aj problém tzv faktor tlmeniazávisí od výstupnej impedancie zosilňovača. Ale o tom viac v budúcom čísle.