Расчет мощности усилителя по колонкам

Вопросы подбора мощности усилителя и акустической системы: термины и способы измерения

Отвечаем на часто задаваемые вопросы.

Сохранить и прочитать потом —

1. Что означают такие термины, как «пиковая мощность», «мгновенная мощность», «музыкальная мощность» и «программная мощность»?

Эти термины тем или иным способом описывают изменяющуюся во времени природу музыки и необходимую для ее воспроизведения мощность электропитания. Включенная 150-ваттная лампочка создает постоянную нагрузку в 150 Вт на источник питания. А вот 150-ваттный усилитель будет отдавать акустической системе всю свою мощь только в редкие пиковые моменты. На рис. 1 изображены изменяющийся во времени музыкальный сигнал и мощность, необходимая для его воспроизведения.

Термин «пиковая мощность» на этой иллюстрации определяется как максимальная мощность, требующаяся системе в рамках указанного интервала времени. «Средняя мощность» представляет ее усредненную величину в течение этого же периода.

Следует отметить два обстоятельства: и пиковая, и средняя мощность в значительной степени зависят от характера музыкального сигнала, и их соотношение для разных музыкальных программ может сильно разниться.

В строгом смысле термин «мгновенная мощность» относится к любой краткосрочной потребности в мощности и обычно ассоциируется с ее максимальным значением, которое может потребоваться для воспроизведения музыкального сигнала. «Музыкальная мощность» и «программная мощность» не имеют строгого определения; их можно рассматривать как варианты средней мощности.

На рисунке изображена огибающая мощности музыкального сигнала по времени для типичной акустической системы, рассчитанной на использование с 300-ваттным усилителем. Обратите внимание, что большую часть времени требования по мощности остаются достаточно низкими; только хаотичные мгновенные пики требуют от системы ее выдачи в полном объеме. Отношение в децибелах, рассчитанное на основе двух пунктирных линий, называется пик-фактором сигнала. В данном случае оно составляет примерно 25 дБ, что характерно для классической музыки. Для роковых композиций значение пик-фактора лежит в диапазоне от 8 до 10 дБ.

Все акустические системы способны выдерживать намного большую мощность в кратковременном пике, чем в постоянном режиме, и правильный выбор усилителя в большой степени определяется именно этой способностью АС.

2. Как характер музыкального материала влияет на предельно допустимую мощность АС?

Динамики АС могут получать повреждения двух типов – термические и механические. Предположим, что 100-ваттный усилитель вышел из строя и начал выдавать высокочастотные колебания за пределами диапазона слышимости. Легкая звуковая катушка твитера почти сразу может выйти из строя из-за перегрева. С другой стороны, предположим, что НЧ-динамик постоянно подвергается избыточной раскачке из-за рокота проигрывателя винила, слишком высокого уровня басов, обратной связи в низкочастотной области или сочетания этих факторов. Через некоторое время движущиеся части вуфера окажутся в напряженном состоянии, способном привести к смещению оси звуковой катушки и ее износу из-за трения. В особо серьезных случаях катушка может вылететь из зазора и зависнуть над магнитной системой, как показано на рис. 2.

Динамик в нормальном состоянии

Динамик в перегруженном состоянии

К таким повреждениям может привести даже не очень высокая мощность; в случае сигнала сверхнизкой частоты достаточно всего 20-30 Вт. Общепринятые инженерные практики подразумевают применение в профессиональных системах фильтров высокой частоты для ослабления сигналов за пределами полосы пропускания системы.

3. Как рассчитывается номинальная мощность акустических систем JBL Professional?

Как было отмечено, динамик АС может быть поврежден в результате перегрева звуковой катушки или избыточной раскачки в низкочастотной области. В идеале нам нужен стандартный тестовый сигнал, в котором приняты в расчет оба этих вида повреждений и в то же время применимый на практике. Он описывается стандартом Международной электротехнической комиссии (IEC) № 268-5. Это сигнал типа розовый шум с коэффициентом амплитуды нагрузки 6 дБ, фильтрованный на 12 дБ на октаву ниже 40 Гц и выше 5 кГц.

Для определения номинальной мощности на испытуемые экземпляры динамиков подается тестовый сигнал с постепенным увеличением мощности и выявляется тот ее уровень, который они способны выдерживать в течение восьми часов. Подробности процесса тестирования приведены на рис. 3.

Мы уже упоминали выше, что коэффициент амплитуды нагрузки составляет 6 дБ. Поясним это в подробностях. Коэффициент амплитуды соотносится с пик-фактором сигнала и является точной мерой пикового значения шума, связанного со средней «нагревающей способностью» сигнала для звуковой катушки. Величина 6 дБ означает, что на конкретный динамик или преобразователь подается сигнал, мощность которого в четыре раза превышает среднюю. Например, при тестировании этим методом динамика с номинальной мощностью 150 Вт на него в течение восьми часов подавался бы сигнал с мгновенной мощностью 600 Вт. Этот метод настолько хорошо отвечает реальным условиям работы динамиков, что компания JBL теперь применяет его для всех акустических систем, отказавшись от всех ранее использовавшихся показателей мощности.

4. Что можно сказать о неправильной эксплуатации АС в нормальном режиме? Применяются ли в подобных условиях какие-либо корректирующие коэффициенты для систем?

Да. JBL выделяет три категории способов применения АС, в которых требуется корректировка указанного для системы номинала IEC:

A. При тщательно контролируемом использовании в случаях, когда должно быть обеспечено прохождение пиковых сигналов, для системы требуется усилитель, мощность которого вдвое превышает номинал АС по IEC. Например, комплект студийных мониторов с номинальной мощностью 300 Вт будет успешно работать с усилителем с выходной мощностью 600 Вт.

Пояснение: тщательное наблюдение в данном случае необходимо. Процесс записи высококлассной музыки сегодня подразумевает наличие в сигнале всплесков высокой амплитуды. Они обычно имеют очень малую продолжительность и в силу этого не нагружают компоненты системы. Таким образом, дополнительный резерв по мощности в 3 дБ (в два раза) обеспечит более устойчивое функционирование системы и меньшую утомляемость слушателя.

B. При рутинном применении, когда в расчет должен входить постоянно высокий, но не приводящий к искажениям уровень сигнала, для системы требуется усилитель, мощность которого соответствует номиналу АС по IEC.

Пояснение: к этому случаю относится большая часть ситуаций, в которых требуется звукоусиление. Такие системы нередко неумышленно подвергаются перегрузкам или могут войти в цикл обратной связи. При использовании усилителя с такой же номинальной мощностью по IEC владелец может рассчитывать на безопасную работу системы.

C. При применении в системе с музыкальными инструментами, допускающими возможность применения искажений (перегрузки звука), требуется усилитель, мощность которого соответствует половине номинала АС по IEC.

Пояснение: большая часть рок-композиций записывается практически на максимальном уровне, близком к клиппированию, поскольку именно такой звук нравится поклонникам рока. Если усилитель, способный выдавать 300 Вт на синусоидальном сигнале без искажений, выводится в режим клиппинга, его выходная мощность может достигать 600 Вт! В таком случае понижение мощности усилителя до половины номинала IEC обеспечит безопасную работу динамиков.

Источник

Как подобрать усилитель к колонкам

Сегодня на рынке массовой компьютерной акустики (да и не только) преобладают активные колонки. Усилитель уже встроен в их корпус, а это значит, что их достаточно подключить к источнику звука (кабелем или по Bluetooth) и к источнику питания.

Однако старые добрые пассивные колонки тоже не сдаются. Как правило, они применяются в профессиональной сфере и в сегменте Hi-Fi и Hi-End. Высококачественные акустические системы часто не имеют встроенного усилителя: владельцу предлагается докупить подходящий отдельно.

Как выбрать усилитель для колонок правильно? Задача не такая простая: неверный подбор усилителя в худшем случае может привести к их перегрузке и порче. А в самом невинном случае колонки просто не раскроют свой потенциал и не обеспечат вам качественный звук. Поэтому перед тем, как подобрать усилитель к колонкам, надо узнать параметры своих колонок.

Рассмотрим самый простой случай: вы решили купить полный усилитель, а не набор из предварительного и оконечного. Сегодня выпускается достаточно много.

Что надо знать о колонках для выбора

Предположим, колонки у вас уже есть. Вы начали собирать с них свою аудиосистему по советам знатоков (если так, то они правильно вам посоветовали), или просто по случаю выгодно купили комплект акустики. На что надо обратить внимание?

• Мощность. Этот параметр обычно указывается и в документации колонок, и на их корпусе. Следует отличать пиковую мощность, на которую колонки способны кратковременно, и номинальную. Ту мощность, на которой звук воспроизводится без искажений. Именно на второй мощности следует использовать акустику.
• Сопротивление. Считается, что, чем сопротивление выше, тем качественнее звук: гасятся шумы и искажения. Однако, в отличие от наушников, где значение сопротивления может колебаться в очень широком диапазоне, колонки обычно имеют сопротивление лишь от 4 до 8 Ом. Важно учесть: чем выше (при прочих равных) сопротивление, тем меньше энергопотребление колонок и, следовательно, громкость воспроизведения.

Таким образом, перед тем, как выбрать усилитель звука для колонок, надо знать их данные. Усилители тоже имеют соответствующие параметры — выходная мощность и сопротивление. И они должны соответствовать у обоих устройств. Однако в реальности, конечно, сопротивление и мощность могут отличаться. Так ли это страшно?

Опасности неверного подбора усилителя

Что может пойти не так при неправильном выборе? И как подобрать усилитель к колонкам по мощности так, чтобы избежать возможных проблем?

Рассмотрим такие случаи:

• Мощность усилителя больше мощности колонок. Это не страшно, если вы не будете включать его на полную. В идеале достаточно будет 50-70% от максимума. Более того, такое сочетание, как считается, обеспечивает наиболее качественный звук. Однако есть риск, что однажды вы, забывшись, поставите громкость на максимум — и это повредит диффузорам колонок. Можете пересмотреть «Назад в будущее» — в начале фильма Марти Макфлай именно это и делает, с разрушительными последствиями.
• Мощность усилителя соответствует мощности колонок. Вроде бы всё идеально. Однако на максимальной громкости акустика начинает выдавать искажения, а усилитель на своём максимуме может подавать на колонки постоянный ток, что портит их. Качественные усилители, конечно, снабжают специальными конденсаторами во избежание «жарки» колонок постоянным током. Но лучше не рисковать и запускать такую систему на те же 50-70% громкости от силы.
• Мощность усилителя меньше мощности акустики. Казалось бы, здесь риск исключён. Однако нет: опасность «жарки» постоянным током, если усилитель работает на полную, всё ещё есть. Если же включить его на 60-70%, риск исключается. Однако акустика не раскрывает потенциал.

Что же до сопротивления (импеданса), то сочетания сводятся к следующим вариантам:

• Сопротивление усилителя меньше сопротивления колонок. Опасное сочетание: такие колонки могут не справиться с подаваемым от усилителя сигналом и испортиться. Лучше его избегать.
• Сопротивление усилителя соответствует сопротивлению колонок. Идеальный случай.
• Сопротивление усилителя меньше сопротивления колонок. Вы не рискуете исправностью техники, однако фактическая выходная мощность будет в полтора-два раза ниже реальных способностей вашей акустики. То есть, колонки толком не зазвучат.

Некоторые усилители оснащаются либо селектором импеданса, либо разными каналами с разным сопротивлением. Такую модель можно просто переключить в режим, соответствующий вашим колонкам. Другие модели совместимы как с 4-омными, так и с 6- и 8-омными колонками, однако мощность будет падать обратно пропорционально сопротивлению. Выигрыш здесь будет в гарантии того, что колонки будут работать исправно. К тому же, если вы однажды задумаетесь, как подобрать колонки под усилитель, у вас будет более широкий выбор.

Вопросы вкуса

Какой звук вы любите: старый мягкий, или современный, «во все частоты»? От этого тоже зависит ответ на вопрос, как подобрать усилитель к колонкам к вашему удовольствию. Ведь если звук вам не по душе, то правильный подбор параметров не спасёт.

Здесь можно рассмотреть два наиболее распространённых типа усилителей:

• Ламповые. Хотя выражение «тёплый ламповый звук» уже трудно воспринимать без иронии, характер звука всё равно отличается: меньше шумов, меньше искажений при кратковременных перегрузках, дополнительные искажения, которые создают «привкус». Если вы слушаете старую музыку или её современную трактовку, записанную аналоговым способом, с винила, кассет или в высококачественных рипах, то есть смысл прислушаться к «лампе».
• На интегральных микросхемах. Это более современный тип, отличающийся более точным звуком, без характерных ламповых искажений, придающих «теплоту». Это хороший выбор для современной музыки — от рока до клубных стилей и хип-хопа.

Принципы подбора по совместимости остаются в силе для обоих типов.

Источник

Как подобрать усилитель по мощности — Полная инструкция

Вступление:

Какой же все таки подобрать усилитель стерео «PAS-240» к колонкам по мощности (нужной, для чистого звучание, без посторонних хрипов). Чтобы и соседи, сами приходили и просили почаще, да погромче включать музыку. При этом выгодным было соотношение цена-качества. А акустика выдавала мощные и чистые звуки, без страха, что может сгореть.

Долго в голове звучало: «Ну как подобрать усилитель к колонкам по мощности?» Помогли звукачи, что обслуживают выступления звезд на концертах. Оказывается все просто. Есть главные принципы по ним и делают выбор. Мы постарались полно раскрыть их в статье.

Содержание:

1. 3 секрета, как подобрать усилитель «PAS-240» к колонкам по мощности.
2. Чем больше сопротивлений, тем его меньше.
3. Забытый секрет (о котором знали все) не сжечь колонки.
4. Почему все меломаны втайне мечтают о тишине.
5. Безупречная гармония — одобрена крокодилом Геной.

Статья:

3 секрета всему свету: Подбираем усилок нужной мощности к колонкам.

#1. Первое, что нам пишут на этикетке это мощность нашего усилителя. Так бывают три мощности: пиковая, номинальная и рмс-мощность. На этикетке могут быть указаны, как три мощности, так и одна из них. В этом случае определить тоже очень легко.

Номинальную мощность, а именно она нам и нужна, находим так: Пиковую (Peac), если дана она, делим на 2, получаем номинал. Или Рмс(Rms) умножаем на 2, и так же номинальная мощность оказывается у вас в «кармане». У Hi End стерео усилителей «PAS-240» дана номинальная мощность: 2х160 Вт (4 Ом, Модель 6).

После того, как вы заполучили номиналку, теперь смотрите мощность акустики-колонок (к которым хотите подключить усилитель).

а) Если моща усилка больше, чем акустики тогда «жизни» давать на 50-70% достаточно. Иначе получите эффект как у Макларена в первой части «Назад в будущее» (Когда он улетел от силы звука исходящей от колонок)

б) Если же мощности равнозначны, тогда никак не думайте, что идеал. Здесь на самом деле и «порылась собака». Когда накрутите полную мощность, усилитель начнет выдавать постоянный ток, что может повлечь крах акустики. Здесь так же следует держаться тех же 50-70% выдаваемой мощности усилителя.

в) В случае когда акустика более мощная, чем усилитель. В этом случае угроза постоянного тока при работе усилителя на всю катушку так же присутствует, и к тому же еще, потенциал заключенный в колонках пойдет коту под хвост (просто-напросто никак его не сможете на всю использовать, только некоторую часть).

Разобрались: для качественного звучания и взаимодействия колонок с усилителем (на уровне мощности) наиболее подходящим вариантом, при выборе, — является первый — вариант (а)

И еще вы поняли, что для благотворного звучания и оптимальной работы(в связке усилитель-акустика) главное, — чтобы оставался запас мощности на усилителе. Также противопоказано накручивать до конца ручку громкости, так как это неизбежно приведет к большим искажениям по звуку.

Но оказывается, не все так «шито-крыто» в этом вопросе. Вы наверное подумали: «Ну все теперь я великий эксперт в выборе усилителя и акустики, пошел приобретать». Но не тут то и было. Все только начинается.

Есть один способ существенно увеличить мощность и качество звучания. А это и есть второй секрет. Без этого первый метод останется примерно рядом с «пустым звуком».

#2. Качество и силу звучания можно очень сильно увеличить правильным соотношением мощности усилителя и чувствительности акустики. И чем ниже будет чувствительность колонок, тем выше должна быть мощность усилителя. Посмотрите на таблицу:
Чувствительность акустической системы: Мощности усилителя:

105 дБ 1 Вт 2 Вт 3 Вт
102 дБ 2 Вт 4 Вт 6 Вт
99 дБ 4 Вт 8 Вт 12 Вт
96 дБ 8 Вт 16 Вт 24 Вт
93 дБ 16 Вт 32 Вт 48 Вт
90 дБ 32 Вт 64 Вт 96 Вт
87 дБ 64 Вт 128 Вт 192 Вт
84 дБ 128 Вт 256 Вт 384 Вт

И теперь: «Бинго»! Исходя из таблицы делаем вывод, который возводит вас на высшую степень в умении выбирать правильный усилитель. Так трехваттный усилок в совокупности с колонками, с чувствительностью в 105 Дб, равняется усилку с мощностью 384 Вт в паре с акустикой в 84 Дб. Вы понимаете какие преимущества?

Так что выбирайте чувствительность колонок высокую и порядком сэкономите на мощности усилителя, соответственно и на затратах. Эти сэкономленные средства можно вложить в выбор усилителя по третьему секрету.

#3. Усилители можно разделить на способность работать с нагрузкой от 8 Ом и от 4 Ом. Чем ниже сопротивление акустики, тем выше должна быть мощность усилителя.

Так при сопротивлении 4 Ома на акустике, усилителю требуется 200 Вт, а для 8 Ом — 100 Вт. При этом и звучание от 200 Вт будет в два раза качественнее. Вы четко ощутите всю мощь басов и различите каждую струнку соло-гитары. А на 8 омном при 100 Вт все будет, в сравнении, звучать расплывчато.

Но, что вас более привлекает, цена или сверх нюансы, вам решать. Хороший выход всегда есть — все это сочетает в себе Hi End усилитель PAS-240 от Российского производителя с многолетней историей. Ведь только при сравнении заметны различия.

Да, сопротивление вносит свои коррективы, чтобы нам немного задуматься. И теперь подробнее о сопротивлении, раз оно такое сильное влияние оказывает на качество.

2. Хотите меньше сопротивления — добавьте сопротивлений.

Первое, что нужно — это начать с разбора противостояний сопротивлений усилителя и колонок, как в финале плэй офф.

а) Импеданс (сопротивление) колонок «одерживает победу» у сопротивления усилителя, — такой результат для вас категорически неприемлем. Это может порадовать только если вы захотите посмотреть, как колонки разорвет на мелкие кусочки.

б) Ничья. Равнозначное количество сопротивлений акустики и усилителя — лучше ничего не придумаешь. Флаг вам в руки, смело делайте ставку на этот счет.

в) Колонки проигрывают по сопротивлению усилку. При таком исходе«встречи» все работать будет безо всяких намеков на поломку. Но так, что захочется записать «поражение» не только сопротивлению колонок, но и мощности выданного ими звука. (Акустика будет выдавать звук с мощностью гораздо слабее реальных своих возможностей)

Вывод: вариант (б) наиболее удачный

А теперь ниже приведен способ, следуя которому вы сможете сами выбрать нужное сопротивление колонок равное усилителю. Чтобы в этих противостояниях счет всегда был ничейный.

Но есть метод куда проще. Где никак не нужно ничего подсчитывать и с гарантией 100%, что все зазвучит качественно, с нужной вам мощностью. Это многоканальные усилители, с разными сопротивлениями на каналах. Их легко можете переключить на любой канал с нужным Вам сопротивлением.

Что хорошо реализовано в многоканальных усилителях(многоканальниках): Двухканальном: «PA-2», Пятиканальном: «PA-5», Десятиканальном: «PA-10».

Все же если вы захотите сами все настроить, то этот простой, но эффективный способ для Вас.

3. Чтобы качественно настроить аудиосистему — зовите восьмиклассника.

Вообще это может пригодиться только тем, кто сам собирается подключать колонки к усилку. Ну и кто будет нанимать специалиста тоже запоминайте. Потом перед ним будет возможность выказать экспертность, заодно проверить его компетентность.

Так вот, если нужно уменьшить сопротивление подключаемых колонок, тогда их подсоединяете параллельно, а если увеличить то последовательно. Зная это всегда избежите больших перегрузок на колонки. Это программа восьмого класса по физике.

Но вся загвоздка состоит, что указанные значения сопротивлений не всегда соответствуют реальным. Следовательно весь ваш подбор по параметрам сведен будет практически к нулю.

И как же тогда быть?

В них значения соответствуют указанным. Потому что они изготавливаются по вашим предпочтениям. Что приведет к полной гармонизации взаимодействия колонок и усилителя.

Кстати самое время рассказать о гармонии в звучании, точнее о гармониках. Которые своим присутствием расширяют диапазон звучания на разных частотах и разукрашивают этим звук (придавая ему разнообразие оттенков столь важных для полного и внимательного прослушивания). Из за этого только и стоит приобретать усилок.

4. В качественном звучании главное тишина

В «природе» до недавнего времени признавали два вида звучания. Названия которых произошли от типа усилителей — ламповый и транзисторный. А заслуги их в том, что ламповый имеет 5 гармоний звучания. Так после ламповых стали производить транзисторные усилители. В которых диапазон увеличился до 11 гармоний.

(Гармония — порядок в звуках, аккордах, ладах. И чем больше гармоний тем звук расширяет свои границы, увеличивает частоты.)

При этом «ламповое» звучание при меньшем диапазоне — в пять гармоний, издает гулкие «низы» и приглушенный «верх», (принимая этими качествами ограниченный диапазон звучания) имеет качественный звук в плане чистого его воспроизведения.

А «транзисторное», при мощных басах и четких «верхах» (при этом диапазон звучания намного шире, в 11 гармоний) имеет сопровождающие все это хрипы и металлические «окрашивания».

В этом отличия «лампового» звучания от «транзисторного».

Заставить замолчать «транзисторные хрипы» (добиться от них тишины) и при этом сохранить число гармоний, — можно понижением коэффициента нелинейных или гармонических искажений (КНИ) до 0.003%.(У модели 6 Hi End стерео усилителя PAS-240)

Это с успехом смогли реализовать в Hi-End усилителях PAS-240.

5. А я играю на гармонии

Теперь наслаждаться чистым звуком в диапазоне 11 гармоний (при этом каждая из них выступает безо всяких «окрашиваний») доступно. Усилитель в этом случае является лишь проводником звука, и никак не преобразователем.

Как говорил крокодил Гена Чебурашке: «Это вы здорово придумали».

Если вам действительно важно иметь усилитель высокого класса, то конечно этот товар вам стоит приобрести. Тем более он является отечественного производства, что делает его цену привлекательнее зарубежных аналогов.

При цене 300 т.р от зарубежных производителей, Hi End усилитель «PAS-240» обойдется всего от 85.000 р. А качество превосходит заграничные аналоги.

Ведь не для кого уже не секрет, что сейчас на западе политика недолговечности использования изделия. Когда в России наоборот заинтересованы в добром имени, для привлечения внимания к своему продукту.

Теперь вы все ответы знаете на вопрос: «как подобрать усилитель к колонкам по мощности?» И сможете даже проконсультировать, смело блеснув знаниями.

Вот адрес, по которому вам предоставляют лично испробовать все плюсы Hi End усилителя «PAS-240».

Переходите по ссылке где можете приобрести данный усилитель «PAS-240».

Источник