Korisni savjeti. Snaga: koliko vati je potrebno zvučniku?

Postoji mnogo različitih tipova emitera zvuka, ali najčešći su elektromagnetni emiteri ili kako ih još nazivaju zvučnici.

Zvučnici su glavni strukturni elementi akustičkih sistema (AS). Nažalost, jedan zvučnik nije u stanju da reproducira čitav zvučni opseg frekvencija. Stoga se za reprodukciju punog opsega u akustičnim sistemima koristi nekoliko zvučnika, od kojih je svaki dizajniran za reprodukciju vlastitog frekvencijskog opsega. Principi rada niskofrekventnih (NF) i visokofrekventnih (HF) zvučnika su isti, a razlike leže u implementaciji pojedinih strukturnih elemenata.

Princip rada zvučnika zasniva se na interakciji naizmjeničnog magnetnog polja stvorenog strujom koja teče kroz žicu magnetske zavojnice s magnetnim poljem trajnog magneta.

Unatoč komparativnoj jednostavnosti dizajna, zvučnici namijenjeni korištenju u visokokvalitetnim akustičnim sustavima imaju veliki broj važnih parametara od kojih ovisi konačni zvuk akustičkog sustava.

Najvažniji pokazatelj koji karakteriše zvučnik je reprodukovani frekvencijski opseg. Može se naznačiti kao par vrijednosti (donja granica i gornja granica frekvencije) ili dati u obliku amplitudno-frekventnog odziva (AFC). Druga opcija je informativnija. Frekvencijski odziv je grafička zavisnost nivoa zvučnog pritiska koji stvara zvučnik na udaljenosti od 1 metar duž radne ose o frekvenciji. Frekvencijski odziv vam omogućava da procijenite frekventne distorzije koje zvučnik unosi u originalni signal, a također, u slučaju korištenja zvučnika kao dijela višepojasni sistema, da identifikujete optimalnu vrijednost frekvencije skretnog filtera. Frekvencijski odziv omogućava da se zvučnik klasifikuje kao niskofrekventni, srednjefrekventni ili visokofrekventni.

Odabir subwoofera

Za NF zvučnike, pored frekventnog odziva, bitna grupa indikatora su i takozvani Thiel-Small parametri. Na osnovu njih se izračunavaju parametri akustičkog dizajna za zvučnik (kućište sistema zvučnika). Minimalni skup parametara je rezonantna frekvencija - fs, ukupni faktor kvaliteta - Qts, ekvivalentna zapremina - Vas.

Thiel-Small parametri opisuju ponašanje zvučnika u području djelovanja klipa (ispod 500Hz), smatrajući ga oscilirajućim sistemom. Zajedno sa akustičnim dizajnom (AO), zvučnik je visokopropusni filter (HPF), koji omogućava upotrebu matematičkih alata pozajmljenih iz teorije filtera u proračunima.

Procjena Thiel-Small vrijednosti parametara zvučnika, a prije svega, ukupnog faktora kvalitete Qts, omogućava nam da prosudimo o preporučljivosti korištenja zvučnika u akustičnim sistemima s jednom ili drugom vrstom akustičkog dizajna (AO) . Za zvučnike sa fazno invertovanim akustičnim dizajnom uglavnom se koriste zvučnici sa ukupnim faktorom kvaliteta do 0,4. Vrijedi napomenuti da su fazno obrnuti sistemi najzahtjevniji, sa stanovišta dizajna, u poređenju sa zvučnicima koji imaju zatvoreni i otvoreni AO. Ovaj dizajn je osjetljiv na greške napravljene u proračunima i u proizvodnji kućišta, kao i kada se koriste nepouzdane vrijednosti za parametre woofera.

Prilikom odabira woofera, parametar Xmax igra važnu ulogu. Xmax pokazuje maksimalni dozvoljeni pomak konusa, pri kojem se održava konstantan broj zavoja žice zvučne zavojnice u procjepu magnetskog kola zvučnika (vidi sliku ispod).

Za satelitske sisteme zvučnika prikladni su zvučnici sa Xmax = 2-4mm. Za subwoofere treba koristiti zvučnike sa Xmax=5-9mm. Istovremeno, održava se linearnost pretvorbe električnih vibracija u akustične pri velikim snagama (i, shodno tome, velikim amplitudama vibracija), što se očituje efikasnijim niskofrekventnim zračenjem.

Ako ste odlučili napraviti sistem zvučnika vlastitim rukama, neizbježno ćete se suočiti s pitanjem odabira markiranih komponenti, uključujući frekvenciju zvučnika. Bez iskustva u korištenju proizvoda različitih proizvođača, ponekad je teško napraviti najbolji izbor. Morate se rukovoditi mnogim faktorima i upoređivati prema mnogim parametrima, ne samo onima koji se odnose na karakteristike pasoša. ACTON zvučnici će uspješno upotpuniti vaš sistem zvučnika jer pored visokog kvaliteta imaju niz prednosti:

imaju optimalan odnos cene i kvaliteta u svom segmentu;
zvučnici su posebno dizajnirani za profesionalne zvučnike koji se koriste za sinkronizaciju društvenih i kulturnih događaja;
razvijena je dokumentacija za proizvodnju kućišta za zvučnike;
interakcija između potrošača i proizvođača vrši se direktno bez posrednika, čime se izbjegavaju problemi s dostupnošću rezervnih dijelova i komponenti;
informatička podrška o dizajnu zvučnika;
visoka pouzdanost ACTON zvučnika.

Možete se upoznati sa asortimanom ACTON zvučnika.

Odabir visokotonca

Prilikom odabira visokotonca, frekvencijski odziv određuje nižu frekvenciju raspona koji reproducira. Neophodno je da se frekvencijski opseg visokotonca donekle preklapa sa frekvencijskim opsegom woofera.

Neki visokotonci su dizajnirani da rade u kombinaciji sa sirenom. Za razliku od visokotonaca s direktnim zračenjem (ili visokotonaca, kako ih zovu), visokotonci s rogovima, zbog svojstava sirene, imaju nižu graničnu frekvenciju reprodukovanog audio opsega. Donja granična frekvencija takvog visokofrekventnog zvučnika može biti otprilike 2000-3000 Hz, što u mnogim slučajevima omogućava napuštanje srednjetonskog zvučnika u zvučniku.

Zbog svog dizajna, visokotonci obično imaju veću osjetljivost od woofera. Stoga je u fazi projektiranja filtera u njemu predviđen krug atenuatora (supresora), koji je neophodan za smanjenje viška zračenja, čime se vrijednosti osjetljivosti visokofrekventnih i niskofrekventnih zvučnika dovode na istu razinu.

Prilikom odabira visokotonca važno je uzeti u obzir njegovu snagu, koja se bira na osnovu snage woofera. U ovom slučaju, snaga VF zvučnika se uzima manjom od snage NF zvučnika, što proizilazi iz analize spektralne gustine audio signala, što odgovara ružičastom šumu (koji ima pad prema visokim frekvencijama). Za praktičan proračun snage raspršene visokofrekventnom dinamikom u zvučnicima s frekvencijom skretnice od 3-5 kHz, možete koristiti kalkulator na našoj web stranici.

Podsjetimo da se VF zvučnici ne mogu koristiti bez visokopropusnog filtera (HPF), koji ograničava prodiranje niskofrekventnog dijela spektra.

Faktori oštećenja zvučnika

U slučaju nenormalnih uslova rada moguća su mehanička i električna oštećenja zvučnika. Mehanička oštećenja nastaju kada amplituda vibracija difuzora premašuje dozvoljenu amplitudu, koja zavisi od mehaničkih svojstava elemenata pokretnog sistema. Najkritičnija frekvencijska zona za takva oštećenja je blizu i ispod frekvencije mehaničke rezonancije zvučnika, tj. gdje je amplituda oscilacija maksimalna. Električna oštećenja nastaju kao rezultat nepovratnog pregrijavanja zvučne zavojnice. Najkritičniji frekvencijski opseg za oštećenja ove vrste odgovara opsegu koji se nalazi u blizini elektromehaničke rezonancije zvučnika. Obje vrste oštećenja nastaju kao rezultat prekoračenja maksimalno dozvoljene električne snage koja se dovodi do zvučnika. Kako bi se izbjegle takve posljedice, maksimalna vrijednost snage je standardizirana.

Postoji nekoliko standarda pomoću kojih proizvođači normalizuju snagu svojih proizvoda. Najbliži sa stanovišta stvarnih uslova u slučaju korišćenja akustičkog sistema za ozvučenje javnih događaja je AES standard. Snaga prema ovom standardu definira se kao kvadrat efektivnog napona u određenom pojasu ružičastog šuma koji zvučnik može izdržati najmanje 2 sata, podijeljen sa minimalnom vrijednošću impedance Zmin. Standard reguliše prisustvo zvučnika u "slobodnom vazduhu" bez kućišta. Prilikom testiranja, neki proizvođači zvučnik postavljaju u kućište, čime se njegovi radni uslovi približavaju realnim, što, sa njihove tačke gledišta, dovodi do objektivnijih rezultata. Poznata vrijednost snage zvučnika služi kao smjernica pri odabiru pojačala čija snaga treba da odgovara vrijednosti snage AES zvučnika.

Vrijedi napomenuti da je stvarnu vrijednost snage koja se dovodi do zvučnika teško procijeniti bez posebnih mjerenja i može uvelike varirati čak i uz istu postavku kontrole jačine zvuka na uređajima za zvučnu stazu.

Na to mogu uticati mnogi faktori, kao što su:

Spektar reprodukovanog signala (muzički žanr, frekvencijski i dinamički opseg muzičkog dela, dominantni muzički instrumenti);
Karakteristike krugova pasivnog filtera i aktivnih skretnica koje ograničavaju spektar izvornog signala koji ulazi u zvučnike;
Korištenje ekvilajzera i drugih uređaja za korekciju frekvencije u audio stazi;
Način rada pojačala (pojava nelinearne distorzije i klipinga);
Dizajn kućišta akustičkog sistema;
Neispravnost pojačala (pojava konstantne komponente u spektru pojačanog signala)

Sljedeće mjere povećavaju pouzdanost rada sistema zvučnika:

Smanjenje gornje granice frekvencije woofer zvučnika pomoću niskopropusnog filtera (LPF). U ovom slučaju, dio spektra signala koji daje značajan doprinos zagrijavanju zavojnice je ograničen;
Ograničava frekventni opseg ispod frekvencije podešavanja bas refleksa pomoću LOW-PASS (filter visokih frekvencija) kola. Ova mjera ograničava amplitudu vibracija difuzora izvan radnog opsega zvučnika na niskofrekventnoj strani, sprječavajući mehaničko oštećenje woofera;
Podešavanje visokofrekventnog visokofrekventnog zvučnika na višu frekvenciju;
Dizajn kućišta zvučnika koja pružaju najbolje uslove za prirodnu konvekciju zvučnika;
Eliminacija rada zvučnika sa pojačalom koji radi u nelinearnom izobličenju i režimu klipinga;
Sprečavanje pojave glasnih klikova pri prebacivanju, „navijanja“ mikrofona;
Korištenje limitera u audio stazi.

Imajte na umu da su sistemi zvučnika koji se koriste za profesionalno snimanje zvuka (posebno u diskotekama) često primorani da rade velikom snagom. Tokom rada, zagrijavanje zvučne zavojnice zvučnika može doseći 200 stepeni, a elementi magnetnog kola - 70 stepeni. Dugotrajan rad u ekstremnim uslovima dovodi do činjenice da zvučnici „gore“. To može biti uzrokovano prekoračenjem dozvoljene električne snage dovedene u zvučnik, kao i kvarom pojačala. Sigurnost seta na mnogo načina zavisi od kvalifikacija DJ-a. Zbog toga, bez obzira koji zvučnik odaberete, morate uzeti u obzir dostupnost kompleta za popravku. Istovremeno, situaciju dodatno komplikuje činjenica da u pravilu ne pregori jedan zvučnik u isto vrijeme, već nekoliko, što onesposobljava cijeli set. Uzimajući u obzir sve navedeno, zaključujemo da je pitanje vremena i cijene isporuke kompleta za popravku također izuzetno važno u fazi odabira zvučnika za zvučnike.

Dizajn visokofrekventnih (HF) zvučnika je najrazličitiji. Mogu biti obične, rogove ili kupolaste. Glavni problem u njihovom stvaranju je širenje pravca emitovanih oscilacija. U tom smislu, kupolasti zvučnici imaju određene prednosti. Promjer difuzora ili zračeće membrane visokotonaca HF kreće se od 10 do 50 mm. Često su visokotonci sa stražnje strane čvrsto zatvoreni, što eliminira mogućnost modulacije njihovog zračenja zračenjem niskofrekventnih i srednjefrekventnih emitera.

Tipičan minijaturni konusni visokotonac dobro proizvodi visokofrekventne zvukove, ali ima vrlo uzak uzorak zračenja - obično unutar ugla od 15 do 30 stepeni (u odnosu na centralnu osu). Ovaj ugao se postavlja kada je izlaz zvučnika tipično smanjen za -2 dB. Naznačen je ugao odstupanja i od horizontalne i od vertikalne ose. U inostranstvu se ovaj ugao naziva ugao disperzije ili disperzije zvuka.

Za povećanje kuta disperzije, difuzori ili priključci za njih izrađuju se u različitim oblicima (sferni, u obliku roga, itd.). Mnogo ovisi o materijalu difuzora. Međutim, konvencionalni visokotonci ne mogu da emituju zvukove sa frekvencijama primetno većim od 20 kHz. Postavljanje posebnih reflektora ispred visokotonca (najčešće u obliku plastične rešetke) omogućava vam da značajno proširite obrazac zračenja. Takva rešetka je često element akustičnog okvira visokotonca ili drugog emitera.

Vječna tema rasprave je pitanje da li je uopće potrebno emitovati frekvencije iznad 20 kHz, jer ih naše uho ne čuje, a čak i studijska oprema često ograničava efektivni raspon zvučnih signala na nivou od 10 do 15-18 kHz. Međutim, činjenica da takve sinusoidne signale ne čujemo ne znači da oni ne postoje i da ne utiču na oblik vremenskih zavisnosti stvarnih i prilično složenih audio signala sa mnogo nižim stopama ponavljanja.

Postoji mnogo uvjerljivih dokaza da je ovaj oblik u velikoj mjeri izobličen kada je frekvencijski opseg umjetno ograničen. Jedan od razloga za to su fazni pomaci različitih komponenti složenog signala. Zanimljivo je da naše uho ne osjeća same pomake faze, ali je u stanju razlikovati signale s različitim oblicima vremenske ovisnosti, čak i ako sadrže isti skup harmonika s istim amplitudama (ali različitim fazama). Od velike važnosti je priroda opadanja frekvencijskog odziva i linearnost faznog odziva čak i izvan efektivno reprodukovanog frekventnog opsega.

Uopšteno govoreći, ako želimo da imamo ujednačen frekventni i fazni odziv u čitavom audio opsegu, onda bi frekvencijski opseg koji stvarno emituje akustika trebao biti znatno širi od audio. Sve ovo u potpunosti opravdava razvoj širokopojasnih emitera od strane mnogih vodećih kompanija u oblasti elektroakustike.

Postavljanje HF emitera Postoji problem - rezultat u velikoj mjeri ovisi o tome gdje su glave postavljene i kako su orijentirane. Hajde da pričamo o VF glavi, ili visokotoncu.

Karakteristike VF glava Iz teorije širenja zvučnog talasa poznato je da se sa povećanjem frekvencije dijagram zračenja emitera sužava, a to dovodi do sužavanja optimalne zone slušanja. Odnosno, moguće je postići ujednačenu tonsku ravnotežu i ispravnu scenu samo na malom prostoru. Stoga je proširenje dijagrama zračenja HF emitera glavni zadatak svih dizajnera zvučnika. Najslabija ovisnost dijagrama zračenja o frekvenciji uočena je kod visokotonaca s kupolom. Upravo je ova vrsta HF emitera najčešća u automobilskim i kućnim zvučnicima. Ostale prednosti kupolastih radijatora su njihova mala veličina i odsustvo potrebe za stvaranjem akustičnog volumena, dok nedostaci uključuju nisku donju graničnu frekvenciju koja se nalazi u rasponu od 2,5-7 kHz. Sve ove karakteristike se uzimaju u obzir prilikom ugradnje visokotonca. Na lokaciju ugradnje utiče sve: radni opseg visokotonca, njegove karakteristike usmerenosti, broj instaliranih komponenti (2- ili 3-komponentni sistemi), pa čak i vaš lični. ukus. Odmah da rezervišemo da ne postoje univerzalne preporuke po ovom pitanju, pa ne možemo da upiremo prstom u vas - kažu, stavite ovde i sve će biti OK! Međutim, danas postoji mnogo standardnih rješenja s kojima je korisno upoznati se. Sve od navedenog vrijedi za ne-procesorska kola, ali to vrijedi i za korištenje procesora, njegovo prisustvo jednostavno pruža mnogo više mogućnosti za kompenzaciju negativnog utjecaja neoptimalne lokacije;

Praktična razmatranja. Prvo, podsjetimo se nekih kanona. U idealnom slučaju, udaljenost do lijevog i desnog visokotonca bi trebala biti ista, a visokotonci bi trebali biti postavljeni u visini očiju (ili ušiju) slušatelja. Posebno je uvijek najbolje pomaknuti glave visokotonaca što je više moguće, jer što su one dalje od ušiju, manja je razlika u udaljenostima do lijevog i desnog drajvera. Drugi aspekt: visokotonac ne bi trebao biti daleko od srednjeg tona ili glave basa/srednje tona, inače nećete dobiti dobar tonski balans i fazno usklađivanje (obično vođeno dužinom ili širinom dlana). Međutim, ako je visokotonac nisko postavljen, zvučna pozornica pada i čini se da ste iznad zvuka. Ako je postavka previsoka, zbog velike udaljenosti između visokotonaca i srednjetonskih zvučnika, gubi se integritet tonskog balansa i faznog usklađivanja. Na primjer, kada slušate numeru sa snimkom klavirskog komada, na niskim notama isti instrument će zvučati nisko, a na visokim notama će naglo skočiti prema gore.

Usmjerenost HF glave. Kada ste shvatili gdje ćete instalirati VF glavu, trebali biste odlučiti o njegovom smjeru. Kao što praksa pokazuje, da bi se postigao ispravan timbralni balans, bolje je visokotonac usmjeriti prema slušaocu, a za postizanje dobre dubine zvučne scene koristiti refleksiju. Izbor je određen vašim ličnim osjećajima o muzici koju slušate. Ovdje je glavna stvar zapamtiti da može postojati samo jedna optimalna lokacija za slušanje.
Preporučljivo je orijentirati visokotonac u prostoru tako da mu je središnja os usmjerena prema bradi slušatelja, odnosno postaviti različit ugao rotacije lijevog i desnog visokotonca. Dvije su stvari koje treba imati na umu kada usmjeravate reflektirajući visokotonac. Prvo, ugao upada zvučnog vala jednak je kutu refleksije, a drugo, produžavanjem putanje zvuka idemo dalje zvučnu pozornicu, a ako se zanesete, možete dobiti tzv. efekat tunela, kada je zvučna scena daleko od slušaoca, kao na kraju uskog hodnika.

Način postavljanja. Nakon što je, u skladu s datim preporukama, naznačeno mjesto RF glava, vrijedi započeti eksperimente. Činjenica je da niko nikada neće unapred reći gde će se tačno 100% „pogoditi“ sa vašim komponentama. Najoptimalnija lokacija omogućit će vam da odredite eksperiment, koji je prilično jednostavan za postavljanje. Uzmite bilo koji ljepljivi materijal, na primjer, plastelin, dvostranu traku, čičak ili model vruće ljepilo, stavite svoju omiljenu muziku ili test disk i, uzimajući u obzir sve navedeno, počnite eksperimentirati. Isprobajte različite opcije za mjesta i orijentaciju u svakom od njih. Prije nego što konačno instalirate visokofrekventni drajver, bolje je poslušati još malo i ispraviti ga na plasticine.to nowhere.

Kreativnost. Postavljanje i odabir lokacije visokotonca ima svoje nijanse za 2- i 3-komponentne sisteme. Konkretno, u prvom slučaju, teško je osigurati blisku blizinu visokofrekventnog drajvera i emitera niske frekvencije/srednjeg opsega. Ali u svakom slučaju, ne treba se bojati eksperimentiranja - naišli smo na instalacije gdje su HF glave završavale na najneočekivanijim mjestima. Ima li smisla imati dodatni par visokotonaca? Na primjer, američka kompanija Boston Acoustics proizvodi setove komponentnih zvučnika, gdje crossover već ima prostor za povezivanje drugog para VF glava. Kako objašnjavaju sami programeri, drugi par je neophodan za podizanje nivoa zvučne scene U uslovima testiranja slušali smo ih kao dodatak glavnom paru visokotonaca i bili smo iznenađeni koliko se prostor zvučne scene značajno proširio. poboljšana je razrada nijansi

Pojačalo i zvučnik su karike u istom lancu jedno bez drugog. U prošlom broju smo pobliže ispitali pitanje: "Koju snagu treba da ima pojačalo?" a sada pokušajmo odgovoriti na drugi: "Koje snage treba da bude zvučnik?" Djelomično je odgovor na ovo pitanje dat u prethodnom materijalu, jer, kao što je već spomenuto, nemoguće je razmatrati jedno bez drugog, ali je niz detalja ostao netaknut i, kao što smo obećali, ovoga puta ćemo ih analizirati u više detalja. detalj.

VRSTE SNAGE

Mnogi proizvođači automobilskih zvučnika koriste nestandardne metode za mjerenje snage, koje, usput, nisu uvijek privlačnije od onih koje su općenito prihvaćene za opremu za kućanstvo - samo im je prikladnije. Međutim, većina koristi standardizirane parametre, među kojima nas obično zanimaju tri: nazivna (RMS), maksimalna i vršna snaga. Glavni od ovih parametara je nazivna snaga, a na to ćemo u budućnosti misliti kada jednostavno kažemo “snaga”. Numerički omjer je sljedeći: maksimum je obično 2 puta veći od nazivne snage, a vrh je 3-4 puta veći. Ovo pravilo se ne može nazvati strogim: postoje neki modeli čija je maksimalna snaga tek nešto veća od nominalne.

Kako god bilo, budući da je nazivna snaga najmanja od gore navedenih, brojni proizvođači koriste mali trik: na pakiranju i prvoj stranici uputa, nerazumno velike brojke snage navedene su u velikim brojevima bez naznake vrste , a istina se može utvrditi samo pronalaženjem tehničkih parametara u dokumentu, ili gledanjem na poleđinu zvučnika, ili traženjem nekog neupadljivog natpisa na ambalaži. Ne nasjedajte na ovaj trik.

Dakle, nazivna snaga je upravo ona unutar koje možete dugo slušati muziku na ovim zvučnicima bez straha od nelinearne distorzije i, još više, kvara zvučnika.

ŠTA JE VAŽNIJE – MOĆ ILI OSETLJIVOST?

U prošlom članku smo primijetili da udvostručenje snage podiže nivo zvučnog pritiska za 3 dB. To jest, zvučnik male snage, ali visoke osjetljivosti može razviti isti zvučni pritisak (ista jačina zvuka) kao snažnija, ali manje osjetljiva glava. Stoga, ako morate birati između dva zvučnika jednakog kvaliteta zvuka, od kojih je jedan osjetljiviji, ali manje moćan od drugog, onda je bolje odabrati prvi. Zašto preplaćivati za snagu pojačala, ako čak i sa malim snagama dobijate istu jačinu zvuka?

Usput, zbog određenih okolnosti (na primjer, karakteristika tranzistorskih pojačala), istinski visoko osjetljivi zvučnici za automobilski sektor praktički se ne proizvode. Ali unutar svake klase mogu se pronaći značajna odstupanja u osjetljivosti, a to je izvor svih vrsta nagađanja: naši testovi izuzetno rijetko potvrđuju podudarnost deklariranih vrijednosti Pa savjetujemo da platite pažnju na naše “specijalne nagrade”, a ne na date brojke.

Ponekad naiđete na zvučnike niske osjetljivosti, ali zaista velike nominalne snage, koji pri maloj snazi sviraju ne samo tiho, već i lošije kvalitete, ali ako dobro “okrenete ručicu” zvuk postaje optimalan. Ova opcija se može preporučiti onima koji većinu vremena slušaju samo glasnu muziku i spremni su kupiti pojačalo snage od najmanje sto vati po kanalu.

Značajno povećava jačinu zvuka i smanjuje otpor zvučnika na 3, pa čak i na 2 oma - u posljednje vrijeme pojavljuje se sve više takvih modela. Jedina okolnost. Ono što se mora uzeti u obzir je da se pojačalo mora dobro nositi s takvim opterećenjem. Kategorično ne preporučujemo povezivanje zvučnika od 2-3 oma direktno na ugrađeno pojačalo auto radija ili CD prijemnika - čak i ako ovo radi, to će biti težak test za glavnu jedinicu i, najvjerovatnije, na kraju neće uspjeti .

ODNOS SNAGE ZVUČNIKA I SNAGE POJAČALA

U principu, nema ništa loše ako je RMS pojačala manji od onog zvučnika, ali u ovom slučaju morate još pažljivije rukovati kontrolom osjetljivosti. Paradoks je da će manje moćno pojačalo, kada se počne preopteretiti, vjerovatnije da će vam izgorjeti zvučnike nego snažnije pojačalo! Sve se radi o fenomenu koji se zove “clipping” – tj. rad u ograničavajućem režimu, kada pojačalo proizvodi jako izobličen signal sa velikim sadržajem viših harmonika. Upravo iz tog razloga visokotonci najčešće pregorevaju u zvučnicima. Inače, u glavnim jedinicama u principu nema regulatora osjetljivosti, tako da je potrebno samo jednom na uho odrediti početak pojave distorzije kada se jačina zvuka povećava, a zatim nikada ne okrećite dugme regulatora dalje od ovog nivoa.

ZVUČNICI SNAGA I FREKVENCIJE

Drugi razlog za kvar zvučnika, posebno onih koji reproduciraju niske/srednje opsege, je ignorisanje frekvencijskog opsega koji zapravo reprodukuju. Mnogi proizvođači navode prošireni frekvencijski raspon svojih zvučnika kako bi privukli kupce. Na primjer, za koaksijalni zvučnik standardne veličine od 10 cm i snage 30 W, frekvencijski raspon je 50 - 20.000 Hz. Nije gornja vrijednost ta koja zbunjuje, već donja. Ako u ovaj zvučnik stavite signal od 50 Hz na navedenom nivou snage, ne samo da nećete čuti 50 Hz, već biste lako mogli uništiti zvučnik. To se često događa kada, zaneseni raznim šemama za podizanje basa, zaborave da zvučnik jednostavno nije sposoban reproducirati donji registar. Rezultat je pokidana membrana woofera/srednjetonskog zvučnika. Kako bi se to spriječilo, raspon frekvencija koje reprodukuje zvučnik treba ograničiti korištenjem barem visokopropusnog filtera drugog reda. Postavljena granična frekvencija filtera ovisi o veličini zvučnika. Dakle, praksa pokazuje da za glave od 10 cm treba biti oko 100 Hz, za glave od 13 cm - 80 Hz, a za glave od 16 cm - 60 Hz. Sve ispod mora biti reprodukovano sabvuferom. Štaviše, ograničavanjem donjeg frekventnog opsega signala koje reprodukuju LF/MF zvučnici, odmah ćete osjetiti bolji izlaz u ostatku opsega, njihov življi i glasniji rad. Zvučnici koji mogu dobro raditi bez filtera niskog propusnog opsega postoje, ali su u manjini.

Općenito pravilo je sljedeće: što je uži frekvencijski raspon koji se šalje zvučniku ili zasebnoj glavi, to više snage može izdržati. Na primjer, za mnoge pojedinačne visokofrekventne zvučnike daje se nekoliko vrijednosti snage odjednom, ovisno o graničnoj frekvenciji visokopropusnog filtera: ako zvučnik radi počevši od 2000 Hz, ovo je jedna snaga, ako od 5000, vrijednost snage je mnogo veća. Isto se odnosi i na srednjetonske zvučnike, bas/srednjotonske glave i sabvufere - jedina razlika je u tome što oni mogu mijenjati dvije granice reprodukovanog frekvencijskog opsega odjednom: gornju i donju.

Tipični odnosi između snage HF, MF, LF/MF i sabvuferskih glava su isti kao i za pojačala o kojima se govorilo u prošlom broju;

SABVUFERI I NJIHOVI PARAMETRI

Odvojeno, treba razmotriti posebnu klasu zvučnika - subwoofera. Ovaj tip zvučnika je nedavno postao dio auto audio sistema, ali zbog činjenice da vam omogućava reprodukciju dubljeg basa postao je vrlo popularan među ljubiteljima automobila. Međutim, sabvufer u automobilu se veoma razlikuje od kućnog subwoofera. Dakle, ako se za kućnu opremu snaga subwoofera od 300 W smatra "iznad krova", onda je za automobil to prosječan, normalan parametar. Zašto takva moć? Podsjetimo da bi sabvufer u automobilu trebao "vikati" buku s ceste, ali kod kuće nema takve potrebe. Osim toga, dizajn woofera za automobile ima svoje karakteristike. Da bi dobili dubok bas u malim količinama, proizvođači podnose niz žrtava, od kojih je glavna smanjenje osjetljivosti. Da biste dobili dovoljnu jačinu zvuka uz nisku osjetljivost, morate osigurati veliku zvučnu snagu. Stvaranje moćnog pojačala za automobil također nije lak zadatak, pa je nedavno postao popularan dizajn subwoofera s dva odvojena namota glasovne zavojnice, a neki proizvođači idu i dalje, ugrađujući čak 4 namotaja glasovne zavojnice. Takvo rješenje daje veću fleksibilnost pri odabiru optimalnog otpora za određeno pojačalo - pojednostavljeno rečeno, omogućava vam da iz njega "iscijedite" maksimalne vate. Potrebni otpor se postiže odgovarajućim spajanjem namotaja (serijski, paralelni, paralelno-serijski). Istina, snaga, otpor i broj namotaja ne utiču na muzikalnost subwoofera. Čak i sabvufer male snage, ali pravilno izgrađen, može nadmašiti svoj monstruozni SPL kolega u kvaliteti zvuka. Iako će vam za stvaranje potrebnog zvučnog pritiska trebati najmanje dva subwoofera male snage. U zavisnosti od zadatka ili žanrovske orijentacije zvučnika, nominalna snaga subwoofera se bira da bude 2-4 puta veća od snage zvučnika punog opsega. Što je veća njegova snaga, to bolje, jer uvijek možete učiniti da svira tiše, ali glasnije – ne. Ali u isto vrijeme, potrebno je uzeti u obzir stvarne mogućnosti mreže vašeg automobila (i novčanika, naravno).

Osim toga, vrsta akustičkog dizajna subwoofera je od velike važnosti. Posebno je dobrodošla dodatna rezerva snage za najlošiju opciju u pogledu izlaza - beskrajni akustični ekran koji zvučnik svira u velikoj jačini, na primjer, u prtljažniku. Modeli u zatvorenom kućištu imaju veću osjetljivost, ali su i nisku, a najbolji u pogledu izlaza su modeli sa bas refleksom, posebno u kućištu tipa bandpass.

ŠTA SE DEŠAVA KADA SE BROJ GLAVA POVEĆA

Često postoje instalacije sa dvostrukim ili trostrukim LF/MF glavama, a postoji mnogo opcija sa dva subwoofera. Šta ovo radi i zašto je potrebno? Udvostručavanjem glava povećavate nivo zvučnog pritiska za najmanje 3 dB, što je ekvivalentno udvostručenju snage, pod uslovom da se udvostruči i električna snaga koja im se napaja iz pojačala. Ako dvije glave primaju istu snagu od pojačala kao jedna, tada će se nivo zvučnog pritiska malo promijeniti. U ovom slučaju ne dobijamo ništa na snazi, ali povećano područje zračenja od difuzora će dati dublji bas. Međutim, ovaj efekat zavisi od udaljenosti na kojoj su glave razdvojene, a pojaviće se na frekvencijama za koje je ta udaljenost srazmerna talasnoj dužini ili je prelazi. Zainteresovani za detalje upućuju se na knjigu „Emisija i elektroakustika“ koju je priredio Yu.A. Kovalgin, u izdanju izdavačke kuće “Radio i komunikacije” 1999. godine. Tamo, na strani 224, razmatra se problem efikasnosti zvučnika, koji uključuju nekoliko glava istog tipa. U akustici se takvi zvučnici obično nazivaju zvučnici. Koriste se za povećanje usmjerenosti i povećanje efikasnosti sistema zvučnika.

Upravo zbog poboljšanja odziva basa, dvostruke glave se koriste samo za bas/srednje tonove ili glave sabvufera. Postoje i opcije za dvostruke visokotonce, ali su rijetke i imaju druge zadatke, na primjer, smanjenje usmjerenosti zvučnika na visokim frekvencijama. U mnogim slučajevima, korištenje dvije LF glave može riješiti složene probleme - posebno, dvije glave od 12 inča su lakše za smještaj nego jednu od 15 inča. Međutim, vrijedi uzeti u obzir da će cijena dvije glave biti jasno veća od jedne iste serije, ali veće standardne veličine.

VRSTE SNAGA ZVUČNIČKIH SISTEMA

Nominalno– srednja kvadratna vrijednost električne snage ograničene datim nivoom nelinearne distorzije.

Maksimalni sinus– snaga neprekidnog sinusoidnog signala u datom frekvencijskom opsegu, na kojem zvučnik može raditi dugo vremena bez mehaničkih i termičkih oštećenja.

Maksimalna buka– električna snaga posebnog šumnog signala u datom frekvencijskom opsegu, koju zvučnik može izdržati dugo vremena bez termičkih i mehaničkih oštećenja.

Peak– maksimalnu kratkoročnu snagu koju zvučnici mogu da izdrže a da ih ne oštete kada se na njih primeni poseban signal buke u kratkom vremenskom periodu (obično 1 s). Testovi se ponavljaju 60 puta sa intervalom od 1 minute.

Maksimalno dugoročno – električnu snagu posebnog šumnog signala u datom frekvencijskom opsegu koji zvučnik može izdržati bez nepovratnih mehaničkih oštećenja u trajanju od 1 minute. Testovi se ponavljaju 10 puta sa intervalom od 2 minute.

Materijal ustupio Car&Music magazin, br. 12/2003. Rubrika "Korisni savjeti", tekst: Edouard Seguin

Harmonijska teorija

Amplitudna kompresija

sta da radim?

Preopterećenje (clipping) pojačala snage- uobičajena pojava. Ovaj članak govori o preopterećenju uzrokovanom povećanim nivoom ulaznog signala, što rezultira ograničenjem izlaznog signala.

Analizirajući “fenomen” ovakvog preopterećenja, koje navodno uzrokuje oštećenje zvučnika, pokušat ćemo dokazati da je pravi krivac amplitudska kompresija (kompresija) signala.

ZAŠTO ZVUČNICI TREBAJU ZAŠTITU?

Sve glave zvučnika imaju ograničenja radne snage. Prekoračenje ove snage dovodi do oštećenja zvučnika (LS). Ova oštećenja se mogu podijeliti u nekoliko vrsta. Pogledajmo pobliže dva od njih.

Prvi tip je prekomjerno pomicanje GG difuzora. GG difuzor je zračeća površina koja se kreće kao rezultat primijenjenog električnog signala. Ova površina može biti konusna, kupolasta ili ravna. Vibracije difuzora pobuđuju vibracije u zraku i emituju zvuk. Prema zakonima fizike, da bi proizveo jači zvuk ili reprodukovao niže frekvencije, difuzor mora oscilirati većom amplitudom pomaka, dok se približava svojim mehaničkim granicama. Ako je prisiljen da se kreće dalje, to će rezultirati prekomjernim otklonom. To se najčešće dešava sa niskofrekventnim GG-ovima, iako se može dogoditi sa GG-ovima srednje frekvencije, pa čak i visokofrekventnim (ako niske frekvencije nisu dovoljno ograničene). Dakle, prekomjerno pomicanje difuzora najčešće dovodi do mehaničkog oštećenja glave.

Drugi neprijatelj GG-a je toplotna energija koja nastaje usled toplotnih gubitaka u zvučnim zavojnicama. Nijedan uređaj nije 100% efikasan. Što se tiče GG, 1 W ulazne snage se ne pretvara u 1 W akustične snage. Gotovo većina GG ima efikasnost manju od 10%. Gubici uzrokovani niskom efikasnošću pretvaraju se u zagrijavanje zvučnih zavojnica, uzrokujući njihovu mehaničku deformaciju i gubitak oblika. Pregrijavanje okvira zvučne zavojnice uzrokuje slabljenje njegove strukture, pa čak i potpuno uništenje. Osim toga, pregrijavanje može uzrokovati da se ljepilo zapjeni i uđe u zračni otvor, uzrokujući da se glasovna zavojnica više ne kreće slobodno. Na kraju, namotaj zvučne zavojnice može jednostavno eksplodirati kao karika osigurača. Apsolutno je očigledno da se to ne može dozvoliti.

Određivanje dozvoljene snage višepojasnih zvučnika oduvijek je predstavljalo ozbiljan problem za korisnike i programere. Korisnici koji najčešće zamjenjuju oštećene visokotonce

Uvjereni su da ono što se dogodilo nije njihova krivica. Čini se da je izlazna snaga pojačala 50 W, a snaga zvučnika 200 W, i, ipak, visokofrekventni zvučnik nakon nekog vremena pokvari. Ovaj problem je natjerao inženjere da shvate zašto se to događa. Iznesene su mnoge teorije. Neki od njih su naučno potvrđeni, drugi ostaju kao teorije.

Razmotrimo nekoliko pogleda na situaciju.

TEORIJA HARMONIKA

Istraživanja distribucije energije u spektru signala su pokazala da je, bez obzira na vrstu muzike, nivo energije visoke frekvencije u zvučnom signalu mnogo niži od nivoa energije niske frekvencije. Ova činjenica još više otežava otkrivanje zašto su visokotonci oštećeni. Čini se da ako je amplituda visokih frekvencija manja, onda bi prvo trebali oštetiti niskofrekventne zvučnike, a ne visokofrekventne.

Proizvođači zvučnika također koriste ove informacije kada razvijaju svoje proizvode. Razumijevanje energetskog spektra muzike im omogućava da značajno poboljšaju zvuk visokotonaca korištenjem lakših pokretnih sistema, kao i korištenjem tanje žice u glasovnim zavojnicama. U zvučnicima, snaga visokofrekventnih zvučnika obično ne prelazi 1/10 ukupne snage samog zvučnika.

Ali zato u niskofrekventnom (LF) opsegu ima više muzičke energije nego u visokofrekventnom (HF) opsegu, što znači da zbog svoje male snage, visokofrekventna energija ne može oštetiti visokofrekventne zvučnike. Stoga je izvor visokih frekvencija dovoljno moćnih da oštete visokotonce negdje drugdje. Dakle, gdje se on nalazi?

Sugerirano je da ako ima dovoljno niskofrekventnih komponenti u audio signalu da preopterećuju pojačalo, vjerovatno je da će, kao rezultat ograničavanja izlaznog signala, visokofrekventno izobličenje biti dovoljno snažno da ošteti visokotonac.

Tabela 1. Harmonične amplitude 100 Hz kvadratni talas, 0 dB = 100 W

Harmonic	Amplituda	Nivo u dV	Nivo u W	Frekvencija
1	1	0	100	100 Hz
2	0	-T	0	200 Hz
3	1/3	-9.54	11.12	300 Hz
4	0	-T	0	400 Hz
5	1/5	-13.98	4	500 Hz
6	0	-T	0	600 Hz
7	1/7	-16.9	2.04	700 Hz
8	0	-T	0	800 Hz
9	1/9	-19.1	1.23	900 Hz
10	0	-T	0	1000 Hz
11	1/11	-20.8	0.83	1100 Hz
12	0	-T	0	1200 Hz
13	1/13	-22.3	0.589	1300 Hz

Ova teorija je postala prilično raširena početkom 70-ih i postepeno se počela doživljavati kao „dogma“. Međutim, kao rezultat proučavanja pouzdanosti i sigurnosti pojačala snage u tipičnim uslovima, kao i prakse korišćenja pojačala i zvučnika od strane tipičnih korisnika, pokazalo se da je preopterećenje uobičajena pojava i da nije toliko primetno kod ljudi. uho kao što većina ljudi misli. Reakcija indikatora preopterećenja pojačala obično kasni i ne pokazuje uvijek tačno stvarno preopterećenje. Osim toga, mnogi proizvođači pojačala namjerno usporavaju svoj odgovor na osnovu vlastitih ideja o tome koliko izobličenja mora nastati da bi se indikator upalio.

Naprednija i bolje zvučna pojačala, uklj. Pojačala sa mekim klipingom će takođe oštetiti visokotonce. Međutim, snažnija pojačala uzrokuju manje štete na visokotoncima. Ove činjenice dodatno jačaju teoriju da je izvor oštećenja visokofrekventnih zvučnika još uvijek preopterećenje pojačala (clipping). Čini se da postoji samo jedan zaključak - kliping je glavni razlog oštećenja visokofrekventnih zvučnika.

Ali hajde da nastavimo da istražujemo ovaj fenomen.

KOMPRESIJA AMPLITUDE

Kada je amplituda sinusoidnog signala ograničena, pojačalo unosi velika izobličenja u originalni signal, a oblik rezultirajućeg signala podsjeća na oblik pravokutnika. U ovom slučaju, idealan pravougaonik (meander) ima najviši nivo viših harmonika. (vidi sliku 1). Manje isječeni sinusni talas ima harmonike istih frekvencija, ali na nižem nivou.

Pogledajte spektralni sastav signala pravokutnog talasa frekvencije 100 Hz i snage 100 W prikazan u tabeli 1.

Kao što vidite, snaga koja stiže do visokotonca nakon prolaska ovog signala kroz idealnu skretnicu sa graničnom frekvencijom od 1 kHz je manja od 2 W (0,83 + 0,589 = 1,419 W). To nije puno. I ne zaboravite da se u ovom slučaju simulira ozbiljno, idealno preopterećenje pojačala od 100 vati, koje može pretvoriti sinus u meandar. Dalje povećanje preopterećenja više neće povećati harmonike.

Rice. 1. Harmonične komponente kvadratnog talasa od 100 Hz u odnosu na sinusni talas od 100 Hz

Rezultati ove analize pokazuju da čak i ako se u zvučniku od 100W koristi slab visokofrekventni zvučnik snage 5-10 W, harmonsko oštećenje istog je nemoguće, čak i ako signal ima oblik meandra. Međutim, zvučnici su i dalje oštećeni.

To znači da moramo pronaći nešto drugo što bi moglo uzrokovati takve kvarove. U čemu je stvar?

Razlog je amplituda kompresije signala.

U poređenju sa starijim modelima pojačala, današnja visokokvalitetna pojačala imaju veći dinamički opseg i bolje zvuče kada se vozi. Stoga su korisnici više u iskušenju da pojačavaju pojačala i da ih klipaju na niskofrekventne dinamičke vrhove, jer u ovom slučaju ne dolazi do velikih zvučnih izobličenja. Ovo rezultira kompresijom dinamičkih karakteristika muzike. Jačina visokih frekvencija se povećava, ali niskih frekvencija ne. To se uhu percipira kao poboljšanje svjetline zvuka. Neki to mogu protumačiti kao povećanje jačine zvuka bez prateće promjene u balansu zvuka.

Na primjer, povećat ćemo nivo signala na ulazu pojačala od 100 vati. Komponente niske frekvencije će biti ograničene na 100 W zbog preopterećenja. Kako se nivo ulaza dalje povećava, visokofrekventne komponente će rasti sve dok ne dostignu tačku odsecanja od 100 W.

Pogledajte sl. 2, 3 i 4. Grafikoni su graduirani u voltima. Pri opterećenju od 8 oma, 100 W odgovara naponu od 40 V. Prije ograničenja, niskofrekventne komponente imaju snagu od 100 W (40 V), a visokofrekventne komponente imaju snagu od samo 5- 10 W (9-13 V).

Pretpostavimo da se muzički signal sa niskofrekventnim i visokofrekventnim komponentama dovodi u pojačalo od 100 vati (8 oma). Koristimo mešavinu VF sinusoidnog signala niskog nivoa sa visokim LF signalom (vidi sliku 2). Nivo visokofrekventnih komponenti koje se napajaju visokotoncu je najmanje 10 dB niži od nivoa niskofrekventnih komponenti. Sada povećajmo jačinu zvuka dok se signal ne ograniči (+3 dB preopterećenje, vidi sliku 3).

Rice. 2. Niski, visokofrekventni sinusni val pomiješan sa naletom sinusnog vala visokog nivoa, niske frekvencije

Rice. 3. Izlaz pojačala od 100 W sa preopterećenjem od 3 dB

Rice. 4. Izlaz pojačala od 100 W sa preopterećenjem od 10 dB

Imajte na umu da su, sudeći po talasnom obliku, samo niskofrekventne komponente bile ograničene, a nivo visokofrekventnih komponenti se jednostavno povećao. Naravno, kliping generiše harmonike, ali njihov nivo je znatno niži od nivoa meandra o kojem smo ranije govorili. Amplituda VF komponenti je povećana za 3 dB u odnosu na NF (ovo je ekvivalentno amplitudnoj kompresiji signala za 3 dB).

Kada je pojačalo preopterećeno za 10 dB, amplituda VF komponenti će se povećati za 10 dB. Dakle, svaki porast jačine zvuka za 1 dB uzrokuje povećanje amplitude VF komponenti za 1 dB. Rast će se nastaviti sve dok snaga RF komponenti ne dostigne 100W. U međuvremenu, vršni nivo niskofrekventnih komponenti ne može preći 100 W (vidi sliku 4). Ovaj grafikon odgovara skoro 100% kompresiji, jer... gotovo da i nema razlike između VF i NF komponenti.

Sada je lako vidjeti koliko je snaga RF signala veća od snage visokotonca od 5-10 vati. Istina je da će preopterećenje proizvesti dodatne harmonike, ali oni nikada neće dostići nivo pojačanih originalnih visokofrekventnih signala.

Možda mislite da bi izobličenje signala bilo nepodnošljivo. Nemojte se zavaravati. Bićete zapanjeni kada saznate koliko je visoka granica preopterećenja, iznad koje više neće biti moguće ništa slušati. Samo isključite indikator preopterećenja na pojačalu i pogledajte na koji nivo ćete uključiti kontrolu jačine zvuka na pojačalu. Ako osciloskopom mjerite nivo izlaznog signala pojačala, nivo preopterećenja će vas iznenaditi. Nivo preopterećenja od 10 dB na niskofrekventnim komponentama je uobičajen.

ŠTA RADITI?

Ako možemo zaštititi pojačala od preopterećenja (klipinga), možemo efikasnije koristiti zvučnike. Da bi se spriječilo preopterećenje i rezultirajuća kompresija amplitude, svako moderno pojačalo mora koristiti tzv. limitatori klizanja. One sprečavaju gore pomenutu kompresiju amplitude jer Kada se dostigne granična vrijednost na bilo kojoj frekvenciji, nivo svih frekvencija se smanjuje za isti iznos.

U eksternim limiterima, prag odgovora (prag) postavlja korisnik. Fino podešavanje

Ovaj prag za ograničavanje pojačala je prilično težak. Osim toga, nivo klipinga pojačala nije konstantna vrijednost. Mijenja se ovisno o naponu napajanja, otporu naizmjenične struje, pa čak i o prirodi signala. Prag limitera mora kontinuirano pratiti ove faktore. Najispravnije rješenje bi bilo da se prag poveže sa signalom preopterećenja pojačala.

Sasvim je logično ugraditi limiter unutar pojačala. U modernim pojačalima lako je sa velikom preciznošću odrediti trenutak kada dođe do preopterećenja. Na to reaguju takozvana ugrađena pojačala. limitatori klizanja. Čim izlazni signal pojačala dostigne nivo preopterećenja, upravljački krug uključuje kontrolni element limitera.

Drugi parametar, nakon praga odgovora, svojstven svakom limiteru je vrijeme odgovora i oslobađanja. Važnije je vrijeme oporavka nakon preopterećenja (vrijeme oslobađanja).

Postoje dvije opcije za korištenje pojačala:

rade kao dio kompleksa višepojasnih pojačala,
rad na širokopojasnim zvučnicima.

U prvom slučaju, ili samo niskofrekventni, ili srednje i visokofrekventni opseg može se napajati na pojačalo. Prilikom postavljanja dugog vremena oslobađanja i rada pojačala u opsezima srednje visoke frekvencije, "repovi" oporavka limitera mogu se primijetiti na uho. I obrnuto, s kratkim vremenom oslobađanja i radom u niskofrekventnom opsegu, može doći do izobličenja oblika signala.

Kada koristite pojačalo na širokopojasnom zvučniku, morate tražiti neku kompromisnu vrijednost za vrijeme oporavka.

U tom smislu, proizvođači pojačala idu na dva puta - ili se bira kompromisno vrijeme oslobađanja, ili se uvodi prekidač za vrijeme otpuštanja (SLOW-FAST).

ZAKLJUČCI: