Câți wați conectează difuzorul
Fiecare difuzor are cerințe de tensiune și curent diferite, în funcție de eficiență sau de presiunea sonoră și impedanță. stereoplay explică termenii și procedurile de testare și oferă un șablon pentru calcularea performanței.
Klipsch Cornwall III și PMC Fact 12 au pofte de performanță foarte diferite.
"Această cutie are un grad ridicat de eficiență, iese din tub cu doi wați!" Astfel de declarații sunt adesea auzite de la vânzătorii de hi-fi, iar problema cerințelor de eficiență și putere este de fapt una care a redevenit importantă odată cu boom-ul tuburilor și al amplificatoarelor de clasă A. Dar un grad ridicat de eficiență sau un număr mare de wați nu te face fericit, lucrurile sunt mai complicate. Să clarificăm mai întâi termenii de bază electroacustici!
putere
Termenul „performanță” include întotdeauna o componentă de timp. Dacă reușești să obții un anumit rezultat fie cu același efort într-un timp mai scurt, fie în același timp cu mai puțin efort, obții o realizare mai mare. În electrotehnică, puterea P este produsul tensiunii U și curentului I, pe scurt: P = U ∙ I. Componenta de timp este în curent, care este definită ca încărcarea pe timp. Împreună cu legea lui Ohm - rezistența R este tensiunea împărțită la curent, pe scurt: R = U ∕ I - puterea poate fi calculată și folosind formula P = U² ∕ R.
Performanța afectează în primul rând amplificatorul. Acestea sunt de obicei proiectate pentru a asigura o tensiune constantă. Pentru a menține un circuit funcțional, conform legii lui Ohm, trebuie să curgă și un anumit curent, care este determinat în esență de sarcina condusă - cuvântul cheie „impedanță”.
Relația este invers proporțională: cu cât este mai mică impedanța, cu atât este mai mare puterea necesară. Și sub premisa „tensiunii constante”, o cerință de putere mai mare este direct asociată cu o cerință de putere mai mare. Difuzoarele cu impedanță redusă necesită, prin urmare, amplificatoare cu curent mai stabil. Pentru a lua în considerare parametrii tensiune și curent individual, stereoplay îl descompune separat în diagrama de compatibilitate.
Apropo: În zilele noastre nu ar fi deloc o problemă să construim amplificatoare suficient de puternice, tehnologia pentru acest lucru fiind disponibilă de mult timp. Din motive de sunet sau filozofie, totuși, concepte de circuite precum clasa A sau amplificatoare cu tuburi care necesită o atenție specială în ceea ce privește performanța se găsesc adesea în sectorul hi-fi.
Formule de aproximare pentru conversia dintre presiunea sonoră caracteristică LK (în dB/W/m) și eficiența η (în%). Un difuzor cu randamentul maxim de 100% ar genera o putere sonoră de 1 W, care corespunde unei presiuni sonore de 112 dB la o distanță de 1 m. Conform acestei formule, Klipsch Cornwall III are o eficiență de 1,6%, PMC Fact 12 chiar și doar 0,04%.
Eficiență vs. Presiune sonoră caracteristică
Termenul „eficiență” este problematic, deoarece este de fapt folosit în mod necorespunzător în limbajul cotidian. În mod normal, este folosit pentru a descrie raportul efort și beneficiu - sau mai precis: coeficientul „furnizat împărțit la energia (sau puterea) dată”. Litera minusculă greacă η (pronunțată: eta) este folosită ca simbol. De obicei, rezultatul este dat în procente și cuantifică eficiența convertorului. Motoarele electrice, de exemplu, ating niveluri foarte ridicate de eficiență de peste 90%. Aceasta înseamnă că pot converti marea majoritate a energiei electrice furnizate acestora în energie mecanică utilizată efectiv.
Difuzoarele ar trebui să transforme energia electrică în energie acustică, ceea ce, din păcate, poate fi realizat doar cu pierderi enorme din cauza transmisiei slabe a puterii de la membrană la aer - se vorbește despre nepotrivire. O mare parte din energie se pierde sub forma dezvoltării căldurii în șasiu. Prin urmare, nivelurile de eficiență pentru difuzoare în sensul definiției de mai sus sunt undeva în intervalul procentual dintr-o singură cifră și sunt rareori menționate în mod explicit în această formă.
O figură cheie mai potrivită este presiunea sonoră caracteristică, care se mai numește „sensibilitate”. Presiunea sonoră caracteristică indică nivelul de presiune sonoră pe care un difuzor îl generează la o distanță de un metru de-a lungul direcției sale principale de radiație atunci când este alimentat cu o putere electrică de un watt. Dimensiunea corectă este deci „decibeli pe watt și metru (scurt: dB/W/m)”.
Valoarea arată - ca să spunem cu ușurință - cât de tare este cutia. În ceea ce privește tehnologia de măsurare, totuși, este de obicei mai ușor să alimentați difuzorul cu o tensiune constantă. Pentru un watt, această tensiune corespunde aproximativ cu rădăcina impedanței nominale, cu 8 Ω obțineți 2,83 volți, cu 4 Ω exact 2 volți. În laborator, stereoplay măsoară fiecare difuzor pasiv, indiferent de impedanța sa nominală, cu un semnal de excitație de 2 volți. Presiunea sonoră caracteristică rezultă apoi din valoarea medie a răspunsului în frecvență între 100 și 4000 Hz.
Valorile date în testele de redare stereo sunt independente de impedanță și permit o comparație directă: Cu același semnal de intrare, cutia cu nivelul de presiune acustică mai mare este mai puternică. Pe de altă parte, însă, această metodă de măsurare înseamnă că două difuzoare cu aceeași presiune sonoră caracteristică nu au neapărat același consum de energie, deoarece acest lucru este, de asemenea, dependent de impedanță și acesta fluctuează, de asemenea, în funcție de frecvență.
Stânga: Cu Cornwall III, Klipsch are unul dintre cele mai puternice boxe hi-fi din gama sa. În laborator, cutia a livrat 94 dB/2 V/1 m. Doar 4 W sunt necesari pentru a obține 100 dB din acesta. Dreapta: PMC Fact 12 a atins doar 78 dB/2 V/1 m, făcându-l unul dintre cele mai slabe difuzoare care au fost măsurate în fabrica noastră TEST. Pentru 100 dB are nevoie de 106 W.
Cerință de tensiune
Să ne uităm la două exemple extreme din lumea reală. În măsurătorile de laborator, Klipsch Cornwall III a furnizat un răspuns de frecvență axială (diagrama din stânga, curba roșie), a cărui amplitudine fluctuează între linia de 90 și 95 dB în aproape întregul interval de transmisie. Nivelul mediu de presiune acustică este de 94 dB/2 V/1 m, ceea ce reprezintă o valoare foarte mare pentru difuzoarele hi-fi. Pentru a atinge nivelul de referință de 100 dB în același punct de măsurare cu această casetă, semnalul de intrare trebuie crescut de la 2 volți la aproximativ 4 volți.
Valoarea exactă de 4,1 volți este dată sub diagramă și este, de asemenea, vizualizată cu o bară roșie. Se aplică următoarele: cu cât bara este mai lungă, cu atât este mai mică tensiunea necesară și cu atât este mai mare presiunea sonoră caracteristică.
PMC Fact 12, pe de altă parte, abia a depășit 80 dB la 2 volți, iar nivelul său mediu de presiune acustică este de 78 dB/2 V/1 m foarte slab. Cerința de tensiune pentru 100 dB a fost în mod corespunzător ridicată; amplificatorul de măsurare trebuia să furnizeze 25,3 volți. O astfel de foame de tensiune este prezentată în diagramă cu bare roșii scurte, care în mod ideal ar trebui să atingă sau să se suprapună peste bara roșie a amplificatorului.