Что значит мощность пиковая
Номинальная мощность колонок
При выборе акустической системы покупатель зачастую ориентируется на указанные производителем параметры мощности. Что означают эти величины и как их правильно подобрать, мы расскажем в нашей статье.
Что такое номинальная мощность?
Это параметр, который показывает, в каких пределах сигнала акустика может работать стабильно и с оптимальным звучанием в течение всего срока эксплуатации.
ВАЖНО. Термин как таковой характеризует не громкость звука, а надежность функционирования АС.
Номинальный показатель ограничивается нелинейными звуковыми искажениями, в их стандартном диапазоне. Такие колебания человеческое ухо не слышит, они появляются на выходе из колонок (усилителя), но отсутствуют в источнике звука. Иными словами, данная величина напрямую зависит от объема нелинейных искажений и поэтому ее реальное число значительно меньше, например, максимальной мощности аппаратуры.
Есть другое определение термина: это значение, вырабатываемое в среднем положении регулятора громкости сабвуфера.
Недобросовестные производители зачастую используют рекламный трюк: маскируют под стандартным числом другие цифры (пиковая величина и т.д). В бюджетной аппаратуре, как правило, сложно найти правильный показатель.
В России в качестве основных величин акустики используются номинальная и синусоидальная мощности. Последний параметр указывает реальное значение сигнала, при котором сохраняется длительная и стабильная работоспособность акустики. Синусоидальный показатель повсеместно вытесняет номинальные значения, он указывается в наименовании колонок и в паспортных данных.
НА ЗАМЕТКУ. Европейские стандарты вместо номинального уровня используют термин DIN, это аналог синусоидальной величины.
Что такое пиковая мощность и мощность RMS
Наряду с номинальным показателем, эти два параметра объективно характеризуют реальные возможности вашей акустической системы. Иные термины (суммарные и др.) имеют вторичное значение.
Пиковая мощность PMPO обозначает способность аппаратуры выдержать определенный звуковой предел, не получая повреждений. Действие пика с частотой 100 Гц длится при испытаниях до 1 секунды. Нелинейные искажения при расчете игнорируются.
Например, в паспорте указано 450 Вт (PMPO). Это значит, что после воздействия сигнала такой величины динамические головки сохранили полную работоспособность.
Максимальная (или предельная) мощность RMS показывает, на каком уровне сигнала система может работать в течение часа без поломок. Показатель замеряется при подаче звука частотой 1000 Гц, при этом нелинейные колебания держатся в определенных границах.
Например, в инструкции указано 20 Вт (RMS). Это значит, что колонки при этом значении способны транслировать сигнал длительное время, сохраняя работоспособность динамических головок.
Можно встретить завышенные данные RMS в паспорте к устройству. Это объясняется тем, что при испытаниях используются завышенные искажения, при которых звук превращается в набор хрипов. Такие ложные сведения остаются на совести производителя.
Надеемся, что наша статья помогла вам разобраться, что такое мощность колонок и как правильно понимать ее указанные значения.
Ода об истинной мощности или громкие и тихие Ватты
У всех, кто когда-либо сталкивался с выбором звуковой аппаратуры возникал вопрос о мощности, а если точнее, о громкости, например, акустической системы или ресивера. Предположу, что многие слышали от “заботливых” продавцов или замечали в рекламных материалах информацию о мощности в 30, 50 или, например, 100 Вт. Когда такое доводится слышать (видеть) мне, я крепко задумываюсь, о какой именно мощности идёт речь. Системы из поднебесной, например, якобы “выдают” заоблачные тысячи Ватт, при этом звучат тише десятиваттных трактов от других производителей.
Из-за ориентирования на значения мощности усилительной техники и акустических систем возникает много неразберихи, которая мешает покупателям приобретать, а продавцам продавать звуковую аппаратуру. Под катом я расскажу о существующих стандартах мощности, а также о том, какие маркетинговые ухищрения помогают некоторым производителям заявить “высокую” формальную мощность, при достаточно скромных реальных характеристиках.
Что определяет громкость?
На всякий случай, ещё раз напишу о том, что такое громкость и какие именно факторы определяют ее для того или иного тракта. Конечно, сегодня для большинства истина в том, что высокая мощность не всегда говорит о высокой громкости — секрет Полишинеля, но мало ли…
Итак, громкость звука — это:
“субъективная характеристика, она определяется интенсивностью
звука, пропорциональной квадрату амплитуды (A) звукового давления (SPL), и
восприимчивостью органа слуха, зависящей от частоты звука.”
Так вот, мощность не единственная влияет на итоговое звуковое давление (SPL). Громкость тракта определяет сочетание чувствительности акустики с мощностью усилителя. Чем ниже чувствительность АС, тем более мощный УМЗЧ потребуется для того, чтобы её “раскачать”.
При этом повышение звукового давления на 3 Дб требует удвоения мощности. Например, акустическая система с чувствительностью 90 дБ создает SPL= 90 дБ при подаче на АС мощности в 1 Вт (расстояние 1 м). Для повышения SPL до 93 дБ, необходимо увеличить мощность до 2 Вт, до 96 дБ — до 4 Вт, до 99 дБ — до 8 Вт и т.д.
“Советские” и “китайские” Ватты
Но всё же вернёмся к стандартам мощности, как к основному инструменту маркетинговых манипуляций. “Советские” и “китайские” Ватты — это “народное” деление мощностных стандартов, которое появилось лет 20-25 назад. Тогда наиболее доступной и востребованной на рынке техникой была новая из Поднебесной или старая из СССР. Остальное либо не поставлялось в РФ (по причине засилья китайских центров), либо стоило неприлично дорого для 80-90% населения РФ.
“Советские” Ватты считались честными, а китайские, соответственно, не очень. Хотя с советскими тоже всё не так просто. Мощностные характеристики усилителя в СССР определялись ГОСТ 23262-88, который предписывал производителю указать в паспорте устройства номинальную мощность.
Номинальная мощность определяется при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.
Иными словами, ГОСТ оставлял за производителем право указать мощность, которая соответствует наименьшему значению коэффициента нелинейных искажений. Показатели, как правило, подгонялись под требования стандарта к классу сложности устройства. Мощность указывалась как у усилителей, так и у АС (указывала на усиление какой номинальной мощности рассчитана акустика).
При этом, по утверждениям tehpoisk.ru, порой это приводило к проблемам. Например, не учитывались искажения типа «ступенька», возникающие на малых уровнях громкости, в усилителях класса АВ. Уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. При этом на средних и низких уровнях громкости сигнал существенно искажался.
Также в отечественной аппаратуре можно встретить такой параметр, как синусоидальная мощность (максимальная синусоидальная мощность) — это мощность, при которой УМЗЧ или акустика способны работать в течение 2-х часов с музыкальным сигналом без физического повреждения. Такая мощность не ограничена искажениями, её пределы определены лишь тепловыми и механическими повреждениями. Синусоидальная мощность обычно в 2-3 раза больше номинальной.
Типичный пример спекуляции на синусоидальной мощности — легендарные S-90. Их номинальная мощность составляла 35 Вт (к слову, первый вариант акустики назывался 35АС-01), а синусоидальная, уклончиво названная в документации паспортной, — 90 Вт. Номинальная также была указана, но второй по счету, что можно считать почти безобидной, по нынешним меркам, маркетинговой манипуляцией.
По сравнению с китайцами из 90-х и начала нулевых, случай “Радиотехники” с С-90 представляется совсем невинным. До сих пор помню, как унылые подвальные копировщики детища Мацуситы с созвучным названием Panansonica (орфография бракоделов сохранена) оставили на своей поделке “гордую” и заметную надпись: 5000 Вт.
В данном случае речь о PMPO (Peak Music Power Output), т.е. о максимальной мощности, которую в принципе может выдержать динамик АС, а усилитель способен выдать без термических и механических проблем. Тест проводится в течение одной-двух секунд при подаче сигнала 200 Гц.
Такие значения обычно в 20-30 раз выше номинала и именно их принято было называть китайскими. В последние годы, к чести китайских производителей, они отказались от использования PMPO и стали применять RMS.
Среди отечественных паспортных характеристик могут также встречаться максимальная кратковременная мощность (аналог PMPO), паспортная шумовая мощность (аналог синусоидальной, но в тесте вместо музыкального сигнала используется розовый шум).
DIN, RMS, AES, IEC и другие аббревиатуры
Сегодня злосчастное PMPO указывается крайне редко и, как правило, как дополнительный параметр, не несущий маркетинговой нагрузки. ГОСТовский номинал и синусоидальную мощность также достаточно тяжело встретить. Но от этого не становится проще. В многочисленных УМЗЧ и АС современного производства нет единого стандарта мощности. Нередки и откровенные маркетинговые манипуляции.
Начну, пожалуй, со стандарта DIN 45500 (известен тем, что впервые стандартизировал понятие HI-FI), в котором DIN Power измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD. Стандарт практически идентичен EIAJ, принятому японской ассоциацией отраслей электронной промышленности.
(Electronic Industries Association of Japan).
Также стандарт предусматривает ещё один вид измерения мощности — DIN Music Power, описывающая мощность близка к определению синусоидальной и паспортной шумовой мощности, т.е. значение длительной нагрузки музыкальным сигналом без риска повреждения. Обычно указываемая величина DIN music power незначительно выше, чем DIN.
Нормы этого стандарта соотносятся с понятием IEC Power по стандарту IEC 268-5 (стандарт международного электротехнического комитета, второе издание 1989-07), в котором определена длительность нагрузки — более 100 часов.
RMS (Rated Maximum Sinusoidal) — предельная синусоидальная мощность, т.е. такая, при которой звуковоспроизводящее устройство может работать один час с реальным музыкальным сигналом без повреждений. Как правило, на 120-250 % выше ГОСТовского номинала и на 20 — 25 % больше DIN Music Power.
К RMS максимально близок стандарт AES2-1984 (Audio Engineering Society). Различие между AES Power и RMS заключается лишь во времени, которое должно проработать устройство — для стандарта AES необходимо 2 часа.
Также может указываться т.н. программная мощность (Program Power или PP), которая в принципе может быть любой, т.к. не стандартизирована. Принято считать, что Program Power в 2 раза больше RMS, но это не является обязательным. Не менее туманные представления о мощности даёт PPP, т.е. пиковая программная мощность (Peak Program Power), которая в 2 раза больше PP.
Характерным примером разницы в указании мощности могут служить такие известные и уважаемые производители АС как Dynaudio и DALI. Первые указывают «Паспортная мощность, IEC», т.е фактически DIN, вторые вообще ограничиваются понятием “рекомендуемая мощность” и указывают диапазон мощностей.
Манипуляции КНИ
Существует отличный от DIN Power и EIAJ стандарт IHF, разработанный Национальным институтом стандартов США и Institute of High Fidelity, в котором мощность измеряется при 0,1% нелинейных искажений.
Аналогично любой производитель может ввести собственный стандарт расчета мощности, что позволит ему писать напротив слова Power любые цифры, которые он сочтет выгодными. При подобных расчетах можно доводить значения КНИ до любого максимума, например, до 15-20%, что повлечет за собой рост формальной “мощности”. Более того, так могут изменяться значения RMS.
Хитрый ресивер
Следующий неоднозначный момент касается расчета мощности многоканального ресивера. Так при тестировании, происходит “выгодное” для искажения действительности разделение мощности. Результаты измерений очень порадуют глаза, но не уши соседей. Это связано с методом измерения одного нагруженного из шести, восьми или десяти каналов, что формально дает якобы мощностной прирост.
Чтобы не ошибиться, оценивая реальную мощность устройства, следует поискать приписку “all channels drive” в графе, где указана мощность, если таковой нет, то, вероятно, измерения проводились с нагрузкой на один канал. И я почти убежден, что без такой надписи заявленные характеристики мощности не соответствуют действительности. Номинальная (по ГОСТ) мощность, которая (учитывая использование усилителя класса D) будет составлять не более 80% от потребляемой мощности, а с усилителями других классов — ещё меньше.
Сухой остаток
Для подведения итогов и демонстрации существенности в различии мощности, предлагаю провести небольшое сравнение на примере всё тех же S-90. В данном случае я приведу лишь приблизительные расчетные значения (реальные измерения могут отличаться), но это позволит понять насколько сильно разнятся стандарты, с которыми можно сегодня столкнуться. Итак, Радиотехника S-90:
Из всего изложенного можно сделать выводы:
Для концертной аппаратуры, где используется живой голос и динамические инструменты, существует другое правило — номинал мощности усиления равен мощности акустики по AES.
Джинса
В нашем каталоге представлен широкий ассортимент усилителей, ресиверов и другой звуковоспроизводящей аппаратуры. У нас вы можете приобрести акустические системы высокой верности воспроизведения
Пиковая мощность. Ответ сомневающимуся оппоненту.
На одном из форумов на сайте CQHAM недавно снова возникла дискуссия относительно физического смысла понятия «Пиковая мощность». Один из моих оппонентов в ответ на мои доводы заявил: «Если это относится к пиковой (мощности) при данных условиях – это одно. РЕР – совсем другое». А что другое, он не пояснил, но по его реплике я понял, что он явно блудит в этих вопросах.
Я ему не стал разъяснять, тема эта обширна и объёмна, да там и посетителей было немного. А решил ответить оппоненту моему здесь, на сайте RA4A, который популярен у р/любителей и многие его посещают. Может быть, это будет полезно тем, кто ещё не разобрался в этих вопросах, а может быть заглянет сюда на сайт и мой оппонент.
Некоторые переводят это как «Пиковая мощность огибающей», другие как «Мощность на пике огибающей». Одни считают, что эти определения выражают одно и то же, другие наоборот считают, что нет, не одно и то же.
Я считаю, что эти разногласия возникли из-за неполного перевода на русский язык определения «Peak envelope power». В обоих случаях переведены с английского на русский только два слова, а третье слово «Peak» не переведено, а используется целиком, т.к. это иностранное слово прочно закрепилось целиком в русском языке, В каком же смысле это иностранное слово «Peak» используется в этом определении? Давайте разбираться вместе!
Заглянем в Википедию.
Peak: варианты перевода.
Имя существительное: пик, вершина, максимум, остроконечная вершина, вершина горы, высшая точка, острие, гребень;
Имя прилагательное: пиковый, максимальный.
А вот как трактует физический смысл мощности РЕР Регламент Радиосвязи ITU:
1.157. Peak envelope power (PEP): The average power supplied to the antenna transmission line by a transmitter during one radio frequency cycle at the crest of the modulation envelope taken under normal operating conditions.
Перевод Anatoly (KC8HYR).
« 1.157. Пиковая мощность огибающей (РЕР): Средняя мощность, посылаемая в антенно-фидерную линию передатчиком за один период радиочастоты на вершине модуляционной посылки (огибающей) в нормальных условиях связи».
А теперь заглянем в энциклопедию. Also found in: Acronyms, Encyclopedia.
Peak envelope power (PEP) is the highest envelope power supplied to the antenna transmission line by a transmitter during any full undistorted RF cycle or series of complete radio frequency cycles. PEP is normally considered the occasional or continuously repeating crest of the modulation envelope under normal operating conditions.
Из этого энциклопедического определения мощности РЕР однозначно явствует, что здесь слово PEAK употребляется в значении максимальная мощность, максимум мощности, пик мощности. Т.е. ПИКОВАЯ мощность, а не на пике (было бы at the peak). Теперь во втором определении вместо вопросов смело ставим слово ПИКОВАЯ. Итак, правильный перевод определения «Peak envelope power» – «Пиковая мощность огибающей», а не «Мощность на пике огибающей». Т.е. максимальная мощность, но не мгновенная (амплитудная), а средняя (эффективная), что вытекает из первого определения (average).
Теперь приведём официальный перевод статьи 1.157 из переведённого на русский язык Регламента Радиосвязи.
1.157 Пиковая мощность огибающей (радиопередатчика). Подводимая от передатчика к фидеру антенны мощность, усреднённая за время одного радиочастотного периода, соответствующего максимальной амплитуде модуляционной огибающей при нормальных режимах работы.
То есть Пиковая (максимальная) мощность огибающей – это средняя (эффективная) мощность только одного колебания, амплитуда которого наибольшая в модулированном сигнале и определяется за один период этого колебания.
Поясним изложенное с помощью осциллограмм. (см 1 рисунок)
На Рис.1а представлена осциллограмма синусоидального ВЧ сигнала на выходе передатчика (усилителя) в режиме CW при «нажатии», когда осциллограф (широкополосный) ещё не настроен соответствующим образом и высокочастотный сигнал сливается в одну сплошную полосу, будет «размытым». При соответствующей частоте развёртки и синхронизации осциллографа размытость изображения исчезнет (будет «растянуто»), и отчётливо станет видна синусоида (Рис.1b). PEV – peak envelope voltage, амплитудное напряжение ВЧ сигнала, его можно определить по осциллографу, затем вычислить эффективное значение напряжения как: Uэф = 0,707PEV и вычислить эффективную мощность:
На Рис. 2а представлена осциллограмма SSB сигнала на выходе передатчика (усилителя) когда оператор «посылает» общий вызов «CQ, CQ, CQ». Высокочастотное заполнение в этой посылке сигналов здесь также «размыто». Видно несколько вершин модуляционной огибающей, наибольшую амплитуду имеют положительная и отрицательная вершины «А».
«Растянем» изображение пока не станет видно высокочастотное заполнение в исследуемом сигнале. На Рис.2b условно изображена часть «растянутого» SSB сигнала с вершинами «А».
Так как в голосовом спектре содержится множество колебаний различных частот и амплитуды, то в результате сложения колебаний нескольких частот с различными амплитудами, амплитуда суммарного колебания не будет постоянной, а будет изменяться со временем, а его форма будет зависеть от количества суммируемых частот и сдвига фаз между ними, и может отличаться от синусоидальной. В нашем случае наибольшая амплитуда суммарного колебания образовалась на вершинах «А», на Рис.2 b это колебание обведено зелёным цветом. Амплитудное напряжение – PEV этого колебания также можно определить по осциллографу, пересчитать в эффективное Uэфф, и вычислить эффективную (среднюю) мощность этого колебания за его период.
Вот эта мощность и будет пиковой – Pрер для этой посылки SSB сигнала (CQ, CQ).
И ещё одно существенное замечание.
Во всех рассмотренных определениях пиковой мощности отмечается, что пиковая мощность определяется «при нормальных условиях эксплуатации (связи), (normal operating conditions), т.е. в линейном режиме работы, без искажения радиочастотного сигнала.
Об этом пишут и Яйленко с Буниным: «Пиковая колебательная мощность есть максимальная эффективная мощность колебаний высокой частоты, достигаемая на пиках огибающей модулированного сигнала при условии, что искажения, вносимые усилителем, находятся в допустимых пределах».
А каковы эти допустимые пределы? Согласно нормам Международной Контрольной Комиссии Радиосвязи (МККР) общая мощность паразитных излучений радиопередающего устройства, работающего в диапазоне от 10 МГц до 60 МГц должна быть не меньше чем на 40 дБ ниже уровня основного сигнала.
Так что нужно иметь в виду, что рассмотренные нами выше исследования (Рис.1 и Рис.2) производились при работе передатчика (усилителя) исключительно в линейном режиме.
Вот тогда пиковая мощность SSB сигнала будет равна эффективной мощности синусоидального сигнала такой же амплитуды, как и амплитуда вершины «А»:
Выходная мощность передатчика (усилителя) обычно указывается при определённой величине нелинейных искажений, так как эти две характеристики находятся в тесной связи. При превышении передатчиком (усилителем) этого уровня мощности процент нелинейных искажений начинает быстро возрастать до недопустимого уровня. Такой предельной мощностью передатчика и является пиковая мощность – РЕР. Таким образом, пиковая мощность PEP является «мерилом» линейности передатчика (усилителя). При этой мощности средняя мощность паразитных излучений передатчика (усилителя) меньше мощности РЕР (пиковой) на 40 дБ. Если же мощность паразитных излучений не удовлетворяет этим условиям (отношение больше или меньше 40 дБ), вот тогда в таких случаях уместно говорить просто о «мощности на пике огибающей», но не о «пиковой мощности огибающей».
Так как на практике измерить среднюю мощность нежелательных (паразитных) излучений довольно сложно, то для этой цели используют двухтональный метод. При подаче на вход усилителя двухчастотного сигнала (с частотами f1 и f2) на его выходе частотный спектр будет содержать кроме основных частот и их гармоник также комбинационные частотные составляющие (интермодуляционные составляющие) вида mf1 +/_ nf2 (Рис.3), уровень которых можно измерить селективным вольтметром или анализатором спектра.
Отношение амплитуды комбинационных составляющих к амплитуде основных составляющих частот f1 или f2 (b1/bn), выраженное в децибелах, называют коэффициентом комбинационных искажений (ККИ) 3-го, 5-го, 7-го и т.д. порядков. (Его так же называют коэфф. интермодуляционных искажений – КИИ, а также интермодулем n-го порядка). Вот этими коэффициентами и принято характеризовать линейность усилителей.
Но сами по себе эти коэффициенты ни о чём не говорят. Скажем, ККИ-5 (пятого порядка) равен 20 дБ. О чём это говорит? Непонятно! Надо установить какую-то норму, с которой и сравнивать. Поэтому, договорились судить о линейности усилителя по ККИ-3 (интермодуль 3-го порядка), когда средняя мощность комбинационной составляющей 3-го порядка (ИМД-3) меньше пиковой мощности суммарного 2-х тонового сигнала на 40 дБ.
Допустим, ККИ-3 передатчика (усилителя) 30 дБ. Это значит, что при максимальной мощности он работает в нелинейном режиме и эту мощность нельзя называть пиковой. Понизив же мощность возбуждения, можно получить ККИ-3 = 34 дБ, но при меньшей выходной мощности. Вот тогда эта мощность будет пиковой. Ну а если ККИ-3 = 45 дБ и более – это очень хорошая линейность, но передатчик (усилитель) в этом случае работает не на полную мощность, которая не достигает пиковой. Можно увеличить мощность возбуждения, доведя до ККИ-3 =34 дБ, выходная мощность увеличится до пикового значения, однако этот усилитель ещё будет удовлетворять требованиям, поскольку в этом случае нежелательные (паразитные) излучения ещё будут в норме (конечно, если возбудитель будет достаточно линейный).
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.