V čem je težava?

V izdaji Audio 11/2019 je bil ATC SCM7 predstavljen na testu petih zvočnikov s knjižnimi policami. Zelo ugledna znamka, ki jo poznajo ljubitelji glasbe, še bolj pa profesionalci, saj je veliko snemalnih studiev opremljenih z zvočniki. Vredno si je ogledati podrobneje – a tokrat se ne bomo ukvarjali z njegovo zgodovino in predlogom, ampak bomo na primeru SCM7 razpravljali o bolj splošnem problemu, s katerim se srečujejo avdiofili.

Eden od pomembnih parametrov akustičnih sistemov je učinkovitost. Je merilo energetske učinkovitosti - stopnja, do katere zvočnik (elektro-akustični pretvornik) pretvori dovedeno električno energijo (iz ojačevalnika) v zvok.

Učinkovitost je izražena na logaritemski decibelski lestvici, kjer 3 dB razlika pomeni dvakratni nivo (ali manj), 6 dB razlika pomeni štirikrat in tako naprej. 3 dB bo igral dvakrat glasneje.

Velja dodati, da je učinkovitost srednjih zvočnikov nekaj odstotkov - večina energije se pretvori v toploto, tako da to ni samo “potratno” z vidika zvočnikov, ampak dodatno poslabša njihove delovne pogoje - s povišanjem temperature tuljave zvočnika se povečuje njen upor, povišanje temperature magnetnega sistema pa je neugodno, kar lahko povzroči nelinearna popačenja. Vendar nizka učinkovitost ne pomeni nizke kakovosti – veliko je zvočnikov z nizko učinkovitostjo in zelo dobrim zvokom.

Težave s kompleksnimi obremenitvami

Odličen primer so zasnove ATC, katerih nizka učinkovitost je zakoreninjena v posebnih rešitvah, ki se uporabljajo v samih pretvornikih in služijo ... paradoksalno - zmanjšanju popačenja. To je približno tako imenovana kratka tuljava v dolgi režiV primerjavi s tipičnim (ki se uporablja v veliki večini elektrodinamičnih pretvornikov) sistemom dolge tuljave v kratki reži je značilna nižja učinkovitost, vendar manj popačenja (zaradi delovanja tuljave v enotnem magnetnem polju, ki se nahaja v vrzel).

Poleg tega je pogonski sistem pripravljen za linearno delovanje z velikimi upogibi (za to mora biti reža veliko daljša od tuljave), v tej situaciji pa tudi zelo veliki magnetni sistemi, ki jih uporablja ATK, ne zagotavljajo visoke učinkovitosti (večina reže, ne glede na položaj tuljav, ni zapolnjena z njo).

Vendar nas trenutno bolj zanima nekaj drugega. Ugotavljamo, da ima SCM7 tako zaradi svojih dimenzij (dvosmerni sistem s 15 cm srednjim zvočnikom, v ohišju s prostornino manj kot 10 litrov) kot te posebne tehnike zelo nizko učinkovitost - glede na meritve v avdio laboratorij le 79 dB (povzamemo podatke proizvajalca, ki obljubljajo višjo vrednost, in razloge za takšno odstopanje; primerjamo učinkovitost struktur, izmerjeno v "Audio" pod enakimi pogoji).

Kot že vemo, bo to prisililo SCM7, da se igra z določeno močjo. veliko tišje kot večina struktur, tudi enake velikosti. Da bi torej zveneli enako glasno, jih je treba postaviti več moči.

Ta situacija vodi mnoge avdiofile do poenostavljenega zaključka, da SCM7 (in modeli ATC na splošno) zahtevajo ojačevalnik, ki ni toliko zmogljiv kot z nekaterimi težko določljivimi parametri, zmožnim "pogona", "vlečenja", krmiljenja, "pogona". « kot bi bilo »težka obremenitev«, tj. SCM7. Vendar se bolj zakoreninjen pomen "velike obremenitve" nanaša na popolnoma drugačen parameter (kot učinkovitost) - namreč impedanca (govornik).

Oba pomena "kompleksne obremenitve" (povezana z učinkovitostjo ali impedanco) zahtevata različne ukrepe za premagovanje te težave, zato njuno mešanje vodi do resnih nesporazumov ne le na teoretičnih, ampak tudi na praktičnih osnovah – ravno pri izbiri ustreznega ojačevalnika.

Zvočnik (zvočnik, steber, elektro-akustični pretvornik) je sprejemnik električne energije, ki mora imeti impedanco (obremenitev), da se pretvori v zvok ali celo toploto. Nato se bo na njem sprostila moč (kot že vemo, žal večinoma v obliki toplote) po osnovnih formulah, ki jih poznamo iz fizike.

Visokokakovostni tranzistorski ojačevalniki v določenem območju priporočene impedance obremenitve se obnašajo približno kot viri enosmerne napetosti. To pomeni, da ko se impedanca obremenitve zmanjša pri fiksni napetosti, več toka teče čez sponke (obrnjeno sorazmerno z zmanjšanjem impedance).

In ker je tok v formuli moči kvadraten, tudi ko se impedanca zmanjšuje, se moč povečuje obratno, ko se impedanca zmanjšuje. Večina dobrih ojačevalcev se tako obnaša pri impedancah nad 4 ohmi (torej je pri 4 ohmih moč skoraj dvakrat večja kot pri 8 ohmih), nekateri od 2 ohmov, najmočnejši pa od 1 ohma.

Toda tipičen ojačevalnik z impedanco pod 4 ohmi ima lahko "težave" - ​​izhodna napetost bo padla, tok ne bo več tekel inverzno, ko se impedanca zmanjša, moč pa se bo rahlo povečala ali celo zmanjšala. To se ne bo zgodilo le pri določenem položaju regulatorja, ampak tudi pri pregledu največje (nazivne) moči ojačevalnika.

Dejanska impedanca zvočnika ni konstanten upor, temveč spremenljiv frekvenčni odziv (čeprav je nazivna impedanca določena s to karakteristiko in njenimi minimumi), zato je težko natančno kvantificirati stopnjo kompleksnosti - odvisna je od interakcije z danim ojačevalnik.

Nekateri ojačevalniki ne marajo velikih faznih kotov impedance (povezanih s spremenljivostjo impedance), zlasti kadar se pojavljajo v območjih z nizkim modulom impedance. To je "težka obremenitev" v klasičnem (in pravilnem) smislu in za obvladovanje takšne obremenitve morate poiskati primeren ojačevalnik, ki je odporen na nizke impedance.

V takšnih primerih se včasih imenuje "tokovni izkoristek", ker dejansko potrebuje več toka (kot nizka impedanca), da doseže visoko moč pri nizki impedanci. Vendar je tu tudi nesporazum, da nekateri “strojni svetovalci” popolnoma ločujejo moč od toka, saj menijo, da je lahko ojačevalnik nizke moči, če le ima mitski tok.

Vendar je dovolj, da izmerimo moč pri nizki impedanci, da se prepričamo, da je vse v redu - navsezadnje govorimo o moči, ki jo oddaja zvočnik, in ne o toku, ki teče skozi zvočnik sam.

ATX SCM7 so nizkoučinkovite (torej so v tem pogledu "kompleksne") in imajo nazivno impedanco 8 ohmov (in zaradi tega pomembnejšega razloga so "lahke"). Vendar mnogi avdiofili ne bodo razlikovali med temi primeri in sklepali, da je to "težka" obremenitev - preprosto zato, ker bo SCM7 tiho predvajal.

Hkrati bodo zveneli veliko tišje (pri določenem položaju regulatorja glasnosti) kot drugi zvočniki, ne samo zaradi nizke učinkovitosti, ampak tudi visoke impedance - večina zvočnikov na trgu je 4-ohmskih. In kot že vemo, bo pri obremenitvi 4 ohmov več toka steklo iz večine ojačevalnikov in proizvedena bo večja moč.

Zato je pomembno razlikovati med učinkovitostjo in nežnost, vendar je tudi mešanje teh parametrov pogosta napaka tako proizvajalcev kot uporabnikov. Učinkovitost je opredeljena kot zvočni tlak na razdalji 1 m od zvočnika, ko je uporabljena moč 1 W. Občutljivost - pri uporabi napetosti 2,83 V. Ne glede na

impedanca obremenitve. Od kod ta "čuden" pomen? 2,83 V na 8 ohmov je le 1 W; zato so za takšno impedanco vrednosti učinkovitosti in občutljivosti enake. Toda večina sodobnih zvočnikov ima 4 ohme (in ker jih proizvajalci pogosto in lažno prikazujejo kot 8 ohmov, je to druga stvar).

Napetost 2,83 V nato povzroči 2 W, kar je dvakrat večja moč, kar se odraža v povečanju zvočnega tlaka za 3 dB. Za merjenje učinkovitosti 4-ohmskega zvočnika je treba napetost zmanjšati na 2V, vendar ... tega ne naredi noben proizvajalec, ker bo rezultat v tabeli, kakorkoli se že imenuje, 3 dB nižji.

Ravno zato, ker je SCM7, tako kot drugi 8 ohmski zvočniki, "lahka" impedančna obremenitev, se zdi mnogim uporabnikom - ki ocenjujejo "težavnost" na kratko, tj. skozi prizmo volumna, prejetega v določenem položaju. regulator (in z njim povezana napetost) je "kompleksno" breme.

In lahko zvenijo tišje iz dveh povsem različnih razlogov (ali zaradi njihove združitve) – zvočnik ima lahko manjšo učinkovitost, a tudi porabi manj energije. Da bi razumeli, s kakšno situacijo imamo opravka, je treba poznati osnovne parametre in ne samo primerjati glasnosti, pridobljene iz dveh različnih zvočnikov, priključenih na isti ojačevalnik z istim nadzornim položajem.

Kaj vidi ojačevalnik

Uporabnik SCM7 sliši tiho igranje zvočnikov in intuitivno razume, da mora biti ojačevalnik "utrujen". V tem primeru ojačevalec "vidi" samo impedančni odziv - v tem primeru visok, torej "lahek" - in se ne utrudi ter nima težav s tem, da je zvočnik večino moči spremenil v toploto. , ni zvok. To je stvar "med zvočnikom in nami"; ojačevalnik ne »ve« ničesar o naših vtisih – ali je tih ali glasen.

Predstavljajmo si, da na ojačevalnike z močjo nekaj vatov, nekaj deset, več sto ... priklopimo zelo močan 8-ohmski upor ... Za vsakogar je to obremenitev brez težav, vsak bo dal toliko vatov, kolikor si lahko privošči takega upora, saj nimam pojma, kako se je vsa ta moč spremenila v toploto, ne v zvok.

Razlika med močjo, ki jo lahko prevzame upor, in močjo, ki jo lahko odda ojačevalnik, je za slednjo nepomembna, prav tako dejstvo, da je moč upora dva, deset ali stokrat večja. Toliko lahko prenese, a mu ni treba.

Bo imel kateri od teh ojačevalcev težave pri "vozi" tega upora? In kaj pomeni njegova aktivacija? Ali zagotavljate največjo moč, ki jo lahko črpa? Kaj pomeni nadzorovati zvočnik? Ali odda samo največjo moč ali kakšno nižjo vrednost, nad katero začne zvočnik dobro zveneti? Kakšna moč bi to lahko bila?

Če upoštevate "prag", nad katerim zvočnik zveni že linearno (v dinamiki, ne v frekvenčnem odzivu), potem pridejo v poštev zelo nizke vrednosti, reda 1 W, tudi pri neučinkovitih zvočnikih. . Vedeti je treba, da se nelinearno popačenje, ki ga vnese sam zvočnik, povečuje (v odstotkih) z naraščajočo močjo od nizkih vrednosti, zato se najbolj »čist« zvok pojavi, ko igramo tiho.

Ko pa gre za dosego glasnosti in dinamike, ki nam zagotavljata pravo dozo glasbenih čustev, postane vprašanje ne le subjektivno, odvisno od osebnih preferenc, ampak je tudi za določenega poslušalca dvoumno.

Odvisno je vsaj od razdalje, ki ga loči od zvočnikov – navsezadnje se zvočni tlak zmanjša sorazmerno s kvadratom razdalje. Za "poganjanje" zvočnikov na 1 m bomo potrebovali drugačno moč, na 4 m pa še eno (šestnajstkrat več) po našem okusu.

vprašanje je, kateri ojačevalec bo "to naredil"? Zapleten nasvet... Vsi čakajo na preprost nasvet: kupi ta ojačevalec, tega pa ne, ker "ne boš uspel"...

Če uporabimo SCM7 kot primer, ga lahko povzamemo takole: ni jim treba prejeti 100 vatov, da bi lahko igrali lepo in tiho. Poskrbeti morajo, da igrajo lepo in glasno. Vendar pa ne bodo sprejeli več kot 100 vatov, ker so omejeni z lastno močjo. Proizvajalec daje priporočeno razpon moči ojačevalnika (verjetno nominalno, in ne moč, ki bi jo morali napajati "normalno") znotraj 75-300 vatov.

Vendar se zdi, da 15 cm srednjetonski zvočnik, tudi tako vrhunski, kot je tukaj uporabljen, ne bo sprejel 300 W ... Danes proizvajalci pogosto postavljajo tako visoke omejitve priporočenih razponov moči sodelujočih ojačevalcev, kar ima tudi različne razloge. - predvideva veliko moč zvočnika, vendar ne obvezuje poleg tega... ni nazivna moč, ki bi jo moral zvočnik prenesti.

Je napajalnik lahko pri vas?

Lahko se tudi domneva, da bi ojačevalnik moral imeti rezerve moči (glede na nazivno moč zvočnika), da ne bi bili v nobeni situaciji preobremenjeni (z nevarnostjo poškodbe zvočnika). To pa nima nobene zveze s "težavnostjo" dela z govorcem.

Nesmiselno je ločevati med zvočniki, ki "zahtevajo" tolikšno višino prostora od ojačevalca, in tistimi, ki tega ne zahtevajo. Nekomu se zdi, da zvočnik nekako čuti zalogo moči ojačevalnika, zvočnik to rezervo povrne in ojačevalnik lažje deluje ... Ali pa "težka" obremenitev, celo povezana z nizko močjo zvočnika , se da "obvladati" z veliko moči v rezervi ali kratkimi rafali ...

Obstaja tudi problem t.i faktor dušenjaodvisno od izhodne impedance ojačevalnika. A več o tem v naslednji številki.