Zorluk nedir?

Audio'nun 11/2019 sayısında ATC SCM7, beş kitaplık hoparlörü testinde gösterildi. Birçok kayıt stüdyosu hoparlörleriyle donatıldığından, müzik severlerin ve hatta profesyonellerin bildiği çok saygın bir marka. Daha yakından bakmaya değer - ancak bu sefer geçmişi ve önerisiyle ilgilenmeyeceğiz, ancak örnek olarak SCM7'yi kullanarak odyofillerin karşılaştığı daha genel bir sorunu tartışacağız.

Akustik sistemlerin önemli parametrelerinden biri, verimlilik. Bu, enerji verimliliğinin bir ölçüsüdür - bir hoparlörün (elektro-akustik dönüştürücü) sağlanan elektriği (amplifikatörden) sese dönüştürme derecesi.

Verimlilik, logaritmik desibel ölçeğinde ifade edilir, burada 3 dB fark, seviyenin iki katı (veya daha az), 6 dB fark dört kat anlamına gelir ve bu böyle devam eder. 3 dB, iki kat daha yüksek sesle çalacaktır.

Orta hoparlörlerin verimliliğinin yüzde birkaç olduğunu eklemeye değer - enerjinin çoğu ısıya dönüşüryani bu, hoparlörlerin amacı açısından yalnızca "israf" olmakla kalmaz, aynı zamanda çalışma koşullarını daha da kötüleştirir - hoparlör bobininin sıcaklığı arttıkça direnci artar ve sıcaklığın artması, hoparlörler için elverişsizdir. Doğrusal olmayan bozulmalara yol açabilen manyetik sistem. Ancak düşük verimlilik, düşük kalite anlamına gelmez; düşük verimliliğe ve çok iyi sese sahip birçok hoparlör vardır.

Karmaşık yüklerle ilgili zorluklar

Mükemmel bir örnek, düşük verimliliği dönüştürücülerin kendisinde kullanılan özel çözümlere dayanan ve ne kadar paradoksal olursa olsun distorsiyonu azaltmaya hizmet eden ATC tasarımlarıdır. Hakkında uzun bir boşlukta sözde kısa bobinKısa bir boşlukta uzun bir bobinin tipik (elektrodinamik dönüştürücülerin büyük çoğunluğunda kullanılan) sistemi ile karşılaştırıldığında, daha düşük verimlilik, ancak daha az bozulma ile karakterize edilir (bobin içinde bulunan tek tip bir manyetik alanda çalışması nedeniyle). açıklık).

Ayrıca tahrik sistemi büyük sapmalarla lineer çalışmaya hazırlanır (bunun için boşluk bobinden çok daha uzun olmalıdır) ve bu durumda ATK tarafından kullanılan çok büyük manyetik sistemler bile yüksek verim sağlamaz (çoğu boşluk, pozisyon bobinlerinden bağımsız olarak, onunla doldurulmaz).

Ancak şu anda başka bir şeyle daha çok ilgileniyoruz. SCM7'nin hem boyutları (15 litreden daha az hacimli bir muhafazada 10 santimetre midwoofer'a sahip iki yönlü bir sistem) hem de bu özel teknoloji nedeniyle çok düşük bir verime sahip olduğunu not ediyoruz. Ses laboratuvarındaki ölçümler yalnızca 79 dB (daha yüksek bir değer vaat eden üreticinin verilerinden ve bu tutarsızlığın nedenlerinden özet olarak; aynı koşullar altında "Ses"te ölçülen yapıların verimliliğini karşılaştırıyoruz).

Bildiğimiz gibi bu, SCM7'yi belirtilen güçle oynamaya zorlayacaktır. çok daha sessiz çoğu yapıdan, hatta aynı boyutta. Bu yüzden eşit derecede yüksek ses çıkarabilmeleri için daha fazla güç.

Bu durum pek çok müzik tutkununu, SCM7'nin (ve genel olarak ATC tasarımlarının) çok güçlü olmayan ancak belirlenmesi zor bazı parametrelere sahip, "sürüş", "çekme", yönetme" yeteneğine sahip bir amplifikatör gerektirdiği şeklindeki basit sonuca götürüyor. , SCM7 olan bir "ağır yük" gibi "sürüş". Bununla birlikte, “ağır yük”ün daha yerleşik anlamı tamamen farklı bir parametreye (verimlilikten) atıfta bulunur - yani iç direnç (hoparlör).

"Karmaşık yük"ün (verimlilik veya empedans ile ilgili) her iki anlamı da bu zorluğun üstesinden gelmek için farklı önlemler gerektirir, bu nedenle bunların karıştırılması sadece teorik olarak değil, aynı zamanda pratik açıdan da - tam olarak uygun amplifikatörü seçerken - ciddi yanlış anlamalara yol açar.

Hoparlör (hoparlör, kolon, elektro-akustik dönüştürücü), sese veya hatta ısıya dönüştürülebilmesi için bir empedansa (yüke) sahip olması gereken bir elektrik enerjisi alıcısıdır. Daha sonra fizikten bilinen temel formüllere göre (zaten bildiğimiz gibi, ne yazık ki, çoğunlukla ısı şeklinde) üzerine güç salınacaktır.

Belirtilen önerilen yük empedansı aralığındaki üst düzey transistör amplifikatörleri, yaklaşık olarak DC voltaj kaynakları gibi davranır. Bu, sabit bir voltajda yük empedansı azaldıkça, terminaller arasında daha fazla akım aktığı anlamına gelir (empedanstaki azalmayla ters orantılı).

Ve güç formülündeki akım ikinci dereceden olduğundan empedans azalsa bile güç, empedansın azalmasıyla ters orantılı olarak artar. İyi amplifikatörlerin çoğu 4 ohm'un üzerindeki empedanslarda (yani 4 ohm'da güç 8 ohm'dakinin neredeyse iki katıdır), bazıları 2 ohm'da ve en güçlüsü 1 ohm'da bu şekilde davranır.

Ancak empedansı 4 ohm'un altında olan tipik bir amplifikatör "zorluklar" yaşayabilir - çıkış voltajı düşecek, empedans azaldıkça akım artık ters yönde akmayacak ve güç ya biraz artacak, hatta azalacaktır. Bu sadece regülatörün belirli bir konumunda değil, aynı zamanda amplifikatörün maksimum (nominal) gücünü incelerken de gerçekleşecektir.

Bir hoparlörün gerçek empedansı sabit bir empedans değil, frekans değişkenli bir özelliktir (her ne kadar nominal empedans bu özellik ve minimum değeri tarafından belirlense de), dolayısıyla karmaşıklık derecesinin kesin olarak ölçülmesi zordur - hoparlörle olan etkileşime bağlıdır. Belirli bir amplifikatör.

Bazı amplifikatörler, özellikle düşük empedans modüllü aralıklarda ortaya çıktıklarında, büyük empedans faz açılarını (empedans değişkenliği ile ilişkili) sevmezler. Bu klasik (ve doğru) anlamda bir "ağır yük"tür ve böyle bir yükün üstesinden gelmek için düşük empedanslara dayanıklı uygun bir amplifikatör aramanız gerekir.

Bu gibi durumlarda bazen "akım verimliliği" olarak adlandırılır çünkü düşük empedansla yüksek güce ulaşmak aslında daha fazla akım gerektirir (düşük empedanstakinden). Ancak burada da bazı "donanım danışmanlarının", bir amplifikatörün efsanevi bir akıma sahip olduğu sürece düşük güçlü olabileceğine inanarak gücü akımdan tamamen ayırdığına dair bir yanlış anlaşılma var.

Bununla birlikte, her şeyin yolunda olduğundan emin olmak için düşük empedanstaki gücü ölçmek yeterlidir - sonuçta, hoparlörün kendisinden akan akımdan değil, hoparlör tarafından yayılan güçten bahsediyoruz.

ATX SCM7'ler düşük verimlidir (bu nedenle bu bakış açısından "karmaşıktırlar") ve 8 ohm nominal empedansa sahiptirler (ve bu daha önemli nedenden dolayı "hafiftirler"). Bununla birlikte, birçok müzik tutkunu bu durumlar arasında ayrım yapmayacak ve bunun "ağır" bir yük olduğu sonucuna varacaktır - çünkü SCM7 sessizce çalacaktır.

Aynı zamanda, yalnızca düşük verimlilik nedeniyle değil, aynı zamanda yüksek empedans nedeniyle diğer hoparlörlerden çok daha sessiz ses çıkarırlar (ses seviyesi kontrolünün belirli bir konumunda) - piyasadaki hoparlörlerin çoğu 4 ohm'dur. Zaten bildiğimiz gibi, 4 ohm'luk bir yükte çoğu amplifikatör daha fazla akım akıtacak ve daha fazla güç üretecektir.

Bu nedenle, verimlilik ve verimlilik arasında ayrım yapmak önemlidir. hassasiyet, Üstelik bu parametrelerin karıştırılması da hem üreticilerin hem de kullanıcıların yaygın bir hatasıdır. Verimlilik, 1 W güç sağlandığında hoparlörden 1 m uzaklıktaki ses basıncı olarak tanımlanır. Hassasiyet - 2,83 V'luk bir voltaj uygulandığında.

yük empedansı. Bu “tuhaf” anlam nereden geliyor? 2,83 ohm'da 8 V yalnızca 1 W'tur; dolayısıyla böyle bir empedans için verimlilik ve hassasiyet değerleri aynıdır. Ancak çoğu modern hoparlör sistemi 4 ohm'dur (ve üreticiler sıklıkla bunları yanlışlıkla 8 ohm olarak tasvir ettiğinden, bu başka bir konudur).

2,83V'luk bir voltaj, daha sonra, ses basıncında 2dB'lik bir artışa yansıyan, gücün iki katı olan 3W'nin iletilmesine neden olur. 4 ohm'luk bir hoparlörün verimliliğini ölçmek için voltajın 2V'a düşürülmesi gerekir, ancak… hiçbir üretici bunu yapmaz, çünkü tabloda verilen sonuç, adı ne olursa olsun, 3 dB daha düşük olacaktır.

Tam da diğer 7 ohm hoparlörler gibi SCM8'nin empedans açısından "hafif" bir yük olması nedeniyle, kısaca "zorluğu" değerlendiren birçok kullanıcıya öyle geliyor; belirli bir konumda elde edilen hacmin prizmasından. regülatör (ve ilgili voltaj) “karmaşık” bir yüktür.

Ve tamamen farklı iki nedenden dolayı (veya birleşmeleri nedeniyle) daha sessiz ses çıkarabilirler - bir hoparlör daha az verimliliğe sahip olabilir, ancak aynı zamanda daha az enerji tüketebilir. Ne tür bir durumla karşı karşıya olduğumuzu anlamak için temel parametreleri bilmek ve aynı kontrol konumuna sahip aynı amplifikatöre bağlı iki farklı hoparlörden elde edilen ses seviyesini karşılaştırmak yeterli değildir.

Amplifikatörün gördüğü

SCM7 kullanıcısı hoparlörlerin sessizce çaldığını duyar ve sezgisel olarak amplifikatörün yorgun olması gerektiğini anlar. Bu durumda, amplifikatör yalnızca empedans karakteristiğini - bu durumda yüksek ve dolayısıyla "hafif" - "görür" ve yorulmaz ve hoparlörün ısıtma gücünün çoğunu değiştirmesi nedeniyle zorluk yaşamaz. ses yerine. Bu “hoparlörle bizim aramızdaki” bir sorudur; amplifikatör, ister sessiz ister yüksek olsun, izlenimlerimiz hakkında hiçbir şey "bilmez".

Birkaç watt, birkaç on, birkaç yüz gücünde amplifikatörlere çok güçlü 8 ohm'luk bir direnç bağladığımızı düşünelim ... Herkes için bu sorunsuz bir yük, herkes karşılayabileceği kadar watt verecek. Böyle bir direniş, "tüm bu gücün nasıl sese değil, ısıya dönüştüğü hakkında hiçbir fikri yok.

Bir direncin alabileceği güç ile bir amplifikatörün sağlayabileceği güç arasındaki fark, bir direncin gücünün iki, on veya yüz kat daha büyük olması gerçeği gibi, ikincisi ile ilgisizdir. O kadar çok şey alabilir, ama buna gerek yok.

Bu amfilerden herhangi biri bu direnci "sürerken" sorun yaşar mı? Ve aktivasyonu ne anlama geliyor? Çekebileceği maksimum gücü sağlıyor musunuz? Bir hoparlörü kontrol etmek ne demektir? Hoparlörün iyi ses çıkarmaya başladığı maksimum gücü veya daha düşük bir değeri mi ortaya koyuyor? Bu nasıl bir güç olabilir?

Hoparlörün zaten doğrusal ses çıkardığı "eşiği" (frekans tepkisi değil dinamik olarak) düşünürseniz, verimsiz hoparlörler için bile 1 W mertebesinde çok düşük değerler devreye girer. . Hoparlörün kendisinin neden olduğu doğrusal olmayan distorsiyonun düşük değerlerden gelen güç arttıkça (yüzde olarak) arttığını, dolayısıyla en “temiz” sesin sessiz çaldığımızda ortaya çıktığını bilmeye değer.

Bununla birlikte, bize müzikal duygunun doğru dozunu sağlayan ses ve dinamiklere ulaşmak söz konusu olduğunda, soru kişisel tercihlere bağlı olarak yalnızca öznel değil, belirli bir dinleyici için bile belirsiz hale gelir.

En azından onu hoparlörlerden ayıran mesafeye bağlıdır - sonuçta, ses basıncı mesafenin karesiyle orantılı olarak düşer. Hoparlörleri 1 m'de "sürmek" için farklı güce ve beğenimize göre 4 m'de bir başkasına (on altı kat daha fazla) ihtiyacımız olacak.

Soru şu; hangi amplifikatör "bunu halledecek"? Karmaşık tavsiye... Herkes basit bir tavsiye bekliyor: Bu amplifikatörü satın alın, ancak bunu satın almayın, çünkü "başaramazsınız"...

Örnek olarak SCM7'yi kullanarak şöyle özetlenebilir: Güzel ve sessiz çalabilmeleri için 100 watt almaları gerekmez. Onları güzel ve yüksek sesle çaldırmak zorundalar. Ancak kendi güçleri ile sınırlı oldukları için 100 watt'tan fazlasını kabul etmeyeceklerdir. Üretici, amplifikatörün önerilen güç aralığını (muhtemelen nominal ve “normalde” sağlanması gereken güç değil) 75-300 watt içinde verir.

Ancak öyle görünüyor ki, 15 cm'lik bir midwoofer, burada kullanılan kadar üst düzey bir midwoofer bile 300 W'ı kabul etmeyecektir... Günümüzde üreticiler, birlikte çalışan amplifikatörlerin önerilen güç aralıklarına sıklıkla bu kadar yüksek sınırlar koymaktadır; bu da aynı zamanda çeşitli nedenleri vardır - daha yüksek hoparlör gücü anlamına gelir, ancak bunu zorunlu kılmaz... bu, hoparlörün kullanması gereken nominal güç değildir.

Güç kaynağı yanınızda olabilir mi?

Amplifikatörün sahip olması gerektiği de varsayılabilir. güç rezervi (hoparlör güç değerine göre) hiçbir durumda aşırı yüklenmeyecek şekilde (hoparlöre zarar verme riskiyle). Ancak bunun konuşmacıyla çalışmanın "zorluğu" ile hiçbir ilgisi yoktur.

Amplifikatörden bu kadar fazla boşluk payı "talep eden" hoparlörler ile talep etmeyen hoparlörler arasında ayrım yapmanın bir anlamı yok. Bazı insanlar amplifikatörün güç rezervinin hoparlör tarafından bir şekilde hissedildiğini, hoparlörün bu rezerve karşılık verdiğini ve amplifikatörün çalışmasının daha kolay olduğunu düşünüyor... Veya düşük güçlü bir hoparlörle bile ilişkili "ağır" bir yükün olduğunu düşünüyor , yedekte çok fazla güçle veya kısa aralıklarla "hakim olunabilir"...

Bir de sözde sorun var sönümleme faktörüamplifikatörün çıkış empedansına bağlıdır. Ancak bir sonraki sayıda bunun hakkında daha fazla bilgi.