Сред многото обърквания, които изобилстват в света на професионалните БКП, е и издръжливостта на сила (на английски, захранване) на високоговорител, наричан още мощност. От една страна, производителите използват различни термини като пикова, RMS, средна, непрекъсната или програмна мощност. От друга страна, има различни начини за измерване на издържаната мощност на високоговорител или високоговорител, които дават различни резултати. В тази аудио тема ще се опитаме да хвърлим малко светлина по този въпрос.

1. Мощност

Мощността е енергия за единица време. Измерва се във ватове. Мощността, доставяна от усилвател към високоговорител, се измерва чрез разделяне на квадрата на напрежението (V) на импеданса (Z):

В зависимост от това какъв тип напрежение използваме, ще постигнем тип мощност. Ако напрежението е пиково, мощността също ще бъде пикова. Ако напрежението е RMS, ще получим средна мощност (RMS). RMS (от англ, корен квадратен) 1 или квадратична средна стойност, това е просто математически инструмент, който извлича ефективната стойност на сигнал (обикновено редуващ се).

1. Корен средно-квадратен, буквално означава средно-квадратен, тъй като стойностите са на квадрат (с които отрицателният знак изчезва), се прави средна стойност и накрая се извлича квадратният корен от него. Тази RMS стойност е подобна на измерването на напрежението на сигнала с изключение на знака. За да бъдем точни, това е нивото на постоянен ток (DC или на английски език, DC), който би разсейвал същата мощност върху резистор.

2. Тестове за мощност

За да се определи издръжливостта на мощност (която бихме могли да наречем и допустимата мощност) на високоговорител, той трябва да бъде подложен на тест за мощност. Това се състои в захранване на високоговорителя с тестов сигнал, който обикновено се състои от някакъв вид шумов сигнал с контролиран динамичен обхват, за определено време, обикновено между 2 и 100 часа.

Тестовият сигнал обикновено е някаква форма на розов шум. Розовият шум е случаен сигнал, който има еднаква енергия във всички честотни ленти. От друга страна, розовият шум не е постоянен, но има известна динамика. По този начин розовият шум ни позволява да провеждаме изследвания, при които не само термалното съпротивление на високоговорителя се тества, но и механичното съпротивление.

Динамичният обхват на даден сигнал се изразява с фактор на гребена, което е съотношението между мощността на пиковете и мощността на средната стойност на сигнала. Фигурата по-долу показва розов шумов сигнал с коефициент на гребен 6 dB, т.е. пиковата мощност е с 6 dB по-голяма от средната мощност на сигнала. Това се равнява на съотношение 2 към 1 между пиково напрежение и RMS, което съответства на съотношение 4 към 1 между пикова мощност и средна мощност ("rms"), тъй като мощността се изчислява на базата на напрежението на квадрат. Тази динамика обикновено се определя от международните стандарти. В миналото фактор на гребена на комерсиално записаната музика е бил висок (от порядъка на 20 dBs), но днес поп и рокът са силно компресирани с фактори на гребена, които варират от 10 dBs, но дори могат да се доближат до тези. 6 dBs използвани сигнали в лабораторни тестове за мощност.

шкафовете

Има няколко стандарта, които определят процедурите за тестване. Най-подходящите са:


2.а. Стандартът AES2-1984

Това е стандарт за компонентите на високоговорителите, направени от Аудио инженерното общество. Той се използва много често и макар да е само за компоненти, понякога се прилага и за всяка от песните на активна система. Определя розов шумов сигнал с коефициент на гребен 6 dB 2, с честотна лента от едно десетилетие. Например, бас може да използва 50-500 Hz лента, докато високите честоти могат да използват 1000-10000 Hz. Графиката показва спектъра и за двата примера. Продължителността на теста е два часа, след което компонентът не трябва да показва значителни повреди. Използваният импеданс (Z) ще бъде минималният импеданс на компонента.

две. В действителност, веднъж филтриран, шумът с фактор на гребена от 6 dB има тенденция да възвърне първоначалната си динамика, която обикновено е близо до фактор на гребен от 12 dB, поради което повечето настоящи стандарти клонят към този последен фактор.

2.б. Стандартът AES2-2012

Стандартът AES2-1984 е заменен от AES2-2012. Сега сигналът на розовия шум има фактор на гребена от 12 dB (4: 1) и импедансът, използван за изчисляване на мощността, е номиналният импеданс. Последният предполага, че мощността, изчислена сега, обикновено ще бъде от порядъка на 20% по-ниска за същия компонент от стандарта от 1984 г. (който използва минималния импеданс за изчисляване на мощността), което може да създаде много объркване. Също така, филтрирането в краищата на лентата вече е 24 dB/октава вместо 12 dB/oct (за по-голяма яснота не е добавено към графиката по-горе).

2 C. Стандартът IEC268-5 (1978)

Това е стандарт, направен от Международната електротехническа комисия през 1978 г. и потвърден през 80-те години. Определя розов шумов сигнал с IEC програмен спектър и 6 dB гребен фактор. Спектърът на програмата IEC се опитва да бъде спектър, който приближава съдържанието на истински музикален сигнал и следователно има по-малко високи и по-малко баси (в сравнение с розовия шум). Стандартът използва номенклатурата "Номинална мощност на шума" и "мощност за управление на мощността".

Продължителността на теста е сто часа, след което високоговорителят не трябва да показва значителни повреди.

ЗАБЕЛЕЖКА: За да се добави объркването, има един и същ стандартен код от 1972 г., който определя различно време за тест и сигнал, въпреки че рядко се използва.

2.г. Стандартът EIA RS-426-A (1980)

Това е стандарт на Американската асоциация за електронна индустрия. Продължителността на теста е осем часа, след което високоговорителят не трябва да показва значителни повреди. Сигналът също е розов шум с коефициент на гребен 6 dB, с честотно съдържание, което може да се види на фигурата за сравнение.

2.е. Стандартът EIA RS-426-B (1998)

3. Видове спецификации на мощността

3.а. Средна мощност. Този тип мощност често се нарича погрешно RMS, когато се използва изчисляването на RMS напрежение. Мощността има само положителен знак (тя преминава от усилвателя към високоговорителя, а не обратното) и вече е ефективна стойност и следователно няма смисъл да се прилага RMS и следователно тя просто се измерва. Следователно "средната мощност" е тази, която използва RMS напрежението за своето изчисление. Всички горепосочени стандарти са със средна мощност.

3.б. Захранване на програмата. Програмната мощност е архаичен термин, който идва от тестовете за древна синусова мощност. Днес тя няма конкретно значение или много смисъл, тъй като много от стандартните тестови сигнали вече са "програмирани". За много производители това е просто два пъти повече от средната мощност, въпреки че други производители използват съотношения, различни от 2: 1. Може да се използва като ръководство за вашия избор на усилвател. Например, 300W среден, 600W (2x300W) високоговорител за програма може да използва 600W изходен усилвател. Това е за приложения с висок контрол, за по-често срещаните приложения с известна злоупотреба със системата този усилвател може да е твърде голям.

3.в. Пикова мощност. Съответства на изчисляването на мощността въз основа на пикови напрежения. За сигнал от 6 dB гребен фактор пиковата мощност е четири пъти по-голяма от средната мощност. По този начин, за сигнали на мощност с коефициент на гребен 6 dB, мощностите ще бъдат както следва:

3.г. Продължавай. Просто посочете, че сигналът присъства през цялото време, тъй като има стандарти, които определят прекъсващ сигнал.

4. Причини за отказ на високоговорителите

Причините за повреда на компонентите обикновено се разделят на термични и механични.

Причините за неуспеха термична на компонент може да бъде:

  • превишена средна входна мощност
  • сигнали извън честотната лента (радиочестота, дозвукови честоти) с прекомерно ниво. Енергията, която не се превръща в звук, се превръща в топлина
  • изрязване (клип) на усилвателя, най-честата причина за термична повреда
  • постоянен ток, подаван от усилвателя, което е рядкост в днешните професионални усилватели, тъй като те включват защита срещу това
  • прекомерно усилване в настройките на еквалайзера в краищата на честотната лента (например чрез радикално използване на усилване в типични басови и високи честоти или класическата крива "U" в графичните еквалайзери), главно от високите честоти, тъй като в тази честотна зона компонентите имат много ниска ефективност и генерират много топлина, което може да доведе до изгаряне на намотката, ако системата е обърната към високи мощности

За да предотвратите термична повреда, избягвайте подрязването (износване клип) усилвателя на мощността. И се уверете, че изпращате на високоговорителя само онези честоти, които той може да възпроизведе, като използвате високочестотни и/или нискочестотни филтри, за да ограничите честотната лента, захранваща високоговорителя.

Причините за неуспеха механични Те се дължат на прекомерно движение на високоговорителите. Говорителят има повече екскурзия (движение напред-назад), колкото по-ниска е честотата. Това означава, че сигнал с достатъчно ниска честота и достатъчно ниво може да издърпа движещата се намотка от въздушната междина, с последващи повреди на намотката, която вероятно ще се разтрие, а вероятно и ще прекъсне или късо съединение. В най-екстремните случаи държачът на бобината ще удари долния полюс и ще се деформира. За да предотвратите механична повреда, не използвайте сигнали под работния обхват на компонента или шкафовете и използвайте усилвател с достатъчна мощност.

5. Как да изберем мощността на усилвателя

По принцип за усилване на звука трябва да изберете усилвател, чиято изходна мощност е над номиналната мощност на високоговорителя. Това е така, защото усилвателят доставя определената мощност само със синусоидален сигнал и доставя по-малко мощност за реален сигнал с динамичен.

Следователно, усилватели, които доставят 50% повече мощност от средната мощност (RMS) на високоговорителя. Например за шкаф с мощност 450 W бихме могли да използваме усилвател, който да доставя 700 W. Ако използваме малък усилвател, няма да получим достатъчно ниво и недостатъчно (ниво) усещане, така че ще сме склонни да претоварваме усилвателя и по този начин да застрашим целостта на високоговорителя. Това е само общо правило, което може да се наложи да бъде модифицирано в зависимост от конкретните приложения (например, не е необичайно да се намерят съотношения 2: 1 за високите канали предвид по-голямата им динамика и тъй като това прекаляване не е скъпо) и други фактори (като консервативността или не на допустимата мощност, посочена от производителя). Като цяло трябва да сте много по-консервативни за записана музика, отколкото за музика на живо, тъй като един и същ усилвател ще произведе много по-високи средни нива на мощност с първия.

Възможно е да се използва по-голям усилвател от препоръчания, но трябва да внимаваме да не отнесем усилвателя клип (или го правете само от време на време, колкото по-малко, толкова по-небалансирана е мощността на усилвателя) и слушайте, че не прекаляваме с високоговорителите, тъй като често ни дават ясно чуващи предупреждения, че получават твърде много мощност.

ЗАБЕЛЕЖКА: Тази препоръка е за приложения за усилване на звука. В други приложения връзките са различни и дори противоречат; Например, в комбинация за китара мощността на високоговорителя трябва да бъде много по-висока от тази на усилвателя поради честото използване на големи дози изкривявания в усилвателя.

Приложен. Контролът на силата на звука на усилвателя не е контрол на мощността

Погрешно схващане, често срещано във форума на DoPA, е убеждението, че контролите за сила на звука на усилвателя позволяват регулиране на изходната мощност на усилвателя, което би позволило използването на усилвател, който теоретично е твърде голям за високоговорител с ниска мощност. например до половината (в дванадесет часа).

Нищо не може да бъде по-далеч от истината. Усилвателят в основата си е "умножител". Влиза сигнал, а друг излиза с напрежение X пъти по-високо. Контролът на силата на звука е входен атенюатор; ако го понижим до определена позиция, единственото, което се случва, е, че ще трябва да изпратим сигнал от по-високо ниво от миксера.