Как увеличить мощность усилителя звука: Усилитель — повышение мощности | soundbass — SJRacing — тюнинг комплектующие для вашего автомобиля

Содержание

Усилитель — повышение мощности | soundbass

Pmax = (Eпит – dU)2 / (8 x Rн).

То есть при питании усилителя мощности от источника напряжением 20 В и нагрузке 4 Ом максимальная выходная мощность, в любом случае, не превысит 20 x 20 / (8 х 4 ) = 12,5 Вт. На самом деле, из-за dU максимальная выходная мощность будет, скорее всего, около 8 — 10 Вт.
Редко, но бывает, когда максимальная выходная мощность указывается при прямоугольном выходном сигнала – тогда это та долговременная мощность, больше которой из усилителя не выжать. Но к качеству звучания усилителя этот параметр уже никакого отношения не имеет.
Отмечу, что мощность усилителя при 10% нелинейных искажений имеет международное обозначение RMS.

Номинальная выходная мощность — это максимальная долговременная мощность сигнала, которую может отдать усилитель в нагрузку при определенном, наперед заданном коэффициенте нелинейных искажений – чаще всего 1%, хотя может быть и любое другое значение, например 0,5% или те же 10%. Эта мощность зависит от схемы построения усилителя и примененных в ней элементов но она всегда меньше максимальной мощности, иногда значительно. Хочу сказать, что значение нелинейных искажений, при которых измеряется номинальная мощность никак не стандартизировано и устанавливается изготовителем усилителя так, как ему хочется.

Так, например, в Datasheet на усилитель TDA2030 указано, что при напряжении питания 38 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом выходная мощность составляет не менее 18 Вт при нелинейных искажениях 0,5%.
А из его характеристик следует, что при искажениях в 10% его выходная мощность может составить 30 Вт и более.
Номинальная выходная мощность – это собственно говоря, та самая «Советская» мощность, о которой кто-то как-то спрашивал в комментариях к одному из постов.

Еще один параметр – максимальная музыкальная мощность усилителя. Это максимальная мощность синусоидального сигнала, которую усилитель может отдать в нагрузку за очень короткое время – допустим, 0,1 секунды. Эта величина в большой степени зависит от схемы построения как усилителя мощности, так и его блока питания. Если блок питания стабилизирован, то есть выдает одинаковое напряжение и при малой нагрузке (при малой громкости), и при максимальной мощности, то максимальная музыкальная мощность и максимальная мощность усилителя совпадают.

Если же блок питания нестабилизирован, то его выходное напряжение зависит от мощности сигнала – при малой мощности оно выше, чем при большой. Например, блок питания с выходным напряжением 20 В при нагрузке 3 А может иметь выходное напряжение 24 В при нагрузке 100 мА. А у блоков питания дешевых усилителей эта разница еще больше. Поэтому, в первый момент после подачи на усилитель испытательного сигнала, отдаваемая усилителем мощность будет значительно больше, чем через несколько секунд после этого, когда конденсаторы блока питания разрядятся и его напряжение упадет. Разница может достигать 2-х раз (при разнице напряжений в 1,4 раза). Этот параметр имеет право на жизнь, так как музыка или речь – это не стабильный синусоидальный сигнал, а чередование тихих и громких звуков.

Еще большее значение имеет PMPO – пиковая музыкальная выходная мощность. Это мощность сигнала на пике — то есть в максимальной точке. Так как это импульс, то его мощность не усредняется по всему периоду сигнала, и его значение, в принципе, в 2 раза больше максимальной музыкальной мощности. Таким образом, значение мощности PMPO может быть в 5 и более раз больше номинальной мощности, особенно при источнике питания усилителя плохого качества. То есть, при «Советской» мощности усилителя 20 Вт, значение его PMPO может составить 100 Вт и более.

Еще больше можно увеличить мощность усилителя мощности, просуммировав мощности всех его каналов (стерео – 2 канала и т.д.) и умножив результат на поправочный коэффициент, значение которого каждый производитель определяет самостоятельно. После этого можно делать наклейку 1000 Watt PMPO для малогабаритного приемника.

Теперь о повышении выходной мощности усилителя.
Для начала рассмотрим выходные каскады.

На левом рисунке нарисован выходной каскад, верхнее и нижнее плечи которого построены на комплементарных составных транзисторах. При этом, если на базе первого верхнего транзистора будет напряжение, равное напряжению источника питания Eп, то на эмиттере верхнего выходного транзистора напряжение станет равным Eп – Uбэ – Uбэ.
Для маломощных транзисторов можно принять Uбэ = 0,65 В, но у мощных транзисторов, при больших токах базы, это напряжение больше и может достигать 1 В и более. Поэтому напряжение в средней точке будет примерно на 2 В меньше напряжения питания (в реальной жизни до 2,5 В). Так же при нулевом напряжении на базе первого нижнего транзистора, напряжение в средней точке будет равно 2 – 2,5 В. То есть амплитуда выходного напряжения выходного каскада будет на 4 – 5 В меньше амплитуды напряжения, поступающего на базы транзисторов выходного каскада. (предполагаем его размах равным напряжению источника питания)

В схеме на среднем рисунке выходное напряжение уменьшается только одним эмиттерным переходом в каждом плече. Но дополнительное уменьшение вносит напряжение насыщения Uкэ первого транзистора, которое редко бывает меньше 0,5 В. Поэтому в этой схеме амплитуда выходного напряжения выходного каскада будет на 3 – 4 В меньше амплитуды напряжения, поступающего на базы транзисторов выходного каскада.
Схема на правом рисунке состоит из частей левой и средней схемы. В ней амплитуда выходного напряжения выходного каскада будет на 3,5 – 4,5 В меньше амплитуды напряжения, поступающего на базы транзисторов выходного каскада.

В идеальном случае размах сигнала на базах первых транзисторов выходных каскадов равен напряжению источника питания.
Однако в реальной схеме это далеко не так.

При полностью закрытом транзисторе VT1 через резистор R3 будет течь ток базы VT2.

Из примера расчета видно, что при использовании в качестве VT2 составного транзистора с коэффициентом усиления по току 1000, максимальный ток его базы составит 1,58 мА. При этом на резисторе R3 сопротивлением 1,5 кОм падение напряжения составит 2,37 В.
Обратите внимание – на базе VT2 будет не Eп = 30,4 В, а Eп – 2,37 В = 28 В!!!
При полностью открытом транзисторе VT1 напряжение на базе VT3 будет равно напряжению насыщения VT1, то есть, не менее 0,5 В.
Итого, амплитуда напряжения на базах транзисторов VT2 и VT3 будет примерно на 3 В меньше напряжения питания усилителя, соответственно выходное напряжение усилителя мощности будет меньше напряжения его питания примерно на 8 В!!!
При использовании других схем выходного каскада эта разница будет меньше, но незначительно.
Для исправления ситуации можно использовать, по крайней мере, три способа:
1.Разделить выходной и предвыходной каскады и питать их от разных источников питания. При этом источник питания предвыходного каскада должен иметь напряжение не менее, чем на 8 вольт больше, чем источник выходного каскада и может быть относительно маломощным (десятки миллиампер).

2.Применить схему с вольтодобавкой (с виртуальным источником питания).

В этой схеме резистор R3 разделен на два резистора — R31 и R32 таким образом, что их суммарное сопротивление равно сопротивлению резистора R3, и R32 в 3 – 4 раза меньше R31. Между точками соединения этих резисторов и выходом усилителя включен конденсатор вольтодобавки C4 с такой емкостью, чтобы он не успевал существенно разряжаться за период действия сигнала минимальной частоты. После включения усилителя этот конденсатор заряжается до напряжения, близкого к половине напряжения питания (точнее, до напряжения на R31) и, далее, работает как батарейка, подпитывающая каскад на транзисторе VT1.
Предположим, что напряжение питания усилителя 20 В а соотношение сопротивлений резисторов R31 и R32. равно 4 к 1. Тогда на нижней обкладке конденсатора C4 будет 10 В а на верхней 18В и напряжение на нем составит 8 В.

Предположим, что во время усиления входного сигнала напряжение в средней точке стало равно 15 В. Так, как конденсатор C4 разряжается медленно, напряжение между его обкладками все равно будет равно 8 В и напряжение на его верхней обкладке, а значит и в точке соединения резисторов R31 и R32 составит 23 В – больше, чем напряжение питания!!! Это позволяет увеличить амплитуду сигнала предвыходного каскада и увеличить выходную мощность усилителя.
Кстати, такая схема применяется и в драйверах ключей на полевых транзисторах IR2101, IR2113, IR2153 и аналогичных.

3.Применить вместо резистора R3 транзистор, комплементарный к VT1 и
работающий в противофазе с ним. Схему пока рисовать не буду, только отмечу, что в этом случае потери напряжения составят по 0,5 В на каждый транзистор, то есть 1В. И потери на выходных транзисторах скомпенсированы не будут.

4. Применить в качестве выходного каскада схему с усилением сигнала.

Она очень похожа на среднюю схему выходного каскада за исключением того, что эмиттеры предвыходных транзисторов подключены к средней точке через делитель напряжения на резисторах R4 и R3. Коэффициент усиления такого каскада определяется соотношение их сопротивлений и определяется по формуле
K = (R4 + R3) / R3
Мощный усилитель с таким выходным каскадом склонен к самовозбуждению и усиление выходного каскада нельзя выбирать большим — лучше ограничиться величиной 1,2 — 2 раза. Номинал резистора R3 можно принять равным 220 — 470 Ом, сопротивление резистора R4 расчитывается исходя из требуемого усиления.

В такой схеме выходное напряжение ограничено только напряжением насыщения выходных транзисторов и выходная мощность может быть максимальной.

Источник: we.easyelectronics.ru

Как увеличить мощность усилителя — Информационная База

Большинство аудиолюбителей достаточно категорично и не готово к компромиссам при выборе аппаратуры, справедливо полагая, что воспринимаемый звук обязан быть чистым, сильным и впечатляющим. Как этого добиться?

Поиск данных по Вашему запросу:

Как увеличить мощность усилителя

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Пожалуй, основную роль в решении этого вопроса сыграет выбор усилителя.
Функция
Усилитель отвечает за качество и мощь воспроизведения звука. При этом при покупке стоит обратить внимание на следующие обозначения, знаменующие внедрение высоких технологий в производство аудио — аппаратуры:

Hi-fi. Обеспечивает максимальную чистоту и точность звука, освобождая его от посторонних шумов и искажений.
Hi-end. Выбор перфекциониста, готового немало заплатить за удовольствие различать мельчайшие нюансы любимых музыкальных композиций. Нередко к этой категории относят аппаратуру ручной сборки.

Технические характеристики, на которые следует обратить внимание:

Входная и выходная мощность. Решающее значение имеет номинальный показатель выходной мощности, т.к. краевые значения часто недостоверны.
Частотный диапазон. Варьируется от 20 до 20000 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений. Здесь все просто — чем меньше, тем лучше. Идеальное значение, согласно мнению экспертов — 0,1%.
Соотношение сигнала и шума. Современная техника предполагает значение этого показателя свыше 100 дБ, что сводит к минимуму посторонние шумы при прослушивании.
Демпинг-фактор. Отражает выходное сопротивление усилителя в его соотношении с номинальным сопротивлением нагрузки. Иными словами, достаточный показатель демпинг-фактора (более 100) уменьшает возникновение ненужных вибраций аппаратуры и т.п.

Следует помнить: изготовление качественных усилителей — трудоемкий и высокотехнологичный процесс, соответственно, слишком низкая цена при достойных характеристиках должна Вас насторожить.

Классификация

Чтобы разобраться во всем многообразии предложений рынка, необходимо различать продукт по различным критериям. Усилители можно классифицировать:

По мощности. Предварительный — своеобразное промежуточное звено между источником звука и конечным усилителем мощности. Усилитель мощности, в свою очередь, отвечает за силу и громкость сигнала на выходе. Вместе они образуют полный усилитель.

Важно: первичное преобразование и обработка сигнала происходит именно в предварительных усилителях.

По элементной базе различают ламповые, транзисторные и интегральные УМ. Последние возникли с целью объединить достоинства и минимизировать недостатки первых двух, например, качество звука ламповых усилителей и компактность транзисторных.
По режиму работы усилители подразделяются на классы. Основные классы — А, В, АВ. Если усилители класса А используют много энергии, но выдают высококачественный звук, класса B с точностью до наоборот, класс AB представляется оптимальным выбором, представляя собой компромиссное соотношение качества сигнала и достаточно высокого КПД. Также различают классы C, D, H и G, возникшие с применением цифровых технологий. Также различают однотактные и двухтактные режимы работы выходного каскада.
По количеству каналов усилители могут быть одно-, двух- и многоканальными. Последние активно применяются в домашних кинотеатрах для формирования объемности и реалистичности звука. Чаще всего встречаются двухканальные соответственно для правой и левой аудиосистем.

Внимание: изучение технических составляющих покупки, конечно, необходимо, но зачастую решающим фактором является элементарное прослушивание аппаратуры по принципу звучит-не звучит.

Применение

Выбор усилителя в большей степени обоснован целями, для которых он приобретается. Перечислим основные сферы использования усилителей звуковой частоты:

В составе домашнего аудиокомплекса. Очевидно, что лучшим выбором является ламповый двухканальный однотакт в классе А, также оптимальный выбор может составить трехканальный класса АВ, где один канал определен для сабвуфера, с функцией Hi — fi.
Для акустической системы в автомобиле. Наиболее популярны четырехканальные усилители АВ или D класса, в соответствии с финансовыми возможностями покупателя. В автомобилях также востребована функция кроссовер для плавной регулировки частот, позволяющей по мере необходимости срезать частоты в высоком или низком диапазоне.
В концертной аппаратуре. К качеству и возможностям профессиональной аппаратуры обоснованно предъявляются более высокие требования в силу большого пространства распространения звуковых сигналов, а также высокой потребности в интенсивности и длительности использования. Таким образом, рекомендуется приобретение усилителя классом не ниже D, способного работать почти на пределе своей мощности (70-80% от заявленной), желательно в корпусе из высокотехнологичных материалов, защищающем от негативных погодных условий и механических воздействий.
В студийной аппаратуре. Все вышеизложенное справедливо и для студийной аппаратуры. Можно добавить о наибольшем диапазоне воспроизведения частот — от 10 Гц до 100 кГц в сравнении с таковым от 20 Гц до 20 кГц в бытовом усилителе. Примечательна также возможность раздельной регулировки громкости на различных каналах.

Таким образом, чтобы долгое время наслаждаться чистым и качественным звуком, целесообразно заранее изучить все многообразие предложений и подобрать вариант аудио аппаратуры, максимально отвечающий Вашим запросам.

Как увеличить мощность усилителя — InDevices.ru

Выходная мощность усилителя – это та, которая выделяется на нагрузке (динамике). Аудио-системы имеют достаточно низкое сопротивление нагрузки, поэтому для нормальной выходной мощности нужно оперировать большими значениями силы тока. Чем больше выходная мощность усилителя, тем большим должен быть коллекторный ток транзисторов выходных каскадов. Попробуем самостоятельно увеличить мощность усилителя.

Как увеличить мощность усилителя

Что понадобится

1. Навыки пайки;
2. Комплементарная пара мощных транзисторов;
3. Двуполярный источник питания соответствующей мощности и напряжения;
4. Пассивные радиокомпоненты.

Инструкция

Если Вы достаточно хорошо разбираетесь в электронике, можете попробовать переделать свой усилитель путем добавления дополнительного блока питания соответствующей мощности, который будет питать исключительно выходной каскад. Так, напряжение на предыдущих каскадах будет равным напряжению без нагрузки. Это позволит повысить коэффициент усиления почти в два раза.

Если ваши познания в электронике ограничиваться только школьным курсом физики, настоятельно рекомендуем не пробовать модифицировать усилитель столь грубым вмешательством в его тонкий и очень ранимый внутренний мир. В вашем случае есть боле безопасный и простой метод — добавление еще одного, внешнего выходного каскада усиления, расположенного между выходом вашего усилителя и колонками.

1. Для увеличения выходной мощности будем использовать самый простой двухтактный усилитель мощности на комплементарной паре транзисторов.

Что такое комплементарная пара, можно узнать здесь.

После кодификации все функции вашего усилителя останутся такими, как были прежде, увеличится только значение нагрузки, которую можно подключить на выход. Параметры выходной мощности будут определяться мощностью транзисторов комплементарной пары. Для примера будем использовать транзисторы 2SA1943 и 2SC5200, по техническим характеристикам они могут корректно работать на мощности 100 Вт.

Сначала убедитесь, что они одной серии выпуска, это очень важно для качества звука.

2. Ищем datasheet для данного элемента и определяем эмиттер, базу и коллектор.

3. Пробуем собрать схему. Ее можно паять навесным монтажом, но для надежности лучше развести и протравить плату.

Схема следующая:

Диоды VD1, VD2 – любые кремниевые.

4. После сборки каждый транзистор нужно прикрутить к отдельному радиатору, и поскольку мы планируем нагрузить этот механизм на 100 Вт, лучше к радиатору прикрепить кулер.

Советы

1. Никогда не ставьте транзисторы комплементарной пары на один радиатор, таким образом вы сделаете короткое замыкание в цепи питания;
2. Если у вас есть тестер, измерьте параметр hFE для каждого транзистора, они должны быть равными;
3. Организуйте как можно лучшее охлаждение для силовых транзисторов;
4. На каждый канал нужно будет сделать отдельный усилитель;
5. Если будет слышно искажения, то стоит изменить номинал смещающих резисторов R1 и R2.

Навигация по записям

повышение мощности / Аудиотехника / Сообщество EasyElectronics.ru

Поговорим теперь о выходной мощности усилителя низкой частоты.
Для усилителя мощности основной квалификационной характеристикой является величина этой мощности. Она измеряется в Ваттах и определяется как мощность, выделяющаяся на нагрузке сопротивлением Rн при амплитуде напряжения на ней Uн.
При синусоидальном испытательном сигнале эта мощность составляет
Pн = Uн² / (2 х Rн).
Любой усилитель можно охарактеризовать максимальной выходной мощностью.
Это долговременная мощность, выделяющаяся на нагрузке усилителя при максимально – возможной амплитуде синусоидального сигнала на его выходе. При измерении этой мощности искажения не важны – главное, чтобы форма сигнала была похожа на синусоиду. То есть при этой мощности нелинейные искажения 10% — это нормально.
Так как удвоенная амплитуда (размах) сигнала на выходе усилителя не может превысить его напряжения питания и, скорее всего меньше его на dU = 2 – 5 В, то максимальная мощность, в любом случае, не может быть больше некоего значения, определяемого по формуле:
Pmax = (Eпит – dU)² / (8 x Rн).
То есть при питании усилителя мощности от источника напряжением 20 В и нагрузке 4 Ом максимальная выходная мощность, в любом случае, не превысит 20 x 20 / (8 х 4 ) = 12,5 Вт. На самом деле, из-за dU максимальная выходная мощность будет, скорее всего, около 8 — 10 Вт.
Редко, но бывает, когда максимальная выходная мощность указывается при прямоугольном выходном сигнала – тогда это та долговременная мощность, больше которой из усилителя не выжать. Но к качеству звучания усилителя этот параметр уже никакого отношения не имеет.
Отмечу, что мощность усилителя при 10% нелинейных искажений имеет международное обозначение RMS.

Номинальная выходная мощность — это максимальная долговременная мощность сигнала, которую может отдать усилитель в нагрузку при определенном, наперед заданном коэффициенте нелинейных искажений – чаще всего 1%, хотя может быть и любое другое значение, например 0,5% или те же 10%. Эта мощность зависит от схемы построения усилителя и примененных в ней элементов но она всегда меньше максимальной мощности, иногда значительно. Хочу сказать, что значение нелинейных искажений, при которых измеряется номинальная мощность никак не стандартизировано и устанавливается изготовителем усилителя так, как ему хочется.
Так, например, в Datasheet на усилитель TDA2030 указано, что при напряжении питания 38 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом выходная мощность составляет не менее 18 Вт при нелинейных искажениях 0,5%.
А из его характеристик следует, что при искажениях в 10% его выходная мощность может составить 30 Вт и более.
Номинальная выходная мощность – это собственно говоря, та самая «Советская» мощность, о которой кто-то как-то спрашивал в комментариях к одному из постов.

Еще один параметр – максимальная музыкальная мощность усилителя. Это максимальная мощность синусоидального сигнала, которую усилитель может отдать в нагрузку за очень короткое время – допустим, 0,1 секунды. Эта величина в большой степени зависит от схемы построения как усилителя мощности, так и его блока питания. Если блок питания стабилизирован, то есть выдает одинаковое напряжение и при малой нагрузке (при малой громкости), и при максимальной мощности, то максимальная музыкальная мощность и максимальная мощность усилителя совпадают.
Если же блок питания нестабилизирован, то его выходное напряжение зависит от мощности сигнала – при малой мощности оно выше, чем при большой. Например, блок питания с выходным напряжением 20 В при нагрузке 3 А может иметь выходное напряжение 24 В при нагрузке 100 мА. А у блоков питания дешевых усилителей эта разница еще больше. Поэтому, в первый момент после подачи на усилитель испытательного сигнала, отдаваемая усилителем мощность будет значительно больше, чем через несколько секунд после этого, когда конденсаторы блока питания разрядятся и его напряжение упадет. Разница может достигать 2-х раз (при разнице напряжений в 1,4 раза). Этот параметр имеет право на жизнь, так как музыка или речь – это не стабильный синусоидальный сигнал, а чередование тихих и громких звуков.

Еще большее значение имеет PMPO – пиковая музыкальная выходная мощность. Это мощность сигнала на пике — то есть в максимальной точке. Так как это импульс, то его мощность не усредняется по всему периоду сигнала, и его значение, в принципе, в 2 раза больше максимальной музыкальной мощности. Таким образом, значение мощности PMPO может быть в 5 и более раз больше номинальной мощности, особенно при источнике питания усилителя плохого качества. То есть, при «Советской» мощности усилителя 20 Вт, значение его PMPO может составить 100 Вт и более.

Теперь о повышении выходной мощности усилителя.
Для начала рассмотрим выходные каскады.

На левом рисунке нарисован выходной каскад, верхнее и нижнее плечи которого построены на комплементарных составных транзисторах. При этом, если на базе первого верхнего транзистора будет напряжение, равное напряжению источника питания Eп, то на эмиттере верхнего выходного транзистора напряжение станет равным Eп – Uбэ – Uбэ.
Для маломощных транзисторов можно принять Uбэ = 0,65 В, но у мощных транзисторов, при больших токах базы, это напряжение больше и может достигать 1 В и более. Поэтому напряжение в средней точке будет примерно на 2 В меньше напряжения питания (в реальной жизни до 2,5 В). Так же при нулевом напряжении на базе первого нижнего транзистора, напряжение в средней точке будет равно 2 – 2,5 В. То есть амплитуда выходного напряжения выходного каскада будет на 4 – 5 В меньше амплитуды напряжения, поступающего на базы транзисторов выходного каскада. (предполагаем его размах равным напряжению источника питания)
В схеме на среднем рисунке выходное напряжение уменьшается только одним эмиттерным переходом в каждом плече. Но дополнительное уменьшение вносит напряжение насыщения Uкэ первого транзистора, которое редко бывает меньше 0,5 В. Поэтому в этой схеме амплитуда выходного напряжения выходного каскада будет на 3 – 4 В меньше амплитуды напряжения, поступающего на базы транзисторов выходного каскада.
Схема на правом рисунке состоит из частей левой и средней схемы. В ней амплитуда выходного напряжения выходного каскада будет на 3,5 – 4,5 В меньше амплитуды напряжения, поступающего на базы транзисторов выходного каскада.

В идеальном случае размах сигнала на базах первых транзисторов выходных каскадов равен напряжению источника питания.
Однако в реальной схеме это далеко не так.

При полностью закрытом транзисторе VT1 через резистор R3 будет течь ток базы VT2.
Из примера расчета видно, что при использовании в качестве VT2 составного транзистора с коэффициентом усиления по току 1000, максимальный ток его базы составит 1,58 мА. При этом на резисторе R3 сопротивлением 1,5 кОм падение напряжения составит 2,37 В.
Обратите внимание – на базе VT2 будет не Eп = 30,4 В, а Eп – 2,37 В = 28 В!!!
При полностью открытом транзисторе VT1 напряжение на базе VT3 будет равно напряжению насыщения VT1, то есть, не менее 0,5 В.
Итого, амплитуда напряжения на базах транзисторов VT2 и VT3 будет примерно на 3 В меньше напряжения питания усилителя, соответственно выходное напряжение усилителя мощности будет меньше напряжения его питания примерно на 8 В!!!
При использовании других схем выходного каскада эта разница будет меньше, но незначительно.
Для исправления ситуации можно использовать, по крайней мере, три способа:
1.Разделить выходной и предвыходной каскады и питать их от разных источников питания. При этом источник питания предвыходного каскада должен иметь напряжение не менее, чем на 8 вольт больше, чем источник выходного каскада и может быть относительно маломощным (десятки миллиампер).

2.Применить схему с вольтодобавкой (с виртуальным источником питания).

В этой схеме резистор R3 разделен на два резистора — R31 и R32 таким образом, что их суммарное сопротивление равно сопротивлению резистора R3, и R32 в 3 – 4 раза меньше R31. Между точками соединения этих резисторов и выходом усилителя включен конденсатор вольтодобавки C4 с такой емкостью, чтобы он не успевал существенно разряжаться за период действия сигнала минимальной частоты. После включения усилителя этот конденсатор заряжается до напряжения, близкого к половине напряжения питания (точнее, до напряжения на R31) и, далее, работает как батарейка, подпитывающая каскад на транзисторе VT1.
Предположим, что напряжение питания усилителя 20 В а соотношение сопротивлений резисторов R31 и R32. равно 4 к 1. Тогда на нижней обкладке конденсатора C4 будет 10 В а на верхней 18В и напряжение на нем составит 8 В.
Предположим, что во время усиления входного сигнала напряжение в средней точке стало равно 15 В. Так, как конденсатор C4 разряжается медленно, напряжение между его обкладками все равно будет равно 8 В и напряжение на его верхней обкладке, а значит и в точке соединения резисторов R31 и R32 составит 23 В – больше, чем напряжение питания!!! Это позволяет увеличить амплитуду сигнала предвыходного каскада и увеличить выходную мощность усилителя.
Кстати, такая схема применяется и в драйверах ключей на полевых транзисторах IR2101, IR2113, IR2153 и аналогичных.

4. Применить в качестве выходного каскада схему с усилением сигнала.

Она очень похожа на среднюю схему выходного каскада за исключением того, что эмиттеры предвыходных транзисторов подключены к средней точке через делитель напряжения на резисторах R4 и R3. Коэффициент усиления такого каскада определяется соотношение их сопротивлений и определяется по формуле
K = (R4 + R3) / R3
Мощный усилитель с таким выходным каскадом склонен к самовозбуждению и усиление выходного каскада нельзя выбирать большим — лучше ограничиться величиной 1,2 — 2 раза. Номинал резистора R3 можно принять равным 220 — 470 Ом, сопротивление резистора R4 расчитывается исходя из требуемого усиления.

В такой схеме выходное напряжение ограничено только напряжением насыщения выходных транзисторов и выходная мощность может быть максимальной.

Улучшаем звучание усилителя | АудСервис

Просторы интернета изобилуют вариантами модернизации усилителей для улучшения их звучания. Как только их не прокачивают!

На форумах по этому поводу разгораются целые баталии, новички одолевают бывалых аудиофилов вопросами, те парируют в ответ. От количества предлагаемых вариантов просто разбегаются глаза. Давайте же разберемся, что действительно может повлиять на качество звука, а что ближе к области фантастики.

Миф 1. Аудиофильские предохранители

Никто не знает, откуда это пошло, но уже давно по интернету ходят слухи что изобрели «волшебную пилюлю». Не хватало высоких, нечеткие средние, а басы так и вовсе не слышны? Вставил фирменные керамические предохранители и вуаля!

Почему в этом нет и не может быть никакого смысла?

Для качественного звучания в первую очередь важен источник питания, сглаживающий фильтр – электролиты, плюс четко стабилизированное питание предварительного каскада и цепей токового зеркала усилителя, а также сама схемотехника. На все эти критерии предохранители с позолоченными контактами и полатуненными корпусами никак не влияют.

Миф 2. Увеличение мощности усилителя заменой выходных транзисторов

Увеличение мощности усилителя всегда начинается с поднятия напряжение питания транзисторов, что влечт за собой увеличение мощности блока питания. сама по себе замена транзисторов на мощность не влияет никак. О том, как правильно увеличить мощность усилителя, мы поговорим ниже.

Также нужно помнить о том, что любой транзистор имеет такой параметр, как коэффициент усиления и после замены транзисторов на «мега»-мощные у предварительного усилителя может просто не хватить амплитуды. Что в целом, как ни странно, приведет к обратному результату – уменьшению мощности.

Миф 3. Замена силовых проводов на более толстые

На заре своего увлечения многие аудиолюбители терпят искушение открыть свой усилитель, выбросить оттуда все жиденькие проводки в цепи питания и заменить их «нормальными», потолще. Ведь явно на заводе сэкономили, сколько мощности пропадает! Еще встречается вариант – заменить провода – выходы на колонки.

Это бессмысленная затея, поскольку сечение провода будет оказывать влияние лишь в том случае, когда проводимый ток будет превышать допустимый ток данного проводника. Соответственно провода в 4 квадрата и выше в усилителе до 300 Вт своей роли не сыграют.

В лучшем случае после такой модернизации усилитель звучит как раньше, а в худшем попадает к нам на ремонт – запутаться в толстом разноцветном пучке не сложно.

Миф 4. Модернизация советского усилителя до уровня японского Hi-Fi

Бывает, в попытке извлечь достойное звучание из старенького советского усилителя, в нем меняют все: транзисторы, конденсаторы, и даже резисторы ставят дорогие, фирменные. Однако раскрыть потенциал все-таки не удается, а причина этому одна – советская схемотехника.

До тех пор, пока одну плату с другой соединяют жгуты проводов, что для отечественных усилителей типичная картина, в усилителе никогда не будет качественного звука. Бесспорно, многие советские усилители звучат неплохо, а некоторые, например Барк, очень достойно. Но если вам хочется услышать из Амфитона или Одиссея Hi-Fi звук, наш вам совет – не тратьте деньги, ищите новый усилитель.

Итак, с самыми распространенными мифами мы разобрались. Теперь давайте перейдем к способам реально улучшить звучание вашего усилителя.

Способ 1. Токи покоя и симметрии

Адекватные параметры тока покоя и симметрии – неотъемлемая составляющая качественного звука. Благодаря правильно выставленному току симметрии каждый транзистор проводит свою полуволну в целости и сохранности, не срезая ее пиков и не «деформируя» осциллограмму.

Адекватные параметры тока покоя отвечают за то, чтобы в момент прохода импульса транзисторы были достаточно открыты. Чрезмерное открытие приводит к перегреву транзистора и никакого улучшения звучания не даст.

Способ 2. Замена фильтров темброблока

С помощью замены фильтров можно успешно подстроить под себя частотные характеристики.

Правда, у этого метода есть ограничение – частота изменится в том пределе, в котором характеристики усилителя мощности позволяют ее разделить. Этот порог зависит от схемотехники и для разных усилителей будет отличаться.

Способ 3. Замена электролитов

У электролитов есть срок службы, по истечении которого они теряют заявленную емкость. Высохшие электролиты всегда приводят к измененным характеристикам блока усилителя. Кроме того есть смысл сменить электролитические конденсаторы малой емкости на пленочные для улучшения качеств звучания.

Пленочный конденсатор, в отличие от электролитического, полноценно пропускает сигнал – переменное напряжение. В то время как электролитический конденсатор, имеющий плюс и минус, идеален для работы с постоянным напряжением. Основные достоинства пленочных конденсаторов: высокие эффективные значения тока – до 1 A/мкФ; способность выдерживать выбросы напряжения, превышающего номинальное значение в два раза, а также выдерживать обратное напряжение и большие пиковые токи. Кроме того, в пленочных конденсаторах нет электролита (кислоты), у них большой ресурс работы.

Способ 4. Комплексное увеличение мощности усилителя

И напоследок рассмотрим комплексное повышение мощности усилителя. Как же правильно это сделать?

Вот краткий поэтапный план:

1 этап – повышение питания выходного каскада усилителя,

2 этап – замена транзисторов,

3 этап – увеличение емкостей электролитов,

4этап – усиление выходного каскада по току.

Следуя этому плану, вы «прокачаете» свой усилитель, улучшив качество звучания и продлив срок его службы.

В этой статье мы постарались развеять самые вредоносные мифы для того, чтобы реконструкция вашего усилителя прошла успешно. Если вы модернизируете свой усилитель самостоятельно и у вас остались вопросы – задайте их нам в комментариях.

Лаборатория звуковой техники: Про мощность усилителей

В этой статье я хотел бы поднять ещё одну важную, фундаментальную тему, которая, вдобавок, для многих является ещё и «больной». Это – тема мощности усилителя. Я собираюсь рассказать, как эта, казалось бы, простая и очевидная величина может быть очень неоднозначной, и на что стоит обращать внимание при выборе и эксплуатации усилителя. Так же вы узнаете, что такое выходное сопротивление и коэффициент демпфирования, а так же взаимосвязь между потребляемой и выходной мощностью.

Что же такое мощность, в частности электрическая? Справочники по физике называют мощность величиной, характеризующей скорость преобразования энергии, в частности — электрической. Пытаясь получить более точное определение, попадаем словесную формулировку формулы мгновенной мощности, которая есть произведение мгновенного значения силы тока на мгновенное значение напряжения. Для технического специалиста здесь, кажется, нет ничего непонятного. Но как всё же более доступно объяснить смысл этой величины для людей, далёких от физики и электроники? Лично я для этого воспользовался бы двумя другими формулами: и , и опираясь на них уже определил бы мощность как величину, характеризующую работу, которую совершает источник напряжением U в нагрузке с сопротивлением R в заданный период времени.

Пусть это определение и отличается от тех, которые предлагают нам авторитетные источники, но, на мой взгляд, оно более уместно при рассмотрении вопроса мощности усилителя, поскольку чётко иллюстрирует взаимодействие усилителя (который выступает в роли источника напряжения U) и динамика (который выступает в качестве нагрузки сопротивлением R).

Теперь вспомним про ещё один факт: сопротивления динамиков и акустических систем , используемых в профессиональной технике, строго стандартизованы. Чаще всего – 8 или 4 Ома. А значит, рассуждая о мощности усилителя, сопротивление нагрузки можно принять за величину постоянную. Тогда она должна определяться максимальной амплитудой напряжения, которая способна развиться на его выходе. Иными словами, чем больше амплитуда напряжения на выходе при стандартном сопротивлении нагрузки, тем мощнее должен считаться усилитель. Действительно, в радиотехнических расчётах действующая мощность усилителя определяется как , где Uамп – размах напряжения на выходе, Rнагр – сопротивление нагрузки (динамика или акустической системы). Это – начальный теоретический минимум, который известен многим, но полностью не объясняет принцип вычисления мощности и не показывает множества очень важных аспектов, являющихся показателями ещё и качества усилителя. И, прежде чем рассказать о них, обратимся к практике.

На современном рынке профессиональной звуковой аппаратуры мы можем наблюдать огромное количество самых разнообразных моделей усилителей, что обусловлено как большим количеством производителей, так и разнообразием линеек продукции у каждого из них. При этом, в большинстве своём характеристики их, в том числе мощности, очень близки. Однако большинство читателей подтвердит личным опытом: усилители разных производителей и серий, при одинаковой или близкой заявленной мощности «звучат» по-разному – как по громкости, так и по определённым аспектам качества.

Прежде, чем вдаваться в эту проблему, хочу сразу отметить, что я не буду рассматривать случаев с «китайскими ваттами» и некачественными подделками, где всё, вроде бы, понятно. А поговорим о «солидных» производителях, проходящих сертификацию и, в общем, зарекомендовавших свою продукцию как качественную. В чём же дело? Неужели они обманывают, когда пишут мощность?

И да, и нет. Как же так? Дело в том, что на самом деле у усилителя много мощностей. Прекрасно представляю, какое недоумение у читателя вызывает это заявление, поэтому по порядку расскажу обо всех, и поясню, для чего это было нужно, ведь есть стандарт, которые рекомендует указывать в характеристиках лишь одну определённую.

Расчётная мощность – та, которая требуется от разрабатываемого усилителя. Определяется на стадии проектирования
Реальная мощность – измеренная в условиях, близких к условиям реальной работы усилителя. По ряду объективных причин всегда отличается от расчётной и никогда не фигурирует в документации (можете ли представить себе усилитель с надписью, например, 926W или 1152W?)
Мощность выходного каскада усилителя, или, точнее, максимальная мощность, которую может выдержать без пробоя выходной каскад усилителя при имеющемся напряжении питания и системе охлаждения
Мощность, развиваемая при определённом коэффициенте искажений. Как известно, до определённого порога КНИ транзисторного усилителя остаётся сравнительно небольшим – десятые и сотые доли процента, а после этого порога стремительно растёт. Это очень важный аспект, поскольку при увеличении уровня сигнала, начиная с этого самого порога мощность усилителя ещё может расти (правда, тоже – до определённого придела), но качество звука после его достижения станет неприемлемым.
Мощность блока питания. На самом деле именно блок питания является последней инстанцией в определении мощности всего усилителя – его мощность и конструкция определяют эффективность конструкции. Но об этом – позже.

Итак, что из вышеперечисленного можно считать настоящей мощностью усилителя? По чисто инженерным принципам это должна быть измеренная мощность на реальном продолжительном сигнале (2) при допустимом уровне нелинейных искажений (4) и при обязательном условии, что блок питания усилителя способен обеспечить такую мощность (5) в течение продолжительного периода времени с учётом всех потерь (1*). Однако это — идеализированные условия, который выполняются у очень редких производителей, и то — эта практика уходит в небытие. Дело в том, что принцип использование усилителя низкой частоты для воспроизведения музыкального сигнала даёт производителям возможность на некоторые послабления. И, чтобы обосновать их, рассмотрим, чем на самом деле является музыкальный сигнал.

По-сути вся музыка представляет собой колебания не одного постоянного уровня, который можно установить максимальным, а сигнал сравнительно невысокой амплитуды с периодическими или непериодическими “всплесками”. При чём выражено это как в классической, например, музыке — резкими фортиссимо, оркестровыми акцентами, так и в современной — ритм-секцией, в частности, ударами бас-бочки. Кто-то из вас сейчас резонно напомнит про “мастерингованную”, подготовленную для эфира фонограмму с глубокой компрессией, но о ей в дальнейшем мы вспомним отдельно.

По мере увеличения требований потребителя к соотношению эффективность/компактность разработчики пришли к выводу, что эксплуатировать усилитель в режиме, когда реальный, “честный” максимум (1*) приходится на короткие “пики” — т.е. со скважностью гораздо большей, чем длительность, неэффективно. Получается, что за время прохождения через него полезного сигнала большую часть времени он почти что “простаивает” — мощность, достаточная для вопроизведение “основного” — “тихого” сигнала в разы меньше, чем мощность, выдаваемая на пиках.

Давайте теперь посмотрим, в каком режиме ещё может работать усилитель, и может ли он выдать мощность выше, чем максимальная “идеализированная”, обозначенная в (1*). Как решается задача наращивания мощности? Начнём с выходного каскада усилителя. Увеличить его мощность на современной элементной базе проще всего и дешевле всего, относительно других элементов конструкции усилителя. Изменения в схемотехнике можно и вовсе считать “символическими”, если мы, конечно, не говорим о переходе усилителя в другие классы. Сложнее всего обстоит дело с блоком питания: для того, чтобы усилитель мог сколь угодно долго выдавать максимальную мощность, его блок питания должен иметь восьмикратный (!) запас мощности (определяется несложной формулой). Вот здесь и можно упростить конструкцию, учитывая поправку на представление о музыкальном сигнале. Тогда блок питания проектируется так, что может выдавать максимальную мощность в течение лишь короткого промежутка времени (соизмеримого, например, с длительностью удара бас-бочки). Так же, нередко на “пиках” КНИ усилителя выходит за пределы нормы, что уже считается тоже приемлемым: всё равно звуке с короткой длительностью услышать неглубокие искажения — почти невозможно. Максимальная же длительная мощность блока питания, а следовательно и всего усилителя соответствует “тихому” сигналу. К слову, разница между “тихим”, а точнее средним за длительные промежуток времени уровнем сигнала и максимальным — “пиковым” называется пик-фактором и имеет некоторое среднее значение, которое должно учитываться при разработке, но, при этом, всегда разное для каждого источника сигнала.

Именно мощность, развиваемую усилителем на коротком импульсе, как правило, указывают на современных усилителях. Более того, такой способ измерения уже есть в стандартах, признанных и принятых многими “авторитетными” производителями. Конечно, такой способ исчисления мощности таит множество подводных камней и непонимание его сути может создать определённые трудности. Если вернуться к технической реализации “избыточной мощности” в усилителях, основывается она, как было уже сказано, на конструкции блока питания, способного, как правило, за счёт конденсаторов, какое-то время удерживать более высокий ток в нагрузке, чем его номинальный, после чего напряжение на его выходе падает — “просаживается”. Это, само собой, ведёт к снижению выходной мощности усилителя в момент “просадки”, и, одновременно, резкому скачку искажений. Чтобы этого не происходило, на входе усилителя ставится лимитер с определённым временем срабатывания, через который “успевают проскочить” атаки резких звуков большой амплитуды, после же срабатывания его сигнал мягко ограничивается.

Главный минус такого усилителя в том, что, если максимальную мощность, которую он может выдать в коротком импульсе мы знаем, то “нормальную”, которую он способен выдавать и рассеивать длительно, а так же насколько длинный всплеск (импульс) он может выдержать мы можем узнать только экспериментально. Да, существует рекомендуемое стандартом EIA соотношение кратковременной максимальной мощности к действующей, приблизительно равняющееся трём, но, всё равно, опираясь на неё мы не получим реального значения полезной мощности. Иными словами, такой усилитель способен “качнуть” систему на ударе барабана, с мощностью, предположим, 1 киловатт, но при этом остальной, нормализованный музыкальный сигнал будет выдаваться с мощностью 200-300Вт. Если же мы имеем дело с жёстко компрессированным сигналом, то его максимум не поднимется выше той же отметки. По субъективному мнению некоторых специалистов способность выдавать столь высокую мощность сколь угодно долго — излишне, т.к. это резко увеличит риск выхода из строя подключенных к такому усилителю АС от перегрева. Вместе с этим, однако, существует мнение, что пиковая мощность вообще не должна фигурировать, по крайней мере, на лицевых панелях приборов, а вместо неё должна быть указана только та, которую усилитель способен выдавать в течение длительного промежутка времени. Однако судить об этом в этой статье я, пожалуй, не буду.

К разговору о «реальных» мощностях. На к первой картинке — обычный современный усилитель, заявленная мощность — 350 ватт на канал при сопротивлении нагрузки 8 ом.

На второй картинке — старый польский усилитель Unitra времён СССР. Заявленная мощность при тех же 8 омах — всего лишь 150 ватт. «А чего он такой огромный?», — скажете вы. Не спешите строить предположения о том, что он старый и нетехнологичный. Мы сравнили оба усилителя на работу с одной и той же аккустической системой. Если первый едва справляется с ней — по-сути звука почти нет. Второй же «раскачивает» систему наура — мощный, плотный бас. Трёхсотваттные 18″ НЧ динамики работают на полную при уровне на пудльте -4db. «Разгонять» на полную не рискнули, чтоб не лишиться динамиков.

Обратите так же внимание на потребляемую им мощность от сети. 600 Ватт! Вот на этом усилителе обозначена мощность, наиоблее близкая к его реальной «синусоидальной» , «долговременной» мощности. У современных усилителей, как правило, потребляемая мощность ниже заявленной выходной.

В дополнение к описанному выше считаю нужным упомянуть ещё одну характеристику усилителя, связанную с мощностью, но более влияющую на качество звучания. Характеристика эта называется выходное сопротивление. Для людей, далёких от электроники определение и смысл этой величины может казаться непонятным: если с сопротивлением, нагрузки всё понятно, то какое сопротивление и, главное, чему может оказывать устройство, которое само является источником напряжения? Как его измерить или определить? Явно не тестером, подключённым к выходу. В учебниках говорится, что выходное сопротивление усилителя определяется разностью напряжения на его выходе без нагрузки и напряжения на выходе с нагрузкой, делённое на ток, протекающий через нагрузку. Иными словами, внутреннее сопротивление показывает, насколько будет “проседать” выходное напряжение при увеличении тока в нагрузке. Особого смысла знать численного значения этой величины нет, однако важен её порядок: сотые и десятые доли ом — низкое выходное сопротивление, больше ома — высокое. Как же эта величина проявляется на практике?

То и дело от музыкантов приходится слышать отзывы о работе некоторых усилителей: звук “замыленый”, “вялый”, “не качает”. Именно этими эпитетами и описываются последствия высокого выходного сопротивления! Происходит это, как правило, в результате того, что при увеличении амплитуды выходного сигнала вместе с ней возрастает сила потребляемого нагрузкой тока. По ряду причин, которые мы рассмотрим ниже, при повышении тока в нагрузке нарастание выходного напряжения становится непропорциональным нарастанию входного. А это приводит к искажению сигналов с большой амплитудой, приводящему, например, к сглаживанию атак.

Самая распространённая причина такого эффекта — недостаточная мощность или особенность конструкции блока питания. Как было описано выше, на мощности блока питания часто экономят, при чём не только в пользу его стоимости, но и в пользу размера. Если в блоке питания применены фильтрующие конденсаторы достаточно большой суммарной ёмкости, то усилитель сможет выдавать свою максимальную мощность хотя бы на пиках, как это описано выше. Однако, если ёмкость конденсаторов недостаточна, напряжение питания будет падать уже при нагрузке, близкой к номинальной. При чём справедливо это как для линейных, так и для импульсных блоков питания. В последних есть ещё один распространённый конструктивный недостаток, приводящий к описанной проблеме: “медленная” обратная связь — ШИМ-контроллер не успевает среагировать на увеличение потребляемого тока.

Причиной высокого выходного сопротивления могут быть и схемотехнические особенности непосредственно усилителя мощности, но это — в редких случаях. С некоторой уверенностью можно сказать, что профессиональный усилитель высокой мощности должен обладать низким выходным сопротивлением. Однако, некоторые инженеры придерживаются строго противоположного мнения, и в их аргументах тоже есть смысл. Ранее даже велись разработки, в которых для обеспечения высокого выходного сопротивления вводилась отключаемая обратная связь по току. Так, пока единственный аргумент в пользу высокого выходного сопротивления — электрическое демпфирование, которое в теории позволяет снизить призвуки и резонансы акустической системы, но применимость их на практике пока возможно только в бытовой и студийной аппаратуре и, в основном, в среднечастотном и высокочастотном звене.

Усилитель с линейным блоком питания.

Усилитель с импульсным блоком питания

На этом можно завершить рассмотрение проблемы мощности усилителей и, по традиции, необходимо подвести итоги и сделать вывода. Но в этом то и проблема. Единственный вывод, который напрашивается из описанного выше, весьма печален: сделать однозначно верное заключение о том, насколько громко и качественно будет играть ваша акустическая система с тем или иным усилителям, руководствуясь заявленной мощностью, почти невозможно. Не подумайте, что этим я хочу сказать, что все производители таким образом обманывают покупателей. Скорее это политика современного рынка, вынуждающая производителей профессиональной техники перенимать некоторые традиции у производителей бытовой. Так, что полагаться на одни цифры, ровно как и на бренд уже не стоит, и пора это осознать. Единственный совет, который я хотел бы дать потенциальным покупателям звукоусилительной техники, не совсем научный, но основан на практике. Обращайте внимание на потребляемую от сети мощность. Точной формулы, связывающей её с выходной для всех классов усилителей не существует, однако некоторые выводы сделать по ней можно. Если потребляемая от сети мощность значительно меньше заявленной выходной — значит, с большой вероятностью, вы столкнётесь с проблемой, которой посвящена статья. Это и очевидно: закон сохранения энергии никто не отменял, а избыточная мощность, отдаваемая за счёт заряда конденсаторов, всё равно сравнительно невелика. У качественных и мощных усилителей с линейным блоком питания, как правило, большой трансформатор, а значит усилитель будет увесист. Потребляемая мощность будет близка или даже больше выходной. Толстые провода, массивные радиаторы, n-ное количество конденсаторов ёмокстью в несколько тысяч микрофарад после выпрямителя — признак мощного усилителя, построенного по классической схеме. Если же мы имеем дело с современными усилителями с импульсными блоками питания, или же работающими в классе D, то массивность здесь, само собой, тут не показатель. Однако косвенным признаком качества такого устройства будет сложная схема со множеством активных и пассивных элементов, чаще всего с несколькими трансформаторами, где используется многоступенчатое преобразование, индуктивные фильтры помех, экранирование, опять же — достаточной ёмкости конденсаторы, как правило, включённые по несколько штук в параллель. Такие конструкции имеют высокую плотность монтажа и занимают практически весь корпус. Но окончательно оценить качество усилителя, как и любого изделия, можно только в работе, и, конечно же, при наличии собственного опыта и достаточной квалификации. А поэтому хотелось бы посоветовать не гоняться за высокими количественными показателями. Усилители, способные выдавать длительную мощность в несколько киловатт использовать для воспроизведения звука нецелесообразно.

Панов В.Г.

Увеличение мощности Hi-Fi усилителя » Вот схема!

Этот усилитель обладает хорошим и характеристикам и и повторяемостью, но его выходная мощность не превосходит 15W на канал. Чего в некоторых случаях явно недостаточно.

Увеличить выходную мощность усилителя до 35-40W на канал относительно просто. Для этого нужно дополнить схему четырьмя мощными транзисторами (два КТ818АМ и два КТ819АМ) и использовать более мощный источник питания, дающий напряжение 36V, и мощность не ниже 150W.

Необходимо перерезать печатные дорожки, идущие от выводов 5 и 3 микросхем к шинам питания. Рисунок печатной платы позволяет это сделать относительно просто. Затем, объемным способом, со стороны печатных проводников напаиваются новые резисторы R24 и R25. которые включаются как раз в разрывы питания микросхем.

Теперь при работе на значительной мощности, на этих резисторах будет выделяться некоторое противофазное переменное напряжение. Это напряжение подается на базы транзисторов VT3 и VT4, которые включаются усилителями по схеме с общим эмиттером Соединенные вместе коллекторы этих транзисторов подключены к выходу микросхемы и работая совместно дают значительную прибавку в мощности.

Интересно то что этот дополнительный транзисторный каскад работает только тогда, как требуется получения большой мощности, а при работе усилителя на небольшой мощности каскад вообще отключается. Происходит это по тому что при работе с малой громкостью ток потребления микросхемы небольшой и напряжения на резисторах R24 и R25 тоже небольшие, значительно ниже чем нужно чтобы обеспечить открывание транзисторов.

При работе же с большой мощностью, ток потребления микросхемы возрастает, а с ним возрастают и напряжения на резисторах R24 и R25, и с определенного момента начинают работать транзисторы.
Необходимо повысить и общий коэффициент передачи, — с этой целью сопротивление резистора R21 увеличено до 68 К.

Таким образом нужно переделать оба канала усилителя. Дополнительные транзисторы на слюдяных прокладках размещаются на том же радиаторе, что и микросхемы, недалеко от микросхем. С платой они соединяются монтажными проводниками не тоньше 0,35 мм.

Увеличение мощности требует изменения конструкции усилителя. Теперь нужны радиаторы вдвое большей площади поверхности отвода тепла. Нужно повысить мощность и напряжение источника питания Это требует замены трансформатора более мощным, дающим переменное напряжение как минимум, 28V. Емкость сглаживающего конденсатора С19 нужно увеличить — теперь это батарея из трех конденсаторов по 2200 мкФ, включенных параллельно.

Силовой, трансформатор можно сделать на базе ТС180, применявшегося в источниках питания старых черно-белых телевизоров, перемотав его вторичные обмотки. Толщина провода для новой вторичной обмотки должна быть не менее 1,2 мм.

Выпрямитель должен быть сделан на более мощных диодах, например, на КД203, КД213.

Как сделать усилители более мощными — Noisylabs —

Если вы хотите усилить бас, гитару, клавиатуру или MIDI-инструмент, вам нужна мощность. Возможно, вам также понадобится усилитель, который занимает мало места и выполняет двойную функцию как усилитель для тренировок и усилитель для выступлений. Проблема в том, что большинство усилителей, которые вы можете использовать в качестве тренировочного усилителя, не обладают мощностью, необходимой для живого выступления. Практические усилители обычно выдают от 75 до 100 Вт мощности. В зависимости от размера комнаты, в которой вы планируете играть, вам понадобится усилитель большего размера или вы узнаете, как сделать усилители более мощными.Вот тут-то и пригодится эта статья. В нем объясняются основные советы о том, как усилить этот небольшой комбо-усилитель, который вы приобрели, чтобы вы могли эффективно использовать его практически в любой ситуации. Конечно, после того, как вы перейдете к игре на стадионах, вам все равно понадобится стек Marshall, но с помощью этих советов о том, как сделать усилители более мощными, вы настраиваете мощность усилителя, который у вас уже есть, так что вы можете использовать его для всего:

woodshedding
студийная запись
репетиции
живых выступления

Идеи о том, как сделать усилители более мощными

Вы можете добиться большей мощности и громкости от вашего усилителя.Потребуется несколько модификаций и дополнений, но вы можете сделать свой звук больше. Хотя эти параметры не влияют на измерения, которые вы получаете с помощью децибелметра, они обеспечивают более полный звук. Вы можете выбирать из простых, сделанных своими руками, почти бесплатных предметов, а те, которые немного стоят, требуют профессионального специалиста:

Замена динамиков

Замена динамиков обычно стоит менее 100 долларов. Это самое простое обновление, оно не требует специальных инструментов.Это может привести к почти удвоению воспринимаемой громкости усилителя.

Ищите динамик с более высоким рейтингом чувствительности, поскольку два динамика одинаковой мощности могут иметь разные рейтинги чувствительности.

Это рейтинг, который больше всего влияет на громкость.

Рейтинг чувствительности будет выражен в децибелах, например 98 дБ или 102,5 дБ. Разница между 4,5 дБ приводит примерно к 50-процентному увеличению воспринимаемой громкости между ними.

Изменить корпус

Дизайн корпуса влияет на то, как он передает звук.Это влияет на способность усилителя издавать звук во время живого выступления. Выберите корпус с закрытой задней стенкой, чтобы получить резкий звук перед динамиком корпуса. Используйте открытый корпус для всенаправленного звука, идеально подходящего для выступления в круглом зале.

Добавьте дополнительный шкаф

Это означает, что у вас есть дополнительный динамик. Вы распространите тон по сцене.

Настройте дополнительный кабинет для фокусировки звука в другом направлении

Если дополнительный динамик направлен от усилителя и в другом направлении, звук распространяется.

Используйте педаль Boost для увеличения четкости и громкости

В качестве бонуса вы увеличиваете естественную компрессию и ваши гармоники звучат лучше.

Поиграйте с настройками выравнивания

Увеличьте и улучшите средний диапазон, чтобы добиться увеличения воспринимаемой громкости. Фактически вы не увеличите мощность или мощность усилителя в децибелах, но ваши частоты будут более привлекательными для человеческого уха.

Установить усилитель на подставку или стул

Вы, наверное, думаете, что это было вставлено для комического облегчения, но это не так.Как только вы поднимете его с пола, наклоните его назад, используя ноги. Вы отделяете его от пола и звуковых артефактов, возникающих при резонансе пола и усилителя. Простое поднятие его с пола приводит к более четкому среднему диапазону, повышению четкости и потере общей «гулкости».

Поручите профессиональному технику установить трансформаторы Mercury

Это работает, только если у вас есть ламповый усилитель.

Изменить типы трубок

Опять же, поговорите с профессиональным техником.Вы можете увеличить мощность, заменив лампы предусилителя и усилители мощности в усилителе. Вы также можете заменить трубки, которые вышли из строя или изнашиваются. Это работает, только если у вас ламповый усилитель.

Объедините встроенные эффекты с педалью

Это применимо, только если у вас есть цифровой усилитель. Их популярность выросла, и ваш усилитель, вероятно, имеет как минимум 100 вариантов эффектов. Прочтите руководство пользователя, чтобы определить лучшие эффекты для усиления звука.Сочетание этого с педалью наддува может мгновенно изменить ситуацию.

Это самый быстрый, дешевый и эффективный способ увеличить мощность и громкость вашего усилителя. Эти методы не повлияют отрицательно на ваш тон, что очень важно, особенно для гитаристов.

Полное руководство по регулированию мощности и номинальной мощности динамиков — Мой новый микрофон

Существует множество спецификаций, используемых для определения динамиков, и мощность или «номинальная мощность» — одна из наиболее распространенных спецификаций, с которыми мы сталкиваемся при чтении информации об использовании или покупке динамика.В спецификации будет примерно 1000 Вт; 350 Вт _{среднеквадратичное значение} или 800 Вт _{пиковое значение}.

Что такое мощность динамика (номинальная мощность)? Спецификация допустимой мощности динамика (также известная как номинальная мощность) — это измеренный или теоретический предел электрической мощности, с которой динамик может справиться до сгорания. Спецификация указывается в ваттах и может быть измерена / рассчитана как непрерывное, пиковое или среднеквадратичное (среднеквадратичное) значение.

Из этой статьи вы узнаете все о довольно запутанной номинальной мощности (характеристиках мощности) динамиков и о том, как она может быть бесполезной или бесполезной для вас при выборе динамиков.

Что такое мощность?

Чтобы понять номинальную мощность динамиков, мы должны понять, что такое мощность в первую очередь.

Электрическая мощность определяется как скорость передачи электрической энергии электрической цепью в единицу времени.

Измеряется в ваттах (Вт) в системе СИ. 1 ватт равен передаче 1 джоуля в секунду.

Усилитель мощности в нашей сигнальной цепи обеспечивает усиленные аудиосигналы, которые могут правильно управлять динамиком (ами) для воспроизведения звука.Передача (мощность) этих аудиосигналов обычно оценивается как количество электроэнергии (в ваттах).

Динамики — преобразователи

По сути, динамики — это преобразователи, которые преобразуют электрическую энергию (звуковые сигналы) в механическую энергию (звуковые волны).

В подавляющем большинстве случаев это делается с помощью электромагнетизма. Аудиосигнал проходит через проводящую звуковую катушку, создавая магнитное поле, которое реагирует с постоянным магнитом, вызывая движение диафрагмы.

По сути, переменный ток звукового сигнала вызывает изменение напряжения на проводящей звуковой катушке, что, в свою очередь, заставляет диафрагму (прикрепленную к звуковой катушке) двигаться в соответствии с электрическим сигналом.

Электродинамический драйвер динамика / изображение преобразователя

Таким образом, форма волны выходного звука динамика имитирует форму волны аудиосигнала.

Преобразовательные элементы динамика называются драйверами. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон»:
• Что такое драйверы динамиков? (Как работают все типы драйверов)
• Как динамики и наушники работают как преобразователи?

Почему для оценки динамиков используется мощность?

Итак, если в конечном итоге именно переменный электрический ток, протекающий в звуковой катушке, заставляет динамик воспроизводить звук, почему мы беспокоимся о мощности.Почему бы не заняться самими напряжением и током?

Начнем с текущего.

Несмотря на то, что в конечном итоге преобразователи звука преобразуют, электрический ток не является подходящим средством измерения для электрических аудиоустройств.

Это связано с тем, что аудиоустройства (например, динамики и усилители) имеют сопротивление. Электрический импеданс препятствует прохождению переменного тока.

Поскольку разные устройства имеют разные импедансы, и эти устройства могут быть смешаны и согласованы в сигнальной цепи, ток редко используется для описания характеристик устройств.

Слишком много переменных. Попытки учесть каждое подключенное устройство в звуковой цепочке бесполезны.

А как насчет напряжения?

На самом деле, напряжение обычно используется для измерения уровней аудиосигнала и регулярно используется в спецификациях аудиоустройств.

Грубо говоря, в аудио мы генерируем напряжение (электромеханическими средствами, такими как микрофон или виниловая игла / стилус, или через цифро-аналоговые преобразователи). Мы используем это напряжение, чтобы получить ток.Этому току препятствует полное сопротивление аудиоустройств в сигнальной цепи.

Итак, напряжение обычно используется для измерения силы сигнала. Это верно для сигналов микрофона и аналоговых линейных сигналов, независимо от того, измерены ли они в:

Милливольт (мВ)
Вольт (В)
Децибел относительно 1 В (дБВ)
Децибел относительно 0,775 В (дБн)

Но факт остается фактом: мощность обычно используется на уровне динамика для определения «Выходные уровни» усилителей мощности и «входные уровни» громкоговорителей.

Одна из причин заключается в том, что, хотя напряжение аудиосигнала и ток в сигнальной цепи будут колебаться между положительными и отрицательными значениями (ток будет течь в обоих направлениях), мощность всегда будет положительной.

Таким образом, мощность немного легче понять как ценность. Обратите внимание, что мощность переменного тока аудиосигнала, например напряжение и ток, колеблется между пиком и минимумом.

Его можно сократить до старой номенклатуры, чтобы помочь нам выбрать подходящий усилитель и динамики.

Номинальная мощность, как правило, полезна и связана с напряжением, током и сопротивлением (которые мы часто заменяем импедансом) следующими уравнениями:

P = I • V
P = V2 / R
P = I2 R

Где:
P = Мощность
I = Ток
V = Напряжение
R = Сопротивление

Конечно, эти формулы упрощают понимание аудиосигналов переменного тока, но могут использоваться для эффективного понимания того, как электрическая энергия работает между усилителем и динамиком.

Колонки и усилители

Громкоговорители должны воспроизводить звуковые волны из электрических сигналов. Это требует много работы, и когда мы учитываем неэффективность типичного драйвера с подвижной катушкой, мы видим, что для динамиков требуются усилители.

Чтобы узнать больше об эффективности громкоговорителей (или ее отсутствии), ознакомьтесь с моей статьей Полное руководство по чувствительности и рейтингам эффективности громкоговорителей.

Усилители увеличивают мощность (напряжение / мощность) аудиосигнала.Они повышают сигналы линейного уровня (используемые в записанном аудио, микшерных пультах и т. Д.) До сигналов уровня динамиков.

С помощью внешнего источника питания и усиления усилители будут принимать сигналы линейного уровня на своих входах и выводить сигналы уровня динамиков на своих выходах. Вход подключается к микшерному пульту, устройству воспроизведения и т. Д., А выход подключается к динамикам.

Другой способ взглянуть на соединение динамика с усилителем — это то, что динамик получает питание от усилителя.

Это обычно возникает при обсуждении громкоговорителей с разным импедансом.Например, динамик с сопротивлением 4 Ом потребляет больше тока, чем динамик с сопротивлением 8 Ом, использующий тот же усилитель.

Выходы усилителя также рассчитаны на мощность. Их номинальная выходная мощность обычно указывается на определенной частоте (часто 1 кГц) при общей нагрузке (импеданс динамика) 4 Ом, 8 Ом и т. Д.

Важно отметить, что нам не нужно сопоставлять номинальную выходную мощность усилителя с номинальной мощностью динамика.

Фактически, динамик с низким энергопотреблением может быть подключен к усилителю с более высокой выходной мощностью, если усилитель не включен слишком громко.

Точно так же динамик с высокой мощностью можно подключить к усилителю с более низким выходом, если динамик не пытается потреблять слишком много мощности от усилителя (обычно это проблема только с динамиками с низким сопротивлением).

Все дело в том, чтобы электрическая мощность между усилителем и динамиком не превышала определенного значения, чтобы избежать перегрева.

Спецификация управления мощностью

Спецификация допустимой мощности динамика — это максимальная электрическая мощность, которую он способен передать от усилителя до того, как он начнет получать повреждения.

Избыточная мощность может повредить динамик двумя основными способами.

Это приводит к 2 различным типам управления мощностью:

Что такое тепловая энергия?

Под термической обработкой мощности понимается предел мощности, с которым динамик может справиться до того, как его звуковая катушка начнет гореть и / или плавиться.

Как обсуждалось ранее, аудиосигнал (переменный ток) течет внутри звуковой катушки из-за электроэнергии, подаваемой усилителем.

Часть этой мощности используется для перемещения звуковой катушки (и диафрагмы) для воспроизведения звука. Однако большая часть его теряется в виде тепла из-за значительной неэффективности динамика.

Чем больше мощности передается на динамик, тем больше тепла рассеивается.

Обычно это тепло рассеивается на поверхности звуковой катушки, когда она колеблется взад и вперед в магнитном зазоре. Мы можем рассматривать двигатель динамика как своего рода двигатель с воздушным охлаждением.

Однако существует порог, при котором динамик больше не может рассеивать достаточно тепла для обеспечения безопасности звуковой катушки.В этот момент звуковая катушка сгорит и / или расплавится, а динамик получит необратимое повреждение.

Этот тип перегорания происходит, когда превышен предел допустимой тепловой мощности динамика.

Для получения дополнительной информации о перегорании динамика ознакомьтесь с моей статьей «Перегорание громкоговорителя: почему это происходит и как его избежать / исправить».

Расплавленная / сгоревшая звуковая катушка — это наиболее распространенный способ сгорания динамика. Следовательно, предел допустимой мощности динамика или номинальная мощность обычно относятся к пределу допустимой тепловой мощности.

Что такое механическая обработка энергии?

Таким образом, перегрузка динамика обычно приводит к сгоранию / плавлению звуковой катушки из-за тепловых ограничений. Однако колонки также могут быть перегружены механически.

В динамике есть два основных порога механического движения:

Максимальное линейное перемещение
Максимальное механическое перемещение

Первая точка — это точка, в которой динамик перестает работать линейно. То есть начинает передергивать.

Это максимальное линейное перемещение определяется как точка, в которой звуковая катушка переместилась достаточно далеко за пределы магнитного зазора, чтобы катушка больше не испытывала полную плотность магнитного потока двигателя.

На этом этапе электрический звуковой сигнал больше не контролирует движение двигателя. Это приводит к нелинейности (иначе говоря, искажению) звука, производимого динамиком.

Максимальное механическое движение превышает линейный порог до точки, в которой динамик больше не может двигаться.

Это происходит внутри, когда катушка ударяется о заднюю пластину магнитной конструкции. Это также происходит снаружи, когда диафрагма движется к точке растяжения своего окружения.

Превышение механических ограничений динамика приводит к повреждению и в некоторых случаях может быть вызвано подачей на динамик слишком большой мощности.

Однако, как уже говорилось, превышение теплового предела более вероятно.

Сабвуферы — действительно единственные громкоговорители, которые могут достичь своих механических пределов, прежде чем достигнут своих предельных температур.Для этого есть две основные причины.

Во-первых, звуковая катушка сабвуфера относительно велика и, следовательно, лучше сама охлаждается.

Однако более важным является величина хода, необходимого для сабвуфера. Чтобы воспроизводить самые низкие частоты слышимого спектра (до 20 Гц), сабвуфер должен выдувать много воздуха.

Помимо большой площади диафрагмы, сабвуфер должен колебаться на больших расстояниях, чтобы воспроизводить низкие частоты с любой громкостью.Когда подается слишком большая мощность, сабвуфер может действительно выйти из-под контроля, что приведет к его повреждению.

Измерение управляемой мощности: пиковая, среднеквадратичная, непрерывная и др.

Самая запутанная часть в обращении с громкоговорителями — это знать, о чем на самом деле говорится в спецификации.

До сих пор мы рассмотрели, что номинальная мощность динамика — это максимальная мощность, с которой динамик может справиться до того, как он перегорит или иным образом будет поврежден.

Однако это еще не все.Мы должны понимать временной горизонт, в течение которого сохраняется номинальная мощность.

Сгорит ли наш динамик в любой момент времени, превышающий указанный, или это ограничение относится к безопасному количеству энергии, которое может поддерживаться часами за раз?

Именно здесь вступают в игру многочисленные вариации характеристик мощности. В их число входят:

Из всех этих спецификаций пиковое значение никогда не должно превышаться.

Однако с другими значениями мы можем периодически превышать пороговое значение, не вызывая повреждения динамика.Пики динамического аудиосигнала вполне могут посылать всплески мощности на динамик.

Пока мы остаемся в среднем ниже «непиковых» точек, наш динамик должен оставаться в безопасности.

Помните, что управление мощностью в основном связано с отводом тепла. Мы можем увеличивать нагрев на короткие периоды времени, пока мы снижаем тепло до определенного уровня в течение большей части времени, чтобы позволить звуковой катушке остыть.

К сожалению, существует довольно много вариантов характеристик мощности динамиков, что вызывает путаницу.Разные производители используют разную терминологию и, что еще хуже, некоторые имеют разные определения одной и той же терминологии.

Всегда лучше узнать, как производитель придумывает спецификации мощности своих динамиков, чтобы точно знать, что вы читаете, когда речь идет об управлении мощностью.

При этом давайте попробуем разобраться во всем этом.

В пояснениях ниже я буду использовать теоретический динамик со следующими характеристиками:

Номинальное сопротивление: 8 Ом
Пиковая мощность: 1000 Вт

С помощью этого теоретического примера динамика мы выясним различия в различных номинальных значениях мощности.

Пиковая мощность

Пиковая мощность — это максимальная мощность, с которой динамик может справиться в любой момент времени. Если в любой момент динамик потребляет мощность, превышающую пиковую номинальную мощность, динамик будет поврежден.

Пиковая мощность часто является предпочтительным методом для маркетологов, поскольку она дает наивысший рейтинг мощности. Большие числа обычно выглядят лучше для потребителя.

В случае динамиков в качестве примера допустимая мощность указана как 1000 Вт.

Используя уравнение мощности P = V ² / R и номинальное сопротивление, мы находим пиковое напряжение цепи, равное 89,44 В, _{, пиковое значение}.

Пиковая мощность и напряжение динамика 1000 Вт, 8 Ом

Эффективная мощность RMS

Мощность

RMS на самом деле ошибочный термин, хотя он обычно используется в спецификациях динамиков.

Чтобы понять этот вариант спецификации мощности, мы должны сначала понять, что такое RMS.

RMS (среднеквадратичное значение) технически представляет собой измерение квадратного корня из среднего квадрата (среднее арифметическое квадратов набора чисел).

Переменный ток (и напряжение) идет в обоих направлениях, как и положительные и отрицательные значения. Это легко увидеть по синусоиде. Давайте рассмотрим часть напряжения на приведенной выше диаграмме:

Напряжение динамика 1000 Вт 8 Ом

Средняя амплитуда (в вольтах) вышеупомянутой синусоидальной волны на самом деле равна 0 вольт, потому что сигнал тратит одинаковое время и амплитуду как на положительном, так и на отрицательном полюсе.

Однако эти сигналы по-прежнему дают результат и приводят в движение динамики. Хитрость заключается в том, чтобы вычислить среднее значение абсолютной амплитуды синусоидальной волны, а не фактическую амплитуду.

Вот где пригодится RMS.

Давайте посмотрим на вычисления для среднеквадратичного напряжения, поскольку в настоящее время мы обсуждаем напряжение.

Для сложных сигналов расчет среднеквадратичного значения:

V _rms = √ 1 / (T ₂ — T ₁) ∫ _{T ₁} ^{T ₂} [ f ( t )] ² dt

Для простых синусоидальных волн (которые имеют одну частоту и обычно используются в расчетах характеристик громкоговорителей) уравнение RMS может быть сведено к следующему:

V _rms = V _пик sin (2π ft ) = V _пик / √2 ≈ 0.707 В _пик

Используя пик 89,44 В _{, который мы вычислили из мощности 1000 Вт _пик нашего динамика 8 Ом (при условии синусоидальной волны), мы можем вычислить, что V _RMS равно 63,24 V _RMS.}

Пиковое напряжение и среднеквадратичное значение напряжения показаны на диаграмме ниже:

Среднеквадратичное значение напряжения 1000 Вт, 8 Ом, динамик

Кроме того, среднеквадратичное значение напряжения постоянного тока — это просто амплитуда самого напряжения постоянного тока.Конечно, звуковые сигналы по своей природе являются переменным током, но это может помочь нам понять.

Степень, которая, как мы знаем, всегда положительна, не имеет среднеквадратичного значения. Скорее, мы можем вычислить среднюю амплитуду мощности, а не полагаться на какие-либо формулы среднеквадратичного значения.

Итак, что означает мощность RMS (P _rms)?

Что ж, это должно означать средний предел допустимой мощности в соответствии с максимальным среднеквадратичным напряжением, с которым может справиться динамик.Итак:

P _«rms» = P _avg = V _rms ² / R

В случае нашего примера динамика средняя номинальная мощность будет равна 63,24 В _{среднеквадратичное значение} ², разделенное на 8 Ом (номинальное сопротивление).

Это дает нам среднеквадратичную мощность 500 Вт при условии идеального синусоидального сигнала.

Это легко визуализировать, если просто взглянуть на график, показывающий пиковую мощность:

Среднюю мощность легко визуализировать, взглянув на график выше.

Однако, чтобы укрепить наши знания, давайте кратко обсудим мощность и напряжение с точки зрения мощности и основных величин мощности. Что я имею в виду?

Величины мощности — это величины, прямо пропорциональные мощности.
Величины корня из мощности (иногда называемые величинами поля) — это величины, которые в квадрате пропорциональны мощности в линейных системах.

Электрическая мощность и акустическая мощность / интенсивность являются величинами мощности, тогда как напряжение, ток и уровень звукового давления (SPL) являются величинами корня мощности.

Это помогает объяснить уравнения P = V ² / R и P = I ² • R.

Это также помогает объяснить (если мы чрезмерно упрощаем и рассчитываем среднеквадратичное значение и среднее значение одного и того же), почему средняя «среднеквадратичная» мощность составляет 1/2 пиковой мощности, а «среднее» среднеквадратичное напряжение составляет √ (1/2) пикового напряжения.

Все получится, если мы включим 1/2 P и √ (1/2) V в уравнение P = V ² / R.

К сожалению, RMS-мощность стала означать количество непрерывной мощности, с которой может справиться динамик.Это технически неверно, но иногда подходит для динамиков.

«Среднеквадратичное значение» мощности, равное половине пиковой мощности, — это просто расчет, основанный на математике, а не на фактическом рейтинге, основанном на тестировании динамиков.

Тем не менее, некоторые производители указывают «RMS Power» как предел продолжительной мощности, с которым может работать динамик.

Средняя допустимая мощность

Как мы уже обсуждали, средняя мощность равна квадрату среднеквадратичного значения напряжения, деленного на сопротивление (или импеданс на данной частоте) динамика.

Он также будет равен среднеквадратичному току, умноженному на действующее значение напряжения (P = I • V).

P _средн. = I _rms • V _rms

P _ср. = V _rms ² / R

Тем не менее, мощность редко, если вообще когда-либо, дается как «средняя». Скорее, оно дано как несколько сбивающее с толку значение RMS.

Обработка постоянной мощности

Непрерывная регулировка мощности (часто называемая неточно «среднеквадратичной мощностью») — это мощность, с которой динамик может комфортно работать в течение длительного периода времени.

Чтобы получить это значение, производители могут фактически проверить ограничения динамика, пропуская через динамики розовый шум в течение нескольких часов подряд.

Можно проводить различные тесты, проверяя уровень мощности, который со временем приведет к сгоранию звуковой катушки.

Упомянутые мною методы тестирования расплывчаты, и в конечном итоге производитель должен изложить процедуру тестирования, чтобы мы поняли, как они заключают спецификацию непрерывной мощности.

Во многих случаях розовый шум, используемый в тесте, будет иметь пик-фактор от 2 до 2,828 (√8). Другими словами, среднеквадратичное значение сигнала розового шума будет между 0,5 и 0,3536 пикового значения.

Чтобы понять эту разницу, давайте поговорим о пик-факторе и децибелах.

Как мы уже упоминали, розовый шум может иметь различные пик-факторы, но пик-фактор при тестировании обычно равен 2. Я использую пик-фактор, равный 2, для этого объяснения.

Пик-фактор — это параметр формы сигнала, который описывает отношение пиковых значений к эффективному среднеквадратичному значению. Другими словами, коэффициент амплитуды показывает, насколько экстремальны пики сигнала.

Пик-фактор, равный 1, означает отсутствие пиков, таких как постоянный ток или прямоугольная волна. Более высокие коэффициенты амплитуды указывают на пики и являются обычным явлением для аудиосигналов.

Итак, сигнал розового шума с пик-фактором 2 будет иметь среднеквадратичное значение напряжения, умноженное на 1/2 (0,5) его пикового значения.

Сигнал розового шума с пик-фактором √8 будет иметь среднеквадратичное значение напряжения, умноженное на 1 / √8 (~ 0,354) его пикового значения.

Синусоидальная волна, как другой пример, имеет пик-фактор √2 (~ 1,414) и среднеквадратичное значение напряжения, умноженное на 1 / √2 (~ 0,707) от его пикового значения.

Пик-фактор также может быть выражен как отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR). PAPR дается как квадрат амплитуды пика (что дает пиковую мощность ), деленную на квадрат среднеквадратичного значения (что дает среднее значение мощности ).

PAPR — это просто квадрат пик-фактора. Однако обычно он выражается в децибелах (дБ).

При измерении в дБ пик-фактор (C) и отношение мощности к средней мощности (PAPR) равны, поскольку мощность является величиной мощности, а напряжение — величиной корневой мощности. Для справки вот уравнения:

C = | V _пик | / V _СКЗ

C _дБ = 20 log ₁₀ (| V _пик | / V _rms)

PAPR = | V _пик | ² / V _СКЗ ²

PAPR _дБ = 10 log ₁₀ (| V _пик | ² / V _rms ²) = C _дБ

Обработка чисел дает нам следующее:

PAPR синусоидальной волны (пик-фактор 1.414) = 3 дБ
PAPR розового шума (пик-фактор 2) = 6 дБ

Или, другими словами:

Пики синусоидальной волны будут на 3 дБ выше, чем среднеквадратичное значение синусоидальной волны.
Пики розового шума будут на 6 дБ выше среднеквадратичного значения розового шума.

Как мы видим, динамикам будет легче (они будут выделять меньше тепла), чем просто синусоидальные волны с тем же среднеквадратичным уровнем, производить розовый шум.

Как правило, номинальная постоянная мощность часто составляет около 25% от максимальной допустимой мощности.

Это связано с тем, что если розовый шум дает PAPR 6 дБ, это означает, что для достижения реального пикового уровня потребуется мощность 6 дБ (увеличение мощности в четыре раза).

Характеристики непрерывной мощности являются наиболее полезными, поскольку они дают нам представление о средней мощности, которую мы можем безопасно подавать на динамик в течение длительных периодов времени.

Таким образом, для нашего теоретического динамика мощностью 1000 Вт с сопротивлением 8 Ом, длительная потребляемая мощность будет около 250 Вт.

Программа управления мощностью

Спецификацию управления мощностью программы можно рассматривать как значение рекомендованной выходной мощности усилителя мощности динамика.

Рейтинг музыки / программы почти всегда в два раза превышает непрерывный рейтинг. Это более высокий рейтинг, потому что музыка имеет много пиков и провалов и не настолько оскорбительна, как непрерывный сигнал.

Каждое удвоение мощности дает увеличение на 3 дБ (а каждое уменьшение мощности вдвое дает уменьшение на 3 дБ).

Таким образом, номинальная мощность в непрерывном режиме (измеренная с розовым шумом, который обычно имеет пик-фактор 2) дает нам (обычно) здоровые 6 дБ ниже пикового значения. Это означает, что мощность составляет около четверти пиковой мощности, поэтому у нас есть запас по уровню 6 дБ с усилителем.

Обычно рекомендуется иметь усилитель, способный поддерживать номинальную постоянную мощность динамика. Однако также важно иметь усилитель, который может правильно воспроизводить пики аудиосигнала.

Усилитель с удвоенной номинальной мощностью динамика в непрерывном режиме может безопасно управлять динамиком и обычно обрабатывает пики звука без искажений.

По этой причине спецификация программы часто вдвое (или примерно в два раза) превышает номинальную мощность в непрерывном режиме.Опять же, все зависит от того, как производитель проверяет непрерывную работу с питанием и насколько он уверен в рекомендации усилителя.

Помните, что номинальная мощность программы / музыки не столько связана с ограничениями динамика, сколько для того, чтобы помочь пользователю выбрать подходящий усилитель.

Для справки:

Речь, которая обычно усиливается с помощью микрофона и громкоговорителей PA, имеет типичный коэффициент амплитуды и PAPR около 12 дБ.
Музыка часто имеет пик-фактор и PAPR около 18 дБ и даже больше для динамической музыки.

Итак, для нашего теоретического динамика мощностью 1000 Вт с сопротивлением 8 Ом, непрерывная мощность будет около 250 Вт, а программная мощность — около 500 Вт.

Номинальная мощность

К сожалению, существует большая путаница в отношении номинальной мощности. Если производитель использует этот вариант управления мощностью в своей таблице, проконсультируйтесь с производителем о том, что они означают.

В некоторых случаях это просто означает то же самое, что и непрерывное управление мощностью.В других случаях это определяется как половина непрерывного рейтинга.

Можно найти и другие определения, в том числе следующие:

Это максимальная мощность динамика, рассчитанная при его номинальном сопротивлении.

Это максимальная теоретическая электрическая мощность, которая передавалась бы от усилителя к динамику, если бы динамик действительно демонстрировал свое номинальное сопротивление. Фактическая электрическая мощность может варьироваться примерно в два раза от номинальной до менее одной десятой.

Все это еще раз говорит о том, что лучше всего выяснить, как производитель тестирует управление мощностью, чтобы правильно понять спецификацию. К сожалению, управление мощностью на самом деле является плохой характеристикой для использования при сравнении динамиков и / или согласовании усилителя с динамиком.

Громче ли громче динамики с более высокой мощностью?

Когда мы видим большую номинальную мощность динамика, мы обычно предполагаем, что динамик будет громким, но действительно ли более высокая номинальная мощность свидетельствует о более громком динамике?

Что ж, как мы уже упоминали в предыдущем разделе, это зависит от того, какие у нас есть вариации характеристик мощности.

Мы можем смело предположить, что при прочих равных, динамик 250 Вт непрерывного действия будет громче, чем динамик пикового значения 250 Вт.

Но есть и другие факторы, которые влияют на громкость динамика.

Прежде чем мы начнем, я хотел бы упомянуть, что громкость — это акустическое и психоакустическое явление, в отличие от электрических факторов, которые мы обсуждали до этого момента.

Два человека могут воспринимать один и тот же звук по-разному в зависимости от их собственного психоакустического (слухового) профиля и акустики окружающего их пространства.

Также верно и то, что, хотя электрическая и акустическая мощность являются величинами мощности и напряжения, уровни тока и звукового давления являются величинами исходной мощности, воспринимаемая громкость является строго психологической.

При этом децибелы все еще могут использоваться для приблизительного определения «громкости» в зависимости от мощности и уровня звукового давления:

Относительное изменение	Величины мощности • Электроэнергия • Акустическая мощность • Интенсивность звука	Величины основной мощности • Уровень звукового давления • Напряжение • Громкость тока	Том (в восприятии)
+60 дБ	1000000 x	1000 x	64 x
+50 дБ	100,000 x	316 x	32 x
+40 дБ	10,000 x	100 x	16 x
+30 дБ	1000 x	31.6 х	8 х
+20 дБ	100 x	10 x	4 x
+10 дБ	10 x	√10 (~ 3,162) x	2 x
+6 дБ	4 x	√4 (2) x	1,52 x
+3 дБ	2 x	√2 (~ 1,414) x	1,36 x
0 дБ	1 x	1 x	1 x
-3 дБ	1/2 (0.5) x	1 / √2 (~ 0,707) x	0,816 x
-6 дБ	1/4 (0,25) x	1 / √4 (0,5) x	0,660 x
-10 дБ	1/10 (0,1) x	1 / √10 (0,316) x	1/2 (0,5) x
-20 дБ	1/100 (0,01) x	0,1 x	1/4 (0,25) x
-30 дБ	1/1000 (0,001) x	0,0316 x	1/8 (0,125) x
-40 дБ	1/10 000 (0.0001) x	0,01 x	1/16 (0,0625) x
-50 дБ	1/100 000 (0,00001) x	0,00316 x	1/32 (0,03125) x
-60 дБ	1 / 1,000,000 (0,000001) x	0,001 x	1/64 (0,015625) x

Может быть, это немного не по плану, но более справедливый вопрос мог бы быть:

Производят ли динамики с более высокой номинальной мощностью больше акустической мощности, чем динамики с более низкой номинальной мощностью?

Ответ на этот вопрос, касающийся громкости, «не обязательно».

Позвольте мне объяснить.

Возможно, более очевидная причина в том, что акустическая мощность динамика зависит от выходной мощности усилителя.

Например, если усилитель выдает мощность 100 Вт на динамик мощностью 1000 Вт, а другой усилитель выдает мощность 500 Вт на динамик мощностью 800 Вт, то при прочих равных условиях динамик мощностью 800 Вт будет громче.

Это может показаться очевидным, но о нем стоит упомянуть.

Еще одним ключевым фактором при определении выходной акустической мощности динамика является рейтинг чувствительности и, соответственно, рейтинг эффективности.

Рейтинги чувствительности динамика измеряют уровень звукового давления динамика на расстоянии одного метра (по оси), когда динамик потребляет 1 ватт мощности.

Эффективность — это отношение акустической выходной мощности динамика к электрической мощности, потребляемой динамиком.

Давайте продолжим наши примеры динамиков мощностью 800 и 1000 Вт.

Допустим, динамик мощностью 1000 Вт имеет рейтинг чувствительности 84 дБ SPL при 1 Вт / 1 м, а динамик 800 Вт имеет рейтинг чувствительности 90 дБ SPL при 1 Вт / 1 м.

Итак, при любой заданной мощности (в пределах каждого динамика) динамик 800 Вт будет производить на 6 дБ больше звукового давления на расстоянии 1 метра (и на любом расстоянии в этом отношении), чем динамик 1000 Вт.

Для громкоговорителя 84 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м, чтобы обеспечить такое же SPL на заданном расстоянии, что и громкоговоритель 90 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м, потребуется 6 дБ дополнительного усиления.

Увеличение усиления на 6 дБ — это 4-кратное увеличение мощности усилителя.

Итак, номинальная мощность зависит от максимальной мощности, с которой может справиться динамик, но не обязательно означает, что динамик будет громче.

При этом, динамик мощностью 1000 Вт в паре с соответствующим усиленным усилителем, безусловно, будет звучать громче, чем, скажем, динамик мощностью 100 Вт с соответствующим усиленным усилителем. Акустическая система с более низким энергопотреблением просто не сможет работать без сгорания.

В конечном счете, максимальный уровень звукового давления и чувствительность больше влияют на громкость динамика, чем рейтинги допустимой мощности.

Инжиниринг или маркетинг?

Часто мы видим пиковые значения мощности на динамиках.Хотя эта вариация абсолютна, она мало что нам говорит.

Как уже говорилось, постоянный рейтинг и даже программный рейтинг являются более полезными характеристиками управления мощностью.

Однако чем больше, тем лучше, поэтому маркетологи часто используют пиковую мощность, чтобы динамик выглядел как лучший выбор.

Конечно, пиковая мощность важна для обеспечения безопасности динамика в экстремальных ситуациях. Тем не менее, можно утверждать, что спецификация является скорее аргументом в пользу продажи, чем полезной информацией для пользователя, особенно когда пиковая мощность является единственной приведенной номинальной мощностью.

Активно Против. Пассивные колонки

Хотя активные динамики иногда имеют номинальную мощность, обычно это характеристики пассивных динамиков.

Это связано с тем, что пассивным динамикам для правильной работы требуются внешние усилители. Мы можем «смешивать и согласовывать» динамики и усилители, поэтому при принятии решения о согласовании между усилителем и динамиком важно знать ограничения мощности динамика (и усилителя).

Активные усилители

разработаны со встроенными усилителями, поэтому, хотя их драйверы, безусловно, имеют ограничения по мощности, усилители и драйверы созданы для совместной работы.Таким образом, номинальная мощность меньше беспокоит пользователя.

Напомним, что да, активные (и активные) динамики имеют ограничения по мощности, но спецификация по мощности обычно более полезна для пассивных динамиков, которым требуется отдельный усилитель.

Иногда мы видим характеристики пиковой мощности для активного усилителя как маркетинговые характеристики.

Имеет ли значение мощность? Что такое хороший рейтинг управляемой мощности?

Хотя мощность, безусловно, имеет значение, она не слишком важна, если мы не планируем использовать в динамиках усиленные усилители.

Более полезные характеристики, как мы уже обсуждали, включают максимальное звуковое давление, чувствительность и эффективность.

Два динамика с одинаковой номинальной мощностью (допустимой мощностью) могут иметь разные показатели чувствительности и эффективности. Громкоговоритель с более высоким рейтингом чувствительности и эффективности будет производить больше звука при заданной мощности.

Поскольку оба динамика имеют одинаковую мощность, динамик с более высокой чувствительностью также будет иметь более высокий максимальный уровень звукового давления.

«Хорошая» оценка мощности зависит от ваших привычек слушателя и зависит от чувствительности динамика и предполагаемого положения слушателя.

Помните, что безопасность при прослушивании имеет решающее значение для здоровья нашего слуха. Вот таблица, представляющая безопасные уровни прослушивания, рекомендованные NIOSH (Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья) и OSHA (Управление по охране труда):

Стандарт NIOSH (дБА)	Эквивалентный уровень звукового давления (при 1 кГц)	Максимальный предел времени воздействия	Стандарт OSHA (дБА)	Эквивалентный уровень звукового давления (при 1 кГц)
127 дБ (A)	127 дБ SPL 44.8 Па	1 секунда	160 дБ (А)	160 дБ SPL 2,00 кПа
124 дБ (А)	124 дБ SPL 31,7 Па	3 секунды	155 дБ (А)	155 дБ SPL 1,12 кПа
121 дБА	121 дБ УЗД 22,4 Па	7 секунд	150 дБА	УЗД 150 дБ 632 Па
118 дБ (A)	118 дБ SPL 12.6 Па	14 секунд	145 дБ (А)	145 дБ УЗД 356 Па
115 дБА	115 дБ УЗД 11,2 Па	28 секунд	140 дБА	140 дБ УЗД 200 Па
112 дБ (А)	112 дБ УЗД 7,96 Па	56 секунд	135 дБ (А)	135 дБ УЗД 112 Па
109 дБ (A)	109 дБ SPL 5.64 Па	1 минута 52 секунды	130 дБ (A)	130 дБ SPL 63,2 Па
106 дБА	106 дБ УЗД 3,99 Па	3 минуты 45 секунд	125 дБА	125 дБ УЗД 35,6 Па
103 дБ (А)	103 дБ SPL 2,83 Па	7 минут 30 секунд	120 дБ (А)	120 дБ SPL 20,0 Па
100 дБ (А)	100 дБ SPL 2.00 Па	15 минут	115 дБ (А)	115 дБ SPL 11,2 Па
97 дБА	97 дБ УЗД 1,42 Па	30 минут	110 дБА	УЗД 110 дБ 6,32 Па
94 дБА	94 дБ УЗД 1,00 Па	1 час	105 дБА	УЗД 105 дБ 3,56 Па
91 дБ (A)	91 дБ SPL 0.71 Па	2 часа	100 дБА	100 дБ УЗД 2,00 Па
88 дБ (А)	88 дБ SPL 0,50 Па	4 часа	95 дБ (А)	95 дБ SPL 1,12 Па
85 дБА	85 дБ УЗД 0,36 Па	8 часов	90 дБА	90 дБ УЗД 0,63 Па
82 дБА	82 дБ УЗД 0,25 Па	16 часов	85 дБА	85 дБ УЗД 0.36 Па

Итак, допустим, нам нужен динамик, который может обеспечить безопасный уровень звукового давления 90 дБ (согласно OSHA, мы можем безопасно слушать 90 дБ в течение 8 часов). Мы хотим слушать говорящего на расстоянии 1 метра.

Для громкоговорителя с чувствительностью 90 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м для этого потребуется всего 1 Вт мощности, поэтому любой номинальной продолжительной мощности выше 1 Вт будет достаточно.
Для громкоговорителя с чувствительностью 84 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м потребуется усиление +6 дБ для выработки мощности 4 Вт, так что любой номинальной продолжительной мощности выше 4 Вт будет достаточно.

Практически каждый динамик имеет мощность более 4 Вт.

Но теперь, что, если бы мы хотели установить уровень звукового давления 102 дБ на расстоянии 8 метров от динамика (допустим, мы на очень громком концерте).

Итак, мы обычно используем несколько динамиков для достижения такого уровня звукового давления, а не полагаемся на один динамик. Допустим, мы используем 4 одинаковых динамика. Это означает, что выходная акустическая мощность будет в 4 раза больше (+6 дБ), поэтому каждый динамик можно уменьшить на 6 дБ для достижения того же результата.

Мы должны учитывать падение на 6 дБ при каждом удвоении расстояния. Следовательно, 102 дБ на 8 метрах будет 120 дБ на 1 метре (это помогает в расчетах, которые включают чувствительность).

Итак, каждый динамик должен будет производить 120-6 = 112 дБ на расстоянии 1 метр.

Для динамика с чувствительностью 90 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м потребуется усиление 22 дБ. Это означает, что для достижения этого уровня каждому динамику потребуется 159 Вт средней мощности (пиковая мощность 317 Вт).Подойдет любой динамик с мощностью выше этих значений (при условии наличия соответствующего усилителя).

Для динамика с чувствительностью 84 дБ SPL @ 1 Вт / 1 м потребуется усиление 28 дБ. Это означает, что каждому динамику потребуется 631 Вт средней мощности (пиковая мощность 1262). Эти значения невероятно высоки, и вряд ли вы найдете динамик с такими характеристиками, предназначенный для живого звука. Это всего лишь пример.

Опять же, это теоретические примеры, помогающие проиллюстрировать разнообразие применений громкоговорителей и то, что составляет субъективно «хорошую» оценку допустимой мощности в громкоговорителе.

Минимальная номинальная мощность динамика

Если динамику требуется большая мощность, он может иметь минимальную номинальную мощность.

Как следует из названия, эта спецификация относится к минимальному уровню мощности, необходимому для того, чтобы динамик вообще производил какой-либо шум.

Следовательно, для работы с динамиком усилитель должен выдавать мощность, превышающую минимальную номинальную. Этот сценарий редок, если у нас нет больших динамиков и маленьких усилителей.

Номинальная мощность усилителя

Усилители

также имеют номинальную мощность, соответствующую их выходам.

Как правило, эти рейтинги включают следующую информацию:

Вариация измерения: , как и мощность динамика, номинальная мощность усилителя может быть измерена / рассчитана как пиковая / PMPO, RMS / средняя и другие.
Ватт на канал: сколько ватт может быть произведено / потреблено каждым каналом усилителя (каждый канал отправляет один аудиосигнал на один динамик или на несколько динамиков, подключенных последовательно или параллельно).
Максимальная выходная мощность на один импеданс: различных динамиков имеют разное сопротивление нагрузки для усилителя. Громкоговоритель обычно обеспечивает большую мощность для снижения сопротивления нагрузки.
Частоты и диапазоны частот: конкретные номинальные мощности обычно измеряются на отдельных испытательных частотах или в указанных диапазонах частот.
Искажение: точка, в которой усилитель начнет искажать (обычно измеряется в процентах от общего гармонического искажения).

Влияют ли номинальные мощности усилителя и динамика на качество звука? При прочих равных, разница в мощности или ограничениях выходной мощности не вызовет разницы в качестве звука, если, конечно, эти ограничения не будут превышены в области искажений.

Какой класс усилителя лучший? У каждого класса усилителей есть свои преимущества и недостатки, и термин «лучший» субъективен. Объективно же:

Класс A / B имеет лучшее соотношение цены и качества.
Класс D — самый эффективный (самый крутой).
Класс A имеет самый чистый звук.

Эта статья была одобрена в соответствии с редакционной политикой «Мой новый микрофон».

Раскрыты

секретов требований к мощности усилителей и динамиков! Автор: Axiom Audio

Секреты мощности усилителя и динамика
Требования раскрыты!
Изделие Alan Lofft в состоянии поставки Автор: Axiom Audio

A Любители аудио / видео, большинство мы выросли с мыслью, что если у нас есть усилитель с номинальной мощностью 50 Вт, мощность в 8-омные динамики, и эта комбинация обеспечивает достаточно чистую и громкой музыки, затем, удвоив мощность усилителя до 100 Вт на канал, тогда система будет играть вдвое громче.Многие читатели, вероятно, все еще верят в это. Не так.

Хотя это не самая простая вещь для понимания, удвоение мощность усилителя не увеличивает громкость вдвое. В приведенном выше примере звук из динамиков не был бы «вдвое громче»; это было бы только «немного громче», увеличение на 3 децибела. Насколько это громко? Тесты слуха с участием больших групп людей показали, что один децибел (1 дБ) изменение громкости — это примерно наименьший слышимый шаг, на который средний слушатель может обнаружить, поэтому увеличение на 3 дБ большинство слушателей «чуть громче.«

Так почему же 100-ваттный усилитель не всегда звучит дважды? как громко? Поскольку акустический децибел — децибел (дБ) является единицей измерения измерение, используемое во всем мире для количественной оценки акустической громкости звука, имеет своеобразное отношение к выходной мощности усилителя, измеренной в электрических ваттах. Это отношение называется «логарифмическим». Если это слово дает вам мгновенная головная боль (кошмары школьной математики), то вот более простой объяснение:

Если звук становится громче на 3 децибела или чуть-чуть громче, «от ресивера или усилителя требуется вдвое больше электроэнергии. чтобы произвести это скромное увеличение. Следовательно, усилитель мощностью 100 Вт будет давать звук лишь немного громче, чем у усилителя на 50 ватт.

Пока все хорошо. Но что, если пришло время вечеринки, а ты прослушивание музыки «очень громко», уровень звука определяется как около 90 дБ. Уровень давления (SPL), и ваши динамики поглощают колебания от 15 до 20 Вт. на канал на этих музыкальных пиках.

Выпейте в руке, вы перейдете к регулятору громкости на вашем ресивер думает: «Я просто включу это, чтобы сделать музыку в два раза лучше громко «, и вы увеличиваете громкость до тех пор, пока уровень звука.Теперь ваша цель «вдвое громче» на вечеринке сделает огромные электрические требования к вашему милому маленькому многоканальному ресиверу или усилителю мощности. Приемник должен выдавать в десять раз больше мощности, чтобы вдвое больше субъективной громкость. Между 6 дБ и 10 дБ — это удвоенный уровень громкости, где 6 дБ — это в четыре раза больше мощности, а 10 дБ в 10 раз больше. В вышеупомянутом Например, усилитель должен производить от 150 до 200 Вт на канал для этих пиков в громкость. Следовательно, каждые 10 дБ увеличения громкости звука — с 80 дБ до 90 дБ, или от 90 дБ до 100 дБ — требует в десять раз больше электроэнергии в ваттах.

Это все очень хорошо, если у вас есть усилитель-монстр или многоканальный A / V-ресивер с огромным запасом выходной мощности (большинство из нас не надо). Если нет, будьте осторожны, . Ваш ресивер или усилитель может «зажимать» или передерните (или оба), что поставит зажим на выходе усилка. Когда ты перегрузить ваш усилитель или «перегрузить», несколько вещей могут случаться. Во-первых, верхняя и нижняя части осциллограмм (представляющих аудио сигналы) отсекаются, вызывая искажения. Далее усилитель срабатывают схемы защиты, удаляя те части сигнала, которые вызывают перегрузку, вызывая искажения.И наконец, усилитель источник питания может колебаться в зависимости от требований музыкальных сигналов.

Конечно, не всех затронет этот сценарий. Некоторые люди (кажется, что их становится все меньше) не слушают громкую музыку. Им нравится фоновые уровни, а со средними динамиками фоновые уровни требуют 1 Вт или меньше мощности усилителя. Или у них могут быть очень эффективные динамики (Klipsch, Cerwin-Vega, Tannoy и т. Д.), Которые будут играть очень громко при использовании скромных усилителей, компромиссом является очень большое ухудшение тональной точности, определенная резкость и полная потеря внеосевой производительности, которая сопровождает рупорные конструкции.Но во многих ситуациях динамики будут повреждены и искаженный звук может оскорбить многие уши.

Нет обсуждения децибел, акустической громкости и электрического Вт полное без объяснения «чувствительности» динамика. (Еще один способ определить чувствительность говорящего — посмотреть, насколько эффективно динамик преобразует электрическую мощность в ваттах в акустический звук в децибел.) В целом можно сказать, что динамики не очень эффективные или чувствительные устройства. Им требуется много электроэнергии для производят относительно небольшую акустическую мощность. Тем не менее, динамики довольно сильно различаются. немного в чувствительности.

Чтобы определить чувствительность динамика, мы подаем в динамик 1 Вт мощности усилителя, используя тестовый сигнал розового шума, и измерьте в децибелы, насколько громок звук на расстоянии 1 метра (около 3 футов). Полно бытовые hi-fi динамики имеют уровень звукового давления 89 или 90 дБ на расстоянии 1 метра. Больше громкоговорители с более крупными вуферами и большим количеством драйверов обычно производят больше акустическая мощность; меньшие модели книжных полок должны работать усерднее, и их производительность обычно меньше, часто от 86 до 88 дБ SPL на расстоянии 1 метра.

Размещение динамика в комнате помогает (стены, потолок и пол отражают и усиливают звук динамика), добавляя около 4 дБ к его выходу. Например, такой динамик, как Axiom M80ti, имеет чувствительность в безэховой камере 91 дБ SPL при 1 Вт на 1 метр. Но размещение M80ti в комнате повышает его рейтинг чувствительности до 95 дБ SPL при 1 ватт, 1 метр. Уровень звука 95 дБ оказывается «очень громким», поскольку большинство из нас субъективно описали бы это.И это — с 3 футов (1 метра) впереди динамика. Но давайте переместим наше сиденье для прослушивания назад вдвое, на 6 футов. Угадайте, что происходит? Мы инстинктивно знаем, что звук становится слабее с увеличением расстояния. от источника увеличивается, но на сколько? Формула, называемая «закон обратных квадратов» говорит нам, что когда расстояние от источника увеличивается вдвое, звуковое давление ослабевает на 6 дБ. Среди звукооператоров, есть известная поговорка: «6 дБ на удвоение расстояния». Так что на высоте 6 футов. расстояние, M80ti теперь производит 89 дБ.Теперь давайте снова удвоим это расстояние до 12 футов, довольно обычное расстояние для прослушивания. Динамик теперь выдает 83 дБ, что совсем не так громко. И если вы сидите в 24 футах от вас, это не редкость расстояние в больших комнатах, динамик будет производить 77 дБ SPL.

А что насчет стерео, я слышу, как вы кричите. Вот еще странность громкости и децибел. Когда один динамик выдает уровень 90 дБ, добавление второго динамика, играющего на том же уровне, только увеличивает общий громкость на 3 дБ! (Громкость не удваивается!).Итак, два динамика в стерео производят уровень громкости 93 дБ.

Таким образом, добавление второго M80ti повысит громкость на 12 футов от 83 дБ до 86 дБ. И не забывайте, что мы все еще используем усилитель мощностью 1 Вт. выходная мощность на самый чувствительный динамик Axiom. Но насколько громкие в реальной жизни инструменты, оркестры и рок-группы? Сейчас, хотя уровень звукового давления 86 дБ «довольно громко, «это далеко не так громко, как то, что вы могли бы услышать с хорошего места в настоящий рок-концерт или от оркестра или пианиста в концертном зале.Соло рояль может достигать пиковых уровней 109 дБ SPL, полный оркестр и хор в концертный зал — 106 дБ, рок-группа — 120 дБ SPL. А теперь попробуем и довести уровень звука наших динамиков до 96 дБ, что «вдвое громче», чем у наших Уровень прослушивания 86 дБ. Это не так уж сложно, потому что сейчас мы только используя 1 ватт на канал, чтобы довести M80ti до 86 дБ. Так что нам понадобится десять раз столько же мощности, или 10 Вт, чтобы достичь 96 дБ. Подумаешь. У нас есть еще много чего.

Но все начинает меняться, причем довольно кардинально.Давайте подтолкните M80ti к тому, что мы могли бы испытать от сольного рояля, 109 дБ. Мы на уровне 96 дБ при 10 Вт на канал. Давайте перейдем к 106 дБ. Для этого требуется 10 х 10 или 100 Вт. Близко, но еще не совсем. Всего на 3 дБ больше. Помнить, мы должны удвоить мощность для увеличения уровня звука на 3 дБ. Итак, 100 Вт становится 200 Вт. Ой! Наш ресивер имеет максимальную выходную мощность всего 110 Вт! У нас есть закончилась мощность усилителя! А что насчет рок-концерта? Давайте снизим нашу ожидания и цель 119 дБ.От 109 дБ SPL, что требует 200 Вт. на канал, до 119 дБ SPL (достаньте беруши) — еще один скачок на 10 дБ и — вы делаете математические вычисления — для этого требуется 10 x 200, или 2000 Вт на канал!

Из всего этого видны огромные требования к мощности присущи воспроизведению реальных акустических уровней звука в средних или больших помещениях. M80ti протестированы на уровне входной мощности 1200 Вт, поэтому они очень близко. Но правда в том, что если мы ищем реальный акустический звук уровней в наших комнатах для прослушивания, есть очень убедительный аргумент в пользу очень большие мощные усилители.И если ваши динамики менее чувствительны (и многие являются), то требования к мощности возрастают еще более резко. Просторные комнаты и большие расстояния для прослушивания также значительно увеличивают потребляемую мощность.

И что многие из нас не осознают, пока не услышат это, так это то, что чистый неискаженный громкий звук часто не звучит так «громко». Ключ вот что в большинстве случаев, когда мы слушаем дома, есть небольшое количество искажения, вызванные отсутствием динамического запаса (но об этом в следующем месяце). Это искажение, из-за которого он звучит «громко» в домашних условиях. Кому устранить эти искажения и увеличить динамический запас, относящийся к еще большему власть. Мы привыкли допускать некоторые искажения при воспроизведении музыку, потому что рейтинг искажений всех усилителей постепенно увеличивается по мере того, как они приблизиться к их выходным пределам или слегка ограничить аудиосигналы. Когда это происходит, мы убавляем громкость, потому что искажения начинают вторгаться в наш удовольствие от прослушивания, и это звучит «слишком громко».

Урок из всего этого заключается в том, что никогда не бывает слишком много мощность, и что большие усилители редко повреждают динамики.Маленькие усилители управляются в обрезку сгоревших динамиков. В схеме высокой верности последний барьером к реализму является наличие достаточной мощности и возможность приблизительного уровни громкости в реальной жизни.

Информация о компании
Главный офис Axiom Audio
Highway 60
Дуайт, Онтарио
Канада
P0A 1H0

Голосовой: (705) 635-3090
Эл. Почта: [email protected]
Веб-сайт: www.axiomaudio.com

Мощность динамика и расстояние — PUI Audio

Чувствительность динамика

Когда дизайнеры и инженеры рассматривают динамик для интеграции в свой продукт, большинство из них сосредотачиваются на потребляемой мощности динамика как на показателе того, насколько громко динамик может воспроизводить звук и его качество.

Больше внимания следует уделять рейтингу чувствительности динамика, который мы называем рейтингом SPL в наших характеристиках динамика. Этот рейтинг SPL указан для данного входа на фиксированном расстоянии. Когда учитываются как мощность, так и уровень звукового давления, можно начать получать истинное представление о максимальной выходной мощности динамика.

Давайте взглянем на одну из наших громкоговорителей AS06608PS-R.

Рейтинг SPL выделен желтым цветом выше.Этот динамик имеет средний выходной сигнал 95 дБ (при измерениях на частотах 1, 1,4, 1,7 и 2 кГц) с заданным входным сигналом 1 ватт, измеренным на расстоянии полуметра.

Допустимая мощность, выделенная зеленым цветом выше, составляет 4 Вт непрерывной и 5 Вт максимальной. Максимальная мощность — это количество мощности, которое динамик может использовать в течение коротких промежутков времени.

Теперь, когда рейтинг чувствительности и мощность этого динамика известны, мы можем перейти к таблице ниже, чтобы увидеть, какое влияние на него окажет увеличение мощности.

Влияние мощности на SPL

Вам необходимо удвоить входную мощность, чтобы увеличить выходной звук на 3 дБ (при условии, что громкоговоритель не достигает своих пределов). Поэтому мы можем составить таблицу того, насколько громко динамик будет играть при определенной пусковой мощности:

Мощность в ваттах	Громкость в дБ
1	95
2	98
4	101
8	104
16	107
32	110
64	113
128	116
256	119
512	122

При каждом удвоении входной мощности динамика будет увеличение выходной мощности на 3 дБ.Обратите внимание на предел допустимой мощности, выделенный желтым цветом. Это свидетельствует о том, что дополнительная мощность добавляет лишь небольшое количество дополнительного звукового давления по сравнению с начальным уровнем звукового давления, измеренным при входной мощности в 1 Вт. У большинства динамиков от 80% до 90% их максимальной мощности генерируется в этом первом ватте.

Многие клиенты превышают номинальную мощность динамика, чтобы выжать из динамика чуть больше мощности. Хотя это может не сразу повредить динамик, это создает дополнительную нагрузку на провода с мишурой (обведены красным ниже), которые соединяют электрические клеммы со звуковой катушкой динамика.Если слишком долго напрягаться, они сломаются, и динамик перестанет работать.

Отправка ограниченного сигнала также может привести к повреждению металлических проводов и перегреву звуковой катушки. В основном это происходит из-за того, что динамик слишком долго находится в своих внутренних и крайних внешних положениях.

Влияние расстояния на SPL

Еще одно соображение, которое следует учитывать, — это расстояние. Динамик с рейтингом чувствительности 95 дБ при 1 Вт / 50 см имеет такое же звуковое давление, как динамик с номиналом 89 дБ при 1 Вт / 1 м, и такой же, как динамик с номиналом 109 дБ при 1 Вт / 10 см.

Это связано с увеличением на ~ 6 дБ с каждым уменьшением расстояния измерения вдвое и увеличением на 20 дБ при уменьшении расстояния до 1/10 от исходного, что дает нам таблицы ниже.

Имейте в виду, что это работает и в обратном порядке. Громкоговоритель с рейтингом 95 дБ на расстоянии 10 см будет измерять 75 дБ на расстоянии 1 метра, а динамик с рейтингом 100 дБ на расстоянии 1 метра будет измерять 106 дБ на расстоянии 50 см или 84,44 дБ на расстоянии 6 метров.

Теперь, когда мы посчитали, давайте посмотрим, к чему это приводит.

Если вам нужен измеренный уровень звукового давления 80 дБ на расстоянии 3 метра, и у вас есть 4 Вт, доступные от вашего усилителя, необходимая чувствительность на 1 Вт и измеренная на 1 метре будет 83,54 дБ, а динамик должен иметь номинальную мощность. входная мощность 4 Вт.

Вот как мы пришли к этому числу:
• Добавьте 9,54 к 80, чтобы получить уровень звукового давления, необходимого динамику на расстоянии 1 метр.

• Отнимите 6 дБ от увеличения мощности с 1 до 4 Вт.

Вам нужен усилитель?

Если вы проявили интерес к так называемому «персональному аудио» и уже приобрели приличную пару наушников, вполне вероятно, что вы задавались вопросом об усилении. В частности, сегодня мы говорим о том, ощутите ли вы какую-либо заметную выгоду от использования специального усилителя для наушников, чтобы управлять своими любимыми банками.

Вам нужен только усилитель , когда максимальная электрическая мощность вашего источника через разъем для наушников — будь то смартфон, ноутбук или что-то еще — ниже, чем требуется вашим наушникам для достижения желаемого уровня выходного сигнала.Наушники Bluetooth никогда не будут нуждаться в усилителе, поскольку сами наушники передают питание на драйверы внутри.

Примечание редактора: эта статья была обновлена 14 июня 2021 г. и дополнена технической информацией.

Зачем вам нужен усилитель для наушников?

Если и только , вы используете проводные наушники , подключите их к тому, с чем вы собираетесь их слушать. Сможете ли вы поднять громкость до хорошего уровня? Есть ли свободное место?

Если вы ответили «да»: Поздравляем! Вам не нужен усилитель.Задача усилителя — увеличить выходную мощность вашего источника до желаемого уровня, и если все, что вы используете для прослушивания музыки, может сделать это само по себе: недостаток мощности не является вашей проблемой. Вы можете прекратить читать здесь и идти наслаждаться аудио-приключениями! Если звук плохой, это связано с другой причиной.

Если вы ответили «нет»: пряжка в детском стиле, нам нужно заняться математикой.

Когда вы увеличиваете громкость на смартфоне, но не можете получить приемлемый уровень прослушивания, может произойти несколько вещей.

Вы пошли и сделали это: вы приготовили уши, и теперь вы плохо слышите
Ваши наушники сломаны
Ваш источник не может удовлетворить требования к питанию наушников

Первый пункт в этом списке не может быть решен, но, к счастью, это наименее вероятный сценарий. Решение третьей проблемы — усилитель.

Мне нужно, чтобы вы зашли на страницу спецификаций любых наушников, которые у вас есть (или планируете покупать), и запишите мне пару цифр.Есть ручка и бумага? Запишите импеданс и чувствительность ваших банок. Импеданс — это способность наушников противостоять току, а чувствительность — это то, насколько громко они станут при мощности в один милливатт. Если ваши глаза просто потускнели, не волнуйтесь: это не только вы, этот может быть скучным. Все, что мы здесь делаем, это просто пытаемся выяснить, может ли то, что вы используете для воспроизведения музыки, получить необходимую мощность наушников для достижения нормальной громкости прослушивания.

Страницы со спецификациями
могут показаться скучными, но они полезны, если вам интересно, нужен ли вам усилитель.
Эти числа могут точно сказать вам, нужен ли вам усилитель с вашим источником, но для этого потребуется немного математики. Если вы не похожи на меня (и у вас есть жизнь), вы, , могли бы использовать этот инструмент и покончить с ним … но разве вы не хотели бы хотя бы понять, что происходит?
Водопроводные метафоры и электричество
Итак, чтобы получить достаточно энергии для ваших наушников, ваш источник должен уметь справляться с этой работой.Есть несколько факторов, работающих против вас, в том числе врожденная склонность наушников к сопротивлению электричеству, их требования к мощности и так далее.
Электрические цепи очень похожи на водопроводную систему. Когда вы думаете о «токе», думайте о скорости, с которой вода течет по трубам. Когда вы видите «напряжение», думайте о «давлении воды», а когда вы читаете «импеданс», подумайте о том, насколько узкие трубы (что ограничивает поток воды в определенном количестве). Это не идеальная аналогия, но она работает для того, о чем мы говорим.Если вы хотите откачать определенное количество воды из резервуара, вам нужно знать ранее упомянутые вещи, чтобы определить, что потребуется для ее получения.
Пользователь Flickr rheinitz Несмотря на метафору, не поддавайтесь искушению воткнуть наушники в патрубок.
Для наушников вам необходимо постоянно иметь как минимум такое количество «воды» для правильной работы. Хотя вы можете подождать минуту или две, пока наполняете ведро с помощью ручного насоса, ваши наушники не могут дождаться, пока накопится нужное количество энергии.
Вот здесь и появляется усилитель. Используя свою собственную мощность (или резервуар, если мы собираемся продолжить эту аналогию), он может усилить сигнал от источника, чтобы удовлетворить требованиям наушников.
Что такое шкала децибел?
Примечание редактора: это будет действительно сухо и поучительно, поэтому, если вам просто нужны общие примеры, перейдите к последним двум абзацам этого раздела.
Вы знаете, что такое децибел (дБ)? Ничего страшного, если вы этого не сделаете, мы говорим здесь только общие черты.Это просто соотношение двух значений, одно из которых является эталонным. Шкала дБ логарифмическая, как и наш слух; Каждый раз, когда вы увеличиваете мощность на 10 дБ, вы увеличиваете выходную мощность в ваттах в 10 раз. Сигнал 100 дБ в десять раз мощнее сигнала 90 дБ и в 100 раз мощнее сигнала 80 дБ. Хотя восприятие громкости невозможно измерить объективно, мы знаем, что люди воспринимают изменение в 10 дБ как изменение громкости примерно в 2 раза. 70 дБ в два раза громче, чем 60 дБ, в четыре раза громче, чем 50 дБ… вы поняли.Если вам интересно, на какой уровень вы должны ориентироваться при расчетах, я обычно говорю 85 дБ просто потому, что он громкий, но не настолько громкий, чтобы так быстро вызвать потерю слуха из-за шума.
Пользователь Flickr mujitra Портативные усилители по-прежнему неуклюжи, поэтому покупка наушников, которые хорошо работают без них, является разумной покупкой.
Так помните, когда я сказал вам записать это число чувствительности? Вот насколько громкими станут наушники, когда к ним приложен ток в один милливатт; обычно это довольно громко — уровень, который вы в любом случае не должны слушать, — но именно так мы определяем базовый уровень для определения того, сколько больше мощности необходимо приложить, чтобы увеличить или уменьшить громкость.Используя закон Ома и применяя то, что мы знаем о децибелах, мы можем вычислить ток, необходимый для достижения определенного уровня громкости.
Связанные: Типы и признаки потери слуха
По сути, математика работает следующим образом: на каждые 10 дБ, которые вы хотите увеличить, вам нужно прикладывать в десять раз большую мощность. На каждые 10 дБ вы хотите уменьшить громкость, вам нужно уменьшить ее до 1/10 мощности. Достаточно просто, но как насчет напряжения? По сути, это так же просто, как подставить свои числа в это уравнение: напряжение (Vrms) = √ [мощность в ваттах * импеданс].Просто помните, поскольку мы имеем дело с милли Вт, обязательно сначала разделите любое число перед мВт на 1000.
Центры по контролю за заболеваниями CDC и Крис Томас соглашаются, что ваши мелодии должны быть ниже 85 дБ.
Давайте посмотрим на два различных теоретических примера. Наушники A имеют импеданс 300 Ом и чувствительность 85 дБ / мВт. Хотя для достижения комфортной громкости прослушивания 85 дБ требуется всего 1 мВт при 0,55 В среднеквадратичного значения, для увеличения уровня в вашей системе Hi-Fi вам необходимо накачать 10 мВт при 1.73Vrms для достижения 95 дБ. Это много энергии, и ваш смартфон не может этого сделать. Учитывая, что смартфон не может выдавать такую мощность, вы захотите использовать усилитель с наушниками A.
В качестве альтернативы наушники B были разработаны для смартфонов и имеют импеданс 32 Ом и чувствительность 105 дБ / мВт. Этому набору потребуется всего 0,01 мВт при 0,02 В среднеквадратичного значения, чтобы достичь 85 дБ, и его будет намного проще использовать практически от любого источника, потому что он настолько эффективен. Вы подожжете свои наушники и оглушите всех вокруг long , прежде чем вы достигнете уровней мощности, для которых потребуется усилитель с наушниками B.
А как же кабели?
Кто победит: вешалка или хорошо спроектированные кабели для потребителей?
Если вы задаетесь вопросом «а как же кабели? Если они будут слишком маленькими, разве это не имеет значения? »- вы были бы правы! Однако подавляющего большинства всех доступных вам кабелей будет более чем достаточно для поддержки того, что вам нужно. Это особенно верно для наушников, которые, как правило, имеют гораздо более низкие требования к мощности, а также более короткие кабели, чем у динамиков.
Мы уже обсуждали вопросы, касающиеся качества и характеристик кабеля, и вам обязательно стоит прочитать об этом! По крайней мере, эксперимент с кабелем для плечиков интересен и демонстрирует тот факт, что вам не нужно раскошелиться на дорогие кабели, чтобы получить безупречное качество звука. Высококачественные материалы и межкомпонентные соединения нужны только , если вы планируете подвергать их воздействию элементов. Если вы остаетесь в помещении с климат-контролем? Вперед: экономьте на кабелях.
Итак, вам когда-нибудь понадобится усилитель для наушников?
Если раньше это не было очевидным, очень немногим наушникам требуется много энергии для правильной работы. На самом деле, только когда вы начинаете погружаться в мир банок аудиофильского уровня, вы начинаете видеть модели, которым требуется специальный усилитель для работы так, как задумано их разработчиками, и это потому, что большинство наушников — даже более новые высококачественные — сейчас разработан для использования с такими вещами, как iPod, смартфоны и Bluetooth; маломощные устройства.
Читать дальше: Лучшие усилители для наушников
Как увеличить громкость динамиков вашего автомобиля без усилителя
Хотите сами увеличить громкость динамика в автомобиле? Вот несколько советов, которые могут помочь вам начать поиски звука.
Каждый пытается добиться громкости автомобильной акустики по-своему. Как правило, большинство пытается подключить к одному усилителю как можно больше динамиков. Однако реже устанавливают мощный 4-х канальный усилитель.Многие ищут динамики с высокой чувствительностью.
Вот три аспекта, чтобы начать свой собственный путь увеличения громкости динамика в автомобиле.
Немного математики для начала
Есть такой параметр — уровень звуковой мощности. Это силовая характеристика звука, которая напрямую связана со звуковым давлением. Связь примерно такая же, как между электрической мощностью и напряжением. Одно можно легко вычислить, исходя из другого.От чего зависит мощность звука? Естественно, от количества выступающих.
Дж = Дж * п
Тогда как:
Дж — Результирующая звуковая мощность
j — Звуковая мощность, развиваемая одним динамиком
n — Количество динамиков.
От чего зависит мощность звука, развиваемая одним динамиком — j? Естественно, это происходит от рассеиваемой на нем мощности (поступающей от усилителя). А это зависит от отдачи динамика на единицу, подаваемую на него от усилителя мощности.
j = j0 * P
Тогда как:
P — Усилитель мощности
j0 — мощность звука, развиваемая динамиком на единицу, приложенная к нему усилителем мощности, аналог мощности обычного параметра — чувствительности динамика.
Таким образом, получаем формулу зависимости отдачи звуковой системы от количества динамиков в ней, от их чувствительности и мощности, подаваемой на каждый динамик:
Дж = j0 * P * n
Что можно понять из этой формулы? К сожалению, почти ничего.
Но, судя по всему, все просто: добавь колонок, и все будет хорошо. Чем больше вы установите, тем лучше.
Усилитель тоже, чем мощнее, тем лучше.
Но не все так просто.
Человеческое восприятие звука не линейное, а логарифмическое. Мы замечаем разницу в громкости, если она значительно отличается. Грубо говоря, мы слышим громкость звука в децибелах.
Если последнюю формулу привести в логарифмический вид, то с помощью несложных математических манипуляций, которые я здесь не буду описывать, мы получим выражение зависимости звукового давления:
SPLDB = E0 + 10 фунтов (P) + 10 фунтов (n)
Тогда как:
E0 — чувствительность динамика, указанная в характеристиках
P — Мощность, рассеиваемая усилителем на каждом динамике
n — количество динамиков в системе.
Переходя к децибелам, мы получаем формулу, по которой можно очень многое вычислить.
Самый важный — последний член. Он показывает, что количество динамиков нужно увеличить вдвое, тогда прирост громкости будет хорошим.
Суровый песок
Допустим, вы решили установить двойные среднечастотные динамики. По сравнению с одной парой вы получите + 10 фунтов (2). Численно это будет + 3 дБ. Это много, и разница заметная.
Если установить четыре пары, то по отношению к одной паре получится + 6дБ. Каждый раз, когда вы удваиваете количество динамиков, вы получаете усиление в 3 дБ. ** Обратите внимание, что в этом случае на всех динамиках рассеивается такая же мощность, как и для одной пары. То есть количество каналов усилителя тоже следует увеличить вдвое, что, конечно, не рационально.
Исходя из этого, какое количество динамиков оптимально для громкого фронта. На мой взгляд — 4 пары.
Возможна установка четырех пар, но дальнейшее увеличение количества динамиков я считаю нецелесообразным.Например, установка пятой пары даст прибавку на 0,95 дБ. Такую разницу можно не заметить. После 8-й пары усиление составит всего 0,5 дБ. Девятую пару точно никто не заметит. А за усилитель придется заплатить.
Из этого можно сделать вывод, что увеличение количества динамиков как метод увеличения громкости работает хорошо, но с ограничением. Чтобы получить заметную разницу, нужно удвоить количество динамиков на оптимальном уровне 4 пары.Дальнейшее повышение неэффективно.
Значение усилителя
Двойной набор динамиков дает наибольший эффект. Для этого можно использовать один усилитель. Допустим, у вас есть одна пара среднечастотных динамиков на 2-канальном усилителе, и вы хотите добиться большей громкости. Купите еще одну пару и подключите динамики параллельно с существующими: по две на канал дает усиление + 3 дБ.
Современные усилители допускают такой маневр. Мощность, поступающая на каждую колонку, будет такой же, как и на одну пару: минимальная стоимость, максимальный эффект.И если усилитель допускает нагрузку в 1 Ом. Установите на канал четыре динамика, и будет вам счастье.
Вы также можете увеличить отдачу, увеличив мощность усилителей в системе. Здесь, как и с динамиками, мощность удваивается, а коэффициент усиления + 3 дБ.
Единственным сдерживающим фактором является цена усилителя. Он растет в логарифмической прогрессии мощности. Стоит помнить, что нужно питать усилители, а потребляемая мощность увеличивается пропорционально мощности.
Этот метод используется очень редко из-за дороговизны усилителя.Хотя он самый эффективный.
Дело в том, что у хорошей колонки очень большой запас мощности. Если у вас есть средства на блок питания и усилители, примените этот метод, и вы останетесь довольны. Самые громкие системы в мире основаны в первую очередь на использовании мощных усилителей, а не на большом количестве динамиков.
Следует отметить, что подключать большое количество динамиков на одном канале, совмещая последовательное и параллельное подключение, не имеет смысла. Например, подключить четыре шт.4-омные динамики на один канал усилителя. Подключите динамики последовательно и параллельно, чтобы общая нагрузка была не ниже 4 Ом. Несмотря на то, что количество динамиков будет 4, мощность, рассеиваемая на каждом из них, будет в четыре раза меньше, и усиления не будет. Такую схему стоит использовать только в том случае, если мощность усилителя кратна мощности динамиков.
Ну, самое первое слагаемое, на самом деле самое главное — это чувствительность. Этот параметр указан на всех без исключения динамиках.Беда только в том, что современные производители составляют значение чувствительности, но не все.
Вы можете увеличить громкость системы, заменив или купив динамики с более высокой чувствительностью. И у этого метода есть свои преимущества. Разница в чувствительности может быть очень большой, на 6-10 дБ, а вопрос цены не всегда существенен.
Еще один приоритет — динамики с неодимовыми магнитами. У них большая чувствительность. Что касается среднечастотных динамиков, 6.5-дюймовые часто имеют более высокую чувствительность, чем 8-дюймовые или 5-дюймовые.25 дюймов.
Таким образом, если вы строите громкий фронт и ориентируетесь в первую очередь на результат максимальной громкости, то, по моему личному мнению, лучше делать это на 6,5-дюймовых динамиках с неодимовым магнитом, используя как можно более мощный усилитель. по возможности, работая на максимально низкоомной нагрузке (2 канала, 1 Ом — в идеале).
Дэвид Уорделл много лет увлекался автомобилями и обладает невероятными знаниями об автомобилях и методах работы с ними. Основатель carinmydna.com , на котором собраны советы по ремонту и обслуживанию автомобилей, обзоры и тесты новинок автомобильного мира.
Примечание редактора. Мнения, выраженные в этой статье, принадлежат автору.
Авторство фото: Марк Долинер имеет лицензию ShareAlike 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0).
Улучшают ли усилители качество звука? — DIY HomeTronics
Как энтузиасты аудио, мы постоянно стремимся к наилучшему качеству звука в наших стереосистемах и домашних кинотеатрах.Однако достичь максимально возможного качества не всегда просто или дешево.
С учетом сказанного, каждой аудиосистеме необходимо какое-то усиление для работы динамиков. Усилители могут быть встроены в активные динамики, встроены в ресивер, как отдельный компонент и так далее.
Итак, усилитель улучшает качество звука?
Усилитель используется для усиления (увеличения усиления) аудиосигналов с линейного уровня до уровня, достаточно высокого для воспроизведения динамиками.Усилитель должен делать это без добавления окраски или искажения к сигналам, только увеличивая амплитуды сигналов.
Однако, поскольку сигналы должны проходить через схему усилителя, усилитель неизбежно передаст свои характеристики электрическим звуковым сигналам.
В зависимости от того, как вы воспринимаете эти изменения, насколько хорошо вы их воспринимаете, и ваших личных предпочтений, ваше впечатление от прослушивания может быть лучше или хуже в зависимости от того, что вы используете для питания своих динамиков.
Некоторые могут посчитать, что активные динамики звучат лучше, чем пассивные динамики, питаемые от отдельного усилителя, и наоборот.
Качество звука очень субъективно, поскольку его невозможно измерить количественно, и решить, какая часть всей цепочки будет иметь наибольшее значение, также может быть сложно. Многие компоненты должны работать в тандеме для отличного воспроизведения звука, причем динамики и источники являются наиболее важными.
Сигналы от источника должны быть предварительно усилены перед отправкой на усилитель мощности и, наконец, на преобразователи динамиков.В динамиках их можно воспроизводить как слышимый звук с помощью межсоединений (провода динамиков, кабели), которые соединяют различные части.
Предусилитель и усилитель мощности можно объединить в один, чтобы сформировать интегрированный усилитель и тюнер. Другие компоненты также могут быть добавлены в то же шасси для формирования приемника, который вы можете найти в большинстве домашних кинотеатров и домашних аудиосистем.
Итак, если у вас уже есть ресивер или интегрированный усилитель, может ли отдельный усилитель мощности улучшить качество звука вашей существующей системы?
Содержание и быстрая навигация
Улучшают ли качество звука отдельный предусилитель и усилитель мощности?
В каждой системе усиление осуществляется в два этапа, а именно: предусилитель и каскад усилителя мощности.
Основное назначение предусилителя (предусилителя) — усиление сигналов низкого напряжения до линейного уровня. И наоборот, усилитель мощности принимает сигналы линейного уровня и усиливает их, делая их достаточно громкими для динамиков.
Увеличение мощности измеряется в усилении , которое по существу представляет собой отношение мощности / напряжения / тока выходных сигналов к входному сигналу. Коэффициент усиления указывается в децибел или дБ. И предусилители, и усилители служат для увеличения усиления данного аудиосигнала.
Как предусилители влияют на качество звука
Предусилитель окажет большее влияние на вашу звуковую систему, чем усилитель. Это связано с тем, что именно здесь будут подключаться устройства-источники и где большинство энтузиастов аудио настраивают (эквалайзером) свои саундтреки по своему вкусу.
Все аудиосистемы нуждаются в предварительном усилении, будь то встроенное или отдельное.
Конечно, отдельный предусилитель не решит волшебным образом всех проблем с качеством звука, которые могут возникнуть в вашей системе, но может улучшить качество звука до определенной степени в зависимости от качества сборки и того, насколько хорошо он увеличивает усиление до линейного уровня.
Однако не все предусилители подходят для вашей аудиосистемы. Как упоминалось ранее, аудиосигналы будут передаваться схемой, через которую они проходят, и всей цепочкой. Предусилители, как известно, добавляют к сигналам шум и другие формы, в основном неслышимые искажения. Плохо построенный предусилитель добавит больше этих искажений, которые в конечном итоге могут не сильно повлиять на качество прослушивания.
С другой стороны, вам может не потребоваться наиболее точное воспроизведение сигналов в домашней аудиосистеме.Это связано с тем, что большинство записей не идеальны, и в зависимости от того, как предусилитель передает свои звуковые характеристики сигналам, эти недостатки могут быть улучшены или ухудшены.
Однако решение о том, что лучше или хуже, в основном будет зависеть от личных предпочтений и того, что звучит приятнее для ваших ушей.
Таким образом, наличие отдельного предусилителя не обязательно « улучшит качество звука », но помните, что это зависит от того, кого вы спрашиваете.
Влияние усилителей мощности на качество звука
Усилители мощности мало что делают, они нужны только для увеличения усиления аудиосигнала от линейных уровней и повышения его на несколько децибел, делая их достаточно громкими для динамиков.
В идеальных условиях идеальный усилитель мощности должен делать это без изменения сигналов каким-либо образом или формой. Но обычно это невозможно, так как все усилители мощности будут в некоторой степени добавлять «окраску» и искажения, которые могут варьироваться от частотных искажений, кроссоверных искажений, фазового сдвига, ограничивающих искажений и так далее.
Обычно вы можете добавить к вашей системе отдельный усилитель мощности, если вам нужно больше мощности для ваших динамиков без ограничений. Но ограничение также неизбежно, поскольку звуковые сигналы не являются идеальными синусоидальными волнами и содержат короткие всплески / пики, когда динамики потребляют от усилителя мощности больше мощности, чем он может выдать.
Но важно отметить, что уровень искажений, которые усилители мощности вносят в любой сигнал, будет в основном неслышным для человеческого уха из-за биологических ограничений.
Однако перегрузка усилителя малой мощности приведет к нежелательному количеству искажений из-за ограничения сигналов, которые в конечном итоге будут плохо звучать. Добавление в микс более мощного усилителя уменьшит его, что также может улучшить качество звука.
Однако вы только увеличите мощность ваших динамиков, которую вы будете в основном воспринимать при воспроизведении низких басовых частот.
С учетом сказанного, если у вас уже есть ресивер или интегрированный усилитель, который обеспечивает ваши динамики необходимой мощностью, отдельный усилитель мощности может не понадобиться.
Вы можете улучшить свою систему, вложив средства в высококачественные динамики и используя лучшие аудиоисточники. При прослушивании музыки вы можете установить на ресивере режим « стерео, » или « прямой, », что обеспечит максимально близкое воспроизведение к записанному.
Ламповые и твердотельные усилители
И предусилители, и усилители мощности могут использовать вакуумные лампы (клапаны) или транзисторы для увеличения усиления до приемлемого уровня.
Некоторые люди утверждают, что лампы звучат лучше, чем предусилители SS и усилители мощности, и наоборот, но это тоже субъективно и зависит от того, что звучит лучше для вас.
Также утверждается, что усилители на электронных лампах для некоторых звучат великолепно из-за того, как они плавно искажают сигналы во время ограничения, сглаживая ограниченную форму волны.Это сглаживание ограниченных сигналов делает звук « теплый, » более приятным для прослушивания. Хотя это утверждают многие, еще предстоит доказать, что вырезка является источником той «теплоты», которую преследуют некоторые меломаны.
Однако ламповые усилители — удел далеко не всех. Некоторые предпочитают твердотельные усилители не только из-за их более низкого уровня искажений, но и из-за других факторов, таких как портативность, более низкая стоимость обслуживания и так далее.
Есть причины выбирать одно отдельно от другого, которые в основном будут зависеть от того, что вы любите, и от того, как вы воспринимаете их несомненно существующие различия.
Более того, если вы решите пойти по отдельному пути, где у вас есть отдельный предусилитель и усилитель мощности, вы можете создать гибридную систему, в которой у вас есть ламповый предусилитель и MOSFET / транзисторный усилитель мощности, как это было во время предварительного усиления. этап, на котором аудиосигналы будут передаваться больше всего.
В заключение
Качество звука, особенно когда речь идет о высококачественных аудиоустройствах, — это область, в которой энтузиасты и любители часто расходятся во мнениях относительно того, что лучше, а что хуже.
Как я уже упоминал, каждая схема, через которую проходят аудиосигналы, передаёт свои характеристики сигналам. Само по себе это неплохо, но поскольку невозможно измерить, как каждый из нас воспринимает эти изменения, невозможно решить, что будет лучше для всех в целом.
Вы можете обновить текущую настройку и использовать отдельные или даже обойти внутреннее усиление на ресивере для фронтальных динамиков, используя секцию предварительного выхода для дополнительного усилителя мощности.Но то, что звучит лучше, будет зависеть от того, что вы считаете эстетически приятным для ваших ушей и ума.
Аудиотехника стоит дорого, поэтому, прежде чем принимать какое-либо решение о покупке, вы должны убедиться, что у вас есть хотя бы возможность послушать, на что вы собираетесь потратить свои кровно заработанные деньги (, если возможно, ). Позвольте своим ушам помочь вам принять правильное решение за вас.
Вам также следует иметь в виду, что на качество прослушивания могут влиять и другие факторы, которые могут варьироваться от планировки вашей комнаты и строительных материалов, размещения динамиков, межблочных соединений, положения сидя и, что наиболее важно, от записей и динамиков.

Усилитель — повышение мощности | soundbass

Как увеличить мощность усилителя — Информационная База

Как увеличить мощность усилителя

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

Как увеличить мощность усилителя — InDevices.ru

Как увеличить мощность усилителя

Что понадобится

Инструкция

Советы

Навигация по записям

повышение мощности / Аудиотехника / Сообщество EasyElectronics.ru

Улучшаем звучание усилителя | АудСервис

Миф 1. Аудиофильские предохранители

Миф 2. Увеличение мощности усилителя заменой выходных транзисторов

Миф 3. Замена силовых проводов на более толстые

Миф 4. Модернизация советского усилителя до уровня японского Hi-Fi

Способ 1. Токи покоя и симметрии

Способ 2. Замена фильтров темброблока

Способ 3. Замена электролитов

Способ 4. Комплексное увеличение мощности усилителя

Лаборатория звуковой техники: Про мощность усилителей

Увеличение мощности Hi-Fi усилителя » Вот схема!

Как сделать усилители более мощными — Noisylabs —

Идеи о том, как сделать усилители более мощными

Замена динамиков

Изменить корпус

Добавьте дополнительный шкаф

Настройте дополнительный кабинет для фокусировки звука в другом направлении

Используйте педаль Boost для увеличения четкости и громкости

Поиграйте с настройками выравнивания

Установить усилитель на подставку или стул

Поручите профессиональному технику установить трансформаторы Mercury

Изменить типы трубок

Объедините встроенные эффекты с педалью

Полное руководство по регулированию мощности и номинальной мощности динамиков — Мой новый микрофон

Что такое мощность?

Динамики — преобразователи

Почему для оценки динамиков используется мощность?

Колонки и усилители

Спецификация управления мощностью

Что такое тепловая энергия?

Что такое механическая обработка энергии?

Измерение управляемой мощности: пиковая, среднеквадратичная, непрерывная и др.

Пиковая мощность

Эффективная мощность RMS

Средняя допустимая мощность

Обработка постоянной мощности

Программа управления мощностью

Номинальная мощность

Громче ли громче динамики с более высокой мощностью?

Инжиниринг или маркетинг?

Активно Против. Пассивные колонки

Имеет ли значение мощность? Что такое хороший рейтинг управляемой мощности?

Минимальная номинальная мощность динамика

Номинальная мощность усилителя

секретов требований к мощности усилителей и динамиков! Автор: Axiom Audio

Мощность динамика и расстояние — PUI Audio

Чувствительность динамика

Влияние мощности на SPL

Влияние расстояния на SPL

Вам нужен усилитель?

Зачем вам нужен усилитель для наушников?

Водопроводные метафоры и электричество

Что такое шкала децибел?

А как же кабели?

Итак, вам когда-нибудь понадобится усилитель для наушников?

Как увеличить громкость динамиков вашего автомобиля без усилителя

Улучшают ли усилители качество звука? — DIY HomeTronics

Улучшают ли качество звука отдельный предусилитель и усилитель мощности?

Как предусилители влияют на качество звука

Влияние усилителей мощности на качество звука

Ламповые и твердотельные усилители

В заключение

Author: alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ