Диапазон, в пределах которого уровень звукового давления, развиваемого акустической системой, не ниже некоторой заданной величины, по отношению к уровню, усредненному в определенной полосе частот. Под уровнем звукового давления понимается отношение измеренного значения модуля звукового давления к величине 2 х 10-5 Па, выраженное в децибелах. В рекомендациях МЭК 581 - 7 минимальные требования к этому параметру составляют 50 - 12500 Гц при спаде 8 дБ по отношению к уровню, усредненному в полосе частот 100 - 8000 Гц. Характеристика в значительной степени определяющая естественность звучания акустики. Производители АС стремятся максимально приблизить значение этого параметра к максимальному диапазону воспринимаемому органами слуха человека (20 - 20000 Гц). Эффективно воспроизводимый диапазон определяется характеристиками динамиков, конструкцией и размерами акустической системы, параметрами встроенного разделительного фильтра. На низких частотах решающую роль играет объем корпуса АС. Чем он больше, тем более эффективно воспроизводятся низкие частоты.
С воспроизведением высоких частот проблем обычно не возникает, современные твитеры (высокочастотные динамики) позволяют воспроизводить даже ультразвук. Поэтому диапазон воспроизводимых частот некоторых АС превышает верхнюю границу слышимости. Считается, что в этом случае более точно передается тембровая окраска слышимых составляющих звуковой программы. Типичные значения: 100 - 18000 Гц для полочной акустики и 60 - 20000 Гц для напольной. В каталогах приводится график звукового давления развиваемого акустической системой, в зависимости от частоты (график амплитудно-частотной характеристики (АЧХ)), по которому можно определить как эффективный рабочий диапазон частот, так и неравномерность АЧХ, рассмотренную ниже.
Неравномерность амплитудно-частотной характеристики (неравномерность характеристики звукового давления)
Степень неравномерности АЧХ характеризуется отношением максимального значения звукового давления к минимальному, или по другой методике, отношением максимального (минимального) значения к среднему, в заданном диапазоне частот, выраженное в децибелах. В рекомендациях МЭК 581 - 7, определяющих минимальные требования к аппаратуре Hi - Fi, указывается, что неравномерность АЧХ не должна превышать ± 4 дБ в диапазоне 100 - 8000 Гц. В лучших моделях АС категории Hi - Fi достигнут уровень неравномерности ± 2 дБ.
Характеристика направленности
Позволяет оценить пространственное распределение излучаемых акустической системой звуковых колебаний, и оптимально расположить акустические системы в различных помещениях. Об этом параметре позволяет судить диаграмма направленности АС, представляющая собой зависимость уровня звукового давления от угла поворота АС относительно его рабочей оси в полярных координатах, измеренная на одной или нескольких фиксированных частотах. Иногда спад амплитудно-частотной характеристики при повороте АС на некоторый фиксированный угол, отображается на основном графике, в виде дополнительных ответвлений АЧХ.
Характеристическая чувствительность (Sensitivity, Efficiency)
Отношение среднего звукового давления, развиваемого акустической системой в заданном диапазоне частот (обычно 100 - 8000 Гц) на рабочей оси, приведенное к расстоянию 1 м и подводимой электрической мощности 1 Вт. В большинстве моделей АС категории Hi - Fi уровень характеристической чувствительности составляет 86 - 90 дБ (в технической литературе вместо дБ часто указывается дБ/м/Вт). В последние годы появились высококачественные широкополосные АС с высокой чувствительностью 93 - 95 дБ/м/Вт и более. Параметр определяющий, какой динамический диапазон, то есть отношение максимального звукового давления, к минимальному, выраженное в децибелах, способна обеспечить АС. Широкий динамический диапазон позволяет с большой достоверностью воспроизводить сложные музыкальные произведения, особенно джазовую, симфоническую, камерную музыку.
Коэффициент нелинейных искажений (Distortion, Total Harmonic, THD)
Характеризует появление в процессе преобразования, отсутствовавших в исходном сигнале спектральных составляющих искажающих его структуру, то есть, в конечном счете, точность воспроизведения. Важный параметр, так как «взнос» АС в общий коэффициент нелинейных искажений всего звукового тракта как правило является максимальным. Например коэффициент нелинейных искажений современного усилителя составляет сотые доли процента, в то время как типичное значение этого параметра для акустики - единицы процентов. При увеличении мощности сигнала коэффициент нелинейных искажений возрастает.
Электрическая (акустическая) мощность (Power Handling)
Мощность определяет уровень звукового давления и динамический диапазон (с учетом характеристической чувствительности), который потенциально может обеспечить АС в определенном помещении. Используется несколько определяемых разными стандартами видов мощностей:
Характеристическая
При которой АС обеспечивает заданный уровень среднего звукового давления. В рекомендациях МЭК значение этого уровня установлено 94 дБ на расстоянии 1 метр.
Максимальная (предельная) шумовая или паспортная (Power Handling Capacity)
При которой акустическая система может длительное время работать без механических и тепловых повреждений при испытаниях специальным шумовым сигналом, близким по спектру реальным музыкальным программам (розовый шум). По методике измерений она совпадает с паспортной мощностью, определяемой в отечественных стандартах.
Максимальная (предельная) синусоидальная (Maximum Sinusoidal Testing Power, Rated Maximum Sinusoidal Power)
Мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, при которой АС может длительно работать без механических и тепловых повреждений.
Максимальная (предельная) долговременная (Long Term Maximum Input Power)
Мощность, которую акустика выдерживает без механических и тепловых повреждений в течение одной минуты, при таком же испытательном сигнале, как и для паспортной мощности. Испытания повторяются 10 раз с интервалом в 1 минуту.
Максимальная (предельная) кратковременная (Short Term Maximum Input Power)
Мощность, которую выдерживает АС при испытании шумовым сигналом с таким же распределением, как и для паспортной мощности, в течение 1 секунды. Испытания повторяются 60 раз с интервалом в 1 минуту.
Пиковая (максимальная) музыкальная мощность или «музыкальная» (Peak Music Power Output - PMPO)
Излюбленный параметр производителей, озабоченных сбытом своей, часто не очень качественной, аппаратуры. Методика измерения, определяемая немецким стандартом DIN 45500, следующая: на АС подается кратковременный (менее 2 секунд) сигнал частотой ниже 250 Гц. Акустика считается прошедшей испытания, если при этом нет заметных на слух(!) искажений. Данная методика позволяет упомянутым выше производителям снабжать свои изделия яркими наклейками с такими примерно текстами: "P.M.P.O. …" (или "Musical Power…") "…100!", "…200!" и даже… "…1000 Wt!". Понятно, что этот параметр слабо характеризует реальное качество воспроизведения звука.
При выборе пары усилитель плюс АС, желательно, чтобы реальная максимальная мощность акустической системы превышала мощность усилителя приблизительно на 30 и более процентов. В этом случае вы будете застрахованы от выхода из строя акустики, по причине подачи на нее сигнала недопустимо большого уровня. Например с усилителем мощностью 50 Вт на канал, можно использовать колонки с паспортной мощностью 75 Вт каждая. Какая мощность усилителя достаточна для качественного воспроизведения звука? Во многом это определяется параметрами помещения, характеристиками акустических систем, потребностями самого слушателя. С большой степенью приблизительности считается, что для современных жилых помещений среднего размера мощность усилителя должна быть не менее 20 Вт.
Электрическое (входное) сопротивление (импеданс)
Наиболее распространенные значения: 4, 8 или 16 Ом. Этот параметр важен при выборе усилителя, с которым будет работать АС. Оптимально использовать акустическую систему с сопротивлением, соответствующим указанному в паспорте усилителя. Такое решение будет обеспечивать идеальное согласование характеристик акустики и усилителя, то есть максимальное качество звука.
Физическая характеристика громкости звука — уровень звукового давления. Измеряется в децибелах (дБ). 30 дБ - шепот. 50-65 дБ - тихий / громкий разговор. 70-80 дБ - крик. 100 дБ - тутти симфонического оркестра. 140 дБ - самолет на старте.
Мощность усилителя и импеданс АС
Энергетическая характеристика электрического сигнала, выдаваемого усилителем на выходе. Единица измерения - Ватт. Уровень развиваемой усилителем электрической мощности на выходе зависит от входного импеданса акустической системы. 8-омные акустические системы, как правило, звучат тише, чем 4-омные. У лучших моделей усилителей значение электрической мощности удваивается при уменьшении импеданса нагрузки вдвое. Мощность стандартного домашнего аудиоусилителя (при 4 Ом нагрузки) - 25-150 Ватт. Мощность профессиональных усилителей, предназначенных для озвучивания больших пространств (залы, открытые площадки) - сотни и тысячи Ватт.
Мощность АС
Обычно под мощностью (пиковой музыкальной мощностью) АС подразумевают максимальный уровень электрического сигнала, при подведении которого акустика способна звучать без механических повреждений. Значение музыкальной мощности акустической системы лимитируется механической и электрической прочностью громкоговорителей акустической системы. В некоторых случаях, при расчете мощности также учитывается допустимый уровень искажений. Есть разные стандарты и методики измерения мощности АС.
В спецификациях пассивных АС часто указывается диапазон рекомендуемой мощности подключаемого к акустической системе усилителя (например, 25-120 Вт). Верхнее значение мощности (в данном случае 120 Вт) является, по существу, музыкальной мощностью этой акустической системы, превышение которой может привести к ее повреждению. Нижнее значение указывает на минимально допустимую мощность усилителя (в данном случае 25 Вт), совместно с которым данная акустическая система еще способна обеспечить приемлемое качество звучания.
Чувствительность и мощность
Чувствительность АС - характеристика, показывающая, насколько громким будет звучание при подаче на динамик сигнала определенной мощности. Чувствительность измеряется в дБ/Вт/м. Например, значение чувствительности в 93 дБ/Вт/м говорит о том, что при подаче мощности 1 Вт от усилителя динамик создает на расстоянии 1 м на оси излучения уровень звукового давления 93 дБ. Типовые значения чувствительности современных АС лежат в диапазоне 84-97 дБ/Вт/м.
Расчет необходимой мощности
Расчет мощности звукоусиления производится, исходя из:
1) желаемого уровень громкости (в дБ)
2) технических параметров АС
3) акустических особенностей пространства и расстановки громкоговорителей
Главное правило для расчета: прирост на 3 дБ равносилен двукратному приросту подводимой мощности. Прирост на 1 дБ соответствует росту мощности в 1,25 раз, а на 2 дБ - в 1,6 раз (т.к. «децибел» - единица логарифмической природы). Соответственно 90 дБ/Вт/м динамик при 100 Вт мощности, прозвучит так же громко, как и АС с чувствительностью 87 дБ/Вт/м при подведении 200 Вт.
Для озвучивания небольшого помещения (площадью 14-16 кв. м) с помощью акустических систем с характеристической чувствительностью 90 дБ/Вт/м вполне достаточно иметь усилитель с выходной мощностью 20-30 Вт на канал. Для более крупных помещений в 18-20 кв. м. оптимальных результатов можно достичь с помощью усилителя мощностью 40-50 Вт. Для озвучивания больших просторных залов необходима мощность в сотни ватт. Для озвучивания концертных площадок - тысячи Ватт.
Раньше в спецификациях на акустические системы производители обычно указывали два значения мощности: номинальную, т.е. значение мощности, при котором нормируются гармонические искажения, и музыкальную, которая являлась максимально возможной мощностью звукового сигнала на входе акустической системы, которую она могла выдержать без ее механического повреждения. Значение музыкальной мощности АС лимитируется механической и электрической прочностью громкоговорителей акустической системы.
В последнее время в спецификациях стали указывать диапазон рекомендуемой мощности подключаемого к АС усилителя низкой частоты, например: 25-120 Вт. Верхнее значение мощности, в данном случае 120 Вт, является, по существу, музыкальной мощностью этой акустической системы, превышение которой может привести к ее повреждению. Ну а нижнее значение указывает на минимально допустимую мощность усилителя низкой частоты (в данном случае 25 Вт), совместно с которым данная акустическая система еще способна обеспечить высокое качество звучания.
Слов нет, это весьма удобно и информативно, так как определяет требование к усилителю низкой частоты, работающего с данной АС не только "сверху", но и "снизу", с учетом значений характеристической чувствительности данной акустической системы.
Отметим также, что уровень развиваемой усилителем низкой частоты электрической мощности на ее выходе в значительной степени зависит от входного импеданса акустической системы. 8-омные акустические системы, как правило, звучат тише, чем 4- омные, так как для обеспечения равной электрической мощности усилитель должен в случае 8-омной акустики обеспечить на выходе вдвое большее напряжение. Большинство же усилителей низкой частоты имеют большую выходную мощность на 4-омной нагрузке, чем на 8-омной.
В то же время высокий импеданс 8-онных АС обеспечивает вдвое более высокое значение их коэффициента демпфирования (демпфактор) низким выходным импедансом усилителя, поэтому в общем случае они звучат на басах более четко, чем 4- омная акустика. Этим во многом и объясняется различный характер звучания одной и той же акустической системы с различными типами усилителей. Судите сами, если один из усилителей имеет экстремально низкое значение выходного импеданса (большой демпфактор), этот усилитель будет гораздо лучше демпфировать акустическую систему, чем усилитель с относительно высоким выходным импедансом.
В общем случае звучание акустической системы в дуэте с первым усилителем будет более четким, чем во втором случае. Далее, усилители низкой частоты существенным образом отличаются друг от друга и по их способности выдавать большие значения тока в нагрузку. Хорошие усилители звуковой частоты являются почти идеальными источниками тока и поэтому способны "держать в ежовых рукавицах" даже акустические системы со сложным характером изменения их входного импеданса. Косвенным тестом на "правильность" усилителя звуковой частоты является характер изменения его динамической мощности при изменении нагрузки с 8 до 2 (или даже 1) Ом, приводимые в спецификациях на усилитель.
У лучших моделей усилителей значение электрической мощности удваивается при уменьшении импеданса нагрузки вдвое. Те же модели усилителей, выходная мощность которых "проседает" при уменьшении нагрузки, по всей видимости, не обеспечат хорошего качества звука в паре с "капризными" акустическими системами, входной импеданс которых существенно изменяется в полосе звуковых частот.
А ведь многие типы АС при номинальном значении входного импеданса, скажем, в 8 Ом, могут иметь на некоторых частотах импеданс в 4 или даже в 3 Ом! Вот вам и один из ответов на вопрос, почему одни и те же акустические системы звучат по-разному в составе различных аудиосистем.
Сегодня, когда рынок домашних, да и профессиональных систем наполнился большим количеством моделей от различных производителей, порой бывает очень сложно получить достоверную информацию о реальных характеристиках того или иного звукового оборудования.Прежде всего, необходимо с острожностью воспринимать заявленную производителем мощность акустической системы, или колонки, поскольку это лежит исключительно на совести производителя. Оборудование, которое проходит сертификацию на российском рынке, никогда не проверяется на соответствие таким важным его характеристикам, как мощность, диапазон воспроизводимых частот, звуковое давление, и прочее.
Второй важный момент - это путаница в терминологиях определения мощности как таковой. Дело в том, что есть несколько стандартов мощности, которой
характеризуется акустическая система. Нерадивые производители в угоду себе, могут пользоваться этим, и активно это делают.
Давайте перечислим эти стандарты определения мощности колонок:
Мощность RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) - это максимальная мощность, на которой акустическая система может работать продолжительное время, без повреждений. О качестве звучания, и о соответствии звука заявленным амплитудно-частотным характеристикам, естественно, речи здесь не идёт.
Номинальная мощность
Это самая правдоподобная характеристика, которая позволяет наиболее точно судить о мощности конкретной акустической системы.
Она представляет из себя максимальную мощность звучания, при которой искажения звука не превышают заявленных производителем величин.
Пиковая мощность, PMPO (Peek Music Power Output) - это кратковременная мощность, которую динамики могут выдерживать не более 1-2 секунд без разрушающих последствий для себя. Как правило, пиковая мощность колонки превышает номинальную в несколько раз.
Мощность DIN. Этот параметр близок к RMS с той лишь разницей, что в качестве тестового звукового сигнала, вместо всем привычного, используется так называмый розовый шум - случайный сигнал, мощность которого остаётся постоянной, и не зависит от его частоты.
В заключение, хочется сказать пару слов относительно выбора акустических систем (колонок), да и вообще - любого звукового оборудования. Всегда бывает нелегко выбрать ту, или иную звуковую систему. Перед глазами всегда стоит обилие цифр, графиков, тесты, сравнения. Безусловно, всё это имеет большое значение, и напрямую отражается на качестве звучания.
Однако, не стоит забывать, что человек выбирает звуковое оборудование для того, чтобы слушать, и наслаждаться звуком. Если звук нравится, то характеристики здесь вторичны. Если звук одной системы нравится Вам больше, а у другой формальные параметры превосходят первую, выбирайте первую. Нужно доверять своим ушам, а не словам продавца, и не понятно кем написанным отзывам в интернете.
Если вы приобретаете акустическую систему, то следует определиться с тем, какой должна быть её электрическая мощность. В настоящее время на просторах Интернета существует масса ресурсов, таких как http://zubro.ru , где можно заказывать акустические системы самого разного типа. Их мощность может измеряться сотнями ватт. Но нужно приобретать АС, у которой будет необходимый и достаточный уровень мощности.Показатель чувствительности
Определяя мощность акустики, надо помнить о таком параметре, как характеристическая чувствительность. Можно считать её своеобразным КПД, которым обладает система. По ней можно понять, насколько эффективно акустика может преобразовывать звуковые сигналы на входе в мощность волны.- Чтобы озвучить помещение, площадь которого составляет 15 м2, с помощью системы, у которой этот показатель составляет 90 децибел/ватт/метр, нужно использовать усилитель, выходная мощность которого равна 20-30 ватт на канал.
- Если помещение просторнее, например, в 20 «квадратов», то понадобится усилитель на 40-50 ватт. Если чувствительность уменьшается на три децибела, то сохранить такое же звуковое давление можно, увеличивая вдвое входную мощность. То есть если чувствительность повышается на три децибела, вы можете снизить вдвое мощность.
- Акустика, показатель чувствительности которой составляет 96-98 децибел/ватт/метр, подойдёт для работы с маломощными ламповыми усилителями, мощность на выходе которых составляет от 3 до 5 ватт на канал.
Определение мощности
Раньше в инструкциях присутствовала номинальная и музыкальная мощность. На музыкальную мощность влияет механическая и электрическая прочность динамиков.Сегодня же производители указывают диапазон рекомендуемых показателей мощности низкочастотного усилителя, к примеру, от 25 до 100 ватт. При этом верхний показатель - это музыкальная мощность, которой обладает
