Cal é a dificultade?

No número de Audio de 11/2019, o ATC SCM7 apareceu nunha proba de cinco altofalantes de estantería. Unha marca moi respectable coñecida polos amantes da música, e máis aínda polos profesionais, xa que moitos estudos de gravación están equipados cos seus altofalantes. Paga a pena botarlle unha ollada máis detidamente, pero esta vez non trataremos a súa historia e proposta, senón que tomando como exemplo o SCM7, trataremos un problema máis xeral ao que se enfrontan os audiófilos.

Un dos parámetros importantes dos sistemas acústicos é eficiencia. É unha medida da eficiencia enerxética: o grao en que un altofalante (transdutor electroacústico) converte a electricidade subministrada (do amplificador) en son.

A eficiencia exprésase na escala de decibelios logarítmicos, onde 3 dB de diferenza significa o dobre de nivel (ou menos), 6 dB de diferenza significa catro veces, etc. 3 dB soará o dobre de alto.

Paga a pena engadir que a eficiencia dos altofalantes medios é dun pouco por cento - a maior parte da enerxía convértese en calor, para que isto non só sexa "un despilfarro" desde o punto de vista dos altofalantes, senón que empeore aínda máis as súas condicións de traballo: a medida que aumenta a temperatura da bobina do altofalante, a súa resistencia aumenta e o aumento da temperatura do sistema magnético é desfavorable, o que pode dar lugar a distorsións non lineais. Non obstante, unha baixa eficiencia non equivale a baixa calidade: hai moitos altofalantes con baixa eficiencia e un son moi bo.

Dificultades con cargas complexas

Un excelente exemplo son os deseños ATC, cuxa baixa eficiencia radica en solucións especiais empregadas nos propios conversores, e que serven... paradoxalmente para reducir a distorsión. Trátase de a chamada bobina curta nun espazo longoEn comparación co sistema típico (utilizado na gran maioría dos conversores electrodinámicos) dunha bobina longa nun espazo curto, caracterízase por unha menor eficiencia, pero menos distorsión (debido ao funcionamento da bobina nun campo magnético uniforme situado no brecha).

Ademais, o sistema de accionamento está preparado para un funcionamento lineal con grandes deflexións (para iso, o espazo debe ser moito máis longo que a bobina), e nesta situación, incluso os sistemas magnéticos moi grandes utilizados por ATK non proporcionan unha alta eficiencia (a maioría do oco, independentemente das bobinas de posición, non se enche con el).

Porén, de momento estamos máis interesados ​​en outra cousa. Afirmamos que SCM7, tanto polas súas dimensións (un sistema bidireccional con midwoofer de 15 cm, nun estuche cun volume inferior a 10 litros), como por esta técnica en concreto, ten unha eficiencia moi baixa -segundo medicións realizadas en o Laboratorio de audio, só 79 dB (abstraémonos dos datos do fabricante prometendo un valor máis alto, e das razóns de tal discrepancia; comparamos a eficiencia das estruturas medidas en "Audio" nas mesmas condicións).

Como xa sabemos, isto obrigará ao SCM7 a xogar coa potencia especificada. moito máis tranquilo que a maioría das estruturas, incluso do mesmo tamaño. Entón, para que soen igual de alto, hai que poñelos máis poder.

Esta situación leva a moitos audiófilos á conclusión simplista de que o SCM7 (e os deseños ATC en xeral) requiren un amplificador que non sexa tanto potente como con algúns parámetros difíciles de determinar, capaz de "conducir", "tirar", controlar, "conducir". "como sería "carga pesada", é dicir, SCM7. Non obstante, o significado máis arraigado de "carga pesada" refírese a un parámetro completamente diferente (que a eficiencia), a saber, impedancia (dinámico).

Ambas as acepcións de "carga complexa" (relacionada coa eficiencia ou a impedancia) requiren medidas diferentes para superar esta dificultade, polo que mesturalas leva a graves malentendidos non só por motivos teóricos senón tamén prácticos, precisamente á hora de elixir o amplificador axeitado.

O altofalante (altofalante, columna, transdutor electroacústico) é un receptor de enerxía eléctrica, que debe ter unha impedancia (carga) para converterse en son ou mesmo calor. Despois liberarase enerxía sobre el (como xa sabemos, por desgraza, principalmente en forma de calor) segundo as fórmulas básicas coñecidas da física.

Os amplificadores de transistores de gama alta no rango especificado de impedancia de carga recomendada compórtanse aproximadamente como fontes de tensión de CC. Isto significa que a medida que a impedancia de carga diminúe a unha tensión fixa, máis corrente circula polos terminais (inversamente proporcional á diminución da impedancia).

E xa que a corrente na fórmula de potencia é cuadrática, aínda que a impedancia diminúe, a potencia aumenta de forma inversa a medida que diminúe a impedancia. A maioría dos bos amplificadores compórtanse deste xeito a impedancias superiores a 4 ohmios (polo que a 4 ohmios a potencia é case o dobre que a 8 ohmios), algúns a partir de 2 ohmios e os máis potentes a partir de 1 ohmio.

Pero un amplificador típico cunha impedancia inferior a 4 ohmios pode ter "dificultades": a tensión de saída caerá, a corrente xa non fluirá inversamente a medida que diminúe a impedancia e a potencia aumentará lixeiramente ou incluso diminuirá. Isto ocorrerá non só nunha determinada posición do regulador, senón tamén ao examinar a potencia máxima (nominal) do amplificador.

A impedancia real do altofalante non é unha resistencia constante, senón unha resposta de frecuencia variable (aínda que a impedancia nominal está determinada por esta característica e os seus mínimos), polo que é difícil cuantificar con precisión o grao de complexidade - depende da interacción cun determinado amplificador.

A algúns amplificadores non lles gustan os grandes ángulos de fase de impedancia (asociados á variabilidade da impedancia), especialmente cando se producen en intervalos con módulo de impedancia baixo. Esta é unha "carga pesada" no sentido clásico (e correcto) e para manexar esa carga, cómpre buscar un amplificador axeitado que sexa resistente a baixas impedancias.

Nestes casos, ás veces denomínase "eficiencia de corrente" porque en realidade se necesita máis corrente (que unha impedancia baixa) para conseguir unha potencia elevada a unha impedancia baixa. Non obstante, tamén hai aquí un malentendido de que algúns "consejeros de hardware" separan completamente a potencia da corrente, crendo que un amplificador pode ser de baixa potencia, sempre que teña unha corrente mítica.

Non obstante, abonda con medir a potencia a baixa impedancia para asegurarse de que todo está en orde; despois de todo, estamos a falar da potencia emitida polo altofalante e non da corrente que circula polo propio altofalante.

Os ATX SCM7 son de baixa eficiencia (polo tanto son "complexos" neste aspecto) e teñen unha impedancia nominal de 8 ohmios (e por esta razón máis importante son "lixeiros"). Non obstante, moitos audiófilos non diferenciarán estes casos e concluirán que se trata dunha carga "pesada", simplemente porque o SCM7 xogará en silencio.

Ao mesmo tempo, soarán moito máis silenciosos (nunha determinada posición do control de volume) que outros altofalantes, non só pola baixa eficiencia, senón tamén pola alta impedancia: a maioría dos altofalantes do mercado son de 4 ohmios. E como xa sabemos, cunha carga de 4 ohmios, máis corrente fluirá da maioría dos amplificadores e xerarase máis potencia.

Polo tanto, é importante distinguir entre eficiencia e tenrura, non obstante, mesturar estes parámetros tamén é un erro común tanto de fabricantes como de usuarios. A eficiencia defínese como a presión sonora a unha distancia de 1 m do altofalante cando se aplica unha potencia de 1 W. Sensibilidade - ao aplicar unha tensión de 2,83 V. Independentemente de

impedancia de carga. De onde vén este significado "estraño"? 2,83 V en 8 ohmios son só 1 W; polo tanto, para tal impedancia, os valores de eficiencia e sensibilidade son os mesmos. Pero a maioría dos altofalantes modernos son de 4 ohmios (e dado que os fabricantes a miúdo e falsamente os retratan como 8 ohmios, iso é outro asunto).

Unha tensión de 2,83 V fai que se entreguen 2 W, o que é o dobre da potencia, que se reflicte nun aumento de 3 dB na presión sonora. Para medir a eficiencia dun altofalante de 4 ohmios, hai que reducir a tensión a 2 V, pero... ningún fabricante o fai, porque o resultado da táboa, como se chame, será 3 dB inferior.

Precisamente porque o SCM7, como outros altofalantes de 8 ohmios, é unha carga de impedancia "lixeira", parécelle a moitos usuarios -que xulgan a "dificultade" en poucas palabras, é dicir. a través do prisma do volume recibido nunha determinada posición. regulador (e a tensión asociada a el) é unha carga "complexa".

E poden soar máis silenciosos por dous motivos completamente diferentes (ou pola súa fusión): un altofalante pode ter menos eficiencia, pero tamén consumir menos enerxía. Para comprender a que tipo de situación estamos a tratar, é necesario coñecer os parámetros básicos, e non só comparar o volume obtido de dous altofalantes diferentes conectados a un mesmo amplificador coa mesma posición de control.

O que ve o amplificador

O usuario do SCM7 escoita os altofalantes tocar suavemente e entende intuitivamente que o amplificador debe estar "canso". Neste caso, o amplificador "ve" só a resposta de impedancia -neste caso alta e, polo tanto, "lixeira"- e non se cansa e non ten problemas co feito de que o altofalante cambiou a maior parte da potencia para quentar. , non son. Este é un asunto "entre o altofalante e nós"; o amplificador non "sabe" nada sobre as nosas impresións, se é silenciosa ou sonora.

Imaxinemos que conectamos unha resistencia moi potente de 8 ohmios a amplificadores cunha potencia de varios vatios, varias decenas, varios centos... Para todos, esta é unha carga sen problemas, cada un dará tantos vatios como poida permitirse. tal resistencia, "non tendo idea de como todo ese poder se converteu en calor, non en son.

A diferenza entre a potencia que pode tomar a resistencia e a potencia que pode entregar o amplificador é irrelevante para esta última, así como o feito de que a potencia da resistencia sexa dúas, dez ou cen veces maior. Pode levar moito, pero non ten que facer.

Algún destes amplificadores terá problemas para "conducir" esa resistencia? E que significa a súa activación? Estás proporcionando a máxima potencia que pode extraer? Que significa controlar un altofalante? Só produce a potencia máxima ou algún valor inferior por encima do cal o altofalante comeza a soar ben? Que tipo de poder podería ser este?

Se ten en conta o "limiar" por encima do cal o altofalante soa xa lineal (en dinámica, non na resposta en frecuencia), entón entran en xogo valores moi baixos, da orde de 1 W, mesmo para altofalantes ineficientes. . Cabe saber que a distorsión non lineal introducida polo propio altofalante aumenta (en porcentaxe) co aumento da potencia a partir de valores baixos, polo que o son máis “limpo” aparece cando tocamos tranquilamente.

Porén, á hora de acadar o volume e a dinámica que nos proporcionan a dose axeitada de emoción musical, a cuestión non só se fai subxectiva, dependendo das preferencias persoais, senón que mesmo para un determinado oínte resulta ambigua.

Depende polo menos da distancia que o separa dos altofalantes; despois de todo, a presión sonora cae en proporción ao cadrado da distancia. Necesitaremos potencia diferente para “conducir” os altofalantes a 1 m, e outra (dezaseis veces máis) a 4 m, ao noso gusto.

a pregunta é, que amplificador o "fará"? Consellos complicados... Todo o mundo agarda un consello sinxelo: mercar este amplificador, pero non mercar este, porque "non o conseguirás"...

Usando o SCM7 como exemplo, pódese resumir do seguinte xeito: non necesitan recibir 100 watts para xogar de forma fermosa e tranquila. Teñen que facelos tocar ben e alto. Non obstante, non aceptarán máis de 100 watts, porque están limitados pola súa propia potencia. O fabricante dá o rango de potencia recomendado do amplificador (probablemente nominal, e non a potencia que debería proporcionarse "normalmente") dentro de 75-300 watts.

Parece, con todo, que un midwoofer de 15 cm, mesmo de gama alta como o usado aquí, non aceptará 300 W... Hoxe, os fabricantes adoitan dar límites tan altos aos rangos de potencia recomendados dos amplificadores cooperantes, o que tamén ten diferentes razóns. - Asume unha gran potencia do altofalante, pero non obriga ademais diso... non é a potencia nominal que se supón que debe manexar o altofalante.

Pode a fonte de enerxía estar contigo?

Tamén se pode supoñer que o amplificador debería ter reserva de enerxía (relativo á potencia nominal do altofalante) para non estar sobrecargado en ningunha situación (co risco de danar o altofalante). Isto, porén, non ten nada que ver coa "dificultade" de traballar co falante.

Non ten sentido distinguir entre altofalantes que "esixen" esta cantidade de espazo libre do amplificador e aqueles que non o fan. Alguén lle parece que a reserva de enerxía do amplificador se sente dalgún xeito polo altofalante, o altofalante recíproca esta reserva e é máis fácil que o amplificador funcione ... Ou que unha carga "pesada", incluso asociada a baixa potencia do altofalante. , pódese "dominar" con moita potencia en reserva ou ráfagas curtas...

Tamén está o problema dos chamados factor de amortiguamentodepende da impedancia de saída do amplificador. Pero máis sobre iso no próximo número.