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.

"Вообще-то о чем идет речь? – спросит любитель хорошего звука. – Ведь достаточно заглянуть в инструкцию по эксплуатации". Но не всё так просто, как кажется на первый взгляд.

Глава I. Усилитель

Что такое выходная мощность и сопротивление нагрузки?

«Это легкий вопрос, – ответит читатель, – произведение напряжения на выходе усилителя на ток, протекающий в цепи акустических систем». В целом верно, но не совсем. Выходная мощность является максимальной лишь при определенном нормированном коэффициенте нелинейных искажений, а вот заставить производителя указывать его величину никто не может как, впрочем, публиковать и другие параметры измерений, например, количество одновременно работающих каналов. Эти печальные обстоятельства привели в итоге к появлению пластмассовых магнитол-бумбоксов с яркой наклейкой «1000 W PMPO». В конце концов, можно измерить выходную мощность в момент выхода из строя усилителя, перегруженного сверх всяких разумных пределов.
Поставим один весьма интересный опыт. Число, указывающее мощность, потребляемую AV-ресивером от сети питания 220 В, надо разделить на два (коэффициент полезного действия подавляющего большинства аналоговых оконечных каскадов составляет примерно 50%), а затем на число каналов. Результат обычно удивляет владельца аппарата, оказывается, что на самом деле выходная мощность составляет всего 5х25 Вт, а не 5х100 Вт как написано в рекламе. Дело в том, что производитель немного хитрит и указывает значение этой мощности лишь при одном работающем канале, в противном случае стоимость силового трансформатора и всего блока питания ресивера окажется неприемлемо высокой. Исключительно ради объективности позволим себе заметить, что не все изготовители кривят душой одинаково, иногда измеренные значения отличаются от заявленных всего в полтора-два раза.
Почти для всех ресиверов конструкторы указывают минимально допустимое сопротивление нагрузки, которое написано в инструкции по эксплуатации или прямо на задней стенке корпуса. Знать эту величину важно, так как подключение акустики с меньшими значениями такого сопротивления может привести к срабатыванию защиты от перегрева или к выходу усилителя из строя. Обычно ресиверы выпускаются для работы с 4-, 6- или 8-омной нагрузкой, но лишь самые дорогие и высококлассные аппараты рассчитаны на 2 Ома. Лучше всего выбрать четырехомный усилитель, так как его блок питания будет самым мощным. По этим же соображениям целесообразно приобрести ресивер максимально возможного веса и габаритов.

А что на рынке?

Сейчас подавляющее большинство AV-ресиверов в ценовой категории до $2000 может, по утверждению изготовителей, развивать выходную мощность от 40 до 150-190 Вт на каждый канал. Отдельного упоминания заслуживают так называемые усилители мощности – это высококлассные устройства без предварительных каскадов усиления, многочисленных входных разъемов и декодеров, приспособленные для работы с так называемыми AV-процессорами. Выходная мощность подобных усилителей достигает 300, 500 и даже более чем 1000 Вт на канал, причем некоторые модели аппаратов можно поднять лишь вдвоем, (это не метафора, некоторые модели УМ весят почти 80 кг) настолько тяжелы их блоки питания, а также конструктивные силовые элементы корпуса и шасси. Разумеется, они способны эффективно и качественно работать с любыми акустическими системами, имеющимися на рынке.

Так сколько же надо?

Измерения, проведенные уже много лет назад, показали, что для громкого воспроизведения музыки в комнате площадью около 20 мІ вполне достаточно 4 Вт на канал. Но хватит ли этого для домашнего кинотеатра? На такой вопрос со всей уверенностью можно ответить отрицательно. Дело даже не в объективных свойствах человеческого слуха, а в таких тонких материях как психоакустика. Громкое или тихое звучание музыки слушатель воспринимает совершенно без «внутреннего протеста», так как существуют различные жанры этого вида искусства – от оглушительного рока или металла до почти интимной камерной классики, но фонограмма фильма всегда содержит диалоги, громкость которых должна быть соизмерима с хорошо известным нам эталоном – громкостью звучания натуральной человеческой речи. Кроме того, DVD имеет очень широкий динамический диапазон звука, чем с успехом пользуются режиссеры при создании различных спецэффектов, поэтому при прослушивании звуковой дорожки на громкости, настроенной для естественного восприятия диалогов, надо быть морально готовым к оглушительному старту ракеты, пушечной канонаде или рок-музыке в сценах, отснятых в ночном клубе. Разумеется, это потребует дополнительной выходной мощности.
Опыт показывает, что для типичной комнаты площадью около 20 мІ придется подобрать ресивер с мощностью примерно 100 Вт на канал, для 30 мІ – уже 120-140, а элитный кинозал площадью 80 мІ потребует не менее 250 Вт, измеренных на нагрузке 4 Ома. Разумеется, значение этих величин приблизительно соотнесены с теми, которые публикуются в рекламе аппаратуры с учетом маленьких «хитростей» производителей.

А не слишком ли много?

Разумеется, если подвести к каждой из пяти акустических систем «настоящую» электрическую мощность в 100 Вт, в окнах попросту вылетят стекла, а еще через несколько минут к дому приедут спасатели. Но такой уровень громкости нам и не нужен. Дело в том, что при высоких заявленных значениях предельной мощности усилителя сравнительно слабый сигнал (например, 30-50% от максимума) является наименее искаженным, поэтому такие большие запасы вполне оправданы с точки зрения качества воспроизведения звука. Кроме того, ресивер работает в более стабильном и щадящем тепловом режиме, а мощные оконечные каскады, скорее всего, собраны на дискретных элементах – транзисторах, а не на микросхемах. Существует и еще один важный довод – сохранность весьма недешевой акустики. Ясно, что она может выйти из строя при слишком высокой подводимой мощности, но если сигнал искажен из-за перегрузки усилителя, то риск отказа существенно возрастает даже при незначительной громкости. Способ определения границ допустимого мы рассмотрим несколько позже.

Глава II. Акустика

Мощность акустики

Указанная величина измеряется, исходя из весьма схожих принципов, – это максимально возможная подводимая электрическая мощность при определенном нормированном коэффициенте нелинейных искажений. Разумеется, производитель не торопится сообщать величину последнего, да и величина допустимой мощности акустики нам интересна только с точки зрения поддержания длительной работоспособности высокочастотных драйверов, обычно называемых твитерами. Заметим, что их звуковая катушка может нагреваться до 200°, несмотря на применяемую ферромагнитную жидкость, позволяющую отводить тепло.

Заглянем в любую, опубликованную в специализированных журналах, сводную таблицу параметров различных акустических систем (АС) в ценовом диапазоне от $200 до $1500. Максимальная мощность всех перечисленных там моделей не превышает в среднем 100 – 200 Вт, что вполне соответствует величине выходной мощности большинства AV-ресиверов, имеющихся на рынке.
Удивительно, но многие компании указывают в рекламе ДВА значения мощности, например, 10-150 Вт или даже 25-125 Вт. Что же означает меньшее из приведенных чисел? Ответ на этот вопрос дать весьма непросто, ведь как мы уже узнали, подводимой мощности в 6-10 Вт на канал вполне достаточно для очень громкого звука. Заметим, что чувствительность, а также многие другие параметры АС измеряются при подводимой мощности в 1 Вт. Жаль, что такие загадочные числа могут ввести в заблуждение некоторых любителей Hi-Fi и домашнего кино.

Что такое чувствительность и импеданс?

В названных нами таблицах можно увидеть и значения чувствительности, измеряемой в дБ/м. Это величина звукового давления, развиваемого АС на расстоянии 1 метра при подводимой электрической мощности 1 Вт. Другими словами, более чувствительная акустика будет звучать громче при одной и той же выходной мощности ресивера. Наиболее распространенные бытовые АС имеют чувствительность от 85 до 92 дБ, а высококлассные профессиональные – до 120­130 дБ. Импеданс (комплексное сопротивление), измеряемый в Омах, является весьма важной величиной, влияющей на характер взаимодействия АС и усилителя. В настоящее время подавляющее большинство акустики выпускается с тремя стандартными величинами импеданса – 4, 6 и 8 Ом. В действительности импеданс одной и той же АС может лежать в диапазоне от 2 до 40 и более Ом в зависимости от частоты сигнала, поэтому ориентироваться на стандартные значения не стоит. В последние годы некоторые производители стыдливо указывают в инструкциях и рекламе величины 4-8 Ом, что, впрочем, тоже не всегда соответствует истинному положению дел. Разумеется, что акустика с меньшим импедансом будет звучать громче, так как усилитель развивает на такой нагрузке бульшую мощность.

Что же выбрать?

На практике целесообразно выбирать 8-омную акустику, минимально нагружающую ресивер, ведь при этом неравномерность импеданса будет влиять на качество звучания в наименьшей степени. Не стоит опасаться того, что мощность акустики будет меньше этой же максимальной величины для усилителя, так как АС боятся не мощного, а искаженного сигнала, возникающего при перегрузке оконечных каскадов аппаратуры.
Сравнить чувствительность разных АС на слух довольно просто – достаточно подключить к левому фронтальному каналу ресивера акустику одного типа, а к правому – другого. Та система, которая будет звучать тише, имеет меньшую чувствительность чем другая. При незначительной разнице или ее отсутствии АС являются практически одинаковыми.

Как определить максимальную мощность

Нам будет весьма полезно узнать максимально допустимый уровень неискаженной мощности, подводимый к акустическим системам. Для этой цели придется воспроизвести на любом плеере, подключенном к ресиверу, тестовый CD, на котором записан синусоидальный сигнал частотой 315 Гц и уровнем 0 дБ.
Выведите регулятор громкости на минимум. Последнее указание особенно важно для того, чтобы не испортить акустику слишком мощным сигналом. Затем плавно и осторожно добавляйте громкость, прослушивая характер довольно неприятного гудящего звука. В какой-то момент этот звук почти скачкообразно станет искаженным, как бы жужжащим. Запишите показания цифрового индикатора уровня ресивера, соответствующие началу искажений, и никогда их не превышайте.

В заключение хотелось бы напомнить пословицу: «Запас карман не тянет», эта нехитрая мудрость справедлива и в области электроакустики.

Владимир Сидоров.

Многообразие применяемых стандартов измерения выходной мощности усилителей и мощности колонок может сбить с толку любого. Вот блочный усилитель солидной фирмы 35 Вт на канал, а вот дешевенький музыкальный центр с наклейкой 1000 Вт. Такое сравнение вызовет явное недоумение у потенциального покупателя. Самое время обратиться к стандартам...

Стандарты мощности (DIN,RMS,PMPO)

В России используется два параметра мощности - номинальная и синусоидальная. Это нашло свое отражение в названиях акустических систем и обозначениях динамиков. Причем, если раньше в основном использовалась номинальная мощность, то теперь чаще - синусоидальная. Например, колонки 35АС впоследствии получили обозначение S-90 (номинальная мощность 35 Вт, синусоидальная мощность 90 Вт)

Номинальная мощность - мощность при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.

Синусоидальная мощность - мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение длительного времени с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно в 2 - 3 раза выше номинальной.

Западные стандарты более широки, как правило, используются DIN, RMS и PMPO.

DIN - примерно соответствует синусоидальной мощности - мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение длительного времени с сигналом "розового шума" без физического повреждения.

RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) - Максимальная (предельная) синусоидальная мощность - мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно на 20 - 25 процентов выше DIN.

PMPO (Peek Music Power Output)- Музыкальная мощность (запредельная:-)) - мощность, которую динамик колонки может выдержать в течение 1 -2 секунд на сигнале низкой частоты (около 200 Гц) без физического повреждения. Обычно в 10 - 20 раз выше DIN.

Как правило, серьезные западные производители указывают мощность своих изделий в DIN, а производители дешевых музыкальных центров и компьютерных колонок в PMPO.

Особенности стандартов,

описывающих мощность в звукотехнике

Многим иногда приходилось задумываться, что же именно обозначает мощность, в том или ином виде приводимая в паспортах акустических систем и звукоусилительной аппаратуры. Материалов на эту тему в сети и печатных изданиях встречается на удивление мало, внятных ответов на вопросы тоже.

Международные стандарты

RMS (Root Mean Squared)

Среднеквадратичное значение мощности, ограниченной заданными нелинейными искажениями.

Мощность замеряется синусоидальным сигналом на частоте 1 кГц при достижении 10% THD. Она вычисляется, как произведение среднеквадратичных значений напряжения и тока при эквивалентном количестве теплоты, создаваемой постоянным током. То есть, эта мощность численно равна квадратному корню из произведения квадратов усредненных величин напряжения и тока.

Для синусоидального сигнала среднеквадратичное значение меньше амплитудного в V2 раз (x 0,707). Вообще же, это виртуальная величина, термин "среднеквадратичный", строго говоря, может быть применен к напряжению или силе тока, но не к мощности. Известный аналог - действующее значение (все знают его для сети электропитания переменным током - это те самые 220 V для России).

Попробую объяснить, почему это понятие для описания звуковых характеристик малоинформативно. Среднеквадратичная мощность - это производящая работу. То есть, имеет смысл в электротехнике. И относится не обязательно к синусоиде. В случае музыкальных сигналов громкие звуки мы слышим лучше, чем слабые. И на органы слуха воздействуют больше амплитудные значения, а не среднеквадратичные. То есть громкость не эквивалентна мощности. Поэтому среднеквадратичные значения имеют смысл в электросчетчике, а вот амплитудные в музыке. Еще более популистский пример - АЧХ. Провалы АЧХ заметны меньше, чем пики. То есть громкие звуки более информативны, чем тихие, а усредненное значение будет мало о чем говорить.

Таким образом, стандарт RMS был одной из не самых удачных попыток описать параметры звуковой аппаратуры, которые не отражают громкость, как величину.

В усилителях и акустике этот параметр тоже, по сути, имеет весьма ограниченное применение - усилитель, который выдает 10% искажений не на максимальной мощности (когда возникает клиппинг, ограничение амплитуды усиливаемого сигнала с возникающими специфическими динамическими искажениями), еще поискать. До достижения максимальной мощности искажения транзисторных усилителей, например, не превышают зачастую сотых долей процента, а уж выше резко возрастают (нештатный режим). Многие акустические системы при длительной работе с таким уровнем искажений уже способны выйти из строя.

Для совсем уж дешевой техники указывается другая величина - PMPO, совсем уж бессмысленный и никем не нормированный параметр, а значит, друзья-китайцы измеряют его так, как бог на душу положит. Если точнее, в попугаях, причем каждый в своих. Значения PMPO часто превышают номинальные вплоть до коэффициента 20.

PMPO

(Peak Music Power Output)

Пиковая кратковременная музыкальная мощность, величина, которая означает максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений вообще за минимальный промежуток времени (обычно за 10 mS, но, вообще, не нормировано).

Как следует из описания, параметр еще более виртуальный и бессмысленный в практическом применении. Посоветую эти значения не воспринимать всерьез и на них не ориентироваться. Если вас угораздило покупать аппаратуру с параметрами мощности, указанными только, как PMPO, то единственный совет - послушать самостоятельно и определить, подходит это вам или нет.

DIN 45500

Комплекс общепринятых стандартов IEEE, описывающих различные звукоусилительные характеристики аппаратуры более достоверным образом.

DIN POWER

Значение выдаваемой на реальной нагрузке (для усилителя) или подводимой (к АС) мощности, ограниченной нелинейными искажениями.

Измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD (нелинейных искажений).

Строго говоря, есть и другие виды измерений, например, DIN MUSIC POWER, описывающая мощность уже музыкального сигнала. Обычно указываемая величина DIN music выше, чем приводимая как DIN.

EIAJ (Electronic Industries Association of Japan) - японская ассоциация отраслей электронной промышленности.

Отечественные стандарты

Номинальная мощность

(ГОСТ 23262-88)

Величина искусственная, она оставляет свободу выбора изготовителю. Разработчик волен указать значение номинальной мощности, соответствующее наиболее выгодному значению нелинейных искажений. Обычно указанная мощность подгонялась под требования ГОСТ к классу сложности исполнения при наилучшем сочетании измеряемых характеристик. Указывается как у АС, так и у усилителей.

Иногда это приводило к парадоксам - при искажениях типа "ступенька", возникающих в усилителях класса АВ на малых уровнях громкости, уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. Таким образом достигались рекордные номинальные характеристики в паспортах усилителей, с крайне низким уровнем искажений при высокой номинальной мощности усилителя. Тогда как наивысшая статистическая плотность музыкального сигнала лежит в диапазоне амплитуд 5-15% от максимальной мощности усилителя. Вероятно, поэтому российские усилители заметно проигрывали на слух западным, у которых оптимум искажений мог быть на средних уровнях громкости, тогда как в СССР шла гонка за минимумом гармонических и иногда интермодуляционных искажений любой ценой на одном, номинальном (почти максимальном) уровне мощности.

Паспортная шумовая мощность

Электрическая мощность, ограниченная исключительно тепловыми и механическими повреждениями (например: сползание витков звуковой катушки от перегрева, выгорание проводников в местах перегиба или спайки, обрыв гибких проводов и т.п.) при подведении розового шума через корректирующую цепь в течение 100 часов.

Максимальная кратковременная мощность

Электрическая мощность, которую громкоговорители АС выдерживают без повреждений (проверяется по отсутствию дребезжаний) в течение короткого промежутка времени. В качестве испытательного сигнала используется розовый шум. Сигнал подается на АС в течение 2 сек. Испытания проводятся 60 раз с интервалом в 1 минуту. Данный вид мощности дает возможность судить о кратковременных перегрузках, которые может выдержать громкоговоритель АС в ситуациях, возникающих в процессе эксплуатации.

Максимальная долговременная мощность

Электрическая мощность, которую выдерживают громкоговорители АС без повреждений в течение 1 мин. Испытания повторяют 10 раз с интервалом 2 минуты. Испытательный сигнал тот же.

Максимальная долговременная мощность определяется нарушением тепловой прочности громкоговорителей АС (сползанием витков звуковой катушки и др.).

Общая терминология

Розовый шум

Группа сигналов со случайным характером и равномерной спектральной плотностью распределения по частотам, убывающей с увеличением частоты со спадом 3 дБ на октаву во всем диапазоне измерений, с зависимостью среднего уровня от частоты в виде 1/f. Розовый шум имеет постоянную (по времени) энергию на любом из участков частотной полосы.

Белый шум

Группа сигналов со случайным характером и равномерной и постоянной спектральной плотностью распределения по частотам. Белый шум имеет одинаковую энергию на любом из участков частот.

Октава

Музыкальная полоса частот, соотношение крайних частот которой равно 2.

Электрическая мощность

Мощность, рассеиваемая на омическом эквивалентном сопротивлении, равном по величине номинальному электрическому сопротивлению АС, при напряжении, равном напряжению на зажимах АС. То есть, на сопротивлении, эмулирующем реальную нагрузку в тех же условиях.

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.

Сравнительное тестирование стереоколонок Edifier и Microlab (апрель 2014)

Мощность

Под словом мощность в разговорной речи многие подразумевают «мощь», «силу». Поэтому вполне естественно, что покупатели связывают мощность с громкостью: «Чем больше мощность, тем лучше и громче будут звучать колонки». Однако это распространенное мнение в корне ошибочно! Далеко не всегда колонка мощностью 100 Вт будет играть громче или качественней той, у которой указана мощность «всего» в 50 Вт. Значение мощности, скорее, говорит не о громкости, а о механической надежности акустики. Те же 50 или 100 Вт — это совсем не громкость звука , издаваемого колонкой. Динамические головки сами по себе имеют низкий КПД и преобразуют в звуковые колебания лишь 2-3% мощности подводимого к ним электрического сигнала (к счастью, громкости издаваемого звука вполне хватает для создания звукового сопровождения). Величина, которую указывает производитель в паспорте динамика или системы в целом, говорит лишь о том, что при подведении сигнала указанной мощности динамическая головка или акустическая система не выйдет из строя (вследствие критического разогрева и межвиткового КЗ провода, «закусывания» каркаса катушки, разрыва диффузора, повреждения гибких подвесов системы и т.п.).

Таким образом, мощность акустической системы - это технический параметр, величина которого не имеет прямого отношения к громкости звучания акустики, хотя и связана с ней некоторой зависимостью. Номинальные значения мощности динамических головок, усилительного тракта, акустической системы могут быть разными. Указываются они, скорее, для ориентировки и оптимального сопряжения между компонентами. Например, усилитель значительно меньшей или значительно большей мощности может вывести колонку из строя в максимальных положениях регулятора громкости на обоих усилителях: на первом - благодаря высокому уровню искажений, на втором - благодаря нештатному режиму работы колонки.

Мощность может измеряться различными способами и в различных тестовых условиях. Существуют общепринятые стандарты этих измерений. Рассмотрим подробнее некоторые из них, наиболее часто употребляемые в характеристиках изделий западных фирм:

RMS (Rated Maximum Sinusoidal power — установленная максимальная синусоидальная мощность). Мощность измеряется подачей синусоидального сигнала частотой 1000 Гц до достижения определенного уровня нелинейных искажений. Обычно в паспорте на изделие пишется так: 15 Вт (RMS). Эта величина говорит, что акустическая система при подведении к ней сигнала мощностью 15 Вт может работать длительное время без механических повреждений динамических головок. Для мультимедийной акустики завышенные по сравнению с Hi-Fi колонками значения мощности в Вт (RMS) получаются вследствие измерения при очень высоких гармонических искажениях, часто до 10%. При таких искажениях слушать звуковое сопровождение практически невозможно из-за сильных хрипов и призвуков в динамической головке и корпусе колонки.

PMPO (Peak Music Power Output — пиковая музыкальная мощность). В данном случае мощность измеряется подачей кратковременного синусоидального сигнала длительностью менее 1 секунды и частотой ниже 250 Гц (обычно 100 Гц). При этом не учитывается уровень нелинейных искажений. Например, мощность колонки равна 500 Вт (PMPO). Этот факт говорит, что акустическая система после воспроизведения кратковременного сигнала низкой частоты не имела механических повреждений динамических головок. В народе единицы измерения мощности Вт (PMPO) называют «китайскими ваттами» из-за того, что величины мощности при такой методике измерения достигают тысячи Ватт! Представьте себе - активные колонки для компьютера потребляют из сети переменного тока электрическую мощность 10 В*А и развивают при этом пиковую музыкальную мощность 1500 Вт (PMPO).

Наравне с западными существуют также советские стандарты на различные виды мощности. Они регламентируются действующими по сей день ГОСТ 16122-87 и ГОСТ 23262-88. Эти стандарты определяют такие понятия, как номинальная, максимальная шумовая, максимальная синусоидальная, максимальная долговременная, максимальная кратковременная мощности. Некоторые из них указываются в паспорте на советскую (и постсоветскую) аппаратуру. В мировой практике эти стандарты, естественно, не используются, поэтому мы не будем на них останавливаться.

Делаем выводы: наиболее важным на практике является значение мощности, указанной в Вт (RMS) при значениях коэффициента гармоник (THD), равного 1% и менее. Однако сравнение изделий даже по этому показателю очень приблизительно и может не иметь ничего общего с реальностью, ведь громкость звука характеризуется уровнем звукового давления. Поэтому информативность показателя «мощность акустической системы» — нулевая .

Чувствительность

Чувствительность — один из параметров, указываемых производителем в характеристике акустических систем. Величина характеризует интенсивность звукового давления, развиваемого колонкой на расстоянии 1 метра при подаче сигнала частотой 1000 Гц и мощностью 1 Вт. Измеряется чувствительность в децибелах (дБ) относительно порога слышимости (нулевой уровень звукового давления равен 2*10^-5 Па). Иногда используется обозначение — уровень характеристической чувствительности (SPL, Sound Pressure Level). При этом для краткости в графе с единицами измерений указывается дБ/Вт*м либо дБ/Вт^1/2*м. При этом важно понимать, что чувствительность не является линейным коэффициентом пропорциональности между уровнем звукового давления, мощностью сигнала и расстоянием до источника. Многие фирмы указывают характеристики чувствительности динамических головок, измеренные при нестандартных условиях.

Чувствительность — характеристика, более важная при проектировании собственных акустических систем. Если вы не осознаете до конца, что означает этот параметр, то при выборе мультимедийной акустики для PC можно не обращать на чувствительность особого внимания (благо указывается она не часто).

АЧХ

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ ) в общем случае представляет собой график, показывающий разницу величин амплитуд выходного и входного сигналов во всем диапазоне воспроизводимых частот. АЧХ измеряют подачей синусоидального сигнала неизменной амплитуды при изменении его частоты. В точке на графике, где частота равна 1000 Гц, принято откладывать на вертикальной оси уровень 0 дБ. Идеален вариант, при котором АЧХ представлена прямой линией, но таких характеристик в реальности у акустических систем не бывает. При рассмотрении графика нужно обратить особое внимание на величину неравномерности. Чем больше величина неравномерности, тем больше частотных искажений тембра в звучании.

Западные производители предпочитают указывать диапазон воспроизводимых частот, который представляет собой «выжимку» информации из АЧХ: указываются лишь граничные частоты и неравномерность. Допустим, написано: 50 Гц - 16 кГц (±3 дБ). Это значит, что у данной акустической системы в диапазоне 50 Гц - 16 кГц звучание достоверное, а ниже 50 Гц и выше 15 кГц неравномерность резко увеличивается, АЧХ имеет так называемый «завал» (резкий спад характеристики).

Чем это грозит? Уменьшение уровня низких частот подразумевает потерю сочности, насыщенности звучания басов. Подъем в области НЧ вызывает ощущения бубнения и гудева колонки. В завалах высоких частот звук будет тусклым, неясным. Подъемы ВЧ означают присутствие раздражающих, неприятных шипящих и свистящих призвуков. У мультимедийных колонок величина неравномерности АЧХ обычно выше, чем у так называемой Hi-Fi акустики. Ко всем рекламным заявлениям фирм-производителей об АЧХ колонки типа 20 - 20000 Гц (теоретический предел возможности) нужно относиться с изрядной долей скептицизма. При этом часто не указывается неравномерность АЧХ, которая может составлять при этом немыслимые величины.

Поскольку производители мультимедийной акустики часто «забывают» указать неравномерность АЧХ акустической системы, встречаясь с характеристикой колонки 20 Гц - 20000 Гц, надо держать ухо востро. Существует большая вероятность купить вещь, не обеспечивающую даже более или менее равномерную характеристику в полосе частот 100 Гц - 10000 Гц. Сравнивать диапазон воспроизводимых частот с разными неравномерностями нельзя вовсе.

Нелинейные искажения, коэффициент гармоник

Кг — коэффициент гармонических искажений. Акустическая система представляет собой сложное электроакустическое устройство, которое имеет нелинейную характеристику усиления. Поэтому сигнал по прошествии всего звукового тракта на выходе обязательно будет иметь нелинейные искажения. Одними из самых явных и наиболее простых в измерении являются гармонические искажения.

Коэффициент — величина безразмерная. Указывается либо в процентах, либо в децибелах. Формула пересчета: [дБ] = 20 log ([%]/100). Чем больше величина коэффициента гармоник, тем обычно хуже звучание.

Кг колонок во многом зависит от мощности подаваемого на них сигнала. Поэтому глупо делать заочные выводы или сравнивать колонки только лишь по коэффициенту гармоник, не прибегая к прослушиванию аппаратуры. К тому же для рабочих положений регулятора громкости (обычно это 30..50%) значение производителями не указывается.

Полное электрическое сопротивление, импеданс

Электродинамическая головка имеет определенное сопротивление постоянному току, зависящее от толщины, длины и материала провода в катушке (такое сопротивление еще называют резистивным или реактивным). При подаче музыкального сигнала, который представляет собой переменный ток, сопротивление головки будет меняться в зависимости от частоты сигнала.

Импеданс (impedans) — это полное электрическое сопротивление переменному току, измеренное на частоте 1000 Гц. Обычно импеданс акустических систем равен 4, 6 или 8 Ом.

В целом величина полного электрического сопротивления (импеданс) акустической системы ни о чем, связанном с качеством звучания того или иного изделия, покупателю не скажет. Производителем указывается этот параметр лишь, чтобы сопротивление учитывали при подключении акустической системы к усилителю. Если значение сопротивления колонки ниже, чем рекомендуемое значение нагрузки усилителя, в звучании могут присутствовать искажения или сработает защита от короткого замыкания; если выше, то звук будет значительно тише, нежели с рекомендуемым сопротивлением.

Корпус колонки, акустическое оформление

Одним из важных факторов, влияющих на звучание акустической системы, является акустическое оформление излучающей динамической головки (динамика). При конструировании акустических систем производитель обычно сталкивается с проблемой в выборе акустического оформления. Их насчитывается больше десятка видов.

Акустическое оформление делится на акустически разгруженное и акустически нагруженное. Первое подразумевает оформление, при котором колебание диффузора ограничивается только жесткостью подвеса. При втором колебание диффузора ограничивается помимо жесткости подвеса еще упругостью воздуха и акустическим сопротивлением излучению. Также акустическое оформление делится на системы одинарного и двойного действий. Система одинарного действия характеризуется возбуждением звука, идущего к слушателю, посредством только одной стороны диффузора (излучение другой стороны нейтрализуется акустическим оформлением). Система двойного действия подразумевает использование в формировании звука обеих поверхностей диффузора.

Поскольку на высокочастотные и среднечастотные динамические головки акустическое оформление колонки практически не влияет, мы расскажем о наиболее распространенных вариантах низкочастотного акустического оформления корпуса.

Очень широко применима акустическая схема, получившая название «закрытый ящик». Относится к нагруженному акустическому оформлению. Представляет собой закрытый корпус с выведенным на фронтальную панель диффузором динамика. Достоинства: хорошие показатели АЧХ и импульсная характеристика. Недостатки: низкий КПД, необходимость в мощном усилителе, высокий уровень гармонических искажений.

Но вместо того, чтобы бороться со звуковыми волнами, вызванными колебаниями обратной стороны диффузора, их можно использовать. Наиболее распространенным вариантом из систем двойного действия является фазоинвертор. Представляет собой трубу определенной длины и сечения, вмонтированную в корпус. Длину и сечение фазоинвертора рассчитывают таким образом, что на определенной частоте в нем создается колебание звуковых волн, синфазные с колебаниями, вызванными фронтальной стороной диффузора.

Для сабвуферов широко применяется акустическая схема с общепринятым названием «ящик-резонатор». В отличие от предыдущего примера диффузор динамика не выведен на панель корпуса, а находится внутри, на перегородке. Сам динамик непосредственного участия в формировании спектра низких частот не принимает. Вместо этого диффузор лишь возбуждает звуковые колебания низкой частоты, которые потом многократно увеличиваются по громкости в трубе фазоинвертора, выполяющего роль резонансной камеры. Достоинством этих конструктивных решений является высокий КПД при малых габаритах сабвуфера. Недостатки проявляются в ухудшении фазовых и импульсных характеристик, звучание становится утомляющим.

Оптимальным выбором будут колонки среднего размера с деревянным корпусом, выполненные по закрытой схеме или с фазоинвертором. При выборе сабвуфера следует обратить внимание не на его громкость (по этому параметру даже у недорогих моделей обычно имеется достаточный запас), а на достоверное воспроизведение всего диапазона низких частот. С точки зрения качества звучания, наиболее нежелательны колонки с тонким корпусом или очень маленьких размеров.