Громкость вт на магнитоле что такое
При покупке музыки в машину возникает множество вопросов. Один из самых часто задаваемых вопросов — как по мощности подобрать акустику к магнитоле? И мне, как установщику с большим стажем, уже просто надоело отвечать на этот вопрос. Поэтому я взял на себя смелость написать небольшую статью с разъяснениями на эту тему. Сразу оговорюсь — это мой первый опыт, и то о чем пишу не раз указывалось и писалось во многих источниках.
Итак, первый вопрос — мощность магнитолы. Из школьной программы физики мы знаем, что мощность это ни что иное как — работа, произведенная за единицу времени. Под работой применительно к нашему случаю, мы понимаем количество энергии, которую усилитель получает в форме постоянного тока от АКБ автомобиля и преобразует ее в электрическую в форме переменного тока. Так чем же отличается мощность, которая написана на коробке с усилителем (магнитолы) от мощности, которая написана на коробке с акустикой? А тем, что усилитель отдает мощность, а динамик принимает.
Теперь остановимся на двух главных вопросах, сколько может максимально отдать усилитель и сколько может принять динамик. Максимальная мощность усилителя определится как величина максимального напряжения на выходе, возведённая в квадрат и поделенная на сопротивление нагрузки. Иными словами если на выходе усилителя 6 В а сопротивление большинства автомобильных динамиках 4 Ома получается:
6 квадрат / 4 = 9 Вт. (1)
Вы зададите вопрос. А почему 6 В? ведь к усилителю подходит 12? Да потому что у нас на выходе переменный сигнал т.е. амплитуда. И ее будем считать равной 6 В. То что мы получили в (1) называется пиковая мощность. Тут следует отметить, что величину переменного напряжения можно мерить по разному, соответственно расчетная выходная мощность будет зависеть от способа этого измерения. Не буду останавливаться на этом подробно скажу лишь, что большинство уважающих себя производителей пользуются шкалой среднеквадратичных значений или по-английски root mean square или RMS. Этим сокращением мы и будем пользоваться в дальнейшем. В чем смысл: для синусоиды значение напряжения RMS меньше амплитудного в 1,41 раза.
(6 / 1,41) квадрат / 4 = 4,5 Вт (2)
Таким образом, мы получили, что усилитель большинства автомагнитол при питании 12В не может выдать больше 4,5 Вт RMS. Что не совсем верно. Так как существует мостовое включение, а при нем на одну нагрузку работают два усилителя, включённые так, что размах синусоиды на выходе удваивается. Здесь уже выходная мощность будет в четыре раза больше, чем 4,5 Вт, потому что напряжение возводится в квадрат, стало быть — 18.
(12 / 1,41) квадрат / 4 = 18 Вт (3)
Это максимальная мощность RMS которую можно выжать из усилителя при питании 12В.
Откуда же берутся 4х50 Вт. Дело в том, что в современных магнитолах в усилителях есть специальная цепь, способная на короткое время дать выходным каскадам увеличенное напряжение питания. Эта цепь способна только на долю секунды поднять мощность до 50 Вт. Вот это и дает производителю моральное право указывать на коробках эти самые 50 Вт. Но если вы внимательно просмотрите паспорт на свою магнитолу то где-нибудь в конце паспорта мелким шрифтом можете прочитать что мощность вашей магнитолы 18-20 Вт RMS при КНИ 10%. Что это такое. КНИ это коэффициент нелинейных искажений или по-английски THD (Total Harmonic Distortion). Не буду рассматривать этот параметр в рамках этой статьи, если кому интересно можно почитать в журнале “Автозвук” №1-2 за 2005год, скажу лишь что наиболее комфортное прослушивание при КНИ не более 0,5 %. Кстати, производители автомагнитол в большинстве своем указывают выходную мощность RMS при КНИ 10% и поверте слушать музыку при таком КНИ без вреда для своего здоровья невозможно.
Выяснили, почему на магнитоле написано 4х50 Вт теперь вопрос про акустику. На динамиках в громадном большинстве своем пишут значение мощности которая может вывести из строя динамик. То есть если на коробке написано 180 Вт то это не та мощность на которой он работает, а та мощность при которой он сгорит. Тут следует отметить что КПД динамика 0,5% значит 99% подводимой к нему мощности рассеивается в тепло и становится понятным почему так просто его спалить. Но и здесь все не так ясно, дело в том что вся проблема во времени подведения этой мощности к динамику, иными словами если к динамику подвести на несколько миллисекунд сигнал мощностью превышающей те самые 180 Вт то он спокойно его переварит и будет играть дальше. И в то же время если к динамику подвести сигнал мощностью меньше заявленных 180 Вт но с высоким КНИ то он крикнет в последний раз.
Так как же спросите вы подобрать акустику к магнитоле или усилителю по мощности. Да никак. Грубо говоря, любой типовой усилитель будет работать с любой типовой акустикой. Но определенные ориентиры есть. Например, специалисты журнала “Автозвук”, и исходя из своего опыта я сними согласен, рекомендуют для 6-дюймовой компонентной акустики 40 — 90 Вт, для 5-дюймовой — закономерно ниже, 30 — 70 Вт.
Вывод из всего этого очень простой: мощность — это не все. Самый простой способ подобрать акустику к понравившейся магнитоле — это слушать ушами и путем банального подбора остановится на лучшем варианте. Ну или обратиться к специалистам.
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.
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 Maximum 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 (Peak 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.
100 W (PMPO) = 2 x 3 W (DIN)
Не стоит забывать и о сопротивлении колонок. В основном на рынке присутствуют колонки сопротивлением 4, 6, 8 Ом, реже встречаются 2 и 16 ом. Мощность усилителя будет различаться при подключении колонок разного сопротивления. В инструкции усилителя обычно указано, на какое сопротивление колонок он рассчитан, или мощность для различного сопротивления колонок. Если усилитель допускает работу с колонками различного сопротивления, то его мощность растет с понижением сопротивления. Если Вы будете использовать колонки сопротивлением ниже указанного для усилителя, это может вызвать его перегрев и выход из строя, если выше - то указанная выходная мощность достигнута не будет. Конечно, на громкость акустики влияет не только выходная мощность усилителя, но и чувствительность колонок, но об этом в следующий раз. Главное - не забывать, что мощность - это только один из параметров, далеко не самый главный для получения хорошего звука.
В характеристиках большинства автомагнитол, как по старинке почти все до сих пор именуют мультимедийные автомобильные системы, от примитивных до продвинутых, фигурирует звуковая мощность «4х50 ватт», что в сумме дает аж двести. Двести ватт – это весьма солидно по музыкальным меркам, однако на такую мощность звук в автомобиле никак не тянет – почему?
«Кто украл ватты?»
Сразу оговоримся – речь пойдет о самой простой, при этом самой распространенной и популярной конфигурации автомобильной аудиосистемы – четыре динамика (пара передних и пара задних), подключенных непосредственно к головному мультимедийному устройству, в просторечии до сих пор называемом «магнитолой». Без дополнительных внешних усилителей и разных прочих компонентов, которые так любят фанаты продвинутого автозвука!
Так вот, если вы думаете, что чем дороже модель и авторитетнее производитель автомобильного мультимедийного устройства, тем, соответственно, выше мощность его звучания, то вы ошибаетесь!
Вне зависимости от цены и бренда, от размера (1 или 2 DIN), от диагонали дисплея и наличия различных функций и опций и 15-летний «кассетник», и современный сенсорный «андроид» обладают одной и той же выходной мощностью звукового тракта – 4 канала по 45-55 ватт. Эта комбинация цифр фигурирует на упаковках, в паспортах и инструкциях магнитол как от флагманов рынка, так и от марок второго-третьего эшелона и откровенно китайско-подвальных.
В принципе, на первый взгляд, 4х45 или 4х50 – совсем немало. Даже много! Суммарные почти 200 ватт звука! Но вспомните какую-нибудь домашнюю аудиосистему советской эпохи – усилитель типа «Кумира» или «Брига» в тандеме с небезызвестными колонками S90 – всего лишь два канала по 35-50 ватт, а на полной громкости тряслись три этажа хрущевки минимум! А вот в автомагнитоле четыре канала якобы по 50 ватт ничего не трясут, кроме разве что зеркальца заднего вида на лобовом стекле. Порой хочется врубить что-нибудь драйвовое лихо и отчаянно, а не выходит… Звук, будем откровенны, даже на максимуме слабоватый – совершенно непонятно, где все эти впечатляющие 200 ватт. Вдобавок, даже не доходя до предела громкости, возникают заметные уху искажения, вызванные отчасти перегрузкой усилителя магнитолы, отчасти дребезжанием слабоватой акустики. Почему же так происходит и «кто украл ватты»?
Сколько на самом деле ватт в «4х50»?
В качестве усилителя в 99% головных устройств (хоть простейших, хоть наворочено-андроидных) выступает специализированная мощная микросхема, содержащая в себе четыре независимых усилителя с общим входом (те самые четыре канала) и раздельными выходами на четыре динамика. Микросхема при работе выделяет много тепла и поэтому устанавливается на радиатор, расположенный на задней стенке корпуса мультимедийного устройства.
Нам бы не хотелось погружаться в достаточно скучные формулы расчета среднеквадратичного значения синусоидального напряжения на выходе усилителя, а также в особенности мостовых схем усилителей, объясняющих принцип формирования выходной мощности. Электронщикам это и так ясно, а далеким от электроники вырванная из контекста информация без основательных предварительных вводных будет непонятна и неинтересна.
Поэтому сразу вывод в сухом остатке: максимальные значения выходной звуковой мощности (не пиковой, рекламной, а честной, долговременной!) усилителя, питающегося от напряжения 12 вольт, не могут превышать 16-18 ватт на канал без появления неприемлемых искажений звука!
Да, с хрипом и треском можно выжать и 20-23 ватта, но это мы рассматривать не станем.
Так что практически все «автомагнитолы» (или «головные устройства», или «автомобильные мультимедийные центры» – как кому больше нравится) имеют реально четыре канала примерно по 16-17 ватт качественного звучания. Итого – 64 ватта. А вовсе не 200… Не то чтобы совсем мало, однако ж более чем в три раза ниже того значения, на которое мы рассчитывали…
Отвечая на напрашивающийся вопрос «почему отдельные автомобильные усилители выдают сотни ватт от тех же 12 вольт?»: все просто – внутри их корпусов обязательно стоит мощный преобразователь, делающий из 12 вольт повышенное напряжение питания, а зачастую еще и двухполярное.
Где же кроется обман?
Но почему же на коробках, лицевых панелях и даже в книжках-мануалах всех головных устройств пишут не «4х16», а куда более приятные «4х50W» ? Ладно бы это делали алиэкспрессные китайцы, которые врут, не боясь ни черта, ни бога, но почему такое позволяют себе крупнейшие мировые компании из первой десятки производителей кар-аудио?! Увы, такова сложившаяся практика… Обман тут, как всегда, весьма условный, не являющийся юридически обманом. Союз инженерии и маркетинга сформировал лукавую традицию, ставшую в конечном итоге нормой.
Дело в том, что в схемотехнике большинства современных микросхем-усилителей, рассчитанных для применения в автомобильной 12-вольтовой аудиоаппаратуре, используется так называемая «технология вольтодобавки». Суть вольтодобавки в целом проста и понятна даже тем, кто не оканчивал радиофак.
Как мы уже говорили, 16-18 ватт на канал – это практически максимум, достижимый при напряжении 12 вольт. Однако в схеме аудиотракта головного устройства имеется конденсатор, также заряженный до 12 вольт, который микросхема-усилитель подключает при необходимости последовательно с напряжением питания. Подключает она его на пиках мощности, когда на вход усилителя приходит сигнал высокого уровня и его нужно усилить пропорционально и без искажений. Соответственно, на короткое время напряжение питания возрастает, и выходная мощность поднимается. А с учетом того что паспортные замеры (для того чтобы привести красивые цифры в рекламе и мануале) проводят еще и при максимальном для бортовой сети автомобиля напряжении (до 14,4 вольт, а то и выше), формально у производителя есть повод относительно честно и не опасаясь судебных претензий объявлять мощность головного устройства, как «4х45W», а то и «4х55W»…
То есть обмана нет? Есть!
Ну, раз вопрос решен с помощью той самой «вольтодобавки», то высокая мощность головного устройства в суммарные 200 ватт все же реальна, так? На самом деле – тоже нет…
Дело в том, что для эффективной работы по принципу такого вот «удвоения» питающего напряжения конденсатор «вольтодобавки» должен быть изрядной емкости и уметь очень быстро заряжаться. На деле же он маленький, и хватает его лишь на отработку короткого пикового импульса. Упрощенно говоря, при включении динамичной музыкальной композиции усилитель отработает первый удар барабана, выдав на нем кратковременно 45 ватт из каждого динамика, а вот все последующие – уже нет… Ручка громкости выкручена до упора, сигнал от источника (радио, диск, флешка и т. п.) идет высокий, а усилитель с ним не справляется и перегружается, похрюкивая и похрипывая. Так что фактически роль технологии «вольтодобавки» в 12-вольтовых усилителях традиционной и наиболее массовой схемотехники заключается лишь в «юридическом прикрытии» производителей автомобильной аудиоаппаратуры…
Кстати говоря, в реальной (а не рекламной) мощности, которую выдают магнитолы, есть и некоторый чисто технический смысл. Ведь даже 60-70 честных ватт суммарно от четырех каналов в долговременном режиме – это приличная мощность, которая сопровождается выделением побочного тепла на микросхеме, а корпуса магнитол имеют весьма ограниченные возможности для обустройства в них эффективного теплоотвода. Радиатор с такими габаритами, как на фото ниже – это типичный радиатор большинства «двухсоттватных» головных устройств, и его площади как раз впритык достаточно, чтобы отводить тепло от реальных 4х16-18 ватт… Были бы в магнитоле честные 4х45-55 ватт, этот хиленький кусочек алюминия с ними бы не справился!
4х16 ватт – предел? Дальше только внешний усилитель?
Получается, что усилить аудиосистему простейшей конфигурации, приобретя более дорогое, более брендовое, более функционально продвинутое головное устройство невозможно… Отчасти так и есть: какой бы ни была «магнитола», все равно ее предел по мощности – заявленные 4х45-55 ватт, которые на деле представляют собой 4х16-18 ватт. И устанавливать взамен штатной дешевки более качественную и мощную акустику имеет смысл, лишь используя «голову» в качестве источника слабого сигнала, а усиление осуществляя внешним усилителем.
Но, повторимся, далеко не все готовы строить автомобильную аудиосистему с выносным усилителем. Масса автовладельцев мечтает «сделать погромче» малой кровью: просто поставив более мощную акустику и подключив ее к более мощной «голове» без создания и прокладки дополнительной проводки, без монтажа усилителя и тому подобных мероприятий. И выход есть – головные устройства со встроенными усилителями так называемого «класса D», относительно нового класса усилителей. Эти магнитолы способны выдавать уже ЧЕСТНЫЕ 45 ватт на канал – то есть почти 200 ватт ЧЕСТНОЙ, повторимся, мощности!
Правда, тактика маркетингового лукавства никуда не делась, и рекламные цифры на коробках и в инструкциях таких аппаратов обещают уже аж 100 ватт на канал, и 4х100 в сумме… Впрочем, наплевать на эти хитрости – 400 ватт нам и не нужно, а вот 4х45 без дураков – это уже характеристики внешнего усилителя начального уровня, при том что усилителя и нет: работает голая магнитола!
Как работают магнитолы в D-классе?
Несколько лет назад в продаже начала появляться аудиотехника с выходными каскадами, работающими в так называемом «классе D». Эта буква не означает «digital», как можно подумать, хотя такие усилители в народе нередко, но ошибочно называют «цифровыми». Они не цифровые – обычные аналоговые, просто усиление сигнала в них происходит по совершенно иному принципу, нежели у традиционной аудиотехники, как автомобильной, так и домашней.
Основная идея класса D – использование широтно-импульсной модуляции. Если в обычных усилителях музыка обрабатывается «как есть», с повышением амплитуды входного сигнала без изменений, то в классе D входной сигнал сперва модулирует несущую частоту (очень высокую, сотни килогерц), а полученная «смесь» затем уже усиливается. Сигнал, с которым работают каскады усилителя, имеет всегда одинаковую амплитуду независимо от громкости, а «музыка закодирована» в длительности импульсов. Пардон за легкое скатывание в электронику – если говорить более простыми терминами, то усилитель класса D интересен тем, что обеспечивает высочайший, стремящийся к 100% КПД. Для простого пользователя это означает, что усилители резко до невероятности уменьшаются в размерах, выделяя минимум тепла, которое рассеивается крошечными, буквально символическими радиаторами. Соответственно, высвободившееся в корпусе место можно занять электронными модулями, повышающими напряжение питания, которые позволят поднять выходную мощность честно, без обмана!
Современные головные устройства с выходными каскадами класса D реально повышают мощность звучания аудиосистемы простейшей конфигурации – без всяких дополнительных внешних усилителей. Единственный нюанс при установке таких магнитол – необходимость в протягивании к ним отдельного силового плюсового провода. Ибо сечение хиленького проводка питания в стандартном и универсальном автомобильном ISO-разъеме для подключения головных устройств, а также предохранитель в этой цепи рассчитаны как раз на те самые 4х16, а не на честные 4х45…
Как найти магнитолу D-класса в продаже?
Несмотря на явные и очевидные преимущества головных устройств с усилителями класса D, они еще не вытеснили традиционные в силу инертности производителей, предпочитающих пропагандировать подход к умощнению аудиосистем через установку внешних усилителей, что обеспечивает больший «средний чек». При том что мощные внешние усилители D-класса они делают активнее, чем магнитолы с такими усилителями на борту. Тем не менее в ассортименте многих брендов кар-аудио (если говорить о солидных марках, из первой десятки) обязательно есть одна-две модели головных устройств с усилителем D-класса. Наличие такого усилителя может не отражаться в описании на сайте или упаковке, но его выдает мощность – как правило, все такие модели анонсируются как «4х100 W». Визуально у них зачастую отсутствует радиатор на задней стенке, иных отличий обычно нет. Некоторые производители делают «гибридные» варианты: предлагают D-усилитель 4х45 (заявляемый, конечно же, как 4х100!) все же в виде отдельного миниатюрного блока, однако не самостоятельного выносного, а «пристяжного», крепящегося на спину магнитоле по аналогии с тем, как на спину компьютерных мониторов прикручиваются офисные мини-компьютеры неттопы.
Disclaimer:
Автор просит прощения у въедливых читателей, которым режет глаз и слух часто употребляемое слово «магнитола». Увы, этот катастрофически устаревший и давно ставший жаргонным термин используется в силу двух причин: не снижающейся узнаваемости его в широких народных массах, а также отсутствия в полной мере адекватного современного аналога. Распространенное «головное устройство» – уродливое буквосочетание, не имеющее четкой привязки к смыслу, вкладываемому в него в аудиоконтексте; ненамного лучше и длинный и за версту отдающий занудством аналог – «автомобильный мультимедийный центр»…
Итак что же такое мощность? Что указанно на аппаратуре, что является чушью и какие именно цифры нам нужны? Как вы можете убедиться сами, любой человек ходивший в школе на уроки физики может вполне определить где реальность а где вымысел.
С самого начала стоит понять для себя что сейчас параметр мощность приобрел чисто маркетинговый характер. Некоторые фирмы придерживаются достаточно сомнительных методов измерения мощности, а многие и вовсе пишут цифры с потолка чтоб их барахло раскупалось быстрее людьми с двойкой по физике :) По этому нужно твердо для себя уяснить что цифры написанные на коробках, мануалах и девайсах за ОЧЕНЬ редким исключением с жизнью не имеют АБСОЛЮТНО ничего общего!
Абсолютно бессмысленно их называть, опираться на них и тем более суммировать. Даже замерянный усь или динамик не разовьют указанные мощности в вашем авто и даже близко к ним не подойдут.
Итак какая же мощность самая правильная? Каждая фирма меряет мощность по своему, многие не меряют вовсе. А те кто меряют честно указывают 3-4 разных цифр. рмс, рмро, среднеквадратичные, суммарные и т. д.
Тут каждый выбирает сам, но лично я предпочитаю рассматривать всего 3 параметра мощности. Это номинальная мощность, максимальная и пиковая мощность.
Номинальная мощность это та мощность при которой нелинейные искажения акустики или усилителя не превышает определенных стандартом значений.
При этой мощности искажения вносимые аппаратурой в сигнал минимальны и ухом практически не слышны. Поскольку эта мощность ограничивается искажениями, а не возможностями аппаратуры, то она как правило очень невысока.
Скажем для усилителя с максимальной мощностью в 100 ватт номинальная в зависимости от схемотехники усилителя может составлять 20-30 ватт. Именно по этому производители ее не указывают НИКОГДА!
За редким исключением в топовых моделях которые комплектуются листком с индивидуальными замерами. По большому счету для обычного повседневного бюджетного инсталла эта мощность не слишком важна и знать ее не обязательно. Гораздо важнее второй параметр.
Максимальная мощность
Это величина при которой аппаратура способна проработать длительное время на музыкальном сигнале без последствий для себе и без внесения существенных искажений в сигнал (хрипов, дребезга, бубнения и т. д.). Некоторые производители именно эту мощность указывают в качестве номинальной, что не особо верно но хотя бы реально.
Пиковая же мощность это способность аппаратуры кратковременно отдать или переварить указанную мощность без вреда для себя. Действие этой величины очень коротко, порядка 1с. При этом искажения вносимые в сигнал не учитываются поскольку они просто чудовищны. Эта цифра будет самая большая из трех но, в повседневной системе она абсолютно бесполезна потому как достигается на музыкальном сигнале достаточно редко и длится работа в пике гораздо меньше секунды. Но эта цифра является основной у спортсменов ЭС ПИ ЭЛЬ. Там аппаратура работает при замере практически тока в пиковой нагрузке. По этому для аппаратуры эс пи эль пиковая мощность тщательно измеряется. Это очень важно, поскольку за пределами этой мощности произойдут повреждения аппаратуры. В бюджетной же аппаратуре зачастую пиковая мощность берется просто с потолка.
Мы определили что в нашем случае наиболее важна максимальная мощность, мощность при которой мы можем слушать аппаратуру длительное время не опасаясь за нее и не слушая хрип и треск. Ниже попытаемся определить реальные мощности для усилителей и динамиков.
Для примера возьмем например усилитель Kicx KAP-27.
Заявка на него такая: номинал на 2ом 2х175вт, на 4 ом 2х125вт, номинальная в мосту 350вт, максимальная при 2ом 2х400ватт и максимальная в мосту 600 ватт. При этом усилитель оборудован предохранителями 2х25 ампер.
Возьмем этот усь в идеальные условия и подумаем. Допустим усть питается 13.5 вольт без каких либо просадок и падений. Поскольку 2 предохранителя не сгорают при работе, то значит он кушает по любому меньше 2х25=50ампер. 13.5в Х 50А= 675вт. Это та мощность которую потребить усилитель длительно НЕ СМОЖЕТ не спалив предохранители.
Теперь учтем что на номинал предохранителей накидывается запас процентов 10 чтоб они не горели на пиковом потреблении усилка. Вычитаем этот процент и получаем 675вт- 10% = 607.5вт.
В каждом усилителе есть блок питания повышающий напряжение для усилителя. Естественно что этот элемент что-то потребляет. В усилителях КПД блока питания порядка 90%. Вычитаем его. 607.5 -10%=546.75 ватт. Эта мощность выходит из блока питания и питает усилители. Тут вспомним что КПД усилителей А класса 10-20% Это эскушные профессиональные усилки.
АВ класса 50-60% (подавляющее большенство усей)
D класса до 90% (сабовые мощные моноблоки. Да и вообще за D классом будущее).
Мой усь АВ класса а значит вычитаем из мощности блока питания 40% потерь в усилке. 547.75вт -40%= 328.05 вт. Это та максимальная мощность которую мы можем снять с усилителя в мостовом включении каналов на расчетную нагрузку в 4ом. 328.05/2=164 вт примерно столько я смогу получить поканально нагрузив каждый канал в 2 ом. и 164вт /2= 82ватта это примерно то что я смогу получить поканально в 4ом.
Если все это дело упростить, то можно вывести коэфициенты из расчета выше. Умножите сумму предов на 13 и эту величину разделите на 2 это будет суммарная мощность всех каналов, потом поделите на количество каналов и узнаете сколько в каждом канале на 2ом, а поделив еще на 2 узнаете сколько канал отдаст в 4ом. Повторюсь что расчет сильно приблизительный и цифры реальные могут быть чуть больше (если скажем в 4х канальнике 2 канала не задействованы, а вторые 2 в мосту) или чуть меньше (если блок питание уся дерьмовый, но тем не менее уже четко видно что на выходе усилка 600 ватт и не пахнет, также как и 400, зато как я и предполагал производитель под номинальными мощностями указал цифры слегка завышенной максимальной мощности для каждого режима которые мы посчитали выше.
На данный момент это самый доступный и простой способ определить мощность усилителя не прибегая к сложным замерам. Можете посчитать свои усилки и определить честность вашего производителя. Именно по такому расчету можно узнать что мощность любого толкового гу не превысит 16 ватт максимальной мощности. Номинальная и пиковая мощность для ваших усилителей целиком будет зависеть от схемотехники и реализации отдельно взятого усилителя. С усилителями вроде более или менее понятно. Теперь поговорим о динамиках.
Мощность динамиков
Давайте рассмотрим сабвуферы как один из самых простых видов акустики. Они точно также как усилители имеют номинальную, максимальную и пиковую мощность. Разница в том что максимальная и пиковая мощность будут ограничиваться 2мя пределами. Электрическим, после которого произойдет перегрев катушки и механический, при котором динамик превысит ход.
Оба случая будут сопровождаться большими искажениями звука и в конечном счете повреждением динамика. А главная беда в том что эти параметры у динамика будут изменяться в зависимости от того в каком оформлении он установлен.
К примеру, если зажать динамик в объеме то катушка перегреется очень рано при этом ход динамика будет небольшим. И перегреется отчасти из-за маленького хода и как следствие плохого охлаждения катушки. А динамик теряет эффективность при перегреве катушки уже выше 60-70 градусов. Или например установив динамик в очень большой коробок вы превысите ход динамика уже на половине мощности и он застучит катушкой или упрется в подвесы.
Методики для расчета максимальной мощности саба фактически нету, по этому могу только порекомендовать опираться на номинальную мощность указанную производителем, считая ее предельно допустимой для дина и надеяться на честность замеров. И поинтересоваться замерами специалистов в интернете касаемо конкретной модели.
Ну и конечно не стоит забывать что на максимальную мощность динамик выйдет только в грамотно рассчитанном и настроенном коробке сделанном именно под этот дин. В грамотном ящике динамик выберет свой электрический предел мощности вплотную подойдя к механическому пределу.
А значит только в грамотном и правильном ящике саб будет работать на максимуме возможностей. В любом другом случае подведение максимальной мощности приведет к большим искажениям либо вовсе к выходу саба из строя.
Отчасти по этим причинам новички убивают сабы, а потом разносят легенды по интернету о том какой у них могучий усилитель. Ну и еще не стоит забывать о том что усилитель войдя в клипп от слабого питания начинает трепать динамик из стороны в сторону и может порвать или изжарить динамик даже в оптимальном коробке.
Немного по поводу мощности компонентной и коаксиальной акустики. Мощность указывается для системы в целом, но как правило основная часть мощности идет на работу мидбасового динамика. Почему-то как раз для этой акустики мощность завышают сильнее всего. К примеру вся бюджетная компонентная и коаксиальная акустика достаточно редко превышает 30-40 ватт максимальной мощности. По этому если вы новичок в звуке то при настройке системы с усилителем на фронт необходимо первое время тщательно вслушиваться в искажения звука, хрип, дребезг, бренчание или жесткий настойчивый звук вч.
Они будут первым и опасным признаком того что динамики перегружены. Настраивать подводимую мощность нужно так, чтобы даже на максимуме громкости динамики не искажали звук. Ну и конечно не стоит забывать про не менее важный параметр динамиков- чувствительность. Это по сути показатель КПД динамика. и если чувствительность саба низкая то даже при потреблении скажем в 600 ватт он будет играть тише чем другой от 300 ватт с более высокой чувствительностью) Так что куча ватт это вовсе не объективный показатель громкости и уж тем более качества системы!
Отдельно хочу выделить следующий момент: НИКАКИХ связок усь-саб не существует! И абсолютно бессмысленно подбирать усь под саб или саб под усь.
Любой усь можно установить с любым сабом.
И все будет прекрасно работать при грамотной настройке.
Вопрос в другом: что вы хотите получить от звука. И только четко поняв свои предпочтения нужно начинать подбор компонентов в сабовое звено по мощностям и по качеству. К примеру кто-то ставит усь мощнее саба и ограничивает его в итоге даже на максимуме саба получает минимум искажений от усилка поскольку тот абсолютно не нагружен. А кто-то саб ставит вдвое мощнее усилителя чтоб в случае небольшой перегрузки усилителя не боятся за саб.
В конце можно немного поговорить о мощности аккумулятора и генератора.
Мощность аккумулятора как правило указывается в документах к нему и она во многом зависит от емкости аккумулятора. Главный показатель мощности аккумулятора это время в течение которого он сможет эту мощность обеспечить. И чем меньше мощность тем более длительное время ее сможет отдавать аккум. Тут не стоит обольщаться красивыми цифрами.
Во-первых они тоже завышаются, во-вторых со временем при потреблении от аккумулятора его напряжение падает. Например при работающем двигателе напряжение составляет порядка 13-13.5в на клеммах усилителя и просто заглушив машину мы потеряем 1-1.5в.
А падение напряжение питания усилителя на 1в может дать снижение выходной мощности почти на треть! то есть если на заведенной машине усилитель отдает 300 ватт то на заглушенной машине мощность может составить чуть больше 220-230 вт!
А если мы подсадим аккумулятор до 11в то мощность упадет чуть ли не вдвое от заведенной машины и может составит порядка 150-160вт. а на 10в усилитель уже начнет работать нестабильно и даже возникает риск что усь сгорит.
По этому даже чуть подсаженный аккум сильно снизит все характеристики усилителя. Тоже самое будет происходить из-за просадок напряжения питания независимо от их происхождения. Этими нюансами пользуются эспиэльщики в классах где запрещается замер на заведенном движке они докидывают последовательно дополнительные аккумы напряжением 1в.
Мощность генератора
Сейчас можно встретить в продаже очень много генераторов повышенной мощности. Это очень хорошо. Возьмем генератор к примеру 100 ампер! При напряжении в 13.5в он способен обеспечить питание в 1350 ватт! Красота! НО перед покупкой стоит обратить внимание на то при скольких оборотах генератор выйдет на полную отдачу тока. И позволят ли обороты вашего двигателя раскрутить так генератор с учетом передаточного числа шкивов.
К примеру, если генератор разовьет максимум мощности при 2.5 тыс оборотов движка, то на холостых оборотах в 800-900об/мин отдача его будет очень мала и вполне возможно что даже злого генератора при повседневной езде по городу не хватит на обеспечение питаловом даже средней системки.
Это будет выражаться в больших просадках питания на ударах баса. Не зря эс пи эль машины на замере в классе позволяющем заводить двигатель ревут движками на хороших оборотах. На повседневную систему нужен генератор полностью обеспечивающий ее потребление уже на холостых оборотах. Только тогда вы сможете не задумываясь раскачивать музыку без опаски спалить что-то присадками и не опасаясь посадить аккум.
У всех, кто когда-либо сталкивался с выбором звуковой аппаратуры возникал вопрос о мощности, а если точнее, о громкости, например, акустической системы или ресивера. Предположу, что многие слышали от “заботливых” продавцов или замечали в рекламных материалах информацию о мощности в 30, 50 или, например, 100 Вт. Когда такое доводится слышать (видеть) мне, я крепко задумываюсь, о какой именно мощности идёт речь. Системы из поднебесной, например, якобы “выдают” заоблачные тысячи Ватт, при этом звучат тише десятиваттных трактов от других производителей.
Из-за ориентирования на значения мощности усилительной техники и акустических систем возникает много неразберихи, которая мешает покупателям приобретать, а продавцам продавать звуковую аппаратуру. Под катом я расскажу о существующих стандартах мощности, а также о том, какие маркетинговые ухищрения помогают некоторым производителям заявить “высокую” формальную мощность, при достаточно скромных реальных характеристиках.
Что определяет громкость?
На всякий случай, ещё раз напишу о том, что такое громкость и какие именно факторы определяют ее для того или иного тракта. Конечно, сегодня для большинства истина в том, что высокая мощность не всегда говорит о высокой громкости — секрет Полишинеля, но мало ли…
Итак, громкость звука — это:
Так вот, мощность не единственная влияет на итоговое звуковое давление (SPL). Громкость тракта определяет сочетание чувствительности акустики с мощностью усилителя. Чем ниже чувствительность АС, тем более мощный УМЗЧ потребуется для того, чтобы её “раскачать”.
При этом повышение звукового давления на 3 Дб требует удвоения мощности. Например, акустическая система с чувствительностью 90 дБ создает SPL= 90 дБ при подаче на АС мощности в 1 Вт (расстояние 1 м). Для повышения SPL до 93 дБ, необходимо увеличить мощность до 2 Вт, до 96 дБ — до 4 Вт, до 99 дБ — до 8 Вт и т.д.
“Советские” и “китайские” Ватты
Но всё же вернёмся к стандартам мощности, как к основному инструменту маркетинговых манипуляций. “Советские” и “китайские” Ватты — это “народное” деление мощностных стандартов, которое появилось лет 20-25 назад. Тогда наиболее доступной и востребованной на рынке техникой была новая из Поднебесной или старая из СССР. Остальное либо не поставлялось в РФ (по причине засилья китайских центров), либо стоило неприлично дорого для 80-90% населения РФ.
“Советские” Ватты считались честными, а китайские, соответственно, не очень. Хотя с советскими тоже всё не так просто. Мощностные характеристики усилителя в СССР определялись ГОСТ 23262-88, который предписывал производителю указать в паспорте устройства номинальную мощность.
Иными словами, ГОСТ оставлял за производителем право указать мощность, которая соответствует наименьшему значению коэффициента нелинейных искажений. Показатели, как правило, подгонялись под требования стандарта к классу сложности устройства. Мощность указывалась как у усилителей, так и у АС (указывала на усиление какой номинальной мощности рассчитана акустика).
При этом, по утверждениям tehpoisk порой это приводило к проблемам. Например, не учитывались искажения типа «ступенька», возникающие на малых уровнях громкости, в усилителях класса АВ. Уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. При этом на средних и низких уровнях громкости сигнал существенно искажался.
Также в отечественной аппаратуре можно встретить такой параметр, как синусоидальная мощность (максимальная синусоидальная мощность) — это мощность, при которой УМЗЧ или акустика способны работать в течение 2-х часов с музыкальным сигналом без физического повреждения. Такая мощность не ограничена искажениями, её пределы определены лишь тепловыми и механическими повреждениями. Синусоидальная мощность обычно в 2-3 раза больше номинальной.
Типичный пример спекуляции на синусоидальной мощности — легендарные S-90. Их номинальная мощность составляла 35 Вт (к слову, первый вариант акустики назывался 35АС-01), а синусоидальная, уклончиво названная в документации паспортной, — 90 Вт. Номинальная также была указана, но второй по счету, что можно считать почти безобидной, по нынешним меркам, маркетинговой манипуляцией.
По сравнению с китайцами из 90-х и начала нулевых, случай “Радиотехники” с С-90 представляется совсем невинным. До сих пор помню, как унылые подвальные копировщики детища Мацуситы с созвучным названием Panansonica (орфография бракоделов сохранена) оставили на своей поделке “гордую” и заметную надпись: 5000 Вт.
В данном случае речь о PMPO (Peak Music Power Output), т.е. о максимальной мощности, которую в принципе может выдержать динамик АС, а усилитель способен выдать без термических и механических проблем. Тест проводится в течение одной-двух секунд при подаче сигнала 200 Гц.
Такие значения обычно в 20-30 раз выше номинала и именно их принято было называть китайскими. В последние годы, к чести китайских производителей, они отказались от использования PMPO и стали применять RMS.
Среди отечественных паспортных характеристик могут также встречаться максимальная кратковременная мощность (аналог PMPO), паспортная шумовая мощность (аналог синусоидальной, но в тесте вместо музыкального сигнала используется розовый шум).
DIN, RMS, AES, IEC и другие аббревиатуры
Сегодня злосчастное PMPO указывается крайне редко и, как правило, как дополнительный параметр, не несущий маркетинговой нагрузки. ГОСТовский номинал и синусоидальную мощность также достаточно тяжело встретить. Но от этого не становится проще. В многочисленных УМЗЧ и АС современного производства нет единого стандарта мощности. Нередки и откровенные маркетинговые манипуляции.
Начну, пожалуй, со стандарта DIN 45500 (известен тем, что впервые стандартизировал понятие HI-FI), в котором DIN Power измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD. Стандарт практически идентичен EIAJ, принятому японской ассоциацией отраслей электронной промышленности.
(Electronic Industries Association of Japan).
Также стандарт предусматривает ещё один вид измерения мощности — DIN Music Power, описывающая мощность близка к определению синусоидальной и паспортной шумовой мощности, т.е. значение длительной нагрузки музыкальным сигналом без риска повреждения. Обычно указываемая величина DIN music power незначительно выше, чем DIN.
Нормы этого стандарта соотносятся с понятием IEC Power по стандарту IEC 268-5 (стандарт международного электротехнического комитета, второе издание 1989-07), в котором определена длительность нагрузки — более 100 часов.
RMS (Rated Maximum Sinusoidal) — предельная синусоидальная мощность, т.е. такая, при которой звуковоспроизводящее устройство может работать один час с реальным музыкальным сигналом без повреждений. Как правило, на 120-250 % выше ГОСТовского номинала и на 20 — 25 % больше DIN Music Power.
К RMS максимально близок стандарт AES2-1984 (Audio Engineering Society). Различие между AES Power и RMS заключается лишь во времени, которое должно проработать устройство — для стандарта AES необходимо 2 часа.
Также может указываться т.н. программная мощность (Program Power или PP), которая в принципе может быть любой, т.к. не стандартизирована. Принято считать, что Program Power в 2 раза больше RMS, но это не является обязательным. Не менее туманные представления о мощности даёт PPP, т.е. пиковая программная мощность (Peak Program Power), которая в 2 раза больше PP.
Манипуляции КНИ
Существует отличный от DIN Power и EIAJ стандарт IHF, разработанный Национальным институтом стандартов США и Institute of High Fidelity, в котором мощность измеряется при 0,1% нелинейных искажений.
Аналогично любой производитель может ввести собственный стандарт расчета мощности, что позволит ему писать напротив слова Power любые цифры, которые он сочтет выгодными. При подобных расчетах можно доводить значения КНИ до любого максимума, например, до 15-20%, что повлечет за собой рост формальной “мощности”. Более того, так могут изменяться значения RMS.
Хитрый ресивер
Следующий неоднозначный момент касается расчета мощности многоканального ресивера. Так при тестировании, происходит “выгодное” для искажения действительности разделение мощности. Результаты измерений очень порадуют глаза, но не уши соседей. Это связано с методом измерения одного нагруженного из шести, восьми или десяти каналов, что формально дает якобы мощностной прирост.
Чтобы не ошибиться, оценивая реальную мощность устройства, следует поискать приписку “all channels drive” в графе, где указана мощность, если таковой нет, то, вероятно, измерения проводились с нагрузкой на один канал. И я почти убежден, что без такой надписи заявленные характеристики мощности не соответствуют действительности. Номинальная (по ГОСТ) мощность, которая (учитывая использование усилителя класса D) будет составлять не более 80% от потребляемой мощности, а с усилителями других классов — ещё меньше.
Сухой остаток
Для подведения итогов и демонстрации существенности в различии мощности, предлагаю провести небольшое сравнение на примере всё тех же S-90. В данном случае я приведу лишь приблизительные расчетные значения (реальные измерения могут отличаться), но это позволит понять насколько сильно разнятся стандарты, с которыми можно сегодня столкнуться. Итак, Радиотехника S-90:
- IHF: -.
- Номинальная мощность: 35 Вт.
- DIN Power: 50 Вт.
- DIN Music Power: 90 Вт.
- Максимальная синусоидальная мощность: 90 Вт.
- IEC Power: 90 Вт.
- AES Power: 110 Вт.
- RMS (Rated Maximum Sinusoidal): 110 Вт.
- PP (Program Power): 220 Вт.
- PPP (Peak Program Power): 440 Вт.
- PMPO (Peak Music Power Output): 1050 Вт.
Из всего изложенного можно сделать выводы:
- наиболее показательными и учитывающими верность воспроизведения являются такие показатели как номинальная мощность, IHF, DIN Power, EIAJ, (так как они учитывают КНИ);
- менее информативными, но отражающими действительность являются измерение RMS, (AES Power), DIN Music Power, IEC Power;
- не дают достаточной информации о мощности PMPO, PP и PPP;
- при оценке ресивера следует обратить внимание на наличие надписи “all channels drive”;
- номинальная мощность ресивера с усилителем класса D не может быть больше 80-90% от потребляемой.
Для концертной аппаратуры, где используется живой голос и динамические инструменты, существует другое правило — номинал мощности усиления равен мощности акустики по AES.
Джинса
В нашем каталоге представлен широкий ассортимент усилителей, ресиверов и другой звуковоспроизводящей аппаратуры. У нас вы можете приобрести акустические системы высокой верности воспроизведения
Читайте также: