Care este dificultatea?

În numărul 11/2019 al revistei Audio, ATC SCM7 a fost prezentat într-un test de cinci difuzoare de raft. Un brand foarte respectabil cunoscut iubitorilor de muzică și cu atât mai mult profesioniștilor, cu cât multe studiouri de înregistrare sunt echipate cu difuzoarele sale. Merită să aruncăm o privire mai atentă – dar de data aceasta nu ne vom ocupa de istoria și propunerea sa, ci folosind SCM7 ca exemplu, vom discuta despre o problemă mai generală cu care se confruntă audiofilii.

Unul dintre parametrii importanți ai sistemelor acustice este eficiență. Este o măsură a eficienței energetice - gradul în care un difuzor (transductor electro-acustic) transformă electricitatea furnizată (de la amplificator) în sunet.

Eficiența este exprimată pe scara logaritmică de decibeli, unde diferența de 3 dB înseamnă dublul nivelului (sau mai puțin), diferența de 6 dB înseamnă de patru ori și așa mai departe. 3 dB va fi de două ori mai tare.

Merită adăugat că eficiența difuzoarelor medii este de câteva procente - cea mai mare parte a energiei este transformată în căldură, astfel încât acest lucru nu este doar „risipă” din punctul de vedere al difuzoarelor, ci să înrăutățească și mai mult condițiile de lucru ale acestora - pe măsură ce temperatura bobinei difuzorului crește, rezistența acesteia crește, iar creșterea temperaturii sistemului magnetic este nefavorabilă, ceea ce poate duce la distorsiuni neliniare. Cu toate acestea, eficiența scăzută nu echivalează cu o calitate scăzută - există multe difuzoare cu eficiență scăzută și sunet foarte bun.

Dificultăți cu sarcini complexe

Un exemplu excelent sunt modelele ATC, a căror eficiență scăzută este înrădăcinată în soluțiile speciale utilizate în convertoarele în sine și care servesc... paradoxal - la reducerea distorsiunii. Este despre așa-numita bobină scurtă într-un interval lungÎn comparație cu sistemul tipic (utilizat în marea majoritate a convertoarelor electrodinamice) al unei bobine lungi într-un interval scurt, acesta se caracterizează printr-o eficiență mai mică, dar mai puțină distorsiune (datorită funcționării bobinei într-un câmp magnetic uniform situat în decalaj).

În plus, sistemul de antrenare este pregătit pentru funcționare liniară cu deviații mari (pentru aceasta, decalajul trebuie să fie mult mai lung decât bobina), iar în această situație, nici sistemele magnetice foarte mari utilizate de ATK nu asigură o eficiență ridicată (majoritatea a golului, indiferent de bobinele de poziție, nu este umplut cu acesta).

Totuși, momentan suntem mai interesați de altceva. Precizăm că SCM7, atât datorită dimensiunilor sale (un sistem bidirecțional cu un midwoofer de 15 cm, într-o carcasă cu un volum mai mic de 10 litri), cât și această tehnică particulară, are o eficiență foarte scăzută - conform măsurătorilor din laboratorul Audio, doar 79 dB (facem abstracție din datele producătorului promițând o valoare mai mare, și din motivele unei astfel de discrepanțe; comparăm eficiența structurilor măsurate în „Audio” în aceleași condiții).

După cum știm deja, acest lucru va forța SCM7 să se joace cu puterea specificată. mult mai linistita decât majoritatea structurilor, chiar și de aceeași dimensiune. Deci, pentru ca ele să sune la fel de tare, trebuie să fie puse mai multă putere.

Această situație îi duce pe mulți audiofili la concluzia simplistă că SCM7 (și modelele ATC în general) necesită un amplificator care nu este atât de puternic, cât cu niște parametri greu de determinat, capabil să „drive”, „pull”, control, „drive”. ” așa cum ar fi „sarcină grea”, adică SCM7. Cu toate acestea, sensul mai înrădăcinat al „sarcină grea” se referă la un parametru complet diferit (decât eficiența) - și anume impedanta (difuzor).

Ambele sensuri de „sarcină complexă” (legată de eficiență sau impedanță) necesită măsuri diferite pentru a depăși această dificultate, așa că amestecarea lor duce la grave neînțelegeri nu doar din punct de vedere teoretic, ci și practic – tocmai atunci când se alege amplificatorul potrivit.

Difuzorul (difuzor, coloană, traductor electro-acustic) este un receptor de energie electrică, care trebuie să aibă o impedanță (sarcină) pentru a fi transformat în sunet sau chiar căldură. Apoi va fi eliberată putere pe el (după cum știm deja, din păcate, mai ales sub formă de căldură) conform formulelor de bază cunoscute din fizică.

Amplificatoarele cu tranzistori de ultimă generație din intervalul specificat de impedanță de sarcină recomandată se comportă aproximativ ca sursele de tensiune DC. Aceasta înseamnă că, pe măsură ce impedanța de sarcină scade la o tensiune fixă, mai mult curent curge prin terminale (invers proporțional cu scăderea impedanței).

Și deoarece curentul din formula puterii este pătratic, chiar dacă impedanța scade, puterea crește invers pe măsură ce impedanța scade. Majoritatea amplificatoarelor bune se comportă astfel la impedanțe de peste 4 ohmi (deci la 4 ohmi puterea este aproape de două ori mai mare decât la 8 ohmi), unele de la 2 ohmi, iar cele mai puternice de la 1 ohm.

Dar un amplificator tipic cu o impedanță sub 4 ohmi poate avea „dificultăți” - tensiunea de ieșire va scădea, curentul nu va mai curge invers pe măsură ce impedanța scade, iar puterea fie va crește ușor, fie chiar va scădea. Acest lucru se va întâmpla nu numai la o anumită poziție a regulatorului, ci și la examinarea puterii maxime (nominale) a amplificatorului.

Impedanța reală a difuzorului nu este o rezistență constantă, ci un răspuns de frecvență variabil (deși impedanța nominală este determinată de această caracteristică și de minimele sale), deci este dificil de cuantificat cu precizie gradul de complexitate - depinde de interacțiunea cu un anumit amplificator.

Unelor amplificatoare nu le plac unghiurile mari de fază de impedanță (asociate cu variabilitatea impedanței), mai ales când apar în domenii cu modul de impedanță scăzut. Aceasta este o „sarcină grea” în sensul clasic (și corect) și pentru a face față unei astfel de sarcini, trebuie să căutați un amplificator potrivit, care să fie rezistent la impedanțe scăzute.

În astfel de cazuri, este uneori denumită „eficiență curentă” deoarece este nevoie de mai mult curent (decât impedanța scăzută) pentru a obține o putere mare la impedanță scăzută. Cu toate acestea, există și o neînțelegere aici că unii „consilieri hardware” separă complet puterea de curent, crezând că un amplificator poate avea o putere redusă, atâta timp cât are un curent mitic.

Cu toate acestea, este suficient să măsurați puterea la impedanță scăzută pentru a vă asigura că totul este în ordine - la urma urmei, vorbim despre puterea emisă de difuzor, și nu despre curentul care curge prin difuzor în sine.

ATX SCM7-urile sunt cu eficiență scăzută (prin urmare sunt „complexe” în acest sens) și au o impedanță nominală de 8 ohmi (și din acest motiv mai important sunt „ușoare”). Cu toate acestea, mulți audiofili nu vor face diferența între aceste cazuri și vor concluziona că aceasta este o sarcină „grea” - pur și simplu pentru că SCM7 va reda în liniște.

În același timp, vor suna mult mai silențios (la o anumită poziție a controlului volumului) decât alte difuzoare, nu numai datorită eficienței scăzute, ci și impedanței mari - majoritatea difuzoarelor de pe piață sunt de 4 ohmi. Și după cum știm deja, cu o sarcină de 4 ohmi, va curge mai mult curent de la majoritatea amplificatoarelor și va fi generată mai multă putere.

Prin urmare, este important să se facă distincția între eficiență și sensibilitate, cu toate acestea, amestecarea acestor parametri este, de asemenea, o greșeală comună atât a producătorilor, cât și a utilizatorilor. Eficiența este definită ca presiunea sonoră la o distanță de 1 m de difuzor atunci când se aplică o putere de 1 W. Sensibilitate – la aplicarea unei tensiuni de 2,83 V. Indiferent de

impedanta de sarcina. De unde acest sens „ciudat”? 2,83 V în 8 ohmi este doar 1 W; prin urmare, pentru o astfel de impedanță, valorile de eficiență și sensibilitate sunt aceleași. Dar majoritatea difuzoarelor moderne sunt de 4 ohmi (și din moment ce producătorii le descriu adesea și în mod fals ca fiind de 8 ohmi, asta este o altă chestiune).

O tensiune de 2,83 V determină apoi să fie livrat 2 W, care este de două ori puterea, care se reflectă într-o creștere de 3 dB a presiunii sonore. Pentru a măsura eficiența unui difuzor de 4 ohmi, tensiunea trebuie redusă la 2V, dar... niciun producător nu face acest lucru, deoarece rezultatul dat în tabel, indiferent cum se numește, va fi cu 3 dB mai mic.

Tocmai pentru că SCM7, ca și alte difuzoare de 8 ohmi, este o sarcină de impedanță „ușoară”, se pare multor utilizatori – care judecă „dificultatea” pe scurt, adică. prin prisma volumului primit într-o anumită poziţie. regulatorul (și tensiunea asociată acestuia) este o sarcină „complexă”.

Și pot suna mai silențios din două motive complet diferite (sau din cauza fuziunii lor) - un difuzor poate avea o eficiență mai mică, dar și să consume mai puțină energie. Pentru a înțelege cu ce fel de situație avem de-a face, este necesar să cunoaștem parametrii de bază, și nu doar să comparăm volumul obținut de la două difuzoare diferite conectate la același amplificator cu aceeași poziție de control.

Ce vede amplificatorul

Utilizatorul SCM7 aude difuzoarele cântând încet și înțelege intuitiv că amplificatorul trebuie să fie „obosit”. În acest caz, amplificatorul „vede” doar răspunsul la impedanță - în acest caz mare și, prin urmare, „ușor” - și nu se obosește și nu are probleme cu faptul că difuzorul a schimbat cea mai mare parte a puterii pentru încălzire. , nu sunet. Aceasta este o chestiune „între difuzor și noi”; amplificatorul nu „știe” nimic despre impresiile noastre – indiferent dacă este tăcut sau tare.

Să ne imaginăm că conectăm un rezistor foarte puternic de 8 ohmi la amplificatoare cu o putere de câțiva wați, câteva zeci, câteva sute... Pentru toată lumea, aceasta este o sarcină fără probleme, fiecare va oferi atât de mulți wați cât își poate permite o astfel de rezistență, neavând „habar despre cum toată acea putere a fost transformată în căldură, nu în sunet.

Diferența dintre puterea pe care o poate lua rezistorul și puterea pe care o poate furniza amplificatorul este irelevantă pentru acesta din urmă, la fel ca și faptul că puterea rezistorului este de două, zece sau o sută de ori mai mare. Poate să ia atât de multe, dar nu trebuie.

Va avea vreunul dintre acești amplificatoare probleme la „conducerea” acelui rezistor? Și ce înseamnă activarea lui? Oferiți puterea maximă pe care o poate absorbi? Ce înseamnă să controlezi un difuzor? Doar scoate puterea maximă sau o valoare mai mică peste care difuzorul începe să sune bine? Ce fel de putere ar putea fi aceasta?

Dacă luați în considerare „pragul” peste care difuzorul sună deja liniar (în dinamică, nu răspuns în frecvență), atunci intră în joc valori foarte mici, de ordinul a 1 W, chiar și pentru difuzoarele ineficiente. . Merită să știți că distorsiunea neliniară introdusă de difuzor în sine crește (în procente) odată cu creșterea puterii de la valori scăzute, așa că cel mai „curat” sunet apare atunci când cântăm în liniște.

Totuși, când vine vorba de atingerea volumului și dinamicii care ne asigură doza potrivită de emoție muzicală, întrebarea devine nu doar subiectivă, în funcție de preferințele personale, dar chiar și pentru un anumit ascultător este ambiguă.

Depinde cel puțin de distanța care o separă de difuzoare - la urma urmei, presiunea sonoră scade proporțional cu pătratul distanței. Vom avea nevoie de putere diferită pentru a „conduce” difuzoarele la 1 m, iar încă (de șaisprezece ori mai mult) la 4 m, după bunul nostru plac.

întrebarea este, care amplificator o va „face”? Sfaturi complicate... Toată lumea așteaptă un sfat simplu: cumpărați acest amplificator, dar nu cumpărați pe acesta, pentru că „nu veți reuși”...

Folosind SCM7 ca exemplu, poate fi rezumat astfel: nu trebuie să primească 100 de wați pentru a juca frumos și liniștit. Trebuie să-i facă să cânte frumos și tare. Cu toate acestea, nu vor accepta mai mult de 100 de wați, deoarece sunt limitate de propria putere. Producătorul oferă gama de putere recomandată a amplificatorului (probabil nominală, și nu puterea care ar trebui să fie furnizată „în mod normal”) în intervalul 75-300 de wați.

Se pare, totuși, că un midwoofer de 15 cm, chiar și la fel de high-end ca cel folosit aici, nu va accepta 300W... Astăzi, producătorii dau adesea limite atât de mari pentru intervalele de putere recomandate ale amplificatoarelor cooperante, ceea ce are și motive diferite. - presupune o putere mare a difuzorului, dar nu obliga pe langa asta... nu este puterea nominala pe care trebuie sa o suporte difuzorul.

Alimentarea poate fi cu tine?

De asemenea, se poate presupune că amplificatorul ar trebui să aibă rezerva de putere (față de puterea nominală a difuzorului) pentru a nu fi supraîncărcat în nicio situație (cu riscul de a deteriora difuzorul). Acest lucru, însă, nu are nimic de-a face cu „dificultatea” de a lucra cu vorbitorul.

Nu are sens să facem distincție între difuzoarele care „cere” această cantitate de spațiu de la amplificator și cele care nu o fac. Cuiva i se pare că rezerva de putere a amplificatorului este simțită cumva de difuzor, difuzorul schimbă această rezervă și este mai ușor pentru amplificator să funcționeze ... Sau că o sarcină „grea”, chiar asociată cu puterea scăzută a difuzorului , poate fi „stăpânit” cu multă putere în rezervă sau cu rafale scurte...

Există și problema așa-zisului factorul de amortizaredepinde de impedanța de ieșire a amplificatorului. Dar mai multe despre asta în numărul următor.