Акустические системы: читаем технические характеристики (часть 6). Сопротивление динамиков на что влияет

Как же подключать динамики — последовательно или параллельно? Итак, и так. Зависит от того, какие у вас есть динамики. Вернее, с какой мощностью и сопротивлением. А ещё важна выходная мощность канала и то, сколько динамиков вы хотите «повесить» на каждый канал.

Акустические системы: читаем технические характеристики (часть 6)

Тем, кто видит характеристики акустических систем впервые и никогда раньше не сталкивался со всем этим набором информации, можно только посочувствовать. На первый взгляд, все сложно. Хотя с другой стороны, для того, чтобы разобраться, вполне достаточно знания школьного курса физики.

Сохранить и прочитать потом —

Наверное, все упростится, если прокомментировать по порядку реальный набор характеристик, который, кстати, я бы рекомендовал получать из фирменного документа под названием Info Sheet — Информационный лист. Такой PDF-файл можно скачать на сайте практически любого изготовителя акустики для практически любой его модели. Именно там, как правило, все описывается наиболее коротко и ясно.

Сопротивление или импеданс

Итак, по порядку. Сопротивление или импеданс. В одних случаях указывается одно, в других — другое, и в этом есть определенное лукавство. Да, если подсоединить омметр к клеммам акустического кабеля, мы получим требуемые 4, 6 или 8 Ом с точностью ±10%. Только вот беда, это измерение некорректно: мы используем постоянный ток, а нас интересует сопротивление переменному току в звуковом диапазоне частот. И заметим: голосовая катушка динамика по определению не может иметь линейное (не зависящее от частоты) электрическое сопротивление — ведь это индуктивность! А если учесть, что у динамика есть резонансные частоты, и в составе колонки таких динамиков несколько, плюс все это объединяет и вовсе нелинейная схема кроссовера, то измеренное нами сопротивление постоянному току становится просто ориентировочной цифрой.

График замера импеданса (сопротивления)

Корректным параметром становится импеданс, под которым, как правило, имеется в виду сопротивление переменному току — в нашем случае различное на разных частотах. Чаще всего, он представляется в виде графика такой зависимости. В серьезных моделях колонок такой график часто прилагается. Для колонок сопротивлением 8 Ом на определенных частотах импеданс может «проседать» втрое — скажем, до 2-3 Ом — и это способно стать серьезной проблемой для работы подключенного к колонке усилителя. Более-менее ровная кривая импеданса у многополосной системы — признак серьезного уровня разработки АС.

Вы также можете подумать, что простым решением всего этого было бы просто добавить дополнительных динамиков. К сожалению, если вы соедините вместе провода динамиков для установки дополнительных динамиков в свой усилитель, то каждый динамик будет потреблять одинаковую мощность от усилителя.

Что такое сопротивление акустики?

Сопротивление электрической цепи относится к тому, насколько трудно передать электрический сигнал через нее.

Чем больше сопротивление акустики, тем сложнее отправить сигнал.

Также почитайте эту статью —> Почему усилители имеют различные номинальные мощности при разном сопротивлении «Ом»?

а также —> Сколько мощности усилителя и мощности акустики мне надо

Какая разница между сопротивлением колонок и импедансом?

Простой ответ что такое сопротивление акустики (для простаков, которые не слишком заботятся о мельчайших деталях), заключается в том, что сопротивление и импеданс — это, по сути, одно и то же, то есть они оба являются мерой того, насколько трудно посылать электрический сигнал по цепи.

Сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется постоянный ток (DC). Полное сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется переменный ток (AC).

Импеданс обычно указывается как номинальное значение. Это означает, что это среднее значение, и фактическое сопротивление со временем будет выше или ниже этого среднего значения.

Почему импеданс важен?

Согласованность усилителя и колонок по импедансу обеспечит безопасную и долговечную работу обоих приборов, избавит от проблем и искажений звука. В свою очередь, если подключить колонки с импедансом в пару Ом к усилителю, рассчитанному минимум на 8 Ом, и включить громкую музыку, тогда динамикам можно сказать до свидания.

Помимо этого, мощность усилителя на выходе напрямую зависит от импеданса акустики: чем выше импеданс, тем меньше мощность. Например, усилитель, выдающий по 50 Вт на канал с колонками на 4 Ом, обеспечит лишь по 25 Вт на колонку с импедансом 8 Ом. Грубо говоря, в первом случае будет громче. Часто в спецификациях усилителя указывается, какова будет его мощность в сочетании с акустикой, исходя из базовых значений импеданса.

Что лучше — высокий или низкий импеданс?

Ценители качественного звука обычно предпочитают колонки с более высоким импедансом. Эта традиция отчасти идет от наушников: там студийные и аудиофильские модели имеют импеданс в 300 и более Ом. Считается, что высокоомная нагрузка более благоприятна для усилителя, так он выдает меньше искажений.

В автозвуке и бытовой акустике, где мощность важнее нюансов звучания, чаще выбирают акустику с более низким импедансом. Но здесь стоит помнить, что чем ниже импеданс, тем большую роль в общем сопротивлении играют провода. Отчасти поэтому аудиофилы уделяют им так много внимания и предпочитают высокое сопротивление динамиков.

Тем не менее, в конечном счете, куда важнее оказывается качество изготовления прибора, а не его импеданс, а также правильное согласование усилителя и громкоговорителей.

86 дБ по-прежнему довольно громкий, но, как вы можете видеть, заполнение большой комнаты большим количеством звука может быстро стать проблемой, тем более что в приведенном выше сценарии используется максимальная мощность, которую может выдержать ваш динамик.

Чувствительность

В связи со всем вышесказанным, перейдем и к параметру «чувствительность». Она измеряется в децибелах. Этот показатель, в какой-то степени указывает на степень совершенства нашей колонки. Практически это — ее КПД, коэффициент полезного действия. Для современной акустики этот параметр находится в пределах около 83-95 децибел. Понятно, что высокие значения чувствительности, особенно для классической многополосной системы, достигаются путем множества серьезных и часто затратных технологических усовершенствований.

Схема измерения чувствительности колонок

Повышение чувствительности на 6 децибел приводит к ощущению, что при том же входном сигнале акустика звучит приблизительно вдвое громче! И кстати, для того чтобы поднять громкость на 3 децибела, диффузор динамика должен колебаться с приблизительно удвоенной амплитудой. Для маломощного усилителя, а это, в частности, большинство ламповых моделей, звук которых столь привлекателен, нужна акустика именно с высокой чувствительностью.

Максимальное звуковое давление

В технических параметрах пользовательской акустики (в отличие от профессиональных моделей) этот показатель указывается достаточно редко. Максимальное звуковое давление, естественно, также измеряется в децибелах и, очевидно, может быть косвенно вычислено из данных о чувствительности и максимальной мощности.

Сознательно не залезая в подробности и условия измерения этих параметров, скажем только, что для получения полной совокупности впечатлений от аудио, более-менее устоявшимся считается предел в 90 дБ — на этой громкости (фиксируемой, как правило, в метре от излучателя, в то время, как слушатели располагаются гораздо дальше), многие протоколы испытаний рекомендуют производить тестовое прослушивание. Для сравнения, комплекты дискотечной аппаратуры для залов работают на уровнях до 130 (топы) – 140 (субы) дБ. Это уровень, приближающийся к болевому порогу. Серьезная домашняя акустика, в среднем, выдает максимальные 100–110дБ, и, ради всего святого, пожалейте своих соседей!

Если вы прочитаете руководство к АС, то вам будет предложено изменить настройку в зависимости от импеданса подключенных вами колонок. Таким образом, если у вас есть громкоговорители с номиналом 4 Ом, вы должны изменить настройку на 4 Ом.

Как соединять

Если вы ожидаете, что вам скажут подключайте только параллельно или только последовательно — зря. Схема подключения подбирается индивидуально. Учитывать надо два основных момента:

Реализация параллельного подключения

Если у вас есть усилитель определённой мощности и есть подходящие под него колонки это хорошо. Но бывает так, что под усилитель нужно подобрать нагрузку из нескольких имеющихся динамиков разной мощности. Вот здесь и нужно понимать, как соединить динамики последовательно, параллельно или смешанно, чтобы не превысить параметры.

Как же подключать динамики — последовательно или параллельно? Итак, и так. Зависит от того, какие у вас есть динамики. Вернее, с какой мощностью и сопротивлением. А ещё важна выходная мощность канала и то, сколько динамиков вы хотите «повесить» на каждый канал.

Определяем мощность и сопротивление динамиков

Здесь достаточно просто, но всё-таки приведём несколько примеров. Эти обозначения обычно наносятся на задней части корпуса или корзине. На фото видны параметры динамиков.

Обозначение мощности и сопротивления на динамике

Обычно указывается долговременная мощность, то есть величина, при которой динамическая головка способна работать долгое время. При этом на головке ALPHARD указана MAX POWER — максимальная мощность. Это пиковая мощность, её динамик способен выдержать, к примеру, секунду.

На старых отечественных динамиках обозначения несколько другие. Например, на рисунке ниже 2ГДШ-3.

Обозначения на советских динамиках

Первая цифра обозначает мощность изделия. Далее, головка динамическая широкополосная и её сопротивление 8 Ом. Так, с некоторыми параметрами разобрались, идём дальше.

Правильное подключение динамиков

Особенность соединения динамиков в том, что они имеют плюсовой и минусовой входы. Вот их необходимо каким-то образом подключить к входам усилителя, а также соединить как-то между собой.

Правильное параллельное и последовательное соединение динамиков

Последовательное соединение динамиков

Последовательное соединение — это когда они включены один за другим по типу вагонов. Если посмотрите на схему, то подключение проводов идет так. Минус с выхода усилителя подаем на минус колонки А, плюс — на плюс громкоговорителя В. А их свободные входы (плюс у А и минус у В) соединяем между собой.

Последовательное подключение динамиков: сопротивление суммируется, выходная мощность падает

Обратите внимание, что сопротивление цепочки динамиков растет. Оно суммируется из всех составляющих. В примере соединены последовательно два динамика по 2 Ома. Суммарное сопротивление уже 4 Ома. Такое соединение хорошо в том случае, если усилитель не может работать с низкоомной нагрузкой. Низкоомная — это 2 Ома и ниже. В таком случае либо подключают колонки с более высоким сопротивлением, либо последовательно соединяют низкоомные.

Как подключить последовательно три и больше колонок

Как подключить последовательно три колонки на один канал? Да все также — одну за одной. Минус, подаем на минус первой (А); плюс — на плюс третей С (или последней). Свободный плюс с элемента А заводим на минус элемента В. Потом плюс В подаем на минус С. Вот и получили цепочку из трех динамиков, подключенных к одному каналу.

Как подключить 3 динамика на 1 канал последовательно

Если надо на один канал подключить последовательно четыре фрагмента и больше, их просто вставляем в середину. Не забывайте, что сопротивление цепи суммируется. С каждым новых элементом в цепочке оно становится больше.

Мощность при последовательном соединении

Так как сопротивление растёт, выходная мощность будет падать. Сколько ватт получит каждый из динамиков при последовательном подключении? А можно посчитать. Есть формула — она на рисунке.

Подводимая мощность — это мощность, которую выдаст усилитель в канал, то есть то, что мы пытаемся рассчитать. Измеренная мощность — это та, которая указана в характеристиках (то, что идет в канал по паспортным данным). И Zr — сопротивление, при котором мощность измерялась. Обычно она пишется в характеристиках как минимальная нагрузка на канал. А суммарное сопротивление — это сопротивление колонок, которые вы планируете «повесить» на этот канал.

Формула вычисления реальной мощности, подаваемой на канал усилителя

Давайте применим формулу на примере. Пусть у нас есть 2-х канальный усилитель, который в каждый канал выдает по 100 Вт (2*100 Вт). Работать с низкоомной нагрузкой (2 Ома и ниже) он не может. Потому решено на каждый канал последовательно подключить по две колонки сопротивлением 2 Ома. Подставляем данные в формулу: 100 Вт * (4 Ом / 8 Ом) = 100 Вт * 0,5 = 50 Вт. Это то, что пойдет в каждый канал.

Подбирать мощность динамиков надо так, чтобы она была на 10—20% выше мощности, которая будет на нее приходить. В таком случае любой громкоговоритель будет работать долго. А если взять мощность «впритык», то даже самый качественный динамик очень скоро захрипит и его надо будет менять.

Параметр чувствительности относится только к колонкам и определяет, как громко будет звучать колонка на расстоянии в 1 м, если подать на нее 1 Вт. Чувствительность измеряется в децибелах. Чем ниже чувствительность колонок/динамиков, тем тише они звучат, тем более мощный усилитель им нужен. Высокая чувствительность снижает требования к усилителю.

Сколько мощности нужно динамикам? Объяснение характеристик динамиков

Это может показаться сложным и утомительным вопросом при сборке домашнего кинотеатра. С такими характеристиками, как мощность, чувствительность динамика, децибелы и многое другое, это может показаться действительно сложной домашней работой по математике. К счастью, определить, какой мощности должны обладать ваши динамики, не составит труда.

Большинство людей пользуются мультимедиа примерно с такой же максимальной громкостью. Почти каждый усилитель обеспечивает достаточно мощности для ваших динамиков. Усилители, способные выдавать мощность 10-20 Вт, смогут сделать вашу систему полностью функциональной при нормальной громкости прослушивания. В частности, если у вас комната среднего размера (около 12 футов) и вы слушаете на средней громкости, вам, вероятно, потребуется всего 50 Вт мощности для ваших динамиков.

Однако неправильный расчет и неправильное использование оборудования чреваты опасностями. Вы можете повредить динамики или усилитель, даже если они будут работать вместе. Например, независимо от того, используете ли вы усилитель на 10 ватт или усилитель на 1000 Вт, вы можете испортить свои колонки, если увеличите громкость слишком высоко. Чтобы понять, почему это происходит, нам нужно немного понять, как работают колонки.

Объяснение характеристик динамика!

Важно отметить, что эти характеристики относятся к динамикам и не полностью применимы к звуковым панелям. Если вам интересно узнать об этих характеристиках звуковых панелей, вы можете прочитать об этом здесь.

Чувствительность динамика

Чувствительность динамика – это мера того, насколько эффективно он создает громкость за счет потребляемой мощности. Вы будете измерять мощность в ваттах, а громкость – в дБ или децибелах. Иногда у динамиков это указывается как SNR или отношение сигнал / шум. Вы также можете найти его в списке по SPL (уровню звукового давления), дБ и дБа.

Чтобы определить чувствительность динамика, измерьте громкость динамика на расстоянии 1 метра с мощностью 1 Вт. Итак, если вы стоите на расстоянии одного метра от динамика и вводите 1 ватт мощности от вашего усилителя, и в результате получается звук 85 дБ, то чувствительность динамика составляет 85 дБ.

Удвоение мощности, подаваемой на динамик, приведет к увеличению громкости примерно на 3 дБ. В этом случае мощность 2 Вт дает 88 дБ, мощность 4 Вт дает 91 дБ и так далее. При мощности 10 Вт вы производите около 96 дБ громкости. Это примерно так же громко, как отбойный молоток с расстояния 50 футов.

Таблица ниже представляет собой полезный инструмент для расчета громкости на основе динамиков с рейтингом чувствительности 85 дБ и 90 дБ. Не забудьте измерить эти децибелы на расстоянии 1 метра от динамика. Вы будете терять примерно 6 дБ звука каждый раз, когда удваиваете расстояние между вами и динамиком.

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ВАТТ В БД ДЛЯ РЕЙТИНГА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ 85 ДБ И 90 ДБ.

Импеданс, сопротивление или омы

Эти три термина в значительной степени взаимозаменяемы и используются для измерения способности говорящего ограничивать поток электрического тока. Обычно динамики рассчитаны на 4, 8 или 16 Ом. Сопротивление для динамиков называется «номинальным сопротивлением», поскольку фактическое сопротивление изменяется в зависимости от частот звука, который вы воспроизводите в данный момент.

Хороший способ думать о мощности и сопротивлении – это думать о нем как о садовом шланге. Сопротивление похоже на то, как если бы вы засунули большой палец в шланг, пока течет вода. Напряжение – это давление в шланге, поток – это ток, или сколько воды проходит через него, а омы – это сопротивление, или какая часть отверстия закрыта вашим пальцем. Основная формула: ток = напряжение / импеданс.

Самая важная вещь, о которой следует помнить, – чем ниже сопротивление, тем больше тока проходит. Если у вас есть выход динамика с маркировкой «минимум 4 Ом», вы можете подключить к этому выходу один динамик на 4 Ом или два динамика на 8 Ом. Если вы подключите к этому выходу два динамика на 4 Ом, это приведет к перегрузке усилителя и, вероятно, его разрушению.

Питание от аудио / видео ресивера или усилителя

Номинальная мощность, которую рекламирует производитель A / V-ресивера или усилителя, может сбивать с толку и вводить в заблуждение (именно поэтому мы написали руководство). Это может быть общая выходная мощность, выходная мощность на канал или выходная мощность при использовании двух каналов. Для наших целей мы будем использовать измерение «мощность на канал» или измерение WPC.

Как бы то ни было, WPC усилителя – это мера того, какую мощность усилитель может передать на каждый канал своей системы. Как и чувствительность динамика, усилители громкости могут выдавать нелинейную мощность в зависимости от его мощности. Можно подумать, что 20-ваттный усилитель обеспечит вдвое большую громкость, чем 10-ваттный усилитель, но это не так. Чтобы удвоить выходную громкость 10-ваттного усилителя, вам понадобится 100-ваттный усилитель. Чтобы удвоить громкость, требуется в 10 раз больше энергии.