Попробуем измерить один из действительно важных параметров акустической системы. Но, сначала нужно попробовать разобраться, что это.
Чувствительность характеризует эффективность акустики - сколько звука может сгенерировать колонка при подведении к ней определенного количества мощности.
Размерность этой величины дБ/Вт/м. Например, если ваша акустика обладает чувствительностью 90 - это значит, что с расстояния один метр, при подведении к ней сигнала мощностью 1Вт она создаст звуковое давление 90дБ.
Пока вроде всё понятно. Давайте это исправлять:) На примере вот этого динамика:
Помните, как выглядит зависимость сопротивления динамика от частоты?
Сопротивление реального динамика - величина, мягко говоря, не постоянная, и в зависимости от частоты может в разы менять значение своего сопротивления. Допустим, мы готовы подвести 1Вт к акустической системе и ожидаем получить уровень 90дБ с одного метра. Возьмём частоту 70 с небольшим герц, на которой сопротивление динамика 45Ом (сорок пять Ом! Это резонанс.) Чтобы влить 1Вт на этой частоте, напряжение на клеммах усилителя должно быть 6,8 Вольт. Но в этом случае вы получите "чуточку" более громкий звук, который "немного" будет превышать уровень заявленной чувствительности:)
Если возьмём 200Гц - сопротивление на это частоте равно 3,6Ом, для получение 1ВТ на этой частоте, усилитель должен генерировать 1,89 Вольт. Или взять килоГерц? На этой частоте сопротивление динамика 5,6Ом, нужно выставлять напряжение на клеммах 2,36Вольт.
Как видите, для получения одного и того же уровня потребляемой мощности на разных частотах нам может потребоваться напряжение на клеммах от 1,9В до 6,8В. Очевидно, что брать какую-то определенную частоту не совсем корректно.
Поэтому, значение сопротивления очень сильно усредняют и мы получаем 4Омные автомобильные динамики, 8Омные домашние динамики - хотя фактическое значение сопротивления на определенных частотах может кратно отличаться от этой заявки.
Есть другой вариант размерности чувствительности, где вместо мощности задаётся напряжение на клеммах усилителя (пока мне этот вариант кажется более удобным). Одно из типичных значений напряжения - 2,83В. Это число не случайное: в нагрузку сопротивлением 8 Ом усилитель будет вкачивать ровно 1Вт при напряжении на клеммах нагрузки 2,83В.
Это очень удобная схема для измерения автодинамиков, у которых среднее сопротивление заметно ниже 8Ом. В этом случае 2,83В будут закачивать в 4Ома около 2Вт мощности, значение чувствительности будет выглядеть более красиво.
Производитель в большинстве случаев вежливо умалчивает, как именно и в какой системе координат было сделано измерение. Вот типичный вид обозначения:
Ни расстояния, ни напряжения или подводимой мощности - ничего не указано, просто 88дБ.
Попробуем измерить этот самый динамик в корпусе, напряжение на клеммах усилителя 2,83В:
Подобие полочки мы видим на уровне около 92дБ. Если брать этот участок для определения чувствительности динамика - то производитель явно не "читерил", и использовал более низкий уровень напряжения, для определения чувствительности. Скорее всего, мощность при определении заводских параметров была близка к 1Вт.
Выставил уровень напряжения, который вкачивает 1Вт мощности в 4Ома (именно это сопротивление указано на упаковке), график получился вот такой:
Важный вопрос - какой участок графика АЧХ брать как опорный для определения чувствительности. На примере этого басовика всё более или менее понятно: чувствительность на нужном диапазоне примерно соответствует 88дБ. Но вспомните график АЧХ ВЧ динамика:
У пищалки заявленная чувствительность 95дБ, но этому соответствует только максимальная точка кривой АЧХ. Форма кривой такова, что у графика есть условные два уровня - подобие полочки от 3 до 6кГц с уровнем 93-95дБ, и от 7кГц и выше с уровнем около 90дБ. Мы не можем полноценно использовать пищалку, ориентируясь на чувствительность 95дБ: в этом случае высокие частоты будут определенно завалены. Гораздо правильней для определения чувствительности опираться на участок выше 7кГц; участки с более высоким уровнем можно срезать фильтром, как и было сделано в статье про согласование пищалки. Поднять чувствительность пассивными методами мы не можем, поэтому правильней было бы указать значение чувствительности такого динамика в районе 90дБ - по минимуму.
Теперь давайте разберемся, как самому определить чувствительность динамика или акустической системы. Нужно выставить необходимое напряжение на клеммах усилителя, это можно сделать с помощью тестера, способного измерять переменное напряжение. Нужно иметь ввиду, что некоторые вольтметры начинают занижать значение с ростом частоты, но на частотах 50-100гц должны показывать точно.
Следующий вопрос - как откалибровать микрофон? Я использую ЮСБ микрофон UMM-6, и его уровень оказался вполне корректным. Можно себя проверить, сделав измерение акустики или динамика, в чьих параметрах вы уверенны, и чью чувствительность вы знаете. Выставляем нужный уровень усилителя при помощи вольтметра, ставим микрофон в метре от акустики, делаем измерение, и если измеренный уровень не соотносится с заявкой - корректируем чувствительность микрофона.
Эти меры по уточнению уровня тестового сигнала позволят снимать параметры динамика на определенном уровне громкости. Долго я откладывал эту тему, но при подготовке к большому тесту пищалок понял, что без этого мне не обойтись: реальную чувствительность динамика нужно знать.
У вас есть что дабавить/исправить?
