После знакомства с искажениями усилителей настала пора поговорить о мощности. Мощность усилителя – один из важнейших параметров. Неискушённый покупатель обращает внимание в первую очередь на мощность – потому что она осязаема, её можно услышать, и вообще – «чем больше ватт, тем лучше». Так ли это?
Для усилителей используется несколько видов мощности, отличающиеся условиями измерения.
• Номинальная (синусоидальная) выходная мощность (RMS, Root Mean Square – среднеквадратичная взвешенная) – мощность, при которой коэффициент гармоник не превосходит заданной стандартом величины (обычно 0,1 или 1%). Измеряется при номинальном сопротивлении нагрузки на синусоидальном сигнале, обычно на частоте 1000 Гц (для сабвуферных моноблоков – 100 Гц).
• Максимальная мощность, при которой коэффициент гармоник не превосходит заданной величины (чаще всего 10%). Измеряется на синусоидальном сигнале при номинальном сопротивлении нагрузки и обычно превышает номинальную мощность на 20-50%. В первую очередь характеризует качество источника питания (запас энергии).
• Пиковая (музыкальная) мощность (PMPO, Peak Music Power Output) характеризует, в основном, способность выходного каскада усилителя кратковременно (на доли секунды) отдавать в нагрузку значительный ток. Характеристика весьма условная, превосходит номинальную мощность в разы, степень искажений при этом не учитывается.
Соотношение между номинальной и максимальной мощностью определяется качеством источника питания, его энергетикой. Если энерговооружённость усилителя слабая, то на пиках сигнала напряжение питания «проседает», и это ограничивает рост мощности. Другими словами, усилитель – это «кран», который регулирует подачу энергии от источника питания к потребителю (динамику) – в точном соответствии с сигналом, поданным на вход. Поэтому здесь важно всё – и правильная работа «крана», и чистота энергии. Как вода с песочком заставляет водопроводный кран трястись и плеваться – так и некачественное питание отражается на выходном сигнале, создавая искажения и помехи.
Если номинальную и максимальную мощности можно измерить, то пиковая мощность вычисляется. Перемножается максимальное выходное напряжение усилителя (оно определяется напряжением питания) и максимальный ток, который способен отдать выходной каскад (а это уже характеристика транзисторов, и конструктор всегда выбирает транзисторы с большим запасом по току). Естественно, источник питания (преобразователь напряжения или выпрямитель) сможет отдать такой ток только считанные миллисекунды – сколько позволит ёмкость накопительных конденсаторов. В общем, результат виртуальный и практической пользы от него не слишком много. Но в рекламных целях этот показатель используют довольно часто.
Коэффициент демпфирования (демпинг-фактор)
Эта характеристика усилителей была предложена ещё в середине прошлого века, когда (неожиданно) обнаружилась разница в звучании ламповых усилителей на триодах и на пентодах. Причину определили быстро – это выходное сопротивление усилителя. Величина эта виртуальная, и показывает, насколько напряжение на выходе усилителя под нагрузкой отличается от напряжения холостого хода (без нагрузки).
Так было открыто взаимодействие усилителя с динамиком и электрическое демпфирование динамиков. Низкое выходное сопротивление усилителя эффективно подавляет гулкие призвуки, возникающие при работе динамика в области механического резонанса подвижной системы.
Так появился параметр «коэффициент демпфирования» (damping factor). Это отношение номинального импеданса (проще – сопротивления) нагрузки к выходному сопротивлению усилителя. Дальше оставалось только определить «необходимое и достаточное» значение этого параметра. Для ламповых усилителей сочли достаточным значение 20 (большего добиться было трудно), для транзисторных показатель подняли до 40. То есть для нагрузки 4 Ом нужно, чтобы выходное сопротивление усилителя было не более 0,1 Ом.
Уже к середине 70-х, когда мощности бытовых усилителей выросли «по самое некуда», а искажения уменьшились до трудно измеримых величин, маркетологи ухватились за очередной параметр, которым можно «уесть» конкурентов. Правильно, за демпинг-фактор.
А теперь внимательно «следите за руками». 500 лучше чем 100? Да! А 1000? Ещё лучше!
Но такой коэффициент демпфирования получен в идеальных условиях, когда нагрузка присоединена непосредственно к выходным клеммам усилителя. А в жизни между ними появляется ещё и акустический кабель, и если он не толщиной в руку, и длиннее, чем полметра – то тут же приведёт все усилители к «общему знаменателю». Сопротивление кабеля нужно суммировать с выходным сопротивлением усилителя – и каким бы исчезающее малым оно ни было, у кабеля всё равно больше.
Простой пример для нагрузки 4 Ом и очень хорошего кабеля сопротивлением 0,05 Ом:
Ну и как, сильно отличаются итоги? Если не верите – можете посчитать самостоятельно. С кабелем попроще результаты будут ещё удивительней. Так что выбирать усилитель с коэффициентом демпфирования выше 200 просто не имеет смысла – весь выигрыш съест кабель. А меньше 100 сегодня уже не найти – разве что попадётся маломощный винтаж.
Дело в том, что выходное сопротивление традиционного усилителя практически обратно пропорционально его выходной мощности: чем выше мощность – тем ниже выходное сопротивление. Поэтому практически любой современный усилитель с мощностью от 50 Вт обеспечит надёжное демпфирование динамика – лишь бы кабель не подвёл. Но выбор кабеля – это тема отдельного разговора.
Скорость нарастания выходного напряжения
Это очередной поистине мистический параметр, за который в своё время ухватились маркетологи в своих усилиях переманить покупателей. Но сейчас этому параметру уделяют внимание только аудиосектанты, слабо разбирающиеся в сути явления.
Понятие «скорость нарастания выходного напряжения» применительно к усилителю имеет смысл только в совокупности с выходной мощностью и частотой сигнала. Чем выше мощность усилителя и частота сигнала – тем больше должен быть этот параметр. Именно скорость нарастания выходного напряжения ограничивает полосу частот усилителя на максимальной мощности. В древних транзисторных усилителях это было довольно заметно, но для современных компонентов это уже несущественно.
Да, для правильной передачи импульсных сигналов этот параметр важен. Передать без искажений синусоиду проще, чем прямоугольный импульс (по секрету скажу: передать его без искажений вообще невозможно!). Но любой импульс можно разложить в ряд Фурье на сумму гармонических составляющих (тех же синусоид). А за их передачу отвечает полоса пропускания усилителя. Во всяком случае, для аналоговых усилителей с полосой пропускания от 50 кГц о скрости нарастания выходного напряжения можно не беспокоиться. Тем более, что в аналоговых усилителях полосу пропускания в значительной мере определяют входные каскады, а сам усилитель мощности обычно более широкополосный.
О классах аналоговых линейных усилителей и механизме возникновения искажений тут
О гибридных усилителях тут
Об импульсных усилителях класса D тут
С вами был УРАЛ и ЧЕстный Звук.О том, как УРАЛ дважды выиграл патентный спор у правообладателя JBL, читайте в статье
О продукции УРАЛ можно узнать здесь
О новом АК - подробно - тут
Внимание! Продукция УРАЛ теперь не только в DNS, но и на OZON)Наши соцсети:
🔊 VK - https://vk.com/ural_auto
🔊YouTube - https://www.youtube.com/channel/UCLzzLfBqwvyz9WTfUWITRAg
🔊OK - https://ok.ru/group/57850130727085
🔊TELEGRAM - https://t.me/chezvuk
🔊RUTUBE - https://rutube.ru/channel/23872366/playlists/Понравилась статья? Ставьте лайк, делайте репост)
Подписывайтесь на канал! Все самое интересное - впереди.
Всем добра)
#усилители #мощность #демпингфактор #коэффициентдемпфирования