Hány wattot csatlakoztat a hangszóró
Minden hangszórónak eltérő feszültség- és áramigénye van, hatékonyságától, vagy a mag hangnyomásától és impedanciájától függően. A sztereoplay elmagyarázza a kifejezéseket és a teszteljárásokat, és sablont kínál a teljesítmény kiszámításához.
A Klipsch Cornwall III és a PMC Fact 12 nagyon eltérő teljesítményvágyat mutat.
"Ennek a doboznak nagyfokú a hatékonysága, két wattal jön ki a csőből!" Ilyen kijelentéseket gyakran hallanak a hi-fi eladóktól, és a hatékonyság és az energiaigény kérdése valójában ismét a csövek és az A osztályú erősítők fellendülésével vált fontossá. De a magas fokú hatékonyság vagy a nagyszámú watt önmagában nem tesz boldoggá, a dolgok bonyolultabbak. Először tisztázzuk az alapvető elektroakusztikai kifejezéseket!
erő
A „teljesítmény” kifejezés mindig tartalmaz egy időösszetevőt. Ha vagy ugyanazzal az erőfeszítéssel rövidebb idő alatt, vagy ugyanabban az időben kevesebb erőfeszítéssel sikerül elérnie egy bizonyos eredményt, akkor nagyobb eredményt ér el. Az elektrotechnikában a P teljesítmény az U feszültség és az I áram szorzata, röviden: P = U ∙ I. Az időkomponens az áramban van, amelyet időnként töltésként határozunk meg. Ohm törvényével együtt - az R ellenállás feszültség osztva az árammal, röviden: R = U ∕ I - a teljesítmény kiszámítható a P = U² ∕ R képlettel is.
A teljesítmény elsősorban az erősítőt érinti. Ezeket általában állandó feszültség biztosítására tervezték. A működő áramkör fenntartása érdekében Ohm törvénye szerint egy bizonyos áramnak is áramlania kell, amelyet lényegében a hajtott terhelés határoz meg - kulcsszó "impedancia".
A kapcsolat fordítottan arányos: minél alacsonyabb az impedancia, annál nagyobb az energiaigény. És az „állandó feszültség” előfeltétele, hogy a nagyobb teljesítményigény közvetlenül összefügg a nagyobb teljesítményigénnyel. Az alacsony impedanciájú hangszórókhoz ezért stabilabb áramerősségű erősítőkre van szükség. A feszültség és az áram paramétereinek egyenkénti figyelembevétele érdekében a sztereó lejátszás külön-külön lebontja az összeférhetőségi ábrán.
Egyébként: Manapság valójában már nem jelentene problémát a kellően erős erősítők felépítése, az ehhez szükséges technológia már régóta elérhető. Hang- vagy filozófiai okokból azonban gyakran megtalálhatók a hi-fi szektorban olyan áramköri koncepciók, mint az A osztályú vagy a csőerősítők, amelyek a teljesítmény szempontjából különös figyelmet igényel.
Közelítő képletek az LK jellegzetes hangnyomás (dB/W/m) és a η hatékonyság (%) közötti átalakításhoz. A 100% -os maximális hatásfokú hangszóró 1 W hangteljesítményt generálna, ami 1 m távolságban 112 dB hangnyomásnak felel meg. E képlet szerint a Klipsch Cornwall III hatékonysága 1,6%, a PMC Fact 12 még csak 0,04%.
Hatásosság a jellemző hangnyomással szemben
A „hatékonyság” kifejezés azért problematikus, mert valójában helytelenül használják a mindennapi nyelvben. Normál esetben az erőfeszítés és a haszon arányának leírására használják - pontosabban: a "leadott energia osztva adott energiával (vagy kimenettel)" hányadossal. Szimbólumként a görög η (ejtsd: eta) kisbetűt használják. Az eredmény általában százalékban van megadva, és számszerűsíti az átalakító hatékonyságát. Az elektromos motorok például nagyon magas, több mint 90 százalékos hatékonyságot érnek el. Ez azt jelenti, hogy a hozzájuk juttatott elektromos energia túlnyomó részét ténylegesen felhasznált mechanikai energiává tudják alakítani.
A hangszórók állítólag elektromos energiát alakítanak át akusztikus energiává, ami sajnos csak hatalmas veszteségekkel érhető el a membránból a levegőbe történő gyenge energiaátvitel miatt - az eltérésekről beszélünk. Az energia nagy része elveszik az alváz hőfejlődése formájában. Ezért a hangszórók hatékonysági szintjei a fenti meghatározás értelmében valahol az egyjegyű százalékos tartományban vannak, és ritkán vannak kifejezetten megadva ebben a formában.
Alkalmasabb kulcskép a jellegzetes hangnyomás, amelyet "érzékenységnek" is neveznek. A jellegzetes hangnyomás azt a hangnyomásszintet jelzi, amelyet egy hangszóró egy méteres távolságban generál fő sugárzási iránya mentén, ha egy wattos elektromos energiával látják el. A helyes méret ezért "decibel/watt és méter (rövid: dB/W/m)".
Az érték - lazán szólva - megmutatja, milyen hangos a doboz. A méréstechnika szempontjából azonban általában egyszerűbb a hangszórót állandó feszültséggel ellátni. Egy watt esetén ez a feszültség nagyjából megegyezik a névleges impedancia négyzetgyökével, 8 Ω-val 2,83 V-ot kap, 4 Ω-val pontosan 2 V-ot. A laboratóriumban a sztereó lejátszás minden passzív hangszórót 2 voltos gerjesztőjellel mér, névleges impedanciájától függetlenül. A jellegzetes hangnyomás ezután a 100 és 4000 Hz közötti frekvenciaválasz átlagértékéből adódik.
A sztereó lejátszási tesztekben megadott értékek függetlenek az impedanciától és közvetlen összehasonlítást tesznek lehetővé: Ugyanazon bemeneti jel esetén a magasabb hangnyomásszintű doboz hangosabb. Másrészt azonban ez a mérési módszer azt jelenti, hogy két azonos hangnyomású hangszórónak nem feltétlenül azonos az energiafogyasztása, mivel ez az impedanciától is függ, és ez a frekvenciától függően is ingadozik.
Balra: A Cornwall III-val a Klipsch kínálatában az egyik legerősebb hifi-hangszóró található. A laboratóriumban a doboz 94 dB/2 V/1 m teljesítményt adott. 100 dB előidézéséhez csak 4 W szükséges. Jobbra: A PMC Fact 12 csak 78 dB/2 V/1 m-t ért el, így ez az egyik leggyengébb hangszóró, amelyet a TESTfactory-ban mértünk. Óriási 106 W-ot igényel 100 dB-re.
Feszültségigény
Nézzünk meg két szélsőséges valós példát. A laboratóriumi mérések során a Klipsch Cornwall III tengelyirányú frekvencia-választ adott (bal oldali ábra, piros görbe), amelynek nagysága szinte a teljes átviteli tartományban ingadozik a 90 és 95 dB közötti vonal között. Az átlagos hangnyomásszint 94 dB/2 V/1 m, ami nagyon magas érték a hi-fi hangszórók esetében. A 100 dB-es referenciaszint eléréséhez ugyanabban a mérési pontban, mint a doboz, a bemeneti jelet 2 voltról 4 volt körülire kell növelni.
A 4,1 volt pontos értéke a diagram alatt található, és egy piros sávval is látható. A következõk érvényesek: minél hosszabb a rúd, annál alacsonyabb a feszültségigény és annál magasabb a jellemzõ hangnyomás.
A PMC Fact 12 viszont 2 volt mellett alig haladta meg a 80 dB-t, és az átlagos hangnyomásszintje nagyon gyenge 78 dB/2 V/1 m. Ilyen feszültség-éhséget mutat a diagram rövid piros sávokkal, amelyeknek ideális esetben meg kellene érinteniük vagy át kell fedniük az erősítő piros sávját.