Что такое мощность колонок: от чего зависит и в чем измеряется

Всех читателей, приветствую! Каждый, кто хоть раз выбирал акустическую систему, задумывался о мощности колонок в ваттах – что это за параметр и как он влияет на громкость аппаратуры.

Сегодня я расскажу, в чем измеряется звук в колонках, от чего зависит громкость и как узнать достаточные параметры для комнаты определенной площади.

Влияние общей выходной мощности на громкость

Как ни странно, высокая мощность аппаратуры не всегда говорит о том, что она будет играть громко и «мясисто». Выбирая акустику для компьютера, следует помнить, что ватты, грубо говоря – это количество энергии, потребляемое аппаратурой.

В зависимости от КПД системы (а он иногда бывает чрезвычайно мал) итоговая громкость может значительно корректироваться.

Громкость звука – субъективная характеристика. Измеряется она интенсивностью, которая пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления. На нее влияет чувствительность человеческого уха.

Разные люди могут по-разному воспринимать одни и те же диапазоны частот. Кроме того, чувствительность снижается с возрастом.

Общая выходная мощность – не единственный параметр, влияющий на звуковое давление. Громкость системы в целом также находится в зависимости от чувствительности динамиков и мощности усилителя.

Чем ниже будет чувствительность колонки, тем мощнее усилитель потребуется для ее активации.

Системы измерения

Несмотря на вышеперечисленное, самым эффективным инструментом маркетологов при продаже акустики для ПК, остается мощность, выраженная в ваттах. Еще совсем недавно, лет 20 назад, на рынке была доступна только старая акустика, выпущенная советской промышленностью, и китайская аппаратура, начинающая захватывать мировые рынки.

Качественная европейская и американская электроника попросту не поставлялась к нам по причине заоблачной стоимости, недоступной для подавляющего большинства клиентов.

В паспорте советской, а впоследствии и российской электроники, указывалась номинальная мощность, которая продолжает считаться одним из наиболее объективных параметров. Определяется эта характеристика при средней позиции регулятора громкости.

Китайцы же традиционно указывали PMPO – максимальную мощность, которую теоретически способен выдержать динамик без механического повреждения, а усилитель «пропустить» через себя, не перегорев и не поплавив начинку.

Не редко на миниатюрной колонке можно было увидеть гордую наклейку 500 Ватт. Естественно, блоком питания, способным аккумулировать такое количество энергии, ни одна такая система не была оборудована.

Такую систему исчисления назвали «китайскими ваттами». Согласно результатам многочисленных тестов, этот показатель в 20-30 раз превосходил номинальную мощность. На текущий момент, к счастью, PMPO почти не используется, а в характеристиках китайской электроники указывается номинальная мощность.

Это вполне объяснимо: кроме Китая и некоторых других стран Азии, сегодня почти никто не производит аппаратуру. Бороться за рынок, с помощью таких хитрых манипуляций, больше не имеет смысла – он уже давно захвачен и монополизирован.

Прочие стандарты

В этой теме нельзя не упомянуть стандарт DIN 45500, впервые классифицировавший понятие Hi-Fi аппаратуры. Согласно принятым нормативам, DIN Power здесь измеряется при помощи подачи сигнала частотой 1 кГц на линейный вход на протяжении 10 минут.

При достижении 1% THD измеряется мощность. Такая система полностью идентична японской EIAJ. DIN Music Power – еще один параметр, максимальный сигнал, который выдержит аппаратура без повреждения на протяжении длительного времени.

Этот показатель отвечает IEC Power, согласно стандарту Международного электротехнического комитета IEC 268-5. Длительность нагрузки составляет в нем 100 часов.

RMS – предельная синусоидальная мощность, то есть та, с которой устройство способно работать в течение часа без повреждений. Обычно эта величина на 150-200% больше советской номинальной мощности и на 20-25% больше DIN Music Power. К этому стандарту близок AES2-1984, согласно которому замеры проводятся в течение двух часов.

Как определить подходящую мощность

Итак, мы подходим к главному вопросу: суммарная мощность колонок – что это такое и как влияет она на качество звука. Суммарная мощность – сумма мощностей сабвуфера и сателлитов в составе акустической системы. На какую площадь комнаты какая акустика лучше подойдет, определить можно по следующему принципу:

Более мощные колонки брать не имеет смысла – все равно вы не сможете использовать «на полную катушку», не мешая при этом соседям по дому. Если же вы живете в частном секторе и предпочитаете очень громкую музыку, можно взять хоть и 300 Ваттные колонки, выставить их на улицу и радовать жителей микрорайона своими музыкальными предпочтениями.

Рекомендации по мощности приведены согласно системе RMS. И, пожалуй, главное, о чем не следует забывать при выборе акустики – то, что ее мощность никак не влияет на качество звука.

А это уже характеристика сугубо субъективная, поэтому, покупая даже навороченные колонки от бренда с мировым именем, не поленитесь провести тестовое прослушивание – а вдруг вам частотный диапазон придется не по нраву.

Про основные параметры и технические характеристики колонок для ПК читайте тут. Также на эту тему советую почитать о лучших брендах производителей аудиоколонок для ПК и про историю изобретения и развитие акустических колонок. Буду признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До завтра!

Источник

Методика измерений громкости активных колонок

Искажения у акустических систем появляются от ряда факторов, начиная от оптимальности выбора фильтра и его компонентов, от собственных особенностей примененных динамиков, а так же от конструкции и оформления корпуса.

О зависимости громкости и искажений

При воспроизведении музыкальных и речевых сигналов через АС (в процессе их электромеханических и электроакустических преобразований) возникают различные типы искажений, которые в общем виде могут быть разделены на нелинейные и линейные. Нелинейные искажения характеризуются появлением в процессе преобразования сигнала в АС новых спектральных составляющих, которые искажают временную структуру первоначального сигнала в зависимости от его уровня и свойств системы.
(Алдошина И.А., Войшвилло А.Г. Высококачественные акустические системы и излучатели.)

Как правило, качественно и комфортно звучат те АС, которые не вносят существенных искажений в воспроизводимый сигнал от малого до высокого уровня громкости. Как правило, уровень искажений зависит от уровня громкости и отдать предпочтение можно тем АС, которые могут воспроизводить более громко сигнал с меньшими искажениями.

Для оценки нелинейных искажений используют различные виды испытательных сигналов, тональные, шумовые, музыкальные и др. Однако чаще всего для измерений и нормирования нелинейных искажений в АС применяют тональные сигналы. Для оценки гармонических искажений ГОСТ 16122-78 предусматривает использование нескольких видов коэффициентов, рекомендаций МЭК для аппаратуры Hi-Fi предусмотрено применение суммарного характеристического коэффициента гармоник, определяемого как отношение, выраженное в процентах, среднеквадратичного значения звукового давления всех высших гармоник, взятых вместе, к среднеквадратичному значению звукового давления в заданном диапазоне частот.
Измерения выполняются в условиях свободного поля на синусоидальном сигнале при мощности, соответствующей уровню звукового давления, равному Nср=90 дБ (усреднение производится в диапазоне 100–8000 Гц). Обычно ограничиваются суммированием коэффициентов второго и третьего порядков. Методика измерений Кг приведена в ГОСТ 16122-78.
(Алдошина И.А., Войшвилло А.Г. Высококачественные акустические системы и излучатели.)

Т.к. измерение громкости — это усредненное значение в определенном диапазоне частот, то выставление громкости можно провести не на синусах, а на шумовом сигнале, вычислив громкость для синусов, зная отношения мощностных характеристик шума и синуса. Измерение громкости делается с учетом кривой А, позволяющее получить близкое значение громкости с учетом психоакустики для АС, без учета влияния низких и высоких частот. Стоит отметить, что каждая кривая рекомендована для разных условий измерений. Для измерений автомобильной акустики в салоне автомобиля используют кривую С, учитывающую низкочастотный диапазон для учета работы сабвуфера. В нашем случае акустика полочного типа не может похвастаться расширенным диапазоном низких частот, и применяется кривая А.

Безусловно, есть нормы на для измерений характеристик АС, и они существуют для возможности сравнивать полученные параметры между собой. Однако в ряде случаев можно изменить условия измерений, если это вносит низкую погрешность измерений или отражает более адекватную оценку качества звучания для определенных условий. Например измерениями искажений не уровне 90 дБ, а на различных уровнях, близких к реальной эксплуатации. Например, встроенная акустика ноутбука Acer Aspire 4720z не может физически развить давление выше 78 дБА с 1 метра при воспроизведении синусов с амплитудами 0 дБ. При этом воспроизведение звука на максимальной громкости сопровождается высокими искажениями. Очевидно, что при сравнении качества звучания ноутбуков следует делать сравнение на меньших громкостях. А для концертной акустики наоборот рабочие громкости будут существенно выше, нежели у акустики полочного типа.

Как было сказано выше, уровень искажений зависит от уровня воспроизводимого сигнала, и сделав замеры на разных уровнях можно оценить зависимость роста искажений от громкости. При измерениях на равных громкостях АС можно получить характеристики, которые можно сравнивать между собой.

О искажениях в динамических головках

Основные виды нелинейных искажений, возникающие в громкоговорителях, могут быть классифицированы следующим образом:

Суммарный спектр искаженного сигнала для динамического громкоговорителя при возбуждении его синусоидальным сигналом может иметь вид, представленный на рис. выше.

Основными причинами возникновения всех видов искажений являются нелинейные колебательные процессы в элементах подвижной системы (подвесах, диафрагмах, шайбах, колпачках и т. д.) и в узле «звуковая катушка — магнитная цепь».

Остановимся сначала на причинах возникновения и методах расчета вышеперечисленных видов нелинейных искажений в элементах подвижной системы громкоговорителя.

Гармонические искажения второго-третьего порядков измеряют по методике ГОСТ 16122—78 и оценивают с помощью коэффициентов к2 и к3. Основной причиной искажений этого типа является нелинейность упругих характеристик подвижной системы (инерционная и диссипативная нелинейность играют существенно меньшую роль). Гармонические искажения в громкоговорителях особенно велики в области его основного резонанса, где задача расчета этих искажений существенно упрощается: так как колебания диффузора носят поршневой характер, общая нелинейность определяется только нелинейностью упругих характеристик его подвесов и шайб.

Многочисленные исследования нелинейных характеристик гофрированных оболочек различных конфигураций позволили установить влияние конструктивных и физико-механических параметров подвесов на характер и уровень нелинейных искажений громкоговорителей в области низких частот. Стремление снизить этот уровень и заставляет постоянно совершенствовать технологию изготовления и конструкции гофрированных подвесов и шайб.

В области средних и высоких частот основное влияние на уровень искажений оказывают упругие характеристики диффузоров. Экспериментальные исследования показали, что конструктивные меры, направленные на увеличение их жесткости и плотности (увеличение кривизны образующей, выбор оптимального закона распределения толщины вдоль образующей, применение ребер жесткости и т. д.) приводят к снижению уровня нелинейных искажений в этой области частот.

Субгармонические искажения возникают в основном из-за параметрических колебаний диафрагмы (или «потери динамической устойчивости»). Как уже было показано, диффузор (громкоговорителя представляет собой тонкую упругую оболочку вращения, на которую действует вынуждающая сила со стороны звуковой катушки, направленная вдоль оси. Если разложить эту силу на две составляющие: поперечную, направленную перпендикулярно к образующей диффузора, и продольную, то поперечная составляющая вынуждающей силы вызывает изгибные колебания в диафрагме с частотой fо, а продольная составляющая приводит к периодическому сжатию — растяжению вдоль образующей. При определенном значении продольной составляющая приводит к периодическому сжатию — растяжению вдоль образующей. При определенном значении продольной составляющей вынуждающей силы, называемой «критической», при значении ее частоты fкр (примерно равной удвоенной резонансной частоте диффузора) происходит явление «потери динамической устойчивости», что приводит к появлению изгибных колебаний с частотой (F/n)fо. На колебания основного тона с частотой fо накладываются колебания с частотой fо/2 (что на слух воспринимается как «призвук»). Для громкоговорителей, применяемых в аппаратуре Hi-Fi, уменьшение «призвуков» чрезвычайно актуально.

Гармонические искажения высоких порядков (nfo) — при возбуждении громкоговорителя тональным сигналом в излучаемом спектре могут присутствовать гармоники высших порядков (n=5). Как уже отмечалось, чувствительность слуха к гармоникам высших порядков в несколько раз больше, чем к гармоникам низших (n=2, 3), поэтому присутствие гармоник с n=>5, даже с небольшим уровнем, воспринимается как «помеха». Если уровни этих гармоник не убывают с возрастанием их номера, то субъективно это воспринимается как «дребезг» (что служит причиной забракования громкоговорителей в соответствии с ГОСТ 16122—78).

Интермодуляционные и частотно-модулированные (эффект Доплера) искажения отдельных громкоговорителей оценивают обычно по методике, описанной в гл. 1. Все конструктивные и технологические меры, направленные на повышение жесткости или демпфирования в подвижных системах, приводят также к снижению интермодуляционных искажений, так как причиной их появления служит та же амплитудная нелинейность упругих характеристик подвижных систем, что и для других видов искажений.
Частотно-модулированные искажения (ЧМ) в излучателях, обусловленные эффектом Доплера, могут достигать значительных уровней для широкополосных громкоговорителей с большой амплитудой смешения на нижних частотах.

Все вышеперечисленные виды нелинейных искажений обусловливаются нелинейностью колебательных процессов в подвижной системе громкоговорителя. Однако в громкоговорителях имеется еще один узел: «звуковая катушка — магнитная цепь», который также является источником нелинейных искажений, возникающих в процессе электромеханического преобразования энергии.
(Алдошина И.А., Войшвилло А.Г. Высококачественные акустические системы и излучатели.)

В книге упоминается ГОСТ 16122—78, есть более новый ГОСТ 16122-87 принятый в 89 году (с установленным сроком действия по 94-тый год). Развитие ГОСТ и рекомендации AES не противоречат «старым измерениям» а вносят различные поправки и рекомендации. Например в ГОСТ 16122—87 уже вместо общих слов о полосе частот 100

8000 Гц для измерения SPL, упоминаются замеры SPL по шуму с кривыми А и Б. Так же говорится о том, что замер не обязательно делать строго с 1 метра, а рекомендуется делать на расстоянии от 0,5 до 1 метра и более в зависимости от габаритов АС. Меньшее расстояние в пределах допустимого, не оказывает заметного влияния на АЧХ, но позволяет снизить влияние помещения, чувствительность же без проблем пересчитывается для указания в 1 метр.

Особенно важно замечание в самом начале ГОСТ 16122—87, направленное на адекватность получаемых данных

В технических условиях на громкоговорители конкретного типа допускается устанавливать методы, отличные от указанных в настоящем стандарте, если они обеспечивают эквивалентные результаты измерение физических величин.

Желающие могут ознакомится с ГОСТ 16122-87 отдельно, найдя его в поиске в интернете.

Анализ искажений и измерения

Самые уязвимые частотные диапазоны для активной колонки при увеличении громкости — это низкочастотный диапазон с призвуками фазоинвертора и переходная зона, где высокочастотный динамик может недостаточно фильтроваться от низких частот. Другими словами, АС начинает работать на более высокой громкости, при которой АС уже не может дать качественный звук.

Производители как правило не указывают SPL для своих активных АС, предпочитая указывать лишь мощность усилителя (без указания чувствительности АС). Покупатели, слабо разбирающихся в технических параметрах воспринимают параметр мощности усилителя как громкость системы в целом, что неверно.

Как и мощность, SPL не несет в себе полезной информации без привязки к численному отображению коэффициента искажений или спектра искажений.

Замер искажений часто делается на той громкости, на которой происходит эксплуатация АС. При измерении искажений разных АС в разное время разными людьми без указания SPL, такие графики не дают возможность делать точное сравнение между собой, т.к. понятие рабочей громкости у каждого свое.

Для выставления определенной громкости используется шумовой сигнал, позволяющий определить определенную громкость. Фиксированный уровень громкости по шуму выставляется согласно показанием прибора, измеряющего уровень шума в дБА. Измерение значения по кривой А позволяет не учитывать влияние низких и высоких частот, и соответствует субъективному выставлению равных громкостей между АС.

Воспроизведение тестового трека производится через плеер с отключенной любого рода обработки сигнала.

Например, как было показано выше, мощность шума и синуса с одинаковой амплитудой различается примерно на 9 дБ. Это значит, что если установить уровень громкости по шуму в 80 дБА, то при воспроизведении синусов с амплитудой на 9 дБ ниже, мы получим аналогичное значения синусов в те же 80 дБА (при усредненном значении, так как АЧХ имеет определенную неравномерность, и значение каждого синуса будет варьироваться согласно неравномерности АЧХ).

Технически, измерения на разных уровнях громкости можно делать или выставляя каждый раз по показаниям SPL шумомера для каждого уровня громкости, или выставить один раз, а уровень громкости менять в тестовых сигналах.

В табличке показана зависимость одинаковых результатов при измерении или уровня синусов для теста коэффициента нелинейных искажений или изменения громкости АС по SPL шумомеру. На практике удобнее один раз выставить громкость у АС.

Для замера SPL можно использовать специализированный шумомер, или откалиброванный софт по шумомеру. При этом микрофон должен соответствовать классу измерительных микрофонов.

Рассмотрим результаты измерений, а так же действий по расчету цифр.

Для исследования перегрузочной способности исследуются спектры, полученные через увеличение громкости в два раза (6 дБ), это уровни 83, 89 и 95 дБА. При сравнении спектров можно увидеть изменение характера искажений в переходной зоне, когда начинает перегружаться высокочастотный динамик, а так же призвуков фазоинвертора. Для каждого класса акустики применяются разные уровни громкости. Важно то, что несмотря на разные классы акустики, могут использоваться одинаковые уровни давлений, просто для одного класса определенные уровень давления будет минимальным, а для другого — максимальным.

Для малогабаритной акустики 83 дБА может быть уже максимальной громкостью, и исследование искажений будет на громкостях 70, 76 и 83 дБА. При этом характер искажений на 83 дБА можно сравнить между обоими АС разного класса. Однако важнее сравнение характеров искажения внутри одного класса АС.

Уровень 83 дБА — это субъективно уровень чуть выше среднего для АС с вуфером от 5″ до 8″ используемые в ближней зоне прослушивания.

Результаты для АС с вуфером от 5″ до 8″

Дополнительно могут указываться данные по условиям измерений, в виде указания, по какому SPL выставлялась громкость у АС и какие уровни тестовых сигналов использовались. Зная эти данные, можно при желании вычислить индивидуальные SPL тестовых сигналов.

Источник

Подробная расшифровка некоторых характеристик акустики

Мощность

Под словом мощность в разговорной речи многие подразумевают «мощь», «силу». Поэтому вполне естественно, что покупатели связывают мощность с громкостью: «Чем больше мощность, тем лучше и громче будут звучать колонки». Однако это распространенное мнение в корне ошибочно! Далеко не всегда колонка мощностью 100 Вт будет играть громче или качественней той, у которой указана мощность «всего» в 50 Вт. Значение мощности, скорее, говорит не о громкости, а о механической надежности акустики. Те же 50 или 100 Вт — это совсем не громкость звука, издаваемого колонкой. Динамические головки сами по себе имеют низкий КПД и преобразуют в звуковые колебания лишь 2-3% мощности подводимого к ним электрического сигнала (к счастью, громкости издаваемого звука вполне хватает для создания звукового сопровождения). Величина, которую указывает производитель в паспорте динамика или системы в целом, говорит лишь о том, что при подведении сигнала указанной мощности динамическая головка или акустическая система не выйдет из строя (вследствие критического разогрева и межвиткового КЗ провода, «закусывания» каркаса катушки, разрыва диффузора, повреждения гибких подвесов системы и т.п.).

Таким образом, мощность акустической системы — это технический параметр, величина которого не имеет прямого отношения к громкости звучания акустики, хотя и связана с ней некоторой зависимостью. Номинальные значения мощности динамических головок, усилительного тракта, акустической системы могут быть разными. Указываются они, скорее, для ориентировки и оптимального сопряжения между компонентами. Например, усилитель значительно меньшей или значительно большей мощности может вывести колонку из строя в максимальных положениях регулятора громкости на обоих усилителях: на первом — благодаря высокому уровню искажений, на втором — благодаря нештатному режиму работы колонки.

Мощность может измеряться различными способами и в различных тестовых условиях. Существуют общепринятые стандарты этих измерений. Рассмотрим подробнее некоторые из них, наиболее часто употребляемые в характеристиках изделий западных фирм:

RMS ( Rated Maximum Sinusoidal power — установленная максимальная синусоидальная мощность). Мощность измеряется подачей синусоидального сигнала частотой 1000 Гц до достижения определенного уровня нелинейных искажений. Обычно в паспорте на изделие пишется так: 15 Вт (RMS). Эта величина говорит, что акустическая система при подведении к ней сигнала мощностью 15 Вт может работать длительное время без механических повреждений динамических головок. Для мультимедийной акустики завышенные по сравнению с Hi-Fi колонками значения мощности в Вт (RMS) получаются вследствие измерения при очень высоких гармонических искажениях, часто до 10%. При таких искажениях слушать звуковое сопровождение практически невозможно из-за сильных хрипов и призвуков в динамической головке и корпусе колонки.

PMPO (Peak Music Power Output — пиковая музыкальная мощность). В данном случае мощность измеряется подачей кратковременного синусоидального сигнала длительностью менее 1 секунды и частотой ниже 250 Гц (обычно 100 Гц). При этом не учитывается уровень нелинейных искажений. Например, мощность колонки равна 500 Вт (PMPO). Этот факт говорит, что акустическая система после воспроизведения кратковременного сигнала низкой частоты не имела механических повреждений динамических головок. В народе единицы измерения мощности Вт (PMPO) называют «китайскими ваттами» из-за того, что величины мощности при такой методике измерения достигают тысячи Ватт! Представьте себе — активные колонки для компьютера потребляют из сети переменного тока электрическую мощность 10 В*А и развивают при этом пиковую музыкальную мощность 1500 Вт (PMPO).

Наравне с западными существуют также советские стандарты на различные виды мощности. Они регламентируются действующими по сей день ГОСТ 16122-87 и ГОСТ 23262-88. Эти стандарты определяют такие понятия, как номинальная, максимальная шумовая, максимальная синусоидальная, максимальная долговременная, максимальная кратковременная мощности. Некоторые из них указываются в паспорте на советскую (и постсоветскую) аппаратуру. В мировой практике эти стандарты, естественно, не используются, поэтому мы не будем на них останавливаться.

Делаем выводы: наиболее важным на практике является значение мощности, указанной в Вт (RMS) при значениях коэффициента гармоник (THD), равного 1% и менее. Однако сравнение изделий даже по этому показателю очень приблизительно и может не иметь ничего общего с реальностью, ведь громкость звука характеризуется уровнем звукового давления. Поэтому информативность показателя «мощность акустической системы» — нулевая.

Чувствительность

Чувствительность — один из параметров, указываемых производителем в характеристике акустических систем. Величина характеризует интенсивность звукового давления, развиваемого колонкой на расстоянии 1 метра при подаче сигнала частотой 1000 Гц и мощностью 1 Вт. Измеряется чувствительность в децибелах (дБ) относительно порога слышимости (нулевой уровень звукового давления равен 2*10^-5 Па). Иногда используется обозначение — уровень характеристической чувствительности (SPL, Sound Pressure Level). При этом для краткости в графе с единицами измерений указывается дБ/Вт*м либо дБ/Вт^1/2*м. При этом важно понимать, что чувствительность не является линейным коэффициентом пропорциональности между уровнем звукового давления, мощностью сигнала и расстоянием до источника. Многие фирмы указывают характеристики чувствительности динамических головок, измеренные при нестандартных условиях.

Чувствительность — характеристика, более важная при проектировании собственных акустических систем. Если вы не осознаете до конца, что означает этот параметр, то при выборе мультимедийной акустики для PC можно не обращать на чувствительность особого внимания (благо указывается она не часто).

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) в общем случае представляет собой график, показывающий разницу величин амплитуд выходного и входного сигналов во всем диапазоне воспроизводимых частот. АЧХ измеряют подачей синусоидального сигнала неизменной амплитуды при изменении его частоты. В точке на графике, где частота равна 1000 Гц, принято откладывать на вертикальной оси уровень 0 дБ. Идеален вариант, при котором АЧХ представлена прямой линией, но таких характеристик в реальности у акустических систем не бывает. При рассмотрении графика нужно обратить особое внимание на величину неравномерности. Чем больше величина неравномерности, тем больше частотных искажений тембра в звучании.

Нелинейные искажения, коэффициент гармоник

Кг — коэффициент гармонических искажений. Акустическая система представляет собой сложное электроакустическое устройство, которое имеет нелинейную характеристику усиления. Поэтому сигнал по прошествии всего звукового тракта на выходе обязательно будет иметь нелинейные искажения. Одними из самых явных и наиболее простых в измерении являются гармонические искажения.

Коэффициент — величина безразмерная. Указывается либо в процентах, либо в децибелах. Формула пересчета: [дБ] = 20 log ([%]/100). Чем больше величина коэффициента гармоник, тем обычно хуже звучание.

Кг колонок во многом зависит от мощности подаваемого на них сигнала. Поэтому глупо делать заочные выводы или сравнивать колонки только лишь по коэффициенту гармоник, не прибегая к прослушиванию аппаратуры. К тому же для рабочих положений регулятора громкости (обычно это 30..50%) значение производителями не указывается.

Полное электрическое сопротивление, импеданс

Электродинамическая головка имеет определенное сопротивление постоянному току, зависящее от толщины, длины и материала провода в катушке (такое сопротивление еще называют резистивным или реактивным). При подаче музыкального сигнала, который представляет собой переменный ток, сопротивление головки будет меняться в зависимости от частоты сигнала.

Импеданс (impedans) — это полное электрическое сопротивление переменному току, измеренное на частоте 1000 Гц. Обычно импеданс акустических систем равен 4, 6 или 8 Ом.

В целом величина полного электрического сопротивления (импеданс) акустической системы ни о чем, связанном с качеством звучания того или иного изделия, покупателю не скажет. Производителем указывается этот параметр лишь, чтобы сопротивление учитывали при подключении акустической системы к усилителю. Если значение сопротивления колонки ниже, чем рекомендуемое значение нагрузки усилителя, в звучании могут присутствовать искажения или сработает защита от короткого замыкания; если выше, то звук будет значительно тише, нежели с рекомендуемым сопротивлением.

Корпус колонки, акустическое оформление

Одним из важных факторов, влияющих на звучание акустической системы, является акустическое оформление излучающей динамической головки (динамика). При конструировании акустических систем производитель обычно сталкивается с проблемой в выборе акустического оформления. Их насчитывается больше десятка видов.

Акустическое оформление делится на акустически разгруженное и акустически нагруженное. Первое подразумевает оформление, при котором колебание диффузора ограничивается только жесткостью подвеса. При втором колебание диффузора ограничивается помимо жесткости подвеса еще упругостью воздуха и акустическим сопротивлением излучению. Также акустическое оформление делится на системы одинарного и двойного действий. Система одинарного действия характеризуется возбуждением звука, идущего к слушателю, посредством только одной стороны диффузора (излучение другой стороны нейтрализуется акустическим оформлением). Система двойного действия подразумевает использование в формировании звука обеих поверхностей диффузора.

Поскольку на высокочастотные и среднечастотные динамические головки акустическое оформление колонки практически не влияет, мы расскажем о наиболее распространенных вариантах низкочастотного акустического оформления корпуса.

Очень широко применима акустическая схема, получившая название «закрытый ящик». Относится к нагруженному акустическому оформлению. Представляет собой закрытый корпус с выведенным на фронтальную панель диффузором динамика. Достоинства: хорошие показатели АЧХ и импульсная характеристика. Недостатки: низкий КПД, необходимость в мощном усилителе, высокий уровень гармонических искажений.

Но вместо того, чтобы бороться со звуковыми волнами, вызванными колебаниями обратной стороны диффузора, их можно использовать. Наиболее распространенным вариантом из систем двойного действия является фазоинвертор. Представляет собой трубу определенной длины и сечения, вмонтированную в корпус. Длину и сечение фазоинвертора рассчитывают таким образом, что на определенной частоте в нем создается колебание звуковых волн, синфазные с колебаниями, вызванными фронтальной стороной диффузора.

Для сабвуферов широко применяется акустическая схема с общепринятым названием «ящик-резонатор». В отличие от предыдущего примера диффузор динамика не выведен на панель корпуса, а находится внутри, на перегородке. Сам динамик непосредственного участия в формировании спектра низких частот не принимает. Вместо этого диффузор лишь возбуждает звуковые колебания низкой частоты, которые потом многократно увеличиваются по громкости в трубе фазоинвертора, выполяющего роль резонансной камеры. Достоинством этих конструктивных решений является высокий КПД при малых габаритах сабвуфера. Недостатки проявляются в ухудшении фазовых и импульсных характеристик, звучание становится утомляющим.

Оптимальным выбором будут колонки среднего размера с деревянным корпусом, выполненные по закрытой схеме или с фазоинвертором. При выборе сабвуфера следует обратить внимание не на его громкость (по этому параметру даже у недорогих моделей обычно имеется достаточный запас), а на достоверное воспроизведение всего диапазона низких частот. С точки зрения качества звучания, наиболее нежелательны колонки с тонким корпусом или очень маленьких размеров.

Источник