Меню

Как рассчитать мощность усилителя по колонкам



Мощность усилителя и мощность динамика. В чём ОТЛИЧИЕ?

Не так давно решил сделать в своей машине хорошую акустику. Закупился комплектом эстрадных динамиков (6 штук, разной направленности) «Урал» (не реклама) , в среднем выходной номинал каждого динамика 150w, а максимальный 300w+, на мой взгляд (да и на взгляд большинства профессионалов) — в данный момент это лучшая акустика из предложенных. Но столкнулся я с одной проблемой — при нагрузке громкости 70%+ через 30-50 секунд начинается сильное искажение звука, т.к. сильно перегревается магнитола. Ну и решил подобрать под это дело усилитель. А как его подобрать? В блужданнии по просторам интернетов, наткнулся на такую статью. По моему мнению, это ЛУЧШЕЕ описание из всех что я встречал.

Давайте для начала разберёмся с простым понятием мощности, которое нам давали в школе в виде формулы P=U*I, где U — напряжение, а I — ток, проходящий через участок цепи. I по закону Ома для участка цепи можно выразить через U и R, где R — сопротивление участка цепи. Тогда получится P=U*U/R

Вот эта формула — есть определение мощности, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ участком цепи. С точки зрения изучения мощности любую цепь можно разделить на два основных участка — источник и потребитель (нагрузка). Так вот, если развивать определение, то вышеуказанная формула — есть определение мощности, потребляемой нагрузкой у источника.

Теперь давайте посчитаем, что получается. Напряжение вторичного питания усилителя, приходящегося на один канал усиления (из этого напряжения усилитель делает аудиосигнал; возьмём для пример 100-ваттный четырёхканальник) — примерно 40 Вольт. Сопротивление динамика (забьём на импедансную характеристику и посчитаем по номиналу, этого уже достаточно для понимания) — 4 Ома. Подставим цифры в формулу и ужаснёмся:

P=40*40/4=400 Ватт. Это — потребляемая мощость динамика, если его подключить напрямую к напряжению 40 Вольт. Типа как лампочку в розетку вставить. Если это будет постоянный ток, то вся эта мощность динамиков преобразуется в тепло. Если переменный -то Большая часть в тепло, меньшая часть — в перемещение воздуха, находящегося возле диффузора. Если подать на динамик не 40 вольт, а 80 вольт (сабвуферный усилитель), то он будет потреблять уже 1600 Ватт, правда недолго. А если 20 вольт (хиленький усилочек, что на пищалки можно поставить) — 100 Ватт. Так что, потребляемая мощность динамика зависит ТОЛЬКО от его сопротивления и от поданного на него напряжения.

Но представьте, что такое 400 Ватт? Хотя бы на примере лампочки. В подъезде если 200 Ватт повесить — уже офигеть, как светло будет. А если она погорит буквально две минуты, то нагреется до такого состояния, что её в руку взять невозможно будет. То же самое произойдёт и с катушкой динамика. Только вот лампочка сделана из стекла и относительно массивного металла. А динамик — из тонкой проволочки катушки и бумажного/пластикового/ещё какого-нибудь ТОНКОГО диффузора. Если его нагреть до такой степени — он тут же расплавится или в буквальном смысле сгорит. Причём, если применять/не применять(экономя) разные ухищрения, то предел ПОДАВАЕМОГО напряжения можно увеличить/уменьшить. Но, например, у мидбаса никогда не будет возможность приблизиться к постоянно поданным 40 Вольтам. И что же делать производителям? А вот что — чтобы динамики не горели, они придумали писать в инструкициях максимальную мощность, при достижении которой динамик ещё не сгорит. Другими словами, показатель максимальной мощности из инструкции к динамику — косвенное указание на то, какое максимальное напряжение можно ПОДВЕСТИ к динамику, чтобы он не сгорел. Вот и всё. ГРОМКОСТЬ динамика этот параметр НЕ характеризует! Этот параметр характеризует ТОЛЬКО живучесть катушки динамика. ВСЁ!

Теперь перейдём к источнику. В нашем случае это будет усилитель. Что такое усилитель для динамика-нагрузки? Усилитель для динамика — есть ни что иное, как источник переменного тока с постоянно меняющимся напряжением. Колебания тока и напряжения заставляют диффузор динамика двигаться вперёд-назад, перемещая воздух и создавая волну.

Задача усилителя — выдавать на выходе сигнал с высоким напряжением, повторяющий по форме сигнал с низким напряжением, поданным на вход. Причём, сигнал на выходе должен повторять форму сигнала на входе ТОЧНО, без искажения.

Усилитель имеет хитрую конструкцию, состоит из большого числа компонентов, каждый из которых рассчитан на определённую нагрузку. Все эти компоненты (в бОльшей степени это — блок питания усилителя)при проведении через них определённой мощности начинают искажать сигнал. То есть, например, если подать на вход синус 100Гц и увеличивать его амплитуду, то можно добиться появления на выходе нашего примерного четырёхканальника тех самых 40 вольт. Но, если проверить этот сигнал осциллографом, то мы увидим, что от синуса остались одни искажения. Причём, в зависимости от величины подключенной нагрузки переход сигнала от синуса к каше будет происходить при разных значениях напряжения. И что делать производителю? А вот что: находить для разных сопротивлений нагрузки разные значения напряжения на выходе, при которых сигнал начинает переходить от почти чистого синуса к какашке, возводить в квадрат и делить на сопротивление подключенной нагрузки. Это будет как раз значением максимальной мощности усилителя (при которой он ещё не сильно искажает сигнал).

Читайте также:  Кондиционеры сплит системы мощность 7 квт

Так вот, этот параметр имеет практичекски прямое отношение к громкости.

НО! Напряжение на выходе усилителя зависит от напряжения на входе усилителя. Зависимость эта выражается коэффициентом усиления. Например, наш четырёхканальник может без искажений усилить синус с размахом 3 вольта на входе до синуса с размахом 20 вольт на выходе при нагрузке 4 Ома (100Ватт неискаженной мощности). Коэффициент усиления получается равен примерно 6,7. Но мы хотим подключить к усилителю пищалку, которая имеет максимальную мощность 40 Ватт. Что нам делать? Правильно! уменьшать коэффициент усиления. Чем? Конечно же регуляторами гейнов!

Так вот, резюмируя вышесказанное, хочу дать определения максимальной мощносности для динамиков и усилителей:

1) Максимальная мощность динамика — это тот максимум, который можно ПОДВЕСТИ к динамику, не спалив его. Обычно указывается RMS (длительная мощность) и максимальная (пиковая мощность). К громкости и искажениям этот параметр отношения НЕ ИМЕЕТ!

2) Максимальная мощность усилителя — это тот максимум, что усилитель может ОТДАТЬ динамику ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ искажениях. Этот параметр имеет отношение к громкости и искажениям.

Но это ещё не всё. Давайте продолжим А как подобрать усилитель к динамику, зная мощность динамика? Ответ — НИКАК!

1) у мощного усилителя можно всегда загрубить чувствительность входа, снизив коэффициент усиления

2) У хилого усилителя мощности может хватить за глаза для мощного динамика, если тот имеет высокую чувствительность.

Так как же понять, хватит ли того или иного усилителя под тот или иной динамик? К сожалению, не имея определённого эмпирического опыта — действительно никак Ну, разве что, можно применять такую грубую формулу, что для мидбасов с чувствительностью больше 86дБ хватит 60-70 Ватт на канал, а для мидбасов с меньше чувствительностью — уже не хватит. Ну и внимательно читать отзывы и перенимать чужой опыт

Источник

Как подобрать усилитель по мощности — Полная инструкция

Вступление:

Какой же все таки подобрать усилитель стерео «PAS-240» к колонкам по мощности (нужной, для чистого звучание, без посторонних хрипов). Чтобы и соседи, сами приходили и просили почаще, да погромче включать музыку. При этом выгодным было соотношение цена-качества. А акустика выдавала мощные и чистые звуки, без страха, что может сгореть.

Долго в голове звучало: «Ну как подобрать усилитель к колонкам по мощности?» Помогли звукачи, что обслуживают выступления звезд на концертах. Оказывается все просто. Есть главные принципы по ним и делают выбор. Мы постарались полно раскрыть их в статье.

Содержание:

1. 3 секрета, как подобрать усилитель «PAS-240» к колонкам по мощности.
2. Чем больше сопротивлений, тем его меньше.
3. Забытый секрет (о котором знали все) не сжечь колонки.
4. Почему все меломаны втайне мечтают о тишине.
5. Безупречная гармония — одобрена крокодилом Геной.

Статья:

3 секрета всему свету: Подбираем усилок нужной мощности к колонкам.

#1. Первое, что нам пишут на этикетке это мощность нашего усилителя. Так бывают три мощности: пиковая, номинальная и рмс-мощность. На этикетке могут быть указаны, как три мощности, так и одна из них. В этом случае определить тоже очень легко.

Номинальную мощность, а именно она нам и нужна, находим так: Пиковую (Peac), если дана она, делим на 2, получаем номинал. Или Рмс(Rms) умножаем на 2, и так же номинальная мощность оказывается у вас в «кармане». У Hi End стерео усилителей «PAS-240» дана номинальная мощность: 2х160 Вт (4 Ом, Модель 6).

После того, как вы заполучили номиналку, теперь смотрите мощность акустики-колонок (к которым хотите подключить усилитель).

Читайте также:  Управление мощностью usb порта

а) Если моща усилка больше, чем акустики тогда «жизни» давать на 50-70% достаточно. Иначе получите эффект как у Макларена в первой части «Назад в будущее» (Когда он улетел от силы звука исходящей от колонок)

б) Если же мощности равнозначны, тогда никак не думайте, что идеал. Здесь на самом деле и «порылась собака». Когда накрутите полную мощность, усилитель начнет выдавать постоянный ток, что может повлечь крах акустики. Здесь так же следует держаться тех же 50-70% выдаваемой мощности усилителя.

в) В случае когда акустика более мощная, чем усилитель. В этом случае угроза постоянного тока при работе усилителя на всю катушку так же присутствует, и к тому же еще, потенциал заключенный в колонках пойдет коту под хвост (просто-напросто никак его не сможете на всю использовать, только некоторую часть).

Разобрались: для качественного звучания и взаимодействия колонок с усилителем (на уровне мощности) наиболее подходящим вариантом, при выборе, — является первый — вариант (а)

И еще вы поняли, что для благотворного звучания и оптимальной работы(в связке усилитель-акустика) главное, — чтобы оставался запас мощности на усилителе. Также противопоказано накручивать до конца ручку громкости, так как это неизбежно приведет к большим искажениям по звуку.

Но оказывается, не все так «шито-крыто» в этом вопросе. Вы наверное подумали: «Ну все теперь я великий эксперт в выборе усилителя и акустики, пошел приобретать». Но не тут то и было. Все только начинается.

Есть один способ существенно увеличить мощность и качество звучания. А это и есть второй секрет. Без этого первый метод останется примерно рядом с «пустым звуком».

#2. Качество и силу звучания можно очень сильно увеличить правильным соотношением мощности усилителя и чувствительности акустики. И чем ниже будет чувствительность колонок, тем выше должна быть мощность усилителя. Посмотрите на таблицу:
Чувствительность акустической системы: Мощности усилителя:

105 дБ 1 Вт 2 Вт 3 Вт
102 дБ 2 Вт 4 Вт 6 Вт
99 дБ 4 Вт 8 Вт 12 Вт
96 дБ 8 Вт 16 Вт 24 Вт
93 дБ 16 Вт 32 Вт 48 Вт
90 дБ 32 Вт 64 Вт 96 Вт
87 дБ 64 Вт 128 Вт 192 Вт
84 дБ 128 Вт 256 Вт 384 Вт

И теперь: «Бинго»! Исходя из таблицы делаем вывод, который возводит вас на высшую степень в умении выбирать правильный усилитель. Так трехваттный усилок в совокупности с колонками, с чувствительностью в 105 Дб, равняется усилку с мощностью 384 Вт в паре с акустикой в 84 Дб. Вы понимаете какие преимущества?

Так что выбирайте чувствительность колонок высокую и порядком сэкономите на мощности усилителя, соответственно и на затратах. Эти сэкономленные средства можно вложить в выбор усилителя по третьему секрету.

#3. Усилители можно разделить на способность работать с нагрузкой от 8 Ом и от 4 Ом. Чем ниже сопротивление акустики, тем выше должна быть мощность усилителя.

Так при сопротивлении 4 Ома на акустике, усилителю требуется 200 Вт, а для 8 Ом — 100 Вт. При этом и звучание от 200 Вт будет в два раза качественнее. Вы четко ощутите всю мощь басов и различите каждую струнку соло-гитары. А на 8 омном при 100 Вт все будет, в сравнении, звучать расплывчато.

Но, что вас более привлекает, цена или сверх нюансы, вам решать. Хороший выход всегда есть — все это сочетает в себе Hi End усилитель PAS-240 от Российского производителя с многолетней историей. Ведь только при сравнении заметны различия.

Да, сопротивление вносит свои коррективы, чтобы нам немного задуматься. И теперь подробнее о сопротивлении, раз оно такое сильное влияние оказывает на качество.

2. Хотите меньше сопротивления — добавьте сопротивлений.

Первое, что нужно — это начать с разбора противостояний сопротивлений усилителя и колонок, как в финале плэй офф.

а) Импеданс (сопротивление) колонок «одерживает победу» у сопротивления усилителя, — такой результат для вас категорически неприемлем. Это может порадовать только если вы захотите посмотреть, как колонки разорвет на мелкие кусочки.

б) Ничья. Равнозначное количество сопротивлений акустики и усилителя — лучше ничего не придумаешь. Флаг вам в руки, смело делайте ставку на этот счет.

в) Колонки проигрывают по сопротивлению усилку. При таком исходе«встречи» все работать будет безо всяких намеков на поломку. Но так, что захочется записать «поражение» не только сопротивлению колонок, но и мощности выданного ими звука. (Акустика будет выдавать звук с мощностью гораздо слабее реальных своих возможностей)

Читайте также:  Airline cyclone мощность всасывания

Вывод: вариант (б) наиболее удачный

А теперь ниже приведен способ, следуя которому вы сможете сами выбрать нужное сопротивление колонок равное усилителю. Чтобы в этих противостояниях счет всегда был ничейный.

Но есть метод куда проще. Где никак не нужно ничего подсчитывать и с гарантией 100%, что все зазвучит качественно, с нужной вам мощностью. Это многоканальные усилители, с разными сопротивлениями на каналах. Их легко можете переключить на любой канал с нужным Вам сопротивлением.

Что хорошо реализовано в многоканальных усилителях(многоканальниках): Двухканальном: «PA-2», Пятиканальном: «PA-5», Десятиканальном: «PA-10».

Все же если вы захотите сами все настроить, то этот простой, но эффективный способ для Вас.

3. Чтобы качественно настроить аудиосистему — зовите восьмиклассника.

Вообще это может пригодиться только тем, кто сам собирается подключать колонки к усилку. Ну и кто будет нанимать специалиста тоже запоминайте. Потом перед ним будет возможность выказать экспертность, заодно проверить его компетентность.

Так вот, если нужно уменьшить сопротивление подключаемых колонок, тогда их подсоединяете параллельно, а если увеличить то последовательно. Зная это всегда избежите больших перегрузок на колонки. Это программа восьмого класса по физике.

Но вся загвоздка состоит, что указанные значения сопротивлений не всегда соответствуют реальным. Следовательно весь ваш подбор по параметрам сведен будет практически к нулю.

И как же тогда быть?

В них значения соответствуют указанным. Потому что они изготавливаются по вашим предпочтениям. Что приведет к полной гармонизации взаимодействия колонок и усилителя.

Кстати самое время рассказать о гармонии в звучании, точнее о гармониках. Которые своим присутствием расширяют диапазон звучания на разных частотах и разукрашивают этим звук (придавая ему разнообразие оттенков столь важных для полного и внимательного прослушивания). Из за этого только и стоит приобретать усилок.

4. В качественном звучании главное тишина

В «природе» до недавнего времени признавали два вида звучания. Названия которых произошли от типа усилителей — ламповый и транзисторный. А заслуги их в том, что ламповый имеет 5 гармоний звучания. Так после ламповых стали производить транзисторные усилители. В которых диапазон увеличился до 11 гармоний.

(Гармония — порядок в звуках, аккордах, ладах. И чем больше гармоний тем звук расширяет свои границы, увеличивает частоты.)

При этом «ламповое» звучание при меньшем диапазоне — в пять гармоний, издает гулкие «низы» и приглушенный «верх», (принимая этими качествами ограниченный диапазон звучания) имеет качественный звук в плане чистого его воспроизведения.

А «транзисторное», при мощных басах и четких «верхах» (при этом диапазон звучания намного шире, в 11 гармоний) имеет сопровождающие все это хрипы и металлические «окрашивания».

В этом отличия «лампового» звучания от «транзисторного».

Заставить замолчать «транзисторные хрипы» (добиться от них тишины) и при этом сохранить число гармоний, — можно понижением коэффициента нелинейных или гармонических искажений (КНИ) до 0.003%.(У модели 6 Hi End стерео усилителя PAS-240)

Это с успехом смогли реализовать в Hi-End усилителях PAS-240.

5. А я играю на гармонии

Теперь наслаждаться чистым звуком в диапазоне 11 гармоний (при этом каждая из них выступает безо всяких «окрашиваний») доступно. Усилитель в этом случае является лишь проводником звука, и никак не преобразователем.

Как говорил крокодил Гена Чебурашке: «Это вы здорово придумали».

Если вам действительно важно иметь усилитель высокого класса, то конечно этот товар вам стоит приобрести. Тем более он является отечественного производства, что делает его цену привлекательнее зарубежных аналогов.

При цене 300 т.р от зарубежных производителей, Hi End усилитель «PAS-240» обойдется всего от 85.000 р. А качество превосходит заграничные аналоги.

Ведь не для кого уже не секрет, что сейчас на западе политика недолговечности использования изделия. Когда в России наоборот заинтересованы в добром имени, для привлечения внимания к своему продукту.

Теперь вы все ответы знаете на вопрос: «как подобрать усилитель к колонкам по мощности?» И сможете даже проконсультировать, смело блеснув знаниями.

Вот адрес, по которому вам предоставляют лично испробовать все плюсы Hi End усилителя «PAS-240».

Переходите по ссылке где можете приобрести данный усилитель «PAS-240».

Источник