Немного о мощности акустических систем

Когда речь заходит о мощности акустических систем, нужно четко представлять себе, что, собственно, имеется ввиду. Применительно к акустическим системам можно говорить о пяти «разновидностях» мощностей. Перечислю их в порядке убывания.

Максимальная кратковременная мощность (МКМ) — это электрическая мощность специального шумового сигнала в заданном диапазоне частот, которую АС выдерживает без необратимых механических повреждений в течение 1 секунды (испытания повторяют 60 раз с интервалом в 1 минуту).

Максимальная долговременная мощность (МДМ) — это электрическая мощность специального шумового сигнала в заданном диапазоне частот, которую АС выдерживает без необратимых механических повреждений в течение 1 минуты (испытания повторяют 10 раз с интервалом в 2 минуты)

Максимальная синусоидальная мощность (МСМ) — это электрическая мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, которую АС длительно выдерживает без тепловых и механических повреждений.

Максимальная шумовая мощность (МШМ) — это электрическая мощность специального шумового сигнала в заданном диапазоне частот, которую АС длительно выдерживает без тепловых и механических повреждений.

Номинальная мощность (НМ) — это заданная электрическая мощность, при которой нелинейные искажения АС не должны превышать требуемые.

Теперь несколько простейших соотношений, проверенных на практике:

  1. МСМ ~ МКМ/4
  2. МШМ ~ МКМ/16
  3. НМ << МШМ

МШМ является фактически той самой мощностью, на которой можно в пределе прослушивать плотную, спектрально насыщенную музыку, не опасаясь за то, что колонки попросту «сгорят». Как видите, эта мощность в 16 раз меньше МКМ. Угадайте теперь, какую мощность обычно приводит производитель? Правильно — МКМ, она ведь самая большая (численно). Это как раз та самая мощность, которую обычно пишут на шильдике позади АС, снабжая надписью, например, «300 W Music», «400W PMPO» или просто скромно «200 W». Если в паспорте на АС нет точной расшифровки, какая именно это мощность, а просто указана цифра, можете быть уверены, что это МКМ. Т.е. это, грубо говоря, такая мощность, на которой можно 1 раз в жизни послушать 1 громкий звук в течение 1 секунды. После этого АС самоликвидируется.

Предельная мощность, на которой можно продолжительно слушать реальную музыку, составляет от 1/16 (для спектрально плотной) до 1/10 (для спектрально разреженной) МКМ. Если за среднюю МКМ принять 150 Вт, каковые указаны, например, в паспорте на ProAC Studio 100:

то на практике это означает, что максимальная продолжительная мощность, которую выдерживают эти АС, составляет всего-навсего 10-15 Вт (электрических, разумеется — тех, что «идут» от усилителя мощности).

Какое же звуковое давление смогут развить такие АС при работе в предельном режиме? На этот случай существует формула для оценки звукового давления на расстоянии 1 метра от пары АС:

SPL (в 1 м)= [чувствительность АС] + [10 х log(МШМ)] + 3, дБ

Если взять АС со средней (реальной) чувствительностью 87 дБ, то в самом предельном случае, такая акустика (см. выше) сможет обеспечить в 1 метре от стереопары звуковое давление не более 100 дБ. Но, во-первых, так близко к АС не сидит никто. Во-вторых, реальные жилые комнаты характеризуются существенной поглощающей способностью. А в-третьих, если АС не рупорная, то рассеяние звука, излучаемого АС, существенно велико, что дополнительно увеличивает потери. Поэтому в реальных условиях на расстоянии 2-3 метров от типовой стереопары звуковое давление даже в предельном случае едва ли превысит 90 дБ. В помещении большого размера такая акустика будет звучать так же жалко и мелко, как звучит в комнате радиоприемник-хрипунок среднего размера.

В наши дни тенденция колонкостроения такова, что акустика выпускается преимущественно крайне низкочувствительная — 82-86 реальных дБ/Вт/м, а в среднем 84. Даже если взять такие АС, как ATC SCM20SL:

с паспортной МКМ 300 Вт и реальной чувствительностью 83 дБ, то максимальное звуковое давление, которое пара таких АС сможет, не сгорев, длительно развивать в реальных условиях прослушивания, составит все те же 90 дБ.

Для сравнения рупорные АС Technics SB-660, имеющие МКМ всего 70 Вт, но чувствительность (реальную) 95 дБ, легко обеспечивают в аналогичных условиях звуковое давление более 100 дБ:

Если же рассмотреть относительно классические нерупорные АС вроде Technics SB-8000 (реальная чувствительность 92  дБ, МКМ = 200 Вт):

Или полу-рупорные Technics SB-G920 (реальная чувствительность 98 дБ, МКМ = 380 Вт), то можно легко и непринужденно получить звуковое давление в 97 дБ или 110 Вт соответственно:

Такая акустика звучит нормально даже в помещении объемом 200 м3 (комната площадью 50 м2 с потолками 4 м).

В заключение приведу две удобные (отчасти эмпирические) формулы, позволяющие оценивать максимальное звуковое давление, которое может развить пара АС в условиях реальной жилой комнаты среднего размера (от 15 до 25 м2, потолки 2,5-3 метра) и наполнения (комната не сильно забита мебелью) на расстоянии 2-3 метров от нее (типовое расстояние прослушивания).


Для классической акустики:

SLP(реал.) = [реал. чувствительность АС] + [10 х log(МКМ/13)] — 7, дБ


Для рупорной акустики:

SLP(реал.) = [реал. чувствительность АС] + [10 х log(МКМ/13)] — 1, дБ


Напоминаю, что МКМ — это то, что написано на шильдике АС, или максимальная цифра мощности, указанная в паспорте или технических характеристиках.

6 комментариев: Немного о мощности акустических систем

  1. Олег пишет:

    Гораздо интереснее обозначение, например, мощность 20 ватт RMS.
    Что это значит? (Заумные разъяснения с «квалдратными трехчленами» можно и нужно во внимание не принимать).
    Речь идет не о «бумажных» динамиках, а о динамиках с резиновым подвесом, которые обеспечивают лучшее воспроизведение низких частот, но сильно уступают в звуковом давлении (громкости) при той же подведенной синусоидальной (электрической) мощности – то есть примерно в 16 раз!
    Таким образом, активная компьютерная стереопара 2 х 20 ватт обеспечивает звуковое давление равное давлению бумажного динамика при мощности 1,25 ватта (на канал). Это очень громко для жилой комнаты.
    Все усилители НЧ работают в пределах допустимых паспортных искажений только до 15% своей мощности. 125 х 0,15 = 0,1875 вт или примерно 200 мвт. Это соответствует средней мощности стандартного кухонного репродуктора 0,25 вт, то есть достаточно громко. Если вам нужна музыка для танцев, то мощность АС должна быть не менее 40 – 60 вт. RMS, что соответствует выходной мощности ламповой радиолы с бумажной акустикой примерно 4 вт. Это очень громко! Но «золотые 15%» остаются в пределах 0,9 ватт на канал, что тоже очень громко.
    Примерно так…

  2. Олег пишет:

    .
    Максимальная «шумовая мощность», как правило, вдвое больше мощности номинальной или «паспортной». Рекомендуемая мощность в полтора раза меньше номинальной (для 10 вт. номинальной – это 6 – 7 ватт).
    Минимальная воспроизводимая АС мощность – примерно 30% от номинальной, то есть 3 – 4 ватта при номинальной мощности 10 вт.
    Но это рекомендации, можно слушать и в режиме «интим» (– 20 Дб).
    .

  3. Александр Марушкин пишет:

    Все эти мощности приведены либо в шумовых сигналах, либо в синусоидальных. Некоторые личности смогут сжечь очень выносливые головки слабым усилителем, потому что сигнал будет ни шумовой, и тем более ни синусоидальный. Прямым током который плюется слабый усилитель (клипинг), можно с легкостью сжечь довольно мощные головки и ас. Поэтому рекомендуется приобретать усилители с запасом по мощности.

    • Распони из Турина пишет:

      Добрый вечер, Александр!
      Хотел бы внести чисто умозрительное уточнение: мне не совсем понятно, что есть “прямой ток” (я знаю прямой ток через диод, например). Под “клипингом” понимаю ограничение амплитуды сигнала, которое неизбежно ведёт к появлению гармоник сигнала (2F, 3F, 4F), энергии которых и достаточно, чтобы сжечь звуковую катушку ВЧ динамика ( особенно, если тембр ВЧ “задрать”).
      Никакой ФВЧ высокочастотника тут не в помощь, так как он с “готовностью” пропустит и сигнал и его гармоники — то есть искаженный сигнал.
      Про сжигание НЧ головок при помощи “клипинга” я ничего не слышал.
      Добавлю, что ни при каком раскладе “постоянка” (может, это и есть “прямой ток” в понимании автора комментария) через катушку не потечёт, так как звуковая катушка — линейный элемент цепи, а постоянная составляющая может появиться при протекании переменного тока (токов) и его гармоник через нелинейный элемент.

      • Александр Марушкин пишет:

        Ограничение синусоиды и есть кратковременные выплески постоянки, гармоники там естественно появляются “дисторшен”. И катушка нч тоже запросто пропускает прямой ток, например подключив к ГДН АКБ от телефона или автомобиля.

  4. Аудиостроитель пишет:

    Мечтающие о рекордах в SPL дисциплинах спалят что угодно и где угодно. Если раньше не оглохнут. Берегите уши!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *