Как спектр музыкального сигнала влияет на способность динамика держать мощность?
Громкоговорители подвержены двум видам повреждений: механическому и термическому. К примеру, имеется неисправный усилитель, который по какой то причине воспроизводит высокочастотный звук за пределами слышимого диапазона. Катушка ВЧ драйвера в таких условиях может сразу выйти из строя из-за перегрева. С другой стороны, предположим, что НЧ динамик подвергается избыточным вибрациям вследствие шума винилового проигрывателя, перегруза по низким частотам, обратной связи по НЧ или комбинации данных факторов. Через некоторое время движущиеся части динамика придут в столь напряжённое состояние, что может возникнуть нарушение центровки катушки и как следствие обрыв. В особо жёстких случаях катушка может вылететь из зазора и зависнуть над магнитной сборкой как показано на рисунке 2.
Рисунок 2
Мощность, которая вызывает подобные повреждения, может быть совсем не высокой, не больше 20 или 30 Вт, если сигнал находится в инфразвуковом диапазоне. Правилом хорошего тона в инженерной практике является применение обрезного фильтра НЧ в профессиональных системах, для исключения сигналов, находящихся за пределами рабочего диапазона системы.
Как присваиваются номиналы мощности акустическим системам Dynacord?
Тестовый сигнал для присвоения мощности динамику описывается стандартом Международной Электротехнической Комиссии (IEC) номер 268-5. Это сигнал розового шума с крест фактором 6 дБ, фильтрованный на 12 дБ на октаву ниже 40 Гц и выше 5 кГц. Чтобы присвоить динамику номинал, на контрольный образец подается тестовый сигнал, мощность которого ступенчато увеличивается. Присваивается та номинальная мощность, которую образец выдерживает в течении восьми часов. Подробности процедуры тестирования показаны на рисунке 3.
Рисунок 3 - Измерения мощности IEC A. Тестовая цепь B. Спектральная характеристика сигнала
Крест фактор шумового сигнала – 6 дБ. Крест фактор связан с пиковым фактором и является точным измерением пикового значения шума, соотнесённого со средней «нагревающей способностью» сигнала в голосовой катушке. Крест фактор 6 дБ означает, что на данный громкоговоритель подаётся сигнал, превышающий в четыре раза среднюю мощность. Например, динамик с номиналом 150 Вт данным методом тестирования подвергался бы испытанию в течение восьми часов сигналом мощностью 600 Вт. Этот метод тестирования так хорошо отвечает реальным условиям работы, что Dynacord принял его для всех акустических систем вместо всех предшествующих способов присвоения номиналов. Как измеряется мощность усилителя, какие значения мощности усилителя приводятся в техническом паспорте?
Для того чтобы детально разобраться в проблеме правильного подбора типа усилителя и его выходной мощности, необходимо знать, как измеряется и нормируется его выходная мощность. На практике применяется множество различных методов тестирования усилителей, один из которых рассмотрим более подробно.
К выходным клеммам испытуемого усилителя поочередно подключаются эквиваленты электрической нагрузки, которыми являются резисторы с активными электрическими сопротивлениями, равными номинальному импедансу подключаемых громкоговорителей, то есть 8, 4 или 2 Ома. Эквивалент нагрузки усилителя должен выдерживать без термических повреждений мощность, развиваемую усилителем.
Параллельно эквиваленту нагрузки также подключается осциллограф, вольтметр и измеритель коэффициента нелинейных искажений. На вход усилителя с тестового генератора подается синусоидальный электрический сигнал с частотой колебаний 1 кГц. Затем сигнал увеличивается по амплитуде напряжения до тех пор, пока сумма среднеквадратичных амплитуд напряжений побочно генерируемых гармоник в спектре усиленного электрического сигнала не достигнет 0,5%. Это показатель общих гармонических искажений (total harmonic distortion, THD) от среднеквадратичного значения амплитуды напряжения тестового сигнала на выходе усилителя, что является приемлемой величиной для профессионального усилителя.
Вместе с этим фиксируют пиковое значение амплитуды напряжения синусоидального тестового сигнала на выводах эквивалента нагрузки. Такой тест производят поочередно для каждого значения электрического сопротивления нагрузки.
В технический паспорт усилителя, как правило, вносят среднеквадратичное RMS значение выходной мощности, вычисленное по результатам выше приведенного метода. К примеру, если в техническом паспорте на усилитель указано значение выходной мощности, допустим, 300 Вт на сопротивлении нагрузки 4 Ом и указан метод измерения этой мощности (1 кГц при 0,5% THD), то пиковые значения выходной мощности для данного электрического сопротивления нагрузки будут достигать 600 Вт, так как пик-фактор синусоидального тестового сигнала равен 3 дБ (два раза по мощности).
Существует множество стандартов, которыми обозначают мощность усилителя, но все их можно объединить в одну таблицу.