Март 2018 — Музыкальные Системы

Степан Куликов 26 марта 2018


Современный производитель предлагает десятки вариантов замеров мощности звукового оборудования. Нам предлагают малышей с мощностью в тысячи Ватт и гигантские колонки с мощность в 100 Ватт. Кому же верить и как понять, что действительно громко и качественно? Давайте попробуем разобраться.

Что есть громкость?

Думаю многие согласятся с тем, что большая мощность не всегда означает большую громкость — многим известный секрет Полишинеля. Итак, громкость звука —

субъективная характеристика, она определяется интенсивностью звука, пропорциональной квадрату амплитуды (A) звукового давления (SPL), и восприимчивостью органа слуха, зависящей от частоты звука.

Не только мощность влияет на итоговое звуковое давление (SPL). Громкость тракта определяет сочетание мощности усилителя с чувствительностью акустики. Чем ниже чувствительность АС, тем более мощный УМЗЧ потребуется для того, чтобы её “раскачать”.

А для увеличение звукового давления на каждые 3 Дб потребуется удвоение мощности. Например, акустическая система с чувствительностью 90 дБ создает SPL= 90 дБ при подаче на АС мощности в 1 Вт (расстояние 1 м). Для повышения SPL до 93 дБ, необходимо увеличить мощность до 2 Вт, до 96 дБ — до 4 Вт, до 99 дБ — до 8 Вт и т.д.

Бывают ли «китайские» Ватты?

Если мы вернемся к мощности и рассмотрим её, как элемент маркетинговых игр, то получим следующее:

«Китайские» и «Советские» Ватты появились 20-25 лет назад, когда рынок заполнила новая техника из Поднебесной став настоящим конкурентом для старой техники из СССР. «Советские» Ватты считались настоящими, а китайские соответственно завышенными. Хотя тут все не совсем верно. Мощностные характеристики усилителя в СССР определялись ГОСТ 23262-88, который предписывал производителю указать в паспорте устройства номинальную мощность.

Номинальная мощность определяется при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.

Таким образом ГОСТ давал производителю право указать мощность, которая соответствует наименьшему значению коэффициента нелинейных искажений. И эти значения очень часто подгонялись под требования стандартов.

Зачастую это приводило к проблемам. Могли не учитываться искажения «ступенька», на малых громкостях в усилителях класса АВ. Таким образом на большой громкости искажения были минимальны, а на средних и низких значениях искажения катастрофически росли.

Также в отечественной аппаратуре можно встретить такой параметр, как синусоидальная мощность (максимальная синусоидальная мощность) — это мощность, при которой УМЗЧ или акустика способны работать в течение 2-х часов с музыкальным сигналом без физического повреждения. Такая мощность не ограничена искажениями, её пределы определены лишь тепловыми и механическими повреждениями. Синусоидальная мощность обычно в 2-3 раза больше номинальной.

Но конечно никто все равно не мог переплюнуть китайцев заявлявших 5000 PMPO (Peak Music Power Output), т.е. о максимальной мощности, которую в принципе может выдержать динамик АС, а усилитель способен выдать без термических и механических проблем. Тест проводится в течение одной-двух секунд при подаче сигнала 200 Гц.

Понятно, что такие замеры могут давать значения в 20-30 раз выше номинальных. Однако в последнее время их практически не используют, а даже китайские производители стали указывать RMS.

Давайте разберемся в аббревиатурах

Отложим в сторону PMPO и ГОСТ и попробуем разобраться

DIN 45500

(известен тем, что впервые стандартизировал понятие HI-FI), в котором DIN Power измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD. Стандарт практически идентичен EIAJ, принятому японской ассоциацией отраслей электронной промышленности.
(Electronic Industries Association of Japan).

DIN Music Power

Мощность близка к определению синусоидальной и паспортной шумовой мощности, т.е. значение длительной нагрузки музыкальным сигналом без риска повреждения. Обычно указываемая величина DIN music power незначительно выше, чем DIN. Нормы этого стандарта соотносятся с понятием IEC Power по стандарту IEC 268-5 (стандарт международного электротехнического комитета, второе издание 1989-07), в котором определена длительность нагрузки — более 100 часов.

RMS (Rated Maximum Sinusoidal)

предельная синусоидальная мощность, т.е. такая, при которой звуковоспроизводящее устройство может работать один час с реальным музыкальным сигналом без повреждений. Как правило, на 120-250 % выше ГОСТовского номинала и на 20 — 25 % больше DIN Music Power. К RMS максимально близок стандарт AES2-1984 (Audio Engineering Society). Различие между AES Power и RMS заключается лишь во времени, которое должно проработать устройство — для стандарта AES необходимо 2 часа.

Program Power или PP

в принципе может быть любой, т.к. не стандартизирована. Принято считать, что Program Power в 2 раза больше RMS, но это не является обязательным. Не менее туманные представления о мощности даёт PPP, т.е. пиковая программная мощность (Peak Program Power), которая в 2 раза больше PP.

Манипуляции КНИ

Существует отличный от DIN Power и EIAJ стандарт IHF, разработанный Национальным институтом стандартов США и Institute of High Fidelity, в котором мощность измеряется при 0,1% нелинейных искажений.

Аналогично любой производитель может ввести собственный стандарт расчета мощности, что позволит ему писать напротив слова Power любые цифры, которые он сочтет выгодными. При подобных расчетах можно доводить значения КНИ до любого максимума, например, до 15-20%, что повлечет за собой рост формальной “мощности”. Более того, так могут изменяться значения RMS.

Хитрый ресивер

Следующий неоднозначный момент касается расчета мощности многоканального ресивера. Так при тестировании, происходит “выгодное” для искажения действительности разделение мощности. Результаты измерений очень порадуют глаза, но не уши соседей. Это связано с методом измерения одного нагруженного из шести, восьми или десяти каналов, что формально дает якобы мощностной прирост.

Чтобы не ошибиться, оценивая реальную мощность устройства, следует поискать приписку “all channels drive” в графе, где указана мощность, если таковой нет, то, вероятно, измерения проводились с нагрузкой на один канал. И я почти убежден, что без такой надписи заявленные характеристики мощности не соответствуют действительности. Номинальная (по ГОСТ) мощность, которая (учитывая использование усилителя класса D) будет составлять не более 80% от потребляемой мощности, а с усилителями других классов — ещё меньше.

Сухой остаток

В целом для абстрактной акустической системы мы можем получить примерно вот такую таблицу соотношения мощностей.

  • Номинальная мощность: 35 Вт.
  • DIN Power: 50 Вт.
  • DIN Music Power: 90 Вт.
  • Максимальная синусоидальная мощность: 90 Вт.
  • IEC Power: 90 Вт.
  • AES Power: 110 Вт.
  • RMS (Rated Maximum Sinusoidal): 110 Вт.
  • PP (Program Power): 220 Вт.
  • PPP (Peak Program Power): 440 Вт.
  • PMPO (Peak Music Power Output): 1050 Вт.

Таким образом, мы получили 7 разных значений в 11 различных стандартах.
Из всего изложенного можно сделать выводы:

  • наиболее показательными и учитывающими верность воспроизведения являются такие показатели как номинальная мощность, IHF, DIN Power, EIAJ, (так как они учитывают КНИ);
  • менее информативными, но отражающими действительность являются измерение RMS, (AES Power), DIN Music Power, IEC Power;
  • не дают достаточной информации о мощности PMPO, PP и PPP;
  • при оценке ресивера следует обратить внимание на наличие надписи “all channels drive”;
  • номинальная мощность ресивера с усилителем класса D не может быть больше 80-90% от потребляемой.

Также могу порекомендовать для оптимального усиления и при этом безопасной эксплуатации пары усилитель+АС для студийного и домашнего применения выбирать номинальную (или по IHF) мощность усилителя в два раза больше мощности акустики по стандарту AES.
Для концертной аппаратуры, где используется живой голос и динамические инструменты, существует другое правило — номинал мощности усиления равен мощности акустики по AES