Výkon zesilovače vs. výkon reproduktorů. Jaký je mezi nimi rozdíl? | Pikabu

Nedávno jsem se rozhodl udělat si v autě dobrou akustiku. Koupil jsem si sadu štěrbinových reproduktorů (6 kusů, různé směry) „Ural“ (nejedná se o reklamu), průměrný výkon každého reproduktoru je 150 W a maximum je 300 W+, což je podle mého názoru (a podle názoru většiny profesionálů) momentálně nejlepší akustika z nabízených. Narazil jsem ale na jeden problém – při hlasitosti 70 %+ po 30-50 sekundách začíná silné zkreslení zvuku, protože rádio se velmi zahřívá. No, rozhodl jsem se pro tento případ vybrat zesilovač. Ale jak ho vybrat? Při bloudění po rozlehlosti internetu jsem narazil na tento článek. Podle mého názoru je to NEJLEPŠÍ popis všeho, na co jsem narazil.

Nejprve si vysvětlíme jednoduchý koncept výkonu, který jsme se učili ve škole, a to ve formě vzorce P=U*I, kde U je napětí a I je proud procházející úsekem obvodu. Podle Ohmova zákona lze I pro úsek obvodu vyjádřit pomocí U a R, kde R je odpor úseku obvodu. Pak dostaneme P=U*U/R

Tento vzorec definuje výkon SPOTŘEBOVANÝ částí obvodu. Z hlediska studia výkonu lze jakýkoli obvod rozdělit na dvě hlavní části – zdroj a spotřebič (zátěž). Pokud tedy definici rozvineme, pak výše uvedený vzorec definuje výkon spotřebovaný zátěží u zdroje.

Nyní si spočítejme, co dostaneme. Sekundární napájecí napětí zesilovače na jeden zesilovací kanál (zesilovač z tohoto napětí vytváří audio signál; vezměme si jako příklad 100wattový čtyřkanálový zesilovač) je asi 40 voltů. Odpor reproduktoru (zapomeňme na impedanční charakteristiku a počítejme podle nominální hodnoty, to stačí pro pochopení) je 4 ohmy. Dosadme čísla do vzorce a zděsme se:

P=40*40/4=400 wattů. Toto je spotřeba energie reproduktoru, pokud je připojen přímo k napětí 40 voltů. Jako když zapojíte žárovku do zásuvky. Pokud se jedná o stejnosměrný proud, pak se veškerý tento výkon reproduktorů přemění na teplo. Pokud se jedná o střídavý proud, pak se většina přemění na teplo a menší část se přemění na pohyb vzduchu v blízkosti difuzoru. Pokud reproduktor napájíte ne 40 volty, ale 80 volty (zesilovač pro subwoofer), pak spotřebuje 1600 wattů, i když ne nadlouho. A pokud 20 voltů (malý zesilovač, který lze instalovat na výškové reproduktory) – 100 wattů. Takže spotřeba energie reproduktoru závisí POUZE na jeho odporu a napětí, které je k němu přiváděno.

Ale představte si, co je to 400 wattů? Alespoň na příkladu žárovky. Pokud pověsíte 200 wattů na chodbě, bude úžasné, jak jasně bude svítit. A pokud bude hořet doslova dvě minuty, zahřeje se do takového stavu, že ji nebude možné vzít do ruky. Totéž se stane s cívkou reproduktoru. Jen žárovka je vyrobena ze skla a relativně masivního kovu. A reproduktor je vyroben z tenkého drátu cívky a papíru/plastu/nějakého jiného TENKÉHO difuzoru. Pokud se zahřeje do takové míry, okamžitě se roztaví nebo doslova shoří. Navíc, pokud použijete/nepoužijete (šetříte) různé triky, pak lze limit DODÁVANÉHO napětí zvýšit/snížit. Ale například středobasový reproduktor se nikdy nebude moci přiblížit k neustále dodávaným 40 voltům. Co by tedy měli výrobci dělat? Věc je taková – aby se zabránilo spálení reproduktorů, přišli s nápadem napsat do návodu maximální výkon, po jehož dosažení reproduktor neshoří. Jinými slovy, ukazatel maximálního výkonu z návodu k reproduktoru je nepřímým ukazatelem toho, jaké maximální napětí lze do reproduktoru DODAT, aby se nespálil. To je vše. Tento parametr NECHARAKTERIZUJE HLASITOST reproduktoru! Tento parametr charakterizuje POUZE odolnost cívky reproduktoru. TO JE VŠE!

Nyní se přesuňme ke zdroji. V našem případě to bude zesilovač. Co je zesilovač pro zátěž reproduktoru? Zesilovač pro reproduktor není nic jiného než zdroj střídavého proudu s neustále se měnícím napětím. Kolísání proudu a napětí způsobuje pohyb membrány reproduktoru tam a zpět, čímž se pohybuje vzduch a vytváří se vlna.

Úkolem zesilovače je vytvořit na výstupu signál vysokého napětí, který opakuje tvar signálu nízkého napětí přiváděného na vstup. Výstupní signál musí navíc PŘESNĚ opakovat tvar vstupního signálu bez zkreslení.

Zesilovač má složitou konstrukci, skládá se z velkého počtu součástek, z nichž každá je navržena pro určitou zátěž. Všechny tyto součástky (ve větší míře se jedná o napájecí zdroj zesilovače) začnou zkreslovat signál, když jimi prochází určitý výkon. To znamená, že například pokud na vstup přivedete sinusoidu o frekvenci 100 Hz a zvýšíte její amplitudu, můžete dosáhnout vzhledu stejných 40 voltů na výstupu našeho přibližného čtyřkanálového zesilovače. Pokud však tento signál zkontrolujete osciloskopem, uvidíte, že ze sinusoidy zůstávají pouze zkreslení. Navíc v závislosti na hodnotě připojené zátěže dojde k přechodu signálu ze sinusoidy na kašovitou formu při různých hodnotách napětí. Co by tedy měl výrobce udělat? Zde je to: najít různé hodnoty výstupního napětí pro různé odpory zátěže, při kterých signál začíná přecházet z téměř čistého sinusoidy na kašovitou formu, umocnit ji a vydělit odporem připojené zátěže. To bude přesně hodnota maximálního výkonu zesilovače (při které signál příliš nezkresluje).

Takže tento parametr má prakticky přímý vztah k objemu.

ALE! Výstupní napětí zesilovače závisí na vstupním napětí zesilovače. Tato závislost je vyjádřena zesílením. Například náš čtyřkanálový zesilovač dokáže zesílit sinusoidu s rozkmitáním 3 volty na vstupu na sinusoidu s rozkmitáním 20 voltů na výstupu bez zkreslení při zátěži 4 ohmy (100 wattů nezkresleného výkonu). Zisk je přibližně 6,7. My ale chceme k zesilovači, který má maximální výkon 40 wattů, připojit výškový reproduktor. Co máme dělat? Přesně tak! Snížit zesílení. Čím? Samozřejmě pomocí regulátorů zesílení!

Abych tedy shrnul výše uvedené, rád bych uvedl definice maximálního výkonu pro reproduktory a zesilovače:

1) Maximální výkon reproduktoru je maximum, které lze reproduktoru DODAT, aniž by se spálil. Obvykle se uvádí RMS (trvalý výkon) a maximální (špičkový výkon). Tento parametr NEMÁ ŽÁDNÝ SOUVISLOSTI S hlasitostí a zkreslením!

2) Maximální výkon zesilovače je maximum, které může zesilovač VYSTUPIT do reproduktoru S MINIMÁLNÍM zkreslením. Tento parametr se týká hlasitosti a zkreslení.

Ale to není všechno. Pokračujeme. Jak přizpůsobit zesilovač reproduktoru, když znáte výkon reproduktoru? Odpověď zní V ŽÁDNÉM PŘÍPADĚ!

1) s výkonným zesilovačem můžete vždy snížit vstupní citlivost snížením zesílení

2) Slabý zesilovač může mít více než dostatečný výkon pro výkonný reproduktor, pokud má tento reproduktor vysokou citlivost.

Jak tedy pochopit, zda je konkrétní zesilovač pro konkrétní reproduktor dostatečný? Bohužel bez nějakých empirických zkušeností to opravdu nejde. Možná se dá použít hrubý vzorec, že pro středobasové reproduktory s citlivostí větší než 86 dB bude stačit 60-70 wattů na kanál, ale pro středobasové reproduktory s menší citlivostí to stačit nebude. No a pečlivě si přečtěte recenze a osvojte si zkušenosti ostatních lidí.

S pomocí různých zesilovačů zvuku si můžete vytvořit ideální mono nebo vícekanálový stereo systém pro použití v bytě, chatě nebo vile. V tomto článku nabízíme průvodce výběrem, díky kterému si můžete vybrat ten správný zesilovač zvuku pro reproduktory na základě jeho kvalitativních charakteristik a cenové kategorie.

K čemu slouží zesilovač zvuku?

Myšlenka vytvoření a kombinace klasického stereo systému se samostatnými komponenty se může na první pohled zdát neobvyklá a zvláštní. Zdálo by se, že stačí jednoduchý Bluetooth nebo Wi-Fi reproduktor. Ti, kteří chtějí dosáhnout dobrého zvuku, by však měli nejprve porovnat jednoduchý Bluetooth reproduktor se stereo systémem se samostatnými zesilovači. V tomto případě rozdíl pochopíte. Dobrý systém má velkou hodnotu: zvyšuje se dynamika, hloubka a amplituda zvuku.

Při nákupu akustického systému je třeba si uvědomit, že bude k dispozici několik zdrojů zvuku. To vše bez ohledu na to, jak budete hudbu poslouchat: prostřednictvím audio přehrávače, sledováním filmu nebo ponořením se do světa počítačových her. Nejdůležitější je, aby byl zvuk špičkový. Jediný problém, se kterým se můžete setkat, je, že různá zařízení mají různý výkon a výstupní audio signály.

Kromě toho se může lišit i frekvenční paleta. Například dobrý reproduktor nemusí produkovat dobrý zvuk a v některých případech se stává neúplným a integrovaným. Proto se pro sjednocení všeho do jednoho algoritmu, kvality a výkonu, používají zesilovače zvukového výkonu. Takové zařízení umožňuje ovládat zvuk výběrem systému s dobrým akustickým systémem. To vše koordinuje systém a pomáhá poslouchat hudbu v dobré kvalitě. Zařízení musí být předem připojena ke zdroji zvuku pomocí různých konektorů.

Instalace zahrnuje: reproduktory a tranzistorový audio zesilovač, který umožňuje zvýšení zvukové frekvence.

Typy zesilovačů zvuku

Reproduktorový zesilovač může fungovat na různých principech. Podívejme se na různé typy zesilovačů:

1. Kombinovaný zesilovačJedná se o druh kombinace několika zařízení, zkombinovaných v jednom zařízení. Takové zařízení je schopno vykonávat funkce jak výkonového, tak předběžného zařízení.

2. PředzesilovačTaková zařízení jsou vybavena speciálními XLR porty, které umožňují připojení zařízení na velké vzdálenosti. Taková zařízení jsou vhodná pro použití v restauracích, barech a dalších institucích. Pro domácí použití – zbytečné. Hlavním úkolem tohoto zařízení je shromažďovat zdroje zvuku a odesílat signály do výkonového zesilovače. Některé varianty umožňují poslouchat nahrávku a zároveň ji nahrávat.

3. Výkonový zesilovačNa první pohled je takové zařízení poměrně jednoduché. Uvnitř zařízení jsou zvukové transformátory. Takové zesilovače pro akustiku jsou považovány za nejdražší.

4. Elektronkový zesilovačMnoho lidí si taková zařízení vybírá kvůli kvalitě zvuku. Nevýhodou těchto zařízení je však jejich náročnost a ne všichni uživatelé si s nimi budou moci hrát kvůli možným výhodám. Proto výhody takových zařízení dokážou ocenit pouze skuteční hudební guruové. Běžní uživatelé by se měli zaměřit na jiná zařízení.

5. Digitální audio zesilovač — je kombinací ideálního poměru ceny a výstupního výkonu. Dnes se taková zařízení používají hlavně pro domácí kina. Vyrábějí je společnosti jako Panasonic, Sharp a Sony. Zařízení patří do třídy D, což znamená přítomnost pulzně šířkové modulace. Mezi hlavní výhody zařízení patří konstrukce, která nevyžaduje chlazení. Díky těmto technologiím je možné navrhnout supervýkonný digitální zesilovač.

Charakteristiky zesilovače

Před výběrem perfektního stereo systému a zesilovače zvuku pro reproduktory je nutné zvážit několik základních faktorů. Mezi vlastnosti nákupu patří:

• značka výrobce;
• záruka;
• cena.

Technické vlastnosti audio zesilovače:

• dodávané napájení;
• minimální přípustné zatížení;
• počet zesilovacích kanálů;
• koeficient zkreslení;
• poměr signálu k šumu;
• frekvenční rozsah.

Mezi další vlastnosti zesilovačů patří:

• přeslechy a rušení;
• rychlost nárůstu výstupního napětí;
• koeficient intermodulačního zkreslení.

Při výběru by bylo také dobré prostudovat a vzít v úvahu následující vlastnosti:

• hmotnost zařízení.
• rozměry a velikosti;
• maximální spotřeba energie;
• napájecí napětí.

Jak vybrat správný zesilovač pro reproduktory?

Prvním parametrem, na který je třeba při výběru zařízení věnovat pozornost, je NapájeníTento ukazatel přímo souvisí s hlasitostí, kterou reproduktory poskytují. Chcete-li dosáhnout „vyšší“ hlasitosti, můžete zvýšit výkon nebo jednoduše zvolit citlivější reproduktor. Stačí 25 nebo 30 wattů.

Minimální přípustné zatížení — spolehlivost a bezproblémový provoz, což naznačuje, že akustický systém pracuje stabilně. Skutečné hodnoty maximálního sinusového výkonu (RMS) jsou 8 Ohmů. To není vždy deklarovaný fakt, zejména u kompaktních zařízení. To však nestačí k tomu, abyste se nenechali oklamat přehnanými čísly, jako je „dynamický výkon“, „maximální výkon“. Neměli byste volit vysokou hodnotu – v malé místnosti stačí koupit zesilovač s nízkým ukazatelem. Odpor zesilovače by měl být podobný odporu akustického systému a v některých případech nižší. Je nepřijatelné, aby tento ukazatel byl vyšší. Akustický výkon by měl být menší než maximální možnosti reproduktorů. Tím se prodlouží životnost zařízení.

Frekvenční rozsah — další důležitý faktor. Většina lidí dokáže vnímat zvuky s frekvencí až 20 kHz. Za nejkvalitnější zařízení se považuje to s vysokofrekvenčním tranzistorem a kde je použito více mikroobvodů. Také při výběru zesilovače je nutné vzít v úvahu, aby maximální dosah nepřekročil tuto horní hranici.

Koeficient je zkreslenýČím vyšší je tento ukazatel, tím nižší je kvalita zvuku vybraného zařízení. Při výběru zařízení je lepší volit zařízení stejného výrobce nebo třídy.

Počet kanálů zesilovače Můžete si vybrat na základě konfigurace akustického systému. Zařízení domácího kina mají dva kanály. Měli byste si vybrat kanálový přijímač s indikátory v rozmezí od 5.1 do 9.2.

Poměr signálu k šumu — znamená hladinu hluku pozadí přenášeného do reproduktorů. Hladina se měří v decibelech při maximální hlasitosti. Vyšší úroveň znamená lepší kvalitu zvuku. Nejlepší je zvolit zařízení s hladinou alespoň 90–100 decibelů.

Nejtěžší výběr zesilovače může být výběr zesilovače zvuku pro reproduktory do autaVynaložený čas a peníze se však vyplatí: kvalita, čistota a síla zvuku v autě se zvýší. Pokud jste si již zakoupili kvalitní subwoofer, můžete potřebovat větší výkon pro reprodukci akustiky. Klasická autorádia nejsou schopna poskytnout dobrý zvuk. Proto je třeba si pořídit externí zesilovač. Nejlepším řešením je koupit zařízení s parametry až 200 wattů.

Na co se ještě zaměřit při výběru zesilovače

Podívejme se, na jaké body byste měli věnovat pozornost, abyste si vybrali audio zesilovač s optimální rovnováhou mezi funkčností, cenou a kvalitou.

• Cena zařízení. Nízká cena by měla být varovným signálem. Neměli byste kupovat levná zařízení.
• Plocha místnosti, kde bude zesilovač instalován. To ovlivňuje kvalitu zvuku. Je třeba vzít v úvahu, že výkon na kanál je 3-5 wattů na metr čtvereční. Pokud parametry nepřesahují patnáct metrů čtverečních, je třeba vzít v úvahu první číslo, u ploch větších než dvacet metrů čtverečních – druhé.
• Nakupujte zařízení od firem a obchodů, kde si můžete ověřit kvalitu zařízení v akci.
• Je nutné vybrat zařízení s výkonovou rezervou, protože byste neměli používat zařízení na maximální výkon. To vše může ovlivnit životnost zařízení. Za nejspolehlivější zesilovače se považují ty s výkonem až sto wattů.
• Pokud je to možné, měli byste si vybrat zařízení od jednoho výrobce. V případech, kdy to není možné, zkuste zvolit zařízení stejné třídy.

Hodnocení modelů zesilovačů

Podívejme se na některé modely, zvažme vlastnosti zařízení, jejich výhody a nevýhody. Výběr zesilovače není vzhledem k množství značek a modelů tak snadný úkol. Tak pojďme na to!

Zesilovač Yamaha A-S201

Výhody: Výkon zařízení je 100 wattů na kanál. Mezi výhody patří zdůraznit hlasitost zvuku i při složité struktuře hudebních skladeb, přítomnost návodu, dálkového ovládání a baterií při nákupu zařízení. Mezi nevýhody patří: absence koaxiálních, optických výstupů.

Cena zesilovače A-S201 je 14000 15000–XNUMX XNUMX rublů.

Yamaha je jednou z nejlepších značek v oblasti multimédií. Jako inovátor v oblasti audio technologií se společnost rozrostla ve světového giganta a stala se lídrem ve výrobě zařízení pro záznam zvuku. Zároveň společnost nepřestává udivovat, neustále se vylepšuje a vydává nové inovativní novinky, jednou z nich je zesilovač Yamaha A-S201. Pokud se rozhodnete pro výběr zesilovače, měli byste vědět, že Yamaha A-S201 je jeden z nejlepších zesilovačů se spolehlivou konstrukcí, skvělým zvukem a skvělým phono předzesilovačem.

Zesilovač SMSL SA-36A Plus

Mezi výhody patří podpora Bluetooth s možností bezdrátového připojení dalších audio zařízení, zesilovač třídy D pro akustiku, detailní zvuk, hliníkové pouzdro, multifunkčnost a kompaktnost. Provozní rádius je až deset metrů.

SMSL SA-36A Plus

Nevýhody: málo vstupů. Kolik takový zesilovač pro reproduktory stojí?

Cena takového zařízení se pohybuje od 2000 5000 do XNUMX XNUMX rublů.

TPA3116 LM1036 (2.0)

Cena zesilovače se pohybuje od 2000 do 3000 rublů.

Klady: spolehlivý, levný zesilovač. Zařízení je kvalitní. Má vysokou účinnost (až 90 %). Není třeba používat další chladicí systémy. Výrobce zařízení vybavil ochranou proti přehřátí, nadměrnému proudu a zkratu. Deska zařízení splňuje všechny požadavky na zesilovače třídy D. Zápory: výkon se pohybuje od 10 do 15 wattů. Zařízení je vhodné pro domácí použití.

TPA3116 LM1036 (2.0)

Pokud máte omezené finanční prostředky, je docela možné vybrat si zesilovač této třídy.

Pioneer A-10-K

Cena zařízení se pohybuje od 13 000 do 19000 XNUMX rublů.

Výhody: originální design, symetrická konstrukce, elegantní technická zdrženlivost. Toto zařízení je dodáváno v kategorii Hi-Fi zařízení, která kombinují eleganci a jednoduchost. Dobrý rozsah zvuku a přehrávání až do 10 kHz, umožňuje poslech jakéhokoli formátu – od hudby až po filmové efekty. Vyrobeno z hliníku. Spotřeba energie je 135 wattů.

Nevýhody: ne moc dobrý zvuk s rušením, zesílení zvuku se provádí programově. Zařízení je vhodné pro připojení k domácím kinům.

Zesilovač Dynavox CS-PA1

Pokud se rozhodnete koupit zesilovač tohoto modelu, měli byste znát jeho výhody: zařízení je malé velikosti, vybavené možností 3D zvukového efektu, který umožňuje rozšířit stereo základnu a zesílit zvuk. Šířka zvuku tohoto zařízení je na velmi dobré úrovni, a to i přes demokratickou cenu zařízení. Výkon pro místnosti o rozloze dvaceti metrů čtverečních je 10-20 wattů na kanál.

Nevýhody: vysoká cena. Vhodné pro domácí použití.

Cena zesilovače se pohybuje od 5500 6000 do XNUMX XNUMX rublů.

Závěr

Abyste si vybrali ten správný zesilovač pro váš domov, musíte nejprve určit, jaký typ systému chcete sestavit. Milovníci hudby oceňují stereofonní zvuk, protože standard pro nahrávání hudebních stop zahrnuje použití pouze dvou kanálů. Kombinací signálů obou kanálů můžete vytvořit realistickou zvukovou scénu, ve které se každá složka hudební scény (nástroje, tonalita) umisťuje na velmi specifickém místě. Pro lepší prostorový výkon, například u filmů nahraných s vícekanálovým kódováním (Dolby Digital, DTS), se však vyplatí zvolit vícekanálový zesilovač.

Pro výběr nejlepšího modelu zesilovače je důležité věnovat pozornost mnoha parametrům: výkonu, zvukovému rozsahu, ploše místnosti, frekvenci zkreslení. To jsou určující faktory, které vám pomohou vybrat ideální zařízení. Před nákupem bude také užitečné přečíst si recenze spotřebitelů na tento model.