有什么困难?
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有什么困难?

在 11/2019 期的 Audio 中,ATC SCM7 被用于对五个书架式扬声器的测试。 一个非常受音乐爱好者喜爱的品牌,对于专业人士来说更是如此,因为许多录音室都配备了它的扬声器。 值得仔细研究一下——但这次我们不会讨论它的历史和提议,而是以 SCM7 为例,我们将讨论一个发烧友面临的更普遍的问题。

声学系统的重要参数之一是 效力。 它是能量效率的衡量标准——扬声器(电声换能器)将提供的电力(来自放大器)转换为声音的程度。

效率以对数分贝标度表示,其中 3 dB 的差异意味着两倍(或更少),6 dB 的差异意味着四倍,依此类推。3 dB 将播放两倍的音量。

值得补充的是,中型扬声器的效率只有百分之几—— 大部分能量转化为热量,因此从扬声器的角度来看,这不仅是“浪费”,而且进一步恶化了它​​们的运行条件——随着扬声器线圈温度的升高,其电阻增加,磁性系统的温度升高是不利,这会导致非线性失真。 然而,低效率并不等于低质量 - 有许多扬声器效率低但声音非常好。

复杂负载的困难

一个很好的例子是 ATC 设计,其低效率的根源在于转换器本身使用的特殊解决方案,而这些解决方案……自相矛盾地用于减少失真。 是关于 所谓长线短线与短间隙中长线圈的典型(用于绝大多数电动转换器)系统相比,它的特点是效率较低,但失真较小(由于线圈在位于均匀磁场中的操作)位于差距)。

此外,驱动系统为大偏转的线性操作做好了准备(为此,间隙必须比线圈长得多),在这种情况下,即使 ATK 使用的非常大的磁系统也不能提供高效率(大多数的间隙,无论线圈的位置如何,都不会填充它)。

但是,目前我们对其他事情更感兴趣。 我们指出,由于 SCM7 的尺寸(带有 15 厘米中低音扬声器的双向系统,在体积小于 10 升的情况下)和这种特殊技术,效率非常低 - 根据测量音频实验室,只有 79 分贝(我们从制造商的数据中提取了更高的值,并从这种差异的原因中提取;我们比较了在相同条件下在“音频”中测量的结构的效率)。

正如我们已经知道的那样,这将迫使 SCM7 以指定的功率运行。 安静得多 比大多数结构,甚至相同的大小。 所以为了让它们听起来同样响亮,它们需要被放置 更多的权力.

这种情况导致许多发烧友得出简单的结论,即 SCM7(和一般的 ATC 设计)需要一个放大器,其功率不至于具有一些难以确定的参数,能够“驱动”、“拉动”、控制、“驱动” ”以及“重载”,即 SCM7。 然而,“重载”更根深蒂固的含义指的是一个完全不同的参数(而不是效率)——即 阻抗 (扬声器)。

“复杂负载”的两种含义(与效率或阻抗有关)都需要采取不同的措施来克服这一困难,因此将它们混合会导致严重的误解,不仅在理论方面而且在实践方面 - 正是在选择合适的放大器时。

扬声器(扬声器,音柱,电声换能器)是电能的接收器,它必须具有阻抗(负载)才能转换为声音甚至热量。 然后根据物理学中已知的基本公式,将在其上释放能量(不幸的是,我们已经知道,主要以热量的形式)。

在推荐负载阻抗的指定范围内的高端晶体管放大器的行为类似于直流电压源。 这意味着随着负载阻抗在固定电压下降低,更多电流流过端子(与阻抗降低成反比)。

并且由于功率公式中的电流是二次方的,即使阻抗降低,功率也会随着阻抗降低而反向增加。 大多数优秀的放大器在 4 欧姆以上的阻抗下(因此 4 欧姆时功率几乎是 8 欧姆时的两倍),一些是 2 欧姆,最强大的是 1 欧姆。

但典型的阻抗低于 4 欧姆的放大器可能会有“困难”——输出电压会下降,电流将不再随着阻抗降低而反向流动,功率会略有增加甚至降低。 这不仅会发生在调节器的某个位置,而且在检查放大器的最大(标称)功率时也会发生。

实际的扬声器阻抗不是一个恒定的电阻,而是一个可变的频率响应(尽管标称阻抗是由这个特性和它的最小值决定的),所以很难准确地量化复杂程度——它取决于与给定的相互作用放大器。

一些放大器不喜欢大阻抗相位角(与阻抗可变性相关),尤其是当它们出现在阻抗模量低的范围内时。 这是经典(和正确)意义上的“重负载”,要处理这样的负载,您需要寻找能够抵抗低阻抗的合适放大器。

在这种情况下,它有时被称为“电流效率”,因为它实际上需要更多的电流(比低阻抗)以在低阻抗下实现高功率。 不过,这里也有一个误区,就是有些“硬件顾问”把功率和电流完全分开,认为放大器只要有神话般的电流就可以是低功率的。

但是,在低阻抗下测量功率足以确保一切正常 - 毕竟,我们谈论的是扬声器发出的功率,而不是流过扬声器本身的电流。

ATX SCM7 效率低(因此从这个角度来看,它们是“复杂的”)并且标称阻抗为 8 欧姆(由于这个更重要的原因,它们是“轻的”)。 然而,许多发烧友不会区分这些情况,并会得出结论认为这是一个“重”负载——仅仅是因为 SCM7 会安静地播放。

同时,它们听起来会比其他扬声器安静得多(在音量控制的某个位置),这不仅是因为效率低,而且阻抗高——市场上大多数扬声器都是 4 欧姆。 正如我们已经知道的那样,对于 4 欧姆的负载,更多的电流会从大多数放大器流出,并且会产生更多的功率。

因此,重要的是区分效率和 压痛, 但是,混淆这些参数也是制造商和用户的常见错误。 效率定义为当施加 1 W 功率时,距离扬声器 1 m 处的声压。 灵敏度 - 当施加 2,83 V 电压时。无论

负载阻抗。 这个“奇怪”的意思是从哪里来的呢? 2,83 V 到 8 ohms 只有 1 W; 因此,对于这样的阻抗,效率值和灵敏度值是相同的。 但大多数现代扬声器都是 4 欧姆(而且由于制造商经常错误地将它们描述为 8 欧姆,这是另一回事)。

然后,2,83V 的电压会产生 2W 的功率,这是功率的两倍,这反映在声压增加 3dB 上。 要测量 4 欧姆扬声器的效率,需要将电压降低到 2V,但是……没有制造商这样做,因为表格中给出的结果,不管它叫什么,都会低 3 dB。

正因为SCM7和其他8欧喇叭一样,是一个“轻”的阻抗负载,所以在很多用户看来——一言以蔽之就是“难”的判断,即。 通过在一定位置接收的体积的棱镜。 稳压器(以及与之相关的电压)是一个“复杂”负载。

它们听起来更安静,有两个完全不同的原因(或者因为它们的合并)——扬声器的效率可能较低,但消耗的能量也较少。 要了解我们在处理什么样的情况,有必要了解基本参数,而不仅仅是比较两个不同的扬声器连接到同一控制位置的同一放大器所获得的音量。

放大器看到什么

SCM7 的用户听到扬声器轻柔的播放声,凭直觉就知道功放一定“累”了。 在这种情况下,放大器仅“看到”阻抗响应 - 在这种情况下高,因此“轻” - 并且不会疲劳,并且不会因为扬声器已将大部分功率转换为热量而遇到麻烦,不响。 这是“喇叭与我们之间”的事情; 放大器对我们的印象一无所知——无论是安静还是响亮。

让我们想象一下,我们将一个非常强大的 8 欧姆电阻连接到功率为几瓦、几十、几百的放大器......对于每个人来说,这是一个没有问题的负载,每个人都会尽可能多地提供瓦这种抵抗力,“不知道所有这些能量是如何变成热量的,而不是声音。

电阻器可以承受的功率与放大器可以提供的功率之间的差异与后者无关,因为电阻器的功率是两倍、十倍或一百倍。 他可以承受这么多,但他不必。

这些放大器中的任何一个都会遇到“驱动”该电阻器的问题吗? 它的激活是什么意思? 您是否提供了它可以汲取的最大功率? 控制扬声器是什么意思? 它只是输出最大功率还是扬声器开始听起来不错的某个较低值? 这会是怎样的力量?

如果您考虑扬声器听起来已经是线性的“阈值”(动态,而不是频率响应),那么非常低的值(大约 1 W)会发挥作用,即使对于低效的扬声器也是如此。 . 值得知道的是,扬声器本身引入的非线性失真会随着功率从低值的增加而增加(以百分比表示),因此当我们安静地播放时会出现最“干净”的声音。

然而,当谈到实现为我们提供适当的音乐情感剂量的音量和动态时,问题不仅变得主观,取决于个人喜好,甚至对于某个听众来说也是模棱两可的。

它至少取决于它与扬声器之间的距离——毕竟,声压下降与距离的平方成正比。 根据我们的喜好,我们将需要不同的功率来“驱动” 1 m 处的扬声器,以及 4 m 处的另一个(XNUMX 倍以上)扬声器。

问题是,哪个放大器会“做到”? 复杂的建议...每个人都在等待简单的建议:买这个放大器,但不要买这个,因为“你不会成功”...

以 SCM7 为例,可以总结为:它们不需要接收 100 瓦的功率,就可以播放优美安静的声音。 他们必须让他们演奏得又好又响。 但是,他们不会接受超过 100 瓦的功率,因为​​它们受到自身功率的限制。 制造商给出了放大器的推荐功率范围(可能是标称功率,而不是应“正常”提供的功率)在 75-300 瓦之间。

不过貌似15cm的中低音,即使像这里用的这么高端,也接受不了300W的功率……如今厂商往往对配套功放的推荐功率范围给出如此高的限制,这也是有不同原因的- 它假定扬声器功率很大,但除此之外没有其他要求……这不是扬声器应该处理的额定功率。

愿原力与你同在?

也可以假设放大器应该有 动力储备 (相对于扬声器额定功率),以免在任何情况下过载(有损坏扬声器的风险)。 然而,这与与演讲者合作的“困难”无关。

区分“需要”放大器的这种动态余量的扬声器和不需要的扬声器是没有意义的。 在某些人看来,扬声器以某种方式感受到放大器的功率储备,扬声器往复这种储备,放大器更容易工作......或者“重”负载,甚至与低扬声器功率相关,可以通过大量储备或短时间爆发来“掌握”......

还有所谓的问题 阻尼因子取决于放大器的输出阻抗。 但更多关于这一点在下一期。

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