что такое rms динамика
Размышления про мощность акустики и усилителя
Заменил в своей китайской андройд магнитоле усилитель на TDA7850, отчет и отзыв немного позже.
Тут хочу выложить некоторую информацию про усилители, динамики и их мощность. В примере будет фигурировать мои колонки и мой усилитель. По своим усилителям ищите информацию
Акустика
Есть всегда большая путаница в оценке мощности динамиков рассмотрю основные из них и примерно расскажу как переводить одно в другое.
На просторах стран бывшего СССР всегда пользовались по сути двумя стандартами
Номинальная мощность — это максимальная мощность звучания, при которой искажения звука не превышают заявленных производителем величин.
Синусоидальная мощность — мощность, при которой колонка может работать в течение длительного времени с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно в 2 — 3 раза выше номинальной, если говорим про hi-fi
Пример колонка из СССР S90 имела 90 ватт синусоидальной мощности и 35 ватт номинальной
Но сейчас даже отечественные производители перешли на общепринятые стандарты DIN (редко кто указывает это в основном немецкий стандарт), RMS и PMPO.
DIN Music Power — мощность, при которой колонка может работать в течение длительного времени с сигналом «розового шума» без физического повреждения. Это примерно тоже самое что советская синусоидальная мощность
DIN 45500 — мощность, при которой колонка работает с искажениями в 1%, что соотвествует стнадарту hi-fi техники. Это примерно тоже самое что советская номинальная мощность
RMS (Rated Maximum Sinusoidal) — предельная синусоидальная мощность — мощность, при которой колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно на 20 — 25 процентов выше DIN Music Power.
PMPO (Peak Music Power Output) — мощность, которую динамик может выдержать в течение 1-2 секунд на сигнале низкой частоты (около 200 Гц) без физического повреждения. Тут к сожалению четкого соотношения, но обычно вменяемые производители пишут максимальную мощность в 2-4 раза выше RMS
Большинство нормальных производителей указывают мощность максимальную и RMS, очень нечасто DIN. Найти акустику, в которой бы указывалась мощность при определенном уровне искажений почти нереально. Поэтому будем немного фантазировать если у нас нет для замера оборудования.
Как я писал ранее я купил акустику Morel Maximo ULTRA 602.
У нее заявлена мощность rms аж 90 ватт (не знаю почему так другие системы из бюджетных 602 серии меньше мощность). Переводим ее в DIN Music Power и получим 60-70 ватт мощности. Что значит что подав на них такую мощность мы не спалим динамики ни за час ни за два, то есть можно слушать долго не опасаясь. Но скорее всего этот звук будет с искажениями, услышите вы их или нет, зависит от музыки да и от ваших ушей. Но по факту если мы хотим музыку с приемлимым уровнем искажений то подавать на колонки нужно раза в 2-3 меньшую мощность, см выше пример с s90 и определения. Итого получается что например мои колонки имеют номинальной мощности около 25 ват +- 5 ват (увы точно посчитать можно только аппаратурой).
Усилитель
Как подобрать усилитель к акустике? Тут можно спорить, чем выше мощность тем лучше и это так, качество звука будет лучше, но я лично бы опасался брать усилитель больше мощности чем RMS колонок, мало ли что случилось, сами случайно или ребенок или кто посторонний крутанул ручку, хорошо когда колонка выдержит час такой игры, можно успеть среагировать. Это ограничивающий параметр сверху. Но также нужно смотреть документацию на усилитель и там смотреть искажения на разной мощности. Например усилитель класса hi-fi должен иметь менее 1% искажений. Часто употребляемый термин hi-end увы не имеет стандарта, по факту это маркетинговый термин, означающий что техника лучше hi-fi.
Поэтому если вы хотите например hi-fi звук, то мощность усилителя при которой на нем появляется 1% искажений должна быть равна или больше номинальной мощности колонок. Если мощность будет меньше то вы просто не раскроете потенциала колонок.
Теперь про tda7850
согласно датащиту для 4 Ом колонках
VS = 13.2 V; THD = 10 % 25 ватт
VS = 13.2 V; THD = 1 % 19 ватт
VS = 14.4 V; THD = 10 % 30 ватт
VS = 14.4 V; THD = 1 % 23 ватт
максимальная мощность(оно же RMS) на 14,4V 50 Ватт
Итого при заведенном двигателе у нас 23 ватта музыки класса HI-FI в принципе этого с натяжкой хватает на мои колонки но лучше было бы ватт 30, но для этого на усилитель нужно подать согласно документации около 17V, что требует колхоза и внедрения в цепь питания.
Все рассуждения не ликбез, а мое ИМХО на основе собранной информации. Если у кого какие критические замечания пишите.
Ода об истинной мощности или громкие и тихие Ватты
У всех, кто когда-либо сталкивался с выбором звуковой аппаратуры возникал вопрос о мощности, а если точнее, о громкости, например, акустической системы или ресивера. Предположу, что многие слышали от “заботливых” продавцов или замечали в рекламных материалах информацию о мощности в 30, 50 или, например, 100 Вт. Когда такое доводится слышать (видеть) мне, я крепко задумываюсь, о какой именно мощности идёт речь. Системы из поднебесной, например, якобы “выдают” заоблачные тысячи Ватт, при этом звучат тише десятиваттных трактов от других производителей.
Из-за ориентирования на значения мощности усилительной техники и акустических систем возникает много неразберихи, которая мешает покупателям приобретать, а продавцам продавать звуковую аппаратуру. Под катом я расскажу о существующих стандартах мощности, а также о том, какие маркетинговые ухищрения помогают некоторым производителям заявить “высокую” формальную мощность, при достаточно скромных реальных характеристиках.
Что определяет громкость?
На всякий случай, ещё раз напишу о том, что такое громкость и какие именно факторы определяют ее для того или иного тракта. Конечно, сегодня для большинства истина в том, что высокая мощность не всегда говорит о высокой громкости — секрет Полишинеля, но мало ли…
Итак, громкость звука — это:
“субъективная характеристика, она определяется интенсивностью
звука, пропорциональной квадрату амплитуды (A) звукового давления (SPL), и
восприимчивостью органа слуха, зависящей от частоты звука.”
Так вот, мощность не единственная влияет на итоговое звуковое давление (SPL). Громкость тракта определяет сочетание чувствительности акустики с мощностью усилителя. Чем ниже чувствительность АС, тем более мощный УМЗЧ потребуется для того, чтобы её “раскачать”.
При этом повышение звукового давления на 3 Дб требует удвоения 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.
“Советские” и “китайские” Ватты
Но всё же вернёмся к стандартам мощности, как к основному инструменту маркетинговых манипуляций. “Советские” и “китайские” Ватты — это “народное” деление мощностных стандартов, которое появилось лет 20-25 назад. Тогда наиболее доступной и востребованной на рынке техникой была новая из Поднебесной или старая из СССР. Остальное либо не поставлялось в РФ (по причине засилья китайских центров), либо стоило неприлично дорого для 80-90% населения РФ.
“Советские” Ватты считались честными, а китайские, соответственно, не очень. Хотя с советскими тоже всё не так просто. 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.
Иными словами, ГОСТ оставлял за производителем право указать мощность, которая соответствует наименьшему значению коэффициента нелинейных искажений. Показатели, как правило, подгонялись под требования стандарта к классу сложности устройства. Мощность указывалась как у усилителей, так и у АС (указывала на усиление какой номинальной мощности рассчитана акустика).
При этом, по утверждениям tehpoisk.ru, порой это приводило к проблемам. Например, не учитывались искажения типа «ступенька», возникающие на малых уровнях громкости, в усилителях класса АВ. Уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. При этом на средних и низких уровнях громкости сигнал существенно искажался.
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.
Типичный пример спекуляции на синусоидальной мощности — легендарные S-90. Их номинальная мощность составляла 35 Вт (к слову, первый вариант акустики назывался 35АС-01), а синусоидальная, уклончиво названная в документации паспортной, — 90 Вт. Номинальная также была указана, но второй по счету, что можно считать почти безобидной, по нынешним меркам, маркетинговой манипуляцией.
По сравнению с китайцами из 90-х и начала нулевых, случай “Радиотехники” с С-90 представляется совсем невинным. До сих пор помню, как унылые подвальные копировщики детища Мацуситы с созвучным названием Panansonica (орфография бракоделов сохранена) оставили на своей поделке “гордую” и заметную надпись: 5000 Вт.
В данном случае речь о 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.
Такие значения обычно в 20-30 раз выше номинала и именно их принято было называть китайскими. В последние годы, к чести китайских производителей, они отказались от использования PMPO и стали применять RMS.
Среди отечественных паспортных характеристик могут также встречаться максимальная кратковременная мощность (аналог PMPO), паспортная шумовая мощность (аналог синусоидальной, но в тесте вместо музыкального сигнала используется розовый шум).
DIN, RMS, AES, IEC и другие аббревиатуры
Сегодня злосчастное PMPO указывается крайне редко и, как правило, как дополнительный параметр, не несущий маркетинговой нагрузки. ГОСТовский номинал и синусоидальную мощность также достаточно тяжело встретить. Но от этого не становится проще. В многочисленных УМЗЧ и АС современного производства нет единого стандарта мощности. Нередки и откровенные маркетинговые манипуляции.
Начну, пожалуй, со стандарта 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).
Также стандарт предусматривает ещё один вид измерения мощности — DIN Music Power, описывающая 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.
Также может указываться т.н. программная мощность (Program Power или PP), которая 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.
Характерным примером разницы в указании мощности могут служить такие известные и уважаемые производители АС как Dynaudio и DALI. Первые указывают «Паспортная мощность, IEC», т.е фактически DIN, вторые вообще ограничиваются понятием “рекомендуемая мощность” и указывают диапазон мощностей.
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
Для подведения итогов и демонстрации существенности в различии мощности, предлагаю провести небольшое сравнение на примере всё тех же S-90. В данном случае я приведу лишь приблизительные расчетные значения (реальные измерения могут отличаться), но это позволит понять насколько сильно разнятся стандарты, с которыми можно сегодня столкнуться. Итак, Радиотехника S-90:
Из всего изложенного можно сделать выводы:
Для концертной аппаратуры, где используется живой голос и динамические инструменты, существует другое правило — номинал мощности усиления равен мощности акустики по AES.
Джинса
В нашем каталоге представлен широкий ассортимент усилителей, ресиверов и другой звуковоспроизводящей аппаратуры. У нас вы можете приобрести акустические системы высокой верности воспроизведения
Что такое среднеквадратичная мощность динамика и как ее интерпретировать
Многие производители динамиков просто говорят о мощности, выраженной в ваттах. Другие производители дают вам среднеквадратичную мощность в ваттах, в то время как некоторые другие дают вам пиковую мощность или максимальную мощность (некоторые даже оба значения), так как вы их интерпретируете?
Что такое RMS мощность
Например, динамик с рейтингом RMS 30 Вт, но пиковая мощность 60 Вт означает, что динамик имеет среднюю мощность 30 Вт, но способен время от времени излучать импульсы мощностью 60 Вт, и все же, скорее всего, звук, излучаемый при такой мощности, искажен. или шумно.
Затем мы получаем, что RMS указывает средний уровень мощности без искажений. Это первая важная «мощность», которую вам нужно знать перед тем, как выбирать громкоговорители, поскольку, если громкоговоритель будет работать выше этой номинальной мощности, его диафрагма может быть необратимо повреждена, поскольку громкоговоритель не сможет рассеивать выделяемое тепло. благодаря электрическому току, циркулирующему через его катушку, способному расплавить изолятор, покрывающий медный провод его соединений.
Музыкальная сила
Полученное значение рассчитано на номинальном значении импеданса динамиков, поэтому результат субъективен и ненадежен. В этом случае, если вы видите, что производитель рекламирует свои динамики с указанием «музыкальной мощности» или просто мощности, не доверяйте ему, потому что это субъективная ценность, которая не дает существенного значения для определения мощности динамиков.
Пиковая мощность (PMPO)
Например, производитель может рекламировать динамики с номинальной мощностью PMPO 100 Вт, а затем с номинальной мощностью RMS всего 10 Вт. Таким образом, это информация, которая просто представляет собой маркетинговую стратегию для увеличения показателей продукта, но не является ни реальной, ни надежной.
Как мощность влияет на громкость колонок
Содержание
Содержание
Мощность акустических систем — раздолье для спекуляции цифрами. Разнообразие подходов производителей акустики к измерению этого параметра и документирования результатов заставляет подчас задуматься даже опытного аудиофила. Рассмотрим несколько популярных заблуждений на эту тему.
Миф первый. Колонки «выдают» ватты
Первым делом нужно разобраться с несколькими понятиями. Колонки бывают активные и пассивные.
Первые имеют встроенный усилитель, а для вторых он необходим в виде отдельного устройства.
Именно усилитель в обоих вариантах преобразует ток от блока питания и передаёт сигнал определённой мощности на динамики, которые в свою очередь преобразуют его в звук. Причём делают это с низким КПД, рассеивая большую часть получаемой энергии в тепло. Поэтому говорить, что колонки выдают столько-то ватт, корректно только если они активные.
В любом случае, усилитель служит поставщиком мощности (электрической), а динамик — потребителем. За редкими исключениями (их рассмотрим позже) для активной акустики указывается выходная мощность встроенного усилителя.
Например, внутри двухкомпонентной системы SVEN MC-30 установлены TAS5342R. Его номинал 100 Вт, и производитель колонок честно указывает такую выходную мощность.
При этом динамики рассчитаны на такую мощность, иначе долго такая колонка не проживёт.
С пассивной акустикой всё немного сложнее. Согласование параметров нужно обеспечивать самостоятельно. Здесь уже у каждого компонента будет “своя” мощность: у усилителя — выходная, а у колонок — потребляемая.
Дотошный акустик может заметить, что есть такая величина как звуковая мощность, но она не измеряемая, а расчётная. А вычисляется эта величина из уровня звукового давления, который и отвечает за способности колонки. Он будет подробно рассмотрен далее.
Миф второй. Громкость определяется мощностью
Начнём с того, что громкость — параметр субъективный. Если вам в разгар вечеринки захочется прибавить звука, вряд ли это понравится соседу. То есть зависит громкость от нашего основного приёмника — уха. Правильнее говорить об уровне звукового давления. Именно этот параметр часто встречается в документации на аудиоаппаратуру под именем SPL. Измеряется он в децибелах (дБ) в отличие от мощности, единица измерения которой — ватт. Децибел — величина относительная и индицирует насколько текущий уровень SPL превышает порог слышимости (0 дБ).
Мощность приходится SPL очень «дальним родственником». Как правило, это параметр, указывающий какую максимальную электрическую энергию можно направить в динамики колонки, чтобы они при этом не вышли из строя. За то, насколько эффективно эта энергия будет использоваться, отвечает другой параметр — чувствительность. Она характеризует уже динамик, а не усилитель. Измеряется как SPL на расстоянии метра от динамика, при подаче на него сигнала частотой 1 кГц и мощностью 1 Вт. Отсюда единица измерения — дБ/Вт/м.
Например, чувствительность 84 дБ/Вт/м позволит вам на одном ватте получить SPL в 84 дБ. Каждое удвоение мощности прибавит к SPL 3 дБ. Таким образом, чтобы получить внушительные для небольшого помещения 90 дБ, в такой динамик нужно «влить» 4 ватта. Если же взять более чувствительный динамик (90 дБ/Вт/м), то достаточно будет 1 Вт. Почувствуйте разницу.
Интересно, что у некоторых производителей этот параметр значится как «эффективность». Проведём следующую аналогию. Как далеко вы проедете на автомобиле на 10 литрах бензина? Зависит от расхода топлива. Также и с динамиком, который «заправляют» 10 ваттами мощности — насколько громко он заиграет? Зависит от чувствительности. В случае с 10 Вт прибавьте к её значению 10 дБ и ответ готов.
Миф третий. Существует универсальный показатель мощности
В этой области больше решает репутация производителя, который старается придерживаться стандартов измерения характеристик, а не гонится за баснословными цифрами. Вспомните магнитолы производства известных мастеров доступной бытовой электроники, на которых гордо красовались наклейки с киловаттами. Это как раз те исключения, оговоренные в мифе №1. Казалось бы, магнитола — активная акустическая система, да ещё и портативная, откуда такие цифры?
А это не мощность усилителя, а максимально возможная пиковая нагрузка на динамики, которая может длиться миллисекунды. Да, недорогой динамик возможно выдержит такой всплеск, но это ничего не имеет общего со штатным режимом работы.
Измерять мощность можно разными способами, по-разному учитывая качество звука. Ниже приведены несколько стандартизированных показателей мощности:
Представляется ассоциация с водонепроницаемостью смартфона. Поместили на пару метров в воду на несколько минут — всё работает. А если утопить метров на пять на то же время, то бесследно это для аппарата не пройдёт. Сначала могут появиться проблемы с тачскрином, при следующем погружении перезагрузится и т.д. После серии таких погружений вода постепенно выведет из строя плату. Аналогично с тестированием динамика. Кратковременно он выдержит высокую нагрузку, но при увеличении времени воздействия начнётся перегрев со всеми вытекающими последствиями.
Стоит обратить внимание на такой простой параметр как потребляемая мощность.
Миф четвёртый. RMS — «честная» мощность
Это могло быть так, если бы не маркетинг и подчас повышенный оптимизм производителей акустики. RMS — это наиболее часто встречающийся показатель мощности акустической системы. Он говорит о максимальной мощности, при подведении которой динамики могут работать определённое время и не получат повреждений. То есть при следующем тесте будут функциональны. В идеале если ещё при этом не будет превышен заданный уровень нелинейных искажений. Но это для многих производителей совсем не точно. THD свыше 10% в зависимости от частоты вызывают призвуки, хрипы, скрипы и т.п., что делает прослушивание музыки некомфортным. Зато заявленная мощность будет обеспечена.
Безусловно RMS — более значимый параметр, чем любая пиковая мощность. Но лучше если производитель указывает какие уровни THD соблюдались при проведении испытаний. В идеале, если указан также и максимальный SPL.
Миф пятый. Мощность — главный параметр при выборе акустики
Чтобы дать возможность звуку полностью раскрыться, нужна громкость, равно как и обеспечивающая её мощность. Но упомянутые искажения могут сильно испортить картину. За чистоту звука на всём диапазоне SPL отвечают другие важные параметры: АЧХ, согласованность импедансов, акустическое оформление и др. Каждый из них по-своему влияет на восприятие. Не забывайте, что и помещение, в котором расположена акустическая система, тоже играет немаловажную роль. Да и особенности музыкальных композиций тоже нужно учитывать, не зря же существуют эквалайзеры. Всё эти детали в совокупности и формируют сочный насыщенный звук.