в чем измеряется мощность звука в колонках
Что такое мощность колонок: от чего зависит и в чем измеряется
Всех читателей, приветствую! Каждый, кто хоть раз выбирал акустическую систему, задумывался о мощности колонок в ваттах – что это за параметр и как он влияет на громкость аппаратуры.
Сегодня я расскажу, в чем измеряется звук в колонках, от чего зависит громкость и как узнать достаточные параметры для комнаты определенной площади.
Влияние общей выходной мощности на громкость
Как ни странно, высокая мощность аппаратуры не всегда говорит о том, что она будет играть громко и «мясисто». Выбирая акустику для компьютера, следует помнить, что ватты, грубо говоря – это количество энергии, потребляемое аппаратурой.
В зависимости от КПД системы (а он иногда бывает чрезвычайно мал) итоговая громкость может значительно корректироваться.
Громкость звука – субъективная характеристика. Измеряется она интенсивностью, которая пропорциональна квадрату амплитуды звукового давления. На нее влияет чувствительность человеческого уха.
Разные люди могут по-разному воспринимать одни и те же диапазоны частот. Кроме того, чувствительность снижается с возрастом.
Общая выходная мощность – не единственный параметр, влияющий на звуковое давление. Громкость системы в целом также находится в зависимости от чувствительности динамиков и мощности усилителя.
Чем ниже будет чувствительность колонки, тем мощнее усилитель потребуется для ее активации.
Системы измерения
Несмотря на вышеперечисленное, самым эффективным инструментом маркетологов при продаже акустики для ПК, остается мощность, выраженная в ваттах. 
Еще совсем недавно, лет 20 назад, на рынке была доступна только старая акустика, выпущенная советской промышленностью, и китайская аппаратура, начинающая захватывать мировые рынки.
Качественная европейская и американская электроника попросту не поставлялась к нам по причине заоблачной стоимости, недоступной для подавляющего большинства клиентов.
В паспорте советской, а впоследствии и российской электроники, указывалась номинальная мощность, которая продолжает считаться одним из наиболее объективных параметров. Определяется эта характеристика при средней позиции регулятора громкости.
Китайцы же традиционно указывали PMPO – максимальную мощность, которую теоретически способен выдержать динамик без механического повреждения, а усилитель «пропустить» через себя, не перегорев и не поплавив начинку.
Не редко на миниатюрной колонке можно было увидеть гордую наклейку 500 Ватт. Естественно, блоком питания, способным аккумулировать такое количество энергии, ни одна такая система не была оборудована.
Такую систему исчисления назвали «китайскими ваттами». Согласно результатам многочисленных тестов, этот показатель в 20-30 раз превосходил номинальную мощность. На текущий момент, к счастью, PMPO почти не используется, а в характеристиках китайской электроники указывается номинальная мощность.
Это вполне объяснимо: кроме Китая и некоторых других стран Азии, сегодня почти никто не производит аппаратуру. Бороться за рынок, с помощью таких хитрых манипуляций, больше не имеет смысла – он уже давно захвачен и монополизирован.
Прочие стандарты
В этой теме нельзя не упомянуть стандарт DIN 45500, впервые классифицировавший понятие Hi-Fi аппаратуры. 
Согласно принятым нормативам, DIN Power здесь измеряется при помощи подачи сигнала частотой 1 кГц на линейный вход на протяжении 10 минут.
При достижении 1% THD измеряется мощность. Такая система полностью идентична японской EIAJ. DIN Music Power – еще один параметр, максимальный сигнал, который выдержит аппаратура без повреждения на протяжении длительного времени.
Этот показатель отвечает IEC Power, согласно стандарту Международного электротехнического комитета IEC 268-5. Длительность нагрузки составляет в нем 100 часов.
RMS – предельная синусоидальная мощность, то есть та, с которой устройство способно работать в течение часа без повреждений. Обычно эта величина на 150-200% больше советской номинальной мощности и на 20-25% больше DIN Music Power. К этому стандарту близок AES2-1984, согласно которому замеры проводятся в течение двух часов.
Как определить подходящую мощность
Итак, мы подходим к главному вопросу: суммарная мощность колонок – что это такое и как влияет она на качество звука. Суммарная мощность – сумма мощностей сабвуфера и сателлитов в составе акустической системы. На какую площадь комнаты какая акустика лучше подойдет, определить можно по следующему принципу:
Более мощные колонки брать не имеет смысла – все равно вы не сможете использовать «на полную катушку», не мешая при этом соседям по дому. Если же вы живете в частном секторе и предпочитаете очень громкую музыку, можно взять хоть и 300 Ваттные колонки, выставить их на улицу и радовать жителей микрорайона своими музыкальными предпочтениями.
Рекомендации по мощности приведены согласно системе RMS. И, пожалуй, главное, о чем не следует забывать при выборе акустики – то, что ее мощность никак не влияет на качество звука.
А это уже характеристика сугубо субъективная, поэтому, покупая даже навороченные колонки от бренда с мировым именем, не поленитесь провести тестовое прослушивание – а вдруг вам частотный диапазон придется не по нраву.
Про основные параметры и технические характеристики колонок для ПК читайте тут. Также на эту тему советую почитать о лучших брендах производителей аудиоколонок для ПК и про историю изобретения и развитие акустических колонок. Буду признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До завтра!
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.
Что такое мощность звука и на что обратить внимание при покупке акустической системы в авто?
Что такое мощность звука и на что обратить внимание при покупке колонок?
Что такое обозначение WT
Колонка мощностью в 100 Wt не всегда может играть качественней или громче той акустической системы, у которой мощность ниже в два раза, например 50 Wt.
Как измерить воспроизводимую мощность в колонках
Мощность звука можно измерять совершенно разными способами, и в разных тестовых условиях, существует общепринятый стандарт измерений мощности выдаваемого звука динамиком.
Давайте рассмотрим более подробно некоторые из параметров, которые часто употребляются в характеристиках акустических изделий:
Rated Maximum Sinusoidal power RMS – является установленной максимальной синусоидальной мощностью. Саму мощность можно измерить при помощи подачи синусоидального сигнала с частотой «1000 Гц» до момента достижения критического уровня нелинейных искажений. Очень часто в паспортах с техническими характеристиками изделия этот параметр указывается как, 25 Вт (RMS). Данное обозначение в первую очередь говорит, что динамики, и подачи на них звуковой сигнал, мощность которого равна 25 Вт, сможет работать довольно длительное время, при этом не получит никаких механических повреждений головок.
По сравнению Hi-Fi колонками, значения для мультимедийных акустических систем завышены, мощность, указываемая в Wt (RMS) исходит в первую очередь из проведения измерений с очень высокими гармоническими искажениями, примерно до 10%. Слушать музыку или другие звуки при таких искажениях некомфортно, колонки начинают хрипеть, а динамические головки в корпусе начинают дребезжать.
В России существуют свои общепринятые стандарты различных видов мощности, а именно ГОСТ 16122-87 и ГОСТ 23262-88.
Российский ГОСТ определяет такие стандартизированные понятия в акустика как:
Некоторые из этих параметров указываются в паспорте на советской или постсоветской аппаратуре. К сожалению, мировая практика, эти стандарты, не применяет, так что пока не будем сильно заострять внимание на ГОСТ-ах.
Следовательно, можно понять, что важным показателем на практике, значение мощности Вт RMS, является важным при значениях гармоник коэффициента THD = 1% и меньше. Но стоит заметить и тот факт, что выбор звуковых изделий по этой технической характеристике является очень приблизительным, и может отличаться от реальности, в первую очередь громкость воспроизводимого звука имеет характеристику звукового давления, вследствие чего, информация показателя «мощности акустических систем» — нулевая.
Чувствительность колонок
Технический параметр как чувствительность – это, величина, характеризующая интенсивность давления звука, которую развивает колонка на расстоянии 1 метра при частоте сигнала 1000 Гц при мощности 1 Вт.
Обычно чувствительность динамиков измеряется в дБ-децибелах, относительной слышимости (уровень, нулевого давления звука = 2*10^-5 Па). Иногда используется обозначение Sound Pressure Level (SPL) – это уровень характеристической чувствительности. Для краткости в технической графе единиц измерений указывается «дБ/Вт*м» или «дБ/Вт^1/2*м», важно понимать, что чувствительность, это не линейный коэффициент пропорциональности между уровнем давления звука, мощности сигнала и расстояния до источника. Большинство фирм производителей, указывают в характеристиках чувствительность динамических головок, измерения которых проводились в нестандартных условиях.
Сама по себе, техническая характеристика как чувствительность, важную роль играет при разработке и проектировании своих собственных акустических систем. Если понимание чувствительности динамиков вам непонятен, то при подборе мультимедиа акустики для компьютера или других бытовых колонок, можно на нее не обращать никакого внимания и не заморачиваться (да и не все производители ее указывают).
Амплитудно-частотная характеристика в динамиках
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – является графиком, показывающего разницу величины амплитуды входного и выходного сигнала во всем диапазоне воспроизводимых частот. Амплитудно-частотная характеристика измеряется при подаче синусоидального сигнала не меняемой амплитуды с изменением ее частоты. В точке графического обозначения 1000 Гц, обычно откладывают нулевой уровень дБ на вертикали.
Самым идеальным вариантом считается, где АЧХ представлена в виде прямой линии, но в реальности таких характеристик у колонок и акустических систем не бывает. Особое внимание необходимо обратить на величину неравномерности, и чем она больше, тем в тембре звучания больше нелинейных искажений.
При уменьшении низко-частотного (НЧ) уровня в динамиках, подразумевают потерю насыщенности и сочности звучания баса, а подъем в области низких частот слышен в виде гудения и бубнения если подключить один сабвуфер без дополнительных динамиков. При завале низких частот звук становится тусклым и неясным. Подъемы высоких частот обозначают присутствием и даже порой раздражающих неприятно-шипящих и свистящих звуков. Например, у мультимедиа колонок величина неравномерности амплитудно-частотной характеристики выше, чем у Hi-Fi акустической системы.
Коэффициент гармоник и нелинейных искажений
Коэффициент гармоник (Кг). Сама по себе акустическая система в целом, является сложным электроакустическим устройством, которое обладает характеристикой нелинейного усиления. Звуковой сигнал после прохождения всех звуковых каналов на выходе обязательно будет обладать нелинейным искажением. Гармонические искажения являются самыми явными и наиболее элементарными в измерениях.
Гармонические искажения (Ги) – это искажения, кратные основной тональности сигналов. Невосполнимым потерям в звуке ведут паразитные гармоники и придают в спектре звучания новый искаженный тембр звучания. Гармонические искажения можно замерить подачей синусоидального сигнала в частотном диапазоне «1000 Гц». При помощи специального фильтра, в сигнале звучания обнаруживают лишние гармоники с определением их мощности.
Коэффициент – это, безразмерная величина. Обычно указывается либо в децибелах, либо в процентном соотношении, а учитывается коэффициент по формуле : [дБ] = 20 log ([%]/100) и чем больше коэффициент гармонической величины, тем хуже звучание у динамика.
Импеданс и электрическое сопротивление в колонках
Электродинамическая головка в колонках обладает определенным сопротивлением постоянного тока, зависящее от длины, толщины и материала проводки в катушке (еще называется такое сопротивление реактивным или резистивным). В момент подачи звукового сигнала, являющийся в виде переменного тока, сопротивление электродинамической головки в зависимости от частоты сигналов будет меняться.
Импеданс (impedans) – обозначение полного электрического сопротивления переменному току, измеренное в частотном диапазоне «1000 Гц». В основном у акустических систем импеданс равен 4 / 6 / 8 Ом.э
Сопротивление в автомобильных колонках
При выборе динамиков указанная величина сопротивления в технических характеристиках (импеданс), не скажет покупателю о качестве звучания приобретаемого звукового изделия. Этот параметр обычно указывается в характеристиках, для возможности расчета и подбора необходимого дополнительного оборудования к динамикам, например усилителя. Если колонка обладает более низким значение сопротивления, чем рекомендуемое значение у усилителя, в звучании будут присутствовать различные искажения или может сработать защита от короткого замыкания, если значение сопротивления выше, то звучание динамиков будет намного тише.
Оформление акустики и корпус колонки
Важным фактором, влияющего на звучание динамиков или акустической системы – это, оформление акустики самой излучающей головки динамика (динамическая головка). В момент разработок и проектировании акустических систем, производители обычно сталкиваются с проблемами, в виде выбора оформления для акустики, а их больше десятка различных видов.
Оформление акустики делится, на акустически нагруженное, и на акустически разгруженное:
Также оформление акустики можно разделить на систему двойного и одинарного действия:
Поскольку на средне частотные и высокочастотные головки, оформление акустической колонки практически никак не влияет, мы постараемся рассмотреть наиболее распространенных вариантов низкочастотного акустического оформления корпуса.
Широкое применение имеет акустическая схема, называющаяся закрытый ящик (короб) – является корпусным элементом с выведенным наружу диффузором динамика и относится к нагруженному акустическому оформлению.
Звуковые волны, вызванные колебанием противоположной стороны (обратной) диффузора, используют обычно в самым распространенным вариантом двойного действия с применением фазоинвертора, например – фазоинвертор, представляет собой трубу определенного диаметра и длины, установленную в корпус. Расчет длины и сечения трубы (фазоинвертора) происходит таким образом, чтобы на определенной частоте с ней создавались колебания синфазных звуковых волн, вызванные фронтальной стороной диффузора динамика.
Акустическая схема «Ящик-резонатор» обладает с самым широким применением.
Сужающийся свернутый четвертьволновой резонатор
Отличительным примером от короба с видимым диффузор, диффузор у резонаторного короба находится внутри самой конструкции, на перегородке, а динамик участия в формировании спектра низких частот не принимает. Внутренний диффузор лишь возбуждает различные звуковые колебания низких частот, которые далее увеличиваются по отношению к громкости в пространстве фазоинвертора, играющего роль резонансной камеры.
Самым оптимальным вариантом при выборе колонок, будет динамик с деревянным корпусом, среднего размера с фазоинвертором, выполнены по закрытой схеме.
Низкочастотный динамик с деревянным корпусом, среднего размера и фазоинвертором
В момент выбора низко-частотного динамика (сабвуфера), следует обращать внимание не на его громкость звучания (этот параметр даже у довольно недорогих вариантах обладает обычно достаточным запасом), а на более достоверное диапазона всех воспроизводимых низких частот. Наиболее нежелательны колонки с тонким корпусом или маленьких размеров с точки зрения качества воспроизводимого звучания.