هل المزيد من واتس أفضل لمكبرات الصوت؟

تعد قوة السماعات من أكثر المفاهيم المربكة في عالم الصوت الاحترافي. من المعتقد عمومًا أنه كلما زادت قوة المتحدث ، كانت الجودة أفضل ، ويستحق التطلع إلى الأمام والامتلاك. علاوة على ذلك ، غالبًا ما تكون القوة المؤشر الحاسم الذي يدفع العملاء إلى الشراء.

ولكن إذا درست بعناية ، ستجد أن القوة أقل أهمية بكثير للأداء العام للمتحدث من مؤشرات الأداء الأخرى.

يحتاج مصطلح \"قوة المتحدث \" إلى مزيد من الشرح لإزالة سوء الفهم. من ممارسات العديد من الأشخاص مراعاة قوة السماعة ومستوى ضغط الصوت الناتج لجهاز الاستشعار ، أو حتى حجم مكبر الصوت. لكن عادةً لا علاقة لقوة السماعة بهذه.

أولاً ، دعنا نناقش هذا المصطلح أولاً لجعله أكثر وضوحًا. هل يمكن استخدام \"الحد الأقصى لتبديد طاقة الإدخال \"؟ يعتبر مفهوم \"طاقة الإدخال \" مناسبًا لأن السماعة عبارة عن حمولة من مضخم الطاقة.

بافتراض أن مقاومة الخط صغيرة ولا يكاد يذكر (إذا تم استخدام السلك القياسي الصحيح ، فإن هذا الافتراض صحيح) ، تصبح طاقة خرج مكبر الصوت هي طاقة دخل السماعة. لأنه يُعتقد عمومًا أنه كلما زادت قوة مكبر الصوت ، كان ذلك أفضل (على سبيل المثال ، سيارة رياضية متعددة الاستخدامات مقابل سيارة اقتصادية) ، لذلك فمن المنطقي الاعتقاد أنه كلما زادت قوة مكبر الصوت ، كان أداء المنتج أفضل.

تسمى مكبرات الصوت المتصلة مباشرة بالسماعات مضخمات الطاقة لأن جهد الخرج الخاص بها أعلى من جهد الدخل. (الشكل 1) تقاس قدرة مضخم الطاقة وفقًا لقدرته على توليد الطاقة. عادة كلما كانت القيمة أكبر ، كان ذلك أفضل ، لأنه يعني أن مكبر الصوت لديه إمكانات أكبر ويمكنه القيام بمزيد من العمل.

يتم قياس قوة مكبر الصوت وفقًا لقدرته على تبديد الطاقة. تشير قيمة الطاقة إلى المقدار المستمر للطاقة التي يمكن أن يستهلكها مكبر الصوت على شكل حرارة دون إتلاف السماعة. على الرغم من أنه يبدو للوهلة الأولى أنه كلما زاد تبديد الطاقة ، كان ذلك أفضل ، لكن الفرضية هي أن الطريقة لتحقيق قدر أكبر من تبديد الطاقة لا تضر بأداء المتحدث ، فإن هذا البيان صالح فقط.

مضخمات الطاقة الحديثةتعمل كمصادر جهد ثابت للسماعات. هذا يعني أن جهد خرج مكبر الصوت والحمل الذي توفره السماعات المتصلة مستقلان بشكل أساسي عن بعضهما البعض. إذا كنت تستخدم مضخمًا لتشغيل الإشارة ، وقياس جهد خرج مكبر الصوت دون أي حمل متصل بالإخراج. ثم قم بتوصيل مكبر الصوت بطرف الإخراج ، وقياس جهد خرج مكبر الصوت مرة أخرى ، ولن تتغير القراءة على الفولتميتر بشكل كبير.

الفرق بين الحمل وعدم التحميل هو: عند تطبيق الحمل ، سيخرج التيار من مكبر الصوت ويتدفق عبر السماعة. كلما كانت مقاومة الحمل أصغر (كلما زاد عدد مكبرات الصوت المتصلة بالتوازي) ، زاد التيار الذي يسحب الحمل من مكبر الصوت ، وزاد إجمالي توصيل الطاقة بين مصدر الجهد والحمل

هذا هو السبب في أن إجمالي طاقة الخرج للمكبر عادةً ما يزيد عند تشغيل المزيد من مكبرات الصوت. لاحظ أنه يتم زيادة طاقة خرج مكبر الصوت ، ولكن سيتم توزيع هذه الطاقة الإجمالية المتزايدة على جميع السماعات المتصلة.

لذلك ، إذا تم توصيل اثنين من مكبرات الصوت بشكل متوازٍ ، فإن إجمالي خرج الطاقة للمضخم يزيد ، لكن الطاقة المخصصة لكل مكبر صوت لا تزيد بالضرورة. في الواقع ، سيتم تقليل الطاقة المخصصة لمتكلم واحد بشكل طفيف. لذلك ، من الأفضل الحفاظ على حمل مضخم الطاقة أعلى من 4 أوم لتقليل تأثير السلك وتجنب طلب مكبر الصوت للتيار الزائد.

1. واحد ينزل

الطاقة التي يمتصها مكبر الصوت من مكبر الصوت هي نتاج الجهد والتيار. وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة ، يجب أن يكون لكل قوة من مكبر الصوت مكانها. ينتج جزء من الطاقة الإجمالية الاهتزاز الميكانيكي للسماعة ، ويتم تحويل الطاقة المتبقية إلى حرارة. يجعل الاهتزاز الميكانيكي للمخروط صوت السماعة.

الطاقة الحرارية منتج ثانوي عديم الفائدة ، لذا مثل أي نفايات عديمة الفائدة ، يجب التخلص من الطاقة الحرارية. لسوء الحظ ، يعتبر تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية عملية غير فعالة (عادة أقل من 10٪) ، لذلك يتم تحويل معظم طاقة مكبر الصوت إلى حرارة غير مجدية ، والتي يجب تبديدها.

تصف قوة مكبر الصوت قدرة السماعة على معالجة الحرارة ، والتي تنتج عن عدم كفاءة عملية تحويل الطاقة. لذا فقد عادت إلى التعريف الموسع \"الحد الأقصى لتبديد طاقة الإدخال \" الذي تحدثنا عنه سابقًا.

لذلك ، من الخطأ ربط قوة السماعة بأدائها الصوتي. تعني قيمة طاقة التبديد العالية فقط أن قدرة تبديد الحرارة للسماعة أقوى. لكن القوة نفسها لا تفسر فعالية قوة الصوت التي يولدها مكبر الصوت ، وفعالية قوة الصوت التي يولدها السماعة هي العامل الأكثر أهمية في أداء السماعة.

يمكن زيادة تبديد طاقة السماعة عن طريق تقليل أداء السماعة ، والتي تحتاج فقط إلى إضافة بعض مكونات المقاومة داخل السماعة. ومع ذلك ، فإن النتيجة هي قيمة طاقة مكبر صوت كبيرة ولكن صوت منخفض للغاية ، وهذا ليس ما نريده.

يرتبط مستوى ضغط الصوت (SPL) الناتج عن السماعة ارتباطًا وثيقًا بالجهد المطبق أكثر من القوة المطبقة. يمكن أن يوضح الشكل 3 هذا بوضوح.

تختلف قوة حمل المستشعر باختلاف التردد. على الرغم من أن قيمة SPL غالبًا ما تستخدم قيمة طاقة الإدخال كمرجع ، في الواقع ، من الأكثر دقة استخدام جهد الدخل كمرجع. في الواقع ، تفضل السماعات استجابة الجهد المسطح ، لأنه في هذه الحالة ، ينتج عن جهد محرك متساوٍ عند كل تردد استجابة سعة مسطحة في الاتجاه المحوري.

يمكن لمكبر الصوت المثالي استخدام الحد الأدنى من الطاقة لإنتاج مستوى ضغط الصوت المطلوب. يجب أن تولد مكبرات الصوت عالية الأداء أيضًا حرارة أقل. لذلك ، فإن قدرة السماعات على تحمل محركات الأقراص عالية الطاقة لا تستحق التساؤل. لأنه في جوهرها ، لا يمكن لهذه القدرة أن تنتج أي فوائد

إن القدرة على توليد الكثير من الطاقة الصوتية بأقل طاقة إدخال تستحق الإعجاب. فكر في استهلاك الوقود لكل كيلومتر من السيارة ، وستفهم مسألة الأداء بشكل أفضل. يدور أداء المتحدث حول مفهوم الكفاءة وليس مفهوم الاستهلاك. تحميل البوق وموضع الواجهة هما طريقتان تستخدمان لزيادة أداء السماعة. تم تصميم كلتا الطريقتين لتوليد المزيد من الطاقة الصوتية لكل واط من الطاقة الكهربائية.

2. منظور معقول

يمتد سوء فهم الناس لقوة السماعة إلى السلوكيات اليومية ، مثل اختيار المصباح الكهربائي. يُعتقد عمومًا أن القوة الكهربائية للمصباح مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بإخراج الضوء ، وأنه كلما زادت القوة الكهربائية ، زاد السطوع.

يحتوي المصباح أيضًا على معلمة تسمى اللمعان ، والتي تُستخدم لوصف خرج الضوء من المصباح ، ولكن قلة من العملاء سيرجعون إلى هذه المعلمة. لذلك ، إذا كانت هناك حاجة إلى لمبة أكثر إشراقًا ، يميل الناس إلى شراء لمبة أكبر (قوة كهربائية أعلى). من الطبيعي توسيع هذا الافتراض ليشمل المتحدثين. في المرة القادمة ، في ظل فرضية إدخال طاقة معين ، يمكنك الحصول على أكبر قيمة عن طريق شراء المصباح بأعلى خرج لومن.

لا تعني القوة العالية للسماعة أن الصوت الناتج عن السماعة كبير. مقارنة بقول \"رائع ، هذه السماعة يمكنها تحمل 5000 واط من الطاقة! \" في الواقع ، هذا لا معنى له. إذا سألت نفسك السؤال التالي ، فسيكون أكثر منطقية: \"لماذا يجب أن أستخدم مكبر صوت بقوة 5000 وات لإحضار الجمهور بمستوى ضغط صوت أقصى يبلغ 100 ديسيبل ، دون استخدام مكبر صوت آخر بقوة 100 واط يمكنه أيضًا توفير جمهور بمستوى ضغط صوتي أقصى يبلغ 100 ديسيبل؟ \"

من بين مؤشرات أداء السماعات ، المعلمة الأكثر أهمية هي الحد الأقصى لمستوى ضغط الصوت الناتج. يتم حساب هذه المعلمة من حساسية السماعة وقوة الإدخال القصوى. تتمتع مكبرات الصوت ذات الطاقة المنخفضة والحساسية العالية بمزايا أكثر من السماعات ذات الطاقة الأعلى والحساسية الأقل.

لسوء الحظ ، تسبب سوء فهم الناس للسلطة في ظاهرة تنافس مصنعي مكبرات الصوت لإنتاج مكبرات صوت عالية الطاقة. يمكن أن تساعد قيمة الطاقة الكبيرة في المبيعات ، ولكن الكفاءة العالية هي العامل الحقيقي الذي يحسن أداء السماعات.

3. اختبار القوة

هناك طرق عديدة لتحديد الحد الأقصى لطاقة الإدخال للسماعة. هذه الأساليب لها مزاياها الخاصة ، ولكنها تشترك أيضًا في بعض السمات المشتركة. يجب أن يتضمن اختبار القوة الهادف ما يلي:

- ضوضاء النطاق العريض مع تحديد النطاق الترددي لإدخال الجهاز قيد الاختبار

- طريقة قياس توصيل الطاقة بين المضخم والجهاز قيد الاختبار

- مقياس يستخدم لوصف مدة تشتيت طاقة السماعة

--قيس قيمة مستوى ضغط الصوت لمكبر الصوت (بشكل مثالي)

يستخدم إدخال الضوضاء عادةً ضوضاء وردية (طاقة متساوية لكل 1 / ن أوكتاف). تستخدم بعض طرق القياس تشويشًا ورديًا مسطحًا ، بينما تستخدم طرق أخرى إشارات مرجحة لمحاكاة محتوى طيف الموسيقى. يمكن أن تنتج الطريقة الأخيرة طاقة مصنفة أعلى لأنه يتم نقل المزيد من الطاقة الكهربائية إلى نطاق تردد أقل. في نطاق التردد المنخفض ، نظرًا لأن بنية المستشعر أثقل ، فإنها عادة ما تستهلك المزيد من الطاقة الحرارية.

من أجل تحديد مقدار الطاقة التي يتم توصيلها ، يجب مراقبة الجهد والتيار المطبقين على الجهاز قيد الاختبار. لحساب نقل الطاقة ، لا يكفي سوى جهد RMS (متوسط ​​الجذر التربيعي) والمقاومة الاسمية للحمل. عندما تزداد الطاقة الحرارية للجهاز قيد الاختبار تدريجياً ، تزداد مقاومة الحمل تدريجياً ، مما يقلل من الطاقة الممتصة بواسطة الحمل (ضغط الطاقة).

عندما يعمل مكبر الصوت بالقرب من القيمة القصوى لقيمة تبديد الطاقة ، فإن الممارسة المعتادة لزيادة خرج الطاقة لمضخم الطاقة لزيادة إدخال الطاقة للحمل لن تزيد من مستوى ضغط الصوت ، ولكنها قد تقلل من نقل الطاقة.

من الأفضل استخدام الديسيبل (أي لقياس النسبة) لقياس القوة. سيؤدي استخدام القوة الكهربائية إلى تضليل الناس للاعتقاد بأنها مرتبطة بأداء المعدات.

لنأخذ الوضع الفعلي كمثال. مستوى الصوت لمكبر صوت بقوة 500 وات مستمر أعلى قليلاً (+3 ديسيبل) من مكبر صوت مستمر بقدرة 250 وات. من المفترض أن أداء المتحدثين هو نفسه. هذا يعني أن الاختلاف الجوهري بين السماعتين صغير جدًا ، على الرغم من اختلافهما بشكل كبير في القوة.

ستُجري معظم اختبارات الطاقة بعض التغييرات على الضوضاء الوردية المستخدمة للحصول على عامل قمة أصغر - يتم تقليل قيمة الذروة في مصدر صوت البرنامج بواسطة دائرة القطع. السبب الحقيقي لقص شكل الموجة هو أن مكبر الصوت يمكن أن يوفر المزيد من الطاقة لجهاز التحميل الخاص به.

الحد الأقصى لطاقة الخرج للضوضاء الوردية غير المقصوصة هو حوالي عُشر الطاقة المقدرة لموجة جيبية للمكبر. الضجيج الوردي بعد القطع هو ما يقرب من نصف الطاقة المصنفة للموجة الجيبية للمكبر ، والتي تسمح باستخدام مكبرات الصوت ذات الحجم المعقول لاختبار الطاقة. لن يغير القص الاصطناعي من توليد الحرارة للسماعة كثيرًا ، ولكن عامل القمة الأدنى الذي يوفره يمكن أن يوفر مزيدًا من الطاقة (جهد RMS أعلى) لجهاز تحميل مكبر الصوت.

سيزود اختبار الطاقة المستمر السماعة بضوضاء وردية ذات عامل ذروة 6 ديسيبل خلال فترة زمنية محددة (مثل ساعتين). هذا اختبار صعب للغاية بالنسبة للسماعات ، لأن مصدر الصوت لا يتوقف ولا يمكن تبريده.

من خلال تقليل دورة عمل شكل الموجة ، تحاول القوة المصنفة للبرنامج محاكاة الموسيقى أو الصوت. إذا كانت إشارة الصوت من النوع النبضي ، فيمكن الحصول على بعض التبريد بين النبضات ، ويمكن استخدام المزيد من الطاقة قصيرة المدى للجهاز المقاس قبل تجنب تلف الجهاز. سيقدر العديد من الشركات المصنعة القيمة المزدوجة لقيمة القدرة المستمرة لأن قدرة البرنامج (+3 ديسيبل أو مرتين هو افتراض معقول). قيمة قدرة مكبر الصوت الفعلية الموصى بها أكبر من هاتين القيمتين.

التقدير المعقول هو إضافة +6 ديسيبل (4 مرات) إلى القدرة المستمرة. على سبيل المثال ، بدءًا من هذه التعريفات ، يجب أن يكون وصف القوة الكامل والمعنى للمتحدث:

الحد الأقصى لطاقة الإدخال -200 واط / 400 واط / 800 واط (مستمر ، برنامج ، حجم مكبر الصوت الموصى به)

4. مقارنة مماثلة

يمكنك الآن رؤية المشاكل عند مقارنة قوة السماعات المختلفة. لضمان المقارنة الصحيحة بين المعلمات المتشابهة يتطلب الكثير من البحث ، والعديد من جداول المعلمات لا تقدم لنا معلومات كافية للمقارنة بهذه الطريقة.

لا يوجد خطر في توصيل طاقة أقل من قدرتها المقدرة إلى السماعة. في الواقع ، تكون طاقة الإدخال أصغر من قيمة الطاقة المقدرة ، وتتمتع السماعة بعمر خدمة أطول. في التشغيل المستقر والموثوق ، أوصي بتحديد طاقة الإدخال إلى أقل من نصف الطاقة المستمرة (-3 ديسيبل). في المثال السابق ، كان هذا يعني استخدام مضخم بقوة 800 واط لتقديم مصدر برنامج نموذجي (عامل ذروة من 10 ديسيبل إلى 14 ديسيبل) يمكن دفعه إلى حافة القطع بأقصى حد.

في هذه الحالة ، سيوفر مكبر الصوت 80 واط أو أقل من الطاقة للسماعات ، وهي قيمة آمنة أقل من الطاقة المستمرة. نظرًا لأن الإخراج المحتمل لمكبر الصوت كبير جدًا ، عند استخدام مصادر صوت برنامج عامل القمة المنخفض ، يجب أن تكون حريصًا جدًا على عدم رفع مستوى الصوت بدرجة كبيرة لإلحاق الضرر بالسماعات.

أخيرًا ، عند زيادة حجم نظام الصوت ، من المهم أيضًا معرفة متى يتم الوصول إلى النقطة الحرجة في النظام. لكل 40٪ زيادة في الجهد المطبق على السماعة ، تتضاعف طاقة الإدخال ويزداد مستوى الصوت قليلاً (+3 ديسيبل).

تذكر أن الاحتمالات النسبية مهمة في الصوت. يتم زيادة حجم النظام في خطوات 3 ديسيبل ، ويصل أخيرًا إلى أقصى نقطة لتبديد الحرارة. استمر في الزيادة بمقدار 3 ديسيبل ، وستصبح القشة الأخيرة التي تسحق الجمل. عندما يعمل مكبر الصوت بنصف الطاقة المقدرة ، قد يكون مستوى الصوت قريبًا جدًا من الحد الأقصى. لذلك ، ليست هناك حاجة لزيادة الطاقة ، مما يؤدي إلى خطر حدوث ضرر دائم للسماعات.

5. من السهل بيع الطاقة العالية ، لكن الكفاءة العالية هي هدف أفضل

يقلل تطوير تكنولوجيا السيارات من استهلاك الطاقة ويمكن أن ينتج مركبات ذات كفاءة أعلى وتكاليف تشغيل أقل. يجب أن يكون لصناعة الصوت أهداف مماثلة وأن تسعى جاهدة لتحقيق مستوى ضغط الصوت المطلوب بقوة أقل لمكبر الصوت.

مع زيادة الكفاءة ، يجب أن تقلل مكبرات الصوت تدريجيًا كمية الطاقة التي يجب تبديدها في شكل حرارة. وبالمثل ، يجب أن يختفي افتتاننا بتصنيفات القوة الأعلى.