Quina és la dificultat?

Al número de l'11/2019 d'Audio, l'ATC SCM7 es va presentar en una prova de cinc altaveus de prestatgeria. Una marca molt respectable coneguda pels amants de la música, i més encara pels professionals, ja que molts estudis de gravació estan equipats amb els seus altaveus. Val la pena fer una ullada més de prop, però aquesta vegada no tractarem la seva història i proposta, sinó que fent servir l'SCM7 com a exemple, parlarem d'un problema més general al qual s'enfronten els audiòfils.

Un dels paràmetres importants dels sistemes acústics és eficiència. És una mesura de l'eficiència energètica: el grau en què un altaveu (transductor electroacústic) converteix l'electricitat subministrada (des de l'amplificador) en so.

L'eficiència s'expressa a l'escala de decibels logarítmica, on 3 dB de diferència significa el doble del nivell (o menys), 6 dB de diferència significa quatre vegades, i així successivament. 3 dB sonarà el doble de fort.

Val la pena afegir que l'eficiència dels altaveus mitjans és d'un poc per cent - la major part de l'energia es converteix en calor, de manera que això no només és "malbaratament" des del punt de vista dels altaveus, sinó que empitjora encara més les seves condicions de treball: a mesura que augmenta la temperatura de la bobina de l'altaveu, augmenta la seva resistència i l'augment de la temperatura del sistema magnètic és desfavorable, que pot provocar distorsions no lineals. Tanmateix, baixa eficiència no equival a baixa qualitat: hi ha molts altaveus amb poca eficiència i molt bon so.

Dificultats amb càrregues complexes

Un exemple excel·lent són els dissenys ATC, la baixa eficiència dels quals es basa en solucions especials utilitzades en els mateixos convertidors, i que serveixen... paradoxalment, per reduir la distorsió. Es tracta de l'anomenada bobina curta en un buit llargEn comparació amb el sistema típic (utilitzat en la gran majoria dels convertidors electrodinàmics) d'una bobina llarga en un buit curt, es caracteritza per una menor eficiència, però menys distorsió (a causa del funcionament de la bobina en un camp magnètic uniforme situat a la escletxa).

A més, el sistema d'accionament està preparat per a un funcionament lineal amb grans deflexions (per a això, l'espai ha de ser molt més llarg que la bobina), i en aquesta situació, fins i tot els sistemes magnètics molt grans utilitzats per ATK no proporcionen una alta eficiència (la majoria del buit, independentment de les bobines de posició, no s'omple amb ell).

Tanmateix, de moment ens interessa més una altra cosa. Afirmem que SCM7, tant per les seves dimensions (un sistema de dues vies amb un midwoofer de 15 cm, en un estoig amb un volum inferior a 10 litres), com per aquesta tècnica en concret, té una eficiència molt baixa -segons mesures en el laboratori d'àudio, només 79 dB (abstractem de les dades del fabricant prometent un valor més alt, i dels motius d'aquesta discrepància; comparem l'eficiència de les estructures mesurades en "Àudio" en les mateixes condicions).

Com ja sabem, això obligarà l'SCM7 a jugar amb la potència especificada. molt més tranquil que la majoria d'estructures, fins i tot de la mateixa mida. Per tant, perquè sonin igual de fort, cal posar-los més poder.

Aquesta situació porta a molts audiòfils a la conclusió simplista que l'SCM7 (i els dissenys ATC en general) requereix un amplificador que no sigui tant potent com amb alguns paràmetres difícils de determinar, capaç de "conduir", "tirar", controlar, "conduir". ", com seria "càrrega pesada", és a dir, SCM7. Tanmateix, el significat més arrelat de "càrrega pesada" es refereix a un paràmetre completament diferent (que l'eficiència), és a dir impedància (altaveu).

Ambdós significats de "càrrega complexa" (relacionada amb l'eficiència o la impedància) requereixen diferents mesures per superar aquesta dificultat, de manera que barrejar-los comporta greus malentesos no només en motius teòrics sinó també pràctics, precisament a l'hora d'escollir l'amplificador adequat.

L'altaveu (altaveu, columna, transductor electroacústic) és un receptor d'energia elèctrica, que ha de tenir una impedància (càrrega) per convertir-se en so o fins i tot calor. Aleshores s'alliberarà el poder (com ja sabem, malauradament, majoritàriament en forma de calor) segons les fórmules bàsiques conegudes de la física.

Els amplificadors de transistors de gamma alta en el rang especificat d'impedància de càrrega recomanada es comporten aproximadament com fonts de tensió de CC. Això vol dir que a mesura que la impedància de càrrega disminueix a una tensió fixa, més corrent flueix pels terminals (inversament proporcional a la disminució de la impedància).

I com que el corrent en la fórmula de potència és quadràtica, fins i tot quan la impedància disminueix, la potència augmenta a la inversa a mesura que disminueix la impedància. La majoria dels bons amplificadors es comporten d'aquesta manera a impedàncies superiors a 4 ohms (per tant, a 4 ohms la potència és gairebé el doble que a 8 ohms), alguns a partir de 2 ohms i els més potents a partir d'1 ohm.

Però un amplificador típic amb una impedància inferior a 4 ohms pot tenir "dificultats": la tensió de sortida caurà, el corrent ja no fluirà inversament a mesura que disminueix la impedància i la potència augmentarà lleugerament o fins i tot disminuirà. Això passarà no només en una determinada posició del regulador, sinó també en examinar la potència màxima (nominal) de l'amplificador.

La impedància real de l'altaveu no és una resistència constant, sinó una resposta de freqüència variable (tot i que la impedància nominal ve determinada per aquesta característica i els seus mínims), per la qual cosa és difícil quantificar amb precisió el grau de complexitat; depèn de la interacció amb un determinat. amplificador.

A alguns amplificadors no els agraden els grans angles de fase d'impedància (associats a la variabilitat d'impedància), especialment quan es produeixen en rangs amb mòdul d'impedància baix. Es tracta d'una "càrrega pesada" en el sentit clàssic (i correcte), i per gestionar aquesta càrrega, cal buscar un amplificador adequat que sigui resistent a les baixes impedàncies.

En aquests casos, de vegades s'anomena "eficiència actual" perquè en realitat es necessita més corrent (que una impedància baixa) per aconseguir una gran potència a una impedància baixa. Tanmateix, aquí també hi ha un malentès que alguns "assessors de maquinari" separen completament la potència del corrent, creient que un amplificador pot ser de baixa potència, sempre que tingui un corrent mític.

No obstant això, n'hi ha prou amb mesurar la potència a baixa impedància per assegurar-se que tot està en ordre; després de tot, estem parlant de la potència emesa per l'altaveu, i no del corrent que flueix per l'altaveu mateix.

Els ATX SCM7 són de baixa eficiència (per tant, són "complexes" en aquest sentit) i tenen una impedància nominal de 8 ohms (i per aquest motiu més important són "lleugers"). Tanmateix, molts audiòfils no diferenciaran entre aquests casos i conclouran que es tracta d'una càrrega "pesada", simplement perquè l'SCM7 jugarà en silenci.

Al mateix temps, sonaran molt més silenciosos (en una determinada posició del control de volum) que altres altaveus, no només a causa de la baixa eficiència, sinó també de l'alta impedància: la majoria dels altaveus del mercat són de 4 ohms. I com ja sabem, amb una càrrega de 4 ohms, passarà més corrent de la majoria d'amplificadors i es generarà més potència.

Per tant, és important distingir entre eficiència i tendresa, no obstant això, barrejar aquests paràmetres també és un error comú tant dels fabricants com dels usuaris. L'eficiència es defineix com la pressió sonora a una distància d'1 m de l'altaveu quan s'aplica una potència d'1 W. Sensibilitat - en aplicar una tensió de 2,83 V. Independentment de

impedància de càrrega. D'on ve aquest significat "estrany"? 2,83 V en 8 ohms són només 1 W; per tant, per a aquesta impedància, els valors d'eficiència i sensibilitat són els mateixos. Però la majoria dels altaveus moderns són de 4 ohms (i com que els fabricants sovint i falsament els representen com a 8 ohms, això és una altra qüestió).

Aleshores, una tensió de 2,83 V fa que es lliuren 2 W, que és el doble de la potència, que es reflecteix en un augment de 3 dB de la pressió sonora. Per mesurar l'eficiència d'un altaveu de 4 ohms, cal reduir la tensió a 2V, però... cap fabricant ho fa, perquè el resultat que es dóna a la taula, sigui com es digui, serà 3 dB més baix.

Precisament perquè l'SCM7, com altres altaveus de 8 ohms, és una càrrega d'impedància "lleugera", sembla a molts usuaris -que jutgen la "dificultat" en poques paraules, és a dir. a través del prisma del volum rebut en una posició determinada. El regulador (i la tensió associada a ell) és una càrrega "complexa".

I poden sonar més silenciosos per dos motius completament diferents (o per la seva fusió): un altaveu pot tenir menys eficiència, però també consumir menys energia. Per entendre amb quina situació estem davant, cal conèixer els paràmetres bàsics, i no només comparar el volum obtingut de dos altaveus diferents connectats al mateix amplificador amb la mateixa posició de control.

El que veu l'amplificador

L'usuari de l'SCM7 escolta els altaveus sonant suaument i entén de manera intuïtiva que l'amplificador ha d'estar "cansat". En aquest cas, l'amplificador "veu" només la resposta d'impedància -en aquest cas alta, i per tant "lleugera" - i no es cansa, i no té problemes amb el fet que l'altaveu hagi canviat la major part de la potència per escalfar , no so. Això és una qüestió "entre l'altaveu i nosaltres"; l'amplificador no "sap" res de les nostres impressions, ja sigui en silenci o en veu alta.

Imaginem que connectem una resistència molt potent de 8 ohms a amplificadors amb una potència de diversos watts, diverses desenes, diversos centenars... Per a tothom, aquesta és una càrrega sense problemes, tothom donarà tants watts com es pugui permetre. aquesta resistència, "no tenir ni idea de com tot aquest poder s'ha convertit en calor, no en so.

La diferència entre la potència que pot prendre la resistència i la potència que pot lliurar l'amplificador és irrellevant per a aquest últim, així com el fet que la potència de la resistència sigui dues, deu o cent vegades més gran. Pot agafar molt, però no ha de fer-ho.

Algun d'aquests amplificadors tindrà problemes per "conduir" aquesta resistència? I què significa la seva activació? Esteu proporcionant la màxima potència que pot extreure? Què vol dir controlar un altaveu? Només emet potència màxima o algun valor inferior per sobre del qual l'altaveu comença a sonar bé? Quin tipus de poder podria ser aquest?

Si teniu en compte el "llindar" per sobre del qual l'altaveu sona ja lineal (en dinàmica, no resposta en freqüència), entren en joc valors molt baixos, de l'ordre d'1 W, fins i tot per als altaveus ineficients. . Val la pena saber que la distorsió no lineal que introdueix el propi altaveu augmenta (en percentatge) amb l'augment de la potència a partir de valors baixos, de manera que el so més “net” apareix quan toquem en silenci.

Tanmateix, a l'hora d'aconseguir el volum i la dinàmica que ens proporcionen la dosi adequada d'emoció musical, la qüestió no només esdevé subjectiva, en funció de les preferències personals, sinó que fins i tot per a un determinat oient és ambigua.

Depèn almenys de la distància que el separa dels altaveus; després de tot, la pressió sonora cau en proporció al quadrat de la distància. Necessitarem potència diferent per "conduir" els altaveus a 1 m, i una altra (setze vegades més) a 4 m, al nostre gust.

la pregunta és, quin amplificador "ho farà"? Consells complicats... Tothom està esperant un consell senzill: compra aquest amplificador, però no compreu aquest, perquè "no ho aconseguiràs"...

Utilitzant l'SCM7 com a exemple, es pot resumir de la següent manera: no necessiten rebre 100 watts per jugar de manera bella i silenciosa. Els han de fer tocar bé i fort. Tanmateix, no acceptaran més de 100 watts, perquè estan limitats per la seva pròpia potència. El fabricant proporciona el rang de potència recomanat de l'amplificador (probablement nominal, i no la potència que s'hauria de subministrar "normalment") entre 75 i 300 watts.

Sembla, però, que un midwoofer de 15 cm, fins i tot tan de gamma alta com el que s'utilitza aquí, no acceptarà 300 W... Avui en dia, els fabricants solen donar límits tan alts als rangs de potència recomanats dels amplificadors cooperants, la qual cosa també té diferents motius. - suposa una gran potència de l'altaveu, però no obliga a més a això... no és la potència nominal que se suposa que ha de gestionar l'altaveu.

La font d'alimentació pot estar amb tu?

També es pot suposar que l'amplificador hauria de tenir reserva d’alimentació (referent a la potència de l'altaveu) per no sobrecarregar-se en cap situació (amb risc de danyar l'altaveu). Això, però, no té res a veure amb la “dificultat” de treballar amb el parlant.

No té sentit distingir entre altaveus que "demanen" aquesta quantitat d'espai per a l'amplificador i els que no ho fan. A algú li sembla que la reserva de potència de l'amplificador la sent d'alguna manera l'altaveu, l'altaveu correspon aquesta reserva i és més fàcil que funcioni l'amplificador... O que una càrrega "pesada", fins i tot associada a una potència baixa de l'altaveu , es pot "dominar" amb molta potència en reserva o ràfegues curtes...

També hi ha el problema de l'anomenat factor d'amortimentdepèn de la impedància de sortida de l'amplificador. Però més sobre això en el proper número.