Мощность аудио усилителя, чувствительность, усилитель для сабвуфера

Возьмем популярные варианты: усилитель для SPL - щиков мощностью в парочку кВт, и какой нибудь дорогущий домашний ламповый усилитель, имеющий всего 5 или 8 Вт на канал. При прослушивании на одном уровне громкости с высококачественными АС, первый будет просто уничтожен по качеству звука вторым - если, конечно, говорить о достойных моделях и оценивать общее впечатление от музыки, а не только бас. Усилители одного класса с заявленной мощностью в несколько раз меньшей, чем у соперников, могут проявить убедительное превосходство в качестве и способность создать белее чем достаточный уровень громкости. Однако усилители одного и того же производителя в пределах одной серии при повышении мощности, как правило, звучат не только громче, но и более высоким качеством.

Учитывая, что автомобильные усилители могут отличаться по мощности в десятки и сотни раз, нелишне разобраться - сколько же ватт нужно в том или ином случае.
Выбирая мощность усилителя для аудиосистемы, в первую очередь следует учитывать чувствительность АС. Мощность сама по себе никому не интересна, главное - громкость, зависящая от звукового давления, а оно напрямую зависит и от мощности, и от чувствительности.

Мощность

Прибавление мощности в два раза поднимает уровень звукового давления на 3 дБ. Если уровень чувствительности динамика указан в дБ/Вт/м, например 89 дБ/Bт/м, это означает, что при мощности в 1 Вт на расстоянии 1 м вы получите звуковое давление 89 дБ. Если второй динамик обладает уровнем чувствительности 92 дБ/Вт/м, то при той же мощности он обеспечит уровень звукового давления 92 дБ, то есть вдвое выше. Рассмотрим пример. Чтобы получить одинаковый уровень звукового давления, равный 107 дБ, от динамика с уровнем чувствительности 89 дБ/Вт/м, на него понадобится подать от усилителя 64 Вт. Динамику с уровнем чувствительности 92 дБ достоточно будет получить от усилителя 32 Вт.

Взаимосвязь чувствительности и мощности особенно важно учитывать при выборе сабвуфера. Чем меньше его диаметр, тем, как правило, меньше чувствительность и потребуется больше мощности для достижения ожидаемого звукового давления. Правда есть другие варианты, например, удвоить количество НЧ-динамиков.

Также следует помнить, что при определенном напряжении питания максимальная мощность усилителя зависит от сопротивления нагрузки или, конкретно, - динамиков. В автомобильной технике, как правило, используются два стандарта сопротивления динамиков: 4 и 2 Ом. Причем, если АС имеет сопротивление 2 Ом, то обязательно обратите внимание на возможность выбираемого усилителя работать именно с такой нагрузкой. Подключение 2-омного динамика к не предназначенному для этого усилителю явится грубым нарушением условий его эксплуатации, и за сгоревший экземпляр аппарата денег вам уже никто не вернет, ни по какой гарантии. Обычно, при понижении сопротивления нагрузки в два раза, выдаваемая усилителем мощность удваивается, но не всегда. Поскольку при низком сопротивлении сильно возрастают выходные токи и нелинейные искажения, то некоторые производители, заботящиеся о качестве звучания, ставят специальные цепи, ограничивающие критичные режимы работы выходных транзисторов. Хотя встречается и другой вариант - используемый в блоке питания трансформатор просто не в силах отдать требуемый ток для раскачки выходных каскадов.

Встроенные усилители

Особняком стоят встроенные усилители головных устройств. Все они по определению маломощные, так что чем выше реальные возможности данной модели - тем лечше. Производители, дабы не огорчать вас малыми значениями, указывают максимальную мощность, поэтому, заявленные 4х50 Вт в реальности в лучшем случае окажутся 4х25 Вт.

Разумеется, в некоторых видах инсталляции запас по мощности просто обязан быть большим - например, при озвучивании кабриолетов или просто для любителей очень громкой музыки, не говоря уже про соревнования по SPL. Конкретно: если у среднестатистического слушателя стоит выбор между отлично звучащим усилителем для основных АС мощностью 30 Вт на канал и его одноклассником менее изысканного звучания мощностью 100 Вт на канал, то мы советуем остановиться на первом. Но для кабриолета 30 Вт на канал - откровенно мало, в этом случае стоит выбирать усилители намного мощнее, да и увеличение числа головок в АС не повредит.
Исходя из распределения спектральной плотности звукового сигнала, можно сказать, что 50% полезной мощности приходится на диапазон частот ниже 500 Гц. То есть высококачественная передача НЧ-диапазона потребует более мощного усилителя. Но самое интересное, что именно воспроизведение этого диапазона у многих усилителей вызывает трудности. Поэтому в хороших аудиосистемах для воспроизведения НЧ-диапазона используют специальные, разработанные для этих целей усилители, так называемые моноблоки, которые с легкостью решают все проблемы. У каждого производителя в арсенале линеек есть как минимум такая модель.

Усилитель для сабвуфера

Усилитель для сабвуфера должен быть примерно в 4 раза мощнее, чем для фронтальных АС. Точное значение зависит от используемой НЧ-головки и акустического оформления: например, для сабвуферов, работающих в бесконечном акустическом экране (free-air), дополнительная мощность не помешает. При использовании же корпуса полосового типа можно использовать несколько менее мощный аппарат. Если же используется 3-компонентный фронт, то усилителю, работающему с НЧ/СЧ-головками, лучше иметь примерно 2-кратный запас мощности по сравнению с имеющейся для питания СЧ/ВЧ-динамиков. Но и увлекаться мощностью не стоит. При создании мощной звуковой системы необходимо учитывать нагрузку, которую она будет оказывать на бортовую сеть автомобиля. Производители часто указавают класс работы усилителя, от которого зависит КПД (коэффициент полезного действия), показывающий, каков процент отдаваемой звуковой мощности в общей мощности, которая потребляется усилителем от бортовой сети. Большинство высококлассных усилителей работают в классе АВ с КПД около 50-60%, а аудиофильский вариант - усилители класса А - и того меньше, около 20%.

При звуковой мощности в 100 Вт потребляемая мощность последнего варианта будет в три раза выше, и без специальных мер вы не только можете лишиться генератора и аккумуляторя, но и не получите должного качества звука. Самый простой способ приблизительно оценить потребляемую мощность - посмотреть на номинал предохранителей усилителя. Умножив его на напряжение бортовой сети, вы получите значение потребляемой мощности. Пусть, например, номинал предохранителей 40А, а напряжение бортовой сети при включенном двигателе составляет 13,5 В, тогда мощность потребления составит 540 Вт. Если суммарная мощность всех усилителей приближается к мощности генератора или превышает ее, то потребуется установить специальный звуковой аккумулятор, не помешает в качестве дополнительной меры и использование буферного конденсатора большой емкости.

В заключение отметим, что мощность автомобильных усилителей является предметом многочисленных спекуляций. Например, многие производители не брезгуют в паспортных данных завышать реальные значения, а некоторые, как ни странно это покажется, - занижают. Для автозвуковых спортсменов это может стать преимуществом, поскольку класс, в котором вы будете выступать, определяется параметрами мощности, заявленными производителем, а значит, имея усилитель фактически более мощный, чем указывает производитель, вы оказываетесь в более выигрышной ситуации, чем соперники. Кроме того, разные условия измерения мощности дают радикально отличающиеся результаты. Например, мощность РМРО будет выше, чем номинальная (RMS) раз в 20, а некоторые производители, особенно в сверхбюджетном классе, вовсе не любят указывать условия измерения.