Apa kesulitannya?

Dalam Audio edisi 11/2019, ATC SCM7 ditampilkan dalam uji lima speaker rak buku. Merek yang sangat terhormat yang dikenal oleh pecinta musik, dan terlebih lagi bagi para profesional, karena banyak studio rekaman dilengkapi dengan speakernya. Perlu melihat lebih dekat - tetapi kali ini kita tidak akan membahas sejarah dan proposalnya, tetapi menggunakan SCM7 sebagai contoh, kita akan membahas masalah yang lebih umum yang dihadapi audiophiles.

Salah satu parameter penting dari sistem akustik adalah efektivitas. Ini adalah ukuran efisiensi energi - sejauh mana loudspeaker (transduser elektro-akustik) mengubah listrik yang disuplai (dari amplifier) ​​menjadi suara.

Efisiensi dinyatakan dalam skala desibel logaritmik, di mana perbedaan 3 dB berarti dua kali tingkat (atau kurang), perbedaan 6 dB berarti empat kali, dan seterusnya, 3 dB akan diputar dua kali lebih keras.

Perlu ditambahkan bahwa efisiensi speaker sedang adalah beberapa persen - sebagian besar energi diubah menjadi panas, sehingga ini tidak hanya "boros" dari sudut pandang loudspeaker, tetapi semakin memperburuk kondisi kerjanya - karena suhu koil loudspeaker meningkat, resistansinya meningkat, dan peningkatan suhu sistem magnetik tidak menguntungkan, yang dapat menyebabkan distorsi non-linear. Namun, efisiensi rendah tidak sama dengan kualitas rendah - ada banyak speaker dengan efisiensi rendah dan suara yang sangat bagus.

Kesulitan dengan beban yang kompleks

Contoh yang bagus adalah desain ATC, yang efisiensi rendahnya berakar pada solusi khusus yang digunakan dalam konverter itu sendiri, dan yang berfungsi ... secara paradoks - untuk mengurangi distorsi. Ini tentang yang disebut kumparan pendek dalam celah panjangDibandingkan dengan sistem tipikal (digunakan di sebagian besar konverter elektrodinamik) dari koil panjang dalam celah pendek, ini ditandai dengan efisiensi yang lebih rendah, tetapi distorsi yang lebih sedikit (karena pengoperasian koil dalam medan magnet seragam yang terletak di celah).

Selain itu, sistem penggerak disiapkan untuk operasi linier dengan defleksi besar (untuk ini, celah harus lebih panjang daripada koil), dan dalam situasi ini, bahkan sistem magnetik yang sangat besar yang digunakan oleh ATK tidak memberikan efisiensi tinggi (kebanyakan celah, terlepas dari gulungan posisi, itu tidak diisi dengannya).

Namun, saat ini kami lebih tertarik pada hal lain. Kami menyatakan bahwa SCM7, baik karena dimensinya (sistem dua arah dengan midwoofer 15 cm, dalam wadah dengan volume kurang dari 10 liter), dan teknik khusus ini, memiliki efisiensi yang sangat rendah - menurut pengukuran di laboratorium Audio, hanya 79 dB (kami abstrak dari data pabrikan yang menjanjikan nilai yang lebih tinggi, dan dari alasan perbedaan tersebut; kami membandingkan efisiensi struktur yang diukur dalam "Audio" dalam kondisi yang sama).

Seperti yang sudah kita ketahui, ini akan memaksa SCM7 untuk bermain dengan kekuatan yang ditentukan. jauh lebih tenang dari kebanyakan struktur, bahkan dengan ukuran yang sama. Jadi agar mereka terdengar sama kerasnya, mereka harus diletakkan lebih banyak kekuatan.

Situasi ini mengarahkan banyak audiofil ke kesimpulan sederhana bahwa SCM7 (dan desain ATC pada umumnya) memerlukan amplifier yang tidak terlalu bertenaga seperti dengan beberapa parameter yang sulit ditentukan, yang mampu "menggerakkan", "menarik", mengontrol, "menggerakkan". ” seperti halnya “beban berat” yaitu SCM7. Namun, makna "beban berat" yang lebih mendarah daging mengacu pada parameter yang sama sekali berbeda (daripada efisiensi) - yaitu impedansi (dinamis).

Kedua arti dari "beban kompleks" (terkait dengan efisiensi atau impedansi) memerlukan langkah-langkah yang berbeda untuk mengatasi kesulitan ini, sehingga pencampuran mereka menyebabkan kesalahpahaman serius tidak hanya pada teoritis tetapi juga pada alasan praktis - tepatnya ketika memilih amplifier yang sesuai.

Loudspeaker (loudspeaker, column, electro-acoustic transduser) adalah penerima energi listrik, yang harus memiliki impedansi (beban) untuk diubah menjadi suara atau bahkan panas. Kemudian daya akan dilepaskan di atasnya (seperti yang sudah kita ketahui, sayangnya, sebagian besar dalam bentuk panas) sesuai dengan rumus dasar yang diketahui dari fisika.

Amplifier transistor kelas atas dalam kisaran tertentu dari impedansi beban yang direkomendasikan berperilaku kira-kira seperti sumber tegangan DC. Ini berarti bahwa ketika impedansi beban berkurang pada tegangan tetap, lebih banyak arus mengalir melintasi terminal (berbanding terbalik dengan penurunan impedansi).

Dan karena arus dalam rumus daya adalah kuadrat, bahkan ketika impedansi menurun, daya meningkat secara terbalik ketika impedansi menurun. Sebagian besar amplifier yang baik berperilaku seperti ini pada impedansi di atas 4 ohm (jadi pada 4 ohm daya hampir dua kali lebih tinggi dari pada 8 ohm), beberapa dari 2 ohm, dan yang paling kuat dari 1 ohm.

Tetapi penguat tipikal dengan impedansi di bawah 4 ohm dapat mengalami "kesulitan" - tegangan keluaran akan turun, arus tidak akan lagi mengalir terbalik karena impedansi menurun, dan daya akan sedikit meningkat atau bahkan berkurang. Ini akan terjadi tidak hanya pada posisi regulator tertentu, tetapi juga saat memeriksa daya penguat (nominal) maksimum.

Impedansi loudspeaker yang sebenarnya bukanlah resistansi konstan, tetapi respons frekuensi variabel (walaupun impedansi nominal ditentukan oleh karakteristik ini dan minimumnya), sehingga sulit untuk secara akurat mengukur tingkat kerumitan - tergantung pada interaksi dengan yang diberikan penguat.

Beberapa amplifier tidak menyukai sudut fase impedansi yang besar (terkait dengan variabilitas impedansi), terutama ketika mereka terjadi dalam rentang dengan modulus impedansi rendah. Ini adalah "beban berat" dalam pengertian klasik (dan benar), dan untuk menangani beban seperti itu, Anda perlu mencari penguat yang sesuai yang tahan terhadap impedansi rendah.

Dalam kasus seperti itu, kadang-kadang disebut sebagai "efisiensi arus" karena sebenarnya membutuhkan lebih banyak arus (daripada impedansi rendah) untuk mencapai daya tinggi pada impedansi rendah. Namun, ada juga kesalahpahaman di sini bahwa beberapa "penasihat perangkat keras" benar-benar memisahkan daya dari arus, percaya bahwa penguat dapat berdaya rendah, asalkan memiliki arus mitos.

Namun, cukup mengukur daya pada impedansi rendah untuk memastikan semuanya beres - lagi pula, kita berbicara tentang daya yang dipancarkan oleh speaker, dan bukan arus yang mengalir melalui speaker itu sendiri.

ATX SCM7 berefisiensi rendah (karena itu "kompleks" dalam hal ini) dan memiliki impedansi nominal 8 ohm (dan untuk alasan yang lebih penting ini mereka "ringan"). Namun, banyak audiophile tidak akan membedakan antara kasus-kasus ini dan menyimpulkan bahwa ini adalah beban "berat" - hanya karena SCM7 akan diputar dengan tenang.

Pada saat yang sama, mereka akan terdengar jauh lebih senyap (pada posisi tertentu dari kontrol volume) daripada speaker lain, tidak hanya karena efisiensinya yang rendah, tetapi juga impedansinya yang tinggi - sebagian besar speaker di pasaran adalah 4-ohm. Dan seperti yang sudah kita ketahui, dengan beban 4 ohm, lebih banyak arus akan mengalir dari sebagian besar amplifier dan lebih banyak daya akan dihasilkan.

Oleh karena itu, penting untuk membedakan antara efisiensi dan kelembutan, namun, mencampurkan parameter ini juga merupakan kesalahan umum produsen dan pengguna. Efisiensi didefinisikan sebagai tekanan suara pada jarak 1 m dari loudspeaker ketika daya 1 W diterapkan. Sensitivitas - saat menerapkan tegangan 2,83 V. Terlepas dari itu

impedansi beban. Dari mana arti "aneh" ini berasal? 2,83 V menjadi 8 ohm hanya 1 W; oleh karena itu, untuk impedansi seperti itu, nilai efisiensi dan sensitivitasnya sama. Tetapi sebagian besar speaker modern adalah 4 ohm (dan karena pabrikan sering dan salah menggambarkannya sebagai 8 ohm, itu masalah lain).

Tegangan 2,83V kemudian menyebabkan 2W dikirimkan, yang merupakan dua kali daya, yang tercermin dalam peningkatan tekanan suara sebesar 3dB. Untuk mengukur efisiensi loudspeaker 4 ohm, tegangan perlu dikurangi menjadi 2V, tapi… tidak ada pabrikan yang melakukan ini, karena hasil yang diberikan dalam tabel, apa pun namanya, akan menjadi 3 dB lebih rendah.

Justru karena SCM7, seperti loudspeaker 8 ohm lainnya, adalah beban impedansi "ringan", tampaknya banyak pengguna - yang menilai "kesulitan" secara singkat, yaitu. melalui prisma volume yang diterima pada posisi tertentu. regulator (dan tegangan yang terkait dengannya) adalah beban "kompleks".

Dan mereka dapat terdengar lebih tenang karena dua alasan yang sama sekali berbeda (atau karena penggabungannya) - loudspeaker dapat memiliki efisiensi yang lebih rendah, tetapi juga mengkonsumsi lebih sedikit energi. Untuk memahami situasi seperti apa yang kita hadapi, kita perlu mengetahui parameter dasar, dan tidak hanya membandingkan volume yang diperoleh dari dua speaker berbeda yang terhubung ke amplifier yang sama dengan posisi kontrol yang sama.

Apa yang dilihat oleh amplifier

Pengguna SCM7 mendengar loudspeaker diputar dengan lembut dan secara intuitif memahami bahwa amplifier pasti "lelah". Dalam hal ini, amplifier "melihat" hanya respons impedansi - dalam hal ini tinggi, dan karenanya "ringan" - dan tidak lelah, dan tidak bermasalah dengan fakta bahwa loudspeaker telah mengubah sebagian besar daya menjadi panas , bukan suara. Ini adalah masalah "antara pengeras suara dan kita"; amplifier tidak "tahu" apa pun tentang kesan kami - apakah itu pelan atau keras.

Mari kita bayangkan bahwa kita menghubungkan resistor 8 ohm yang sangat kuat ke amplifier dengan daya beberapa watt, beberapa puluh, beberapa ratus ... Untuk semua orang, ini adalah beban bebas masalah, semua orang akan memberikan watt sebanyak yang mereka mampu perlawanan seperti itu, karena "tidak tahu bagaimana semua kekuatan itu telah diubah menjadi panas, bukan suara.

Perbedaan antara daya yang dapat diambil resistor dan daya yang dapat diberikan penguat tidak relevan dengan yang terakhir, seperti fakta bahwa daya resistor adalah dua, sepuluh, atau seratus kali lebih besar. Dia dapat mengambil begitu banyak, tetapi dia tidak harus melakukannya.

Apakah salah satu dari ampli ini akan mengalami kesulitan "mengendarai" resistor itu? Dan apa arti aktivasinya? Apakah Anda memberikan daya maksimum yang dapat ditarik? Apa artinya mengontrol pengeras suara? Apakah itu hanya mengeluarkan daya maksimum atau nilai yang lebih rendah di mana speaker mulai terdengar bagus? Kekuatan macam apa ini?

Jika Anda mempertimbangkan "ambang" di mana loudspeaker terdengar sudah linier (dalam dinamika, bukan respons frekuensi), maka nilai yang sangat rendah, pada urutan 1 W, ikut berperan, bahkan untuk loudspeaker yang tidak efisien. . Perlu diketahui bahwa distorsi non-linier yang ditimbulkan oleh loudspeaker itu sendiri meningkat (sebagai persentase) dengan peningkatan daya dari nilai rendah, sehingga suara paling "bersih" muncul saat kami bermain dengan tenang.

Namun, ketika sampai pada pencapaian volume dan dinamika yang memberi kita dosis emosi musik yang tepat, pertanyaannya tidak hanya menjadi subjektif, tergantung pada preferensi pribadi, tetapi bahkan untuk pendengar tertentu menjadi ambigu.

Itu tergantung setidaknya pada jarak yang memisahkannya dari speaker - setelah semua, tekanan suara turun sebanding dengan kuadrat jarak. Kita akan membutuhkan daya yang berbeda untuk "menggerakkan" speaker pada 1 m, dan lainnya (enam belas kali lebih banyak) pada 4 m, sesuai keinginan kita.

pertanyaannya adalah, amp mana yang akan "melakukannya"? Saran yang rumit... Semua orang menunggu saran sederhana: beli amplifier ini, tapi jangan beli yang ini, karena "Anda tidak akan berhasil"...

Menggunakan SCM7 sebagai contoh, dapat diringkas sebagai berikut: mereka tidak perlu menerima 100 watt untuk bermain dengan indah dan tenang. Mereka harus membuat mereka bermain bagus dan keras. Namun, mereka tidak akan menerima lebih dari 100 watt, karena dibatasi oleh daya mereka sendiri. Pabrikan memberikan kisaran daya amplifier yang direkomendasikan (mungkin nominal, dan bukan daya yang harus disuplai "normal") dalam 75-300 watt.

Namun, tampaknya midwoofer 15cm, bahkan setinggi yang digunakan di sini, tidak akan menerima 300W... Saat ini, pabrikan sering memberikan batas tinggi pada rentang daya yang direkomendasikan dari amplifier yang bekerja sama, yang juga memiliki alasan berbeda - ini mengasumsikan daya loudspeaker yang besar, tetapi tidak mewajibkan selain ini... bukan daya pengenal yang seharusnya ditangani oleh loudspeaker.

Semoga catu daya menyertai Anda?

Dapat juga diasumsikan bahwa penguat harus memiliki cadangan daya (relatif terhadap peringkat daya loudspeaker) agar tidak kelebihan beban dalam situasi apa pun (dengan risiko merusak loudspeaker). Namun, ini tidak ada hubungannya dengan "kesulitan" bekerja dengan pembicara.

Tidak masuk akal untuk membedakan antara loudspeaker yang "menuntut" ruang kepala sebesar ini dari amplifier dan yang tidak. Tampaknya bagi seseorang bahwa cadangan daya amplifier entah bagaimana dirasakan oleh speaker, speaker membalas cadangan ini, dan lebih mudah bagi amplifier untuk bekerja ... Atau beban "berat", bahkan terkait dengan daya speaker yang rendah , bisa "dikuasai" dengan cadangan banyak tenaga atau semburan singkat...

Ada juga masalah yang disebut faktor redamantergantung pada impedansi keluaran penguat. Tetapi lebih lanjut tentang itu di edisi berikutnya.