Power Endurance (допустима мощност) на шкафовете за високоговорители
Сред многото обърквания, които изобилстват в света на професионалните БКП, е и издръжливостта на сила (на английски, захранване) на високоговорител, наричан още мощност. От една страна, производителите използват различни термини като пикова, RMS, средна, непрекъсната или програмна мощност. От друга страна, има различни начини за измерване на издържаната мощност на високоговорител или високоговорител, които дават различни резултати. В тази аудио тема ще се опитаме да хвърлим малко светлина по този въпрос.
1. Мощност
Мощността е енергия за единица време. Измерва се във ватове. Мощността, доставяна от усилвател към високоговорител, се измерва чрез разделяне на квадрата на напрежението (V) на импеданса (Z):
В зависимост от това какъв тип напрежение използваме, ще постигнем тип мощност. Ако напрежението е пиково, мощността също ще бъде пикова. Ако напрежението е RMS, ще получим средна мощност (RMS). RMS (от англ, корен квадратен) 1 или квадратична средна стойност, това е просто математически инструмент, който извлича ефективната стойност на сигнал (обикновено редуващ се).
1. Корен средно-квадратен, буквално означава средно-квадратен, тъй като стойностите са на квадрат (с които отрицателният знак изчезва), се прави средна стойност и накрая се извлича квадратният корен от него. Тази RMS стойност е подобна на измерването на напрежението на сигнала с изключение на знака. За да бъдем точни, това е нивото на постоянен ток (DC или на английски език, DC), който би разсейвал същата мощност върху резистор.
2. Тестове за мощност
За да се определи издръжливостта на мощност (която бихме могли да наречем и допустимата мощност) на високоговорител, той трябва да бъде подложен на тест за мощност. Това се състои в захранване на високоговорителя с тестов сигнал, който обикновено се състои от някакъв вид шумов сигнал с контролиран динамичен обхват, за определено време, обикновено между 2 и 100 часа.
Тестовият сигнал обикновено е някаква форма на розов шум. Розовият шум е случаен сигнал, който има еднаква енергия във всички честотни ленти. От друга страна, розовият шум не е постоянен, но има известна динамика. По този начин розовият шум ни позволява да провеждаме изследвания, при които не само термалното съпротивление на високоговорителя се тества, но и механичното съпротивление.
Динамичният обхват на даден сигнал се изразява с фактор на гребена, което е съотношението между мощността на пиковете и мощността на средната стойност на сигнала. Фигурата по-долу показва розов шумов сигнал с коефициент на гребен 6 dB, т.е. пиковата мощност е с 6 dB по-голяма от средната мощност на сигнала. Това се равнява на съотношение 2 към 1 между пиково напрежение и RMS, което съответства на съотношение 4 към 1 между пикова мощност и средна мощност ("rms"), тъй като мощността се изчислява на базата на напрежението на квадрат. Тази динамика обикновено се определя от международните стандарти. В миналото фактор на гребена на комерсиално записаната музика е бил висок (от порядъка на 20 dBs), но днес поп и рокът са силно компресирани с фактори на гребена, които варират от 10 dBs, но дори могат да се доближат до тези. 6 dBs използвани сигнали в лабораторни тестове за мощност.
Има няколко стандарта, които определят процедурите за тестване. Най-подходящите са:
2.а. Стандартът AES2-1984
Това е стандарт за компонентите на високоговорителите, направени от Аудио инженерното общество. Той се използва много често и макар да е само за компоненти, понякога се прилага и за всяка от песните на активна система. Определя розов шумов сигнал с коефициент на гребен 6 dB 2, с честотна лента от едно десетилетие. Например, бас може да използва 50-500 Hz лента, докато високите честоти могат да използват 1000-10000 Hz. Графиката показва спектъра и за двата примера. Продължителността на теста е два часа, след което компонентът не трябва да показва значителни повреди. Използваният импеданс (Z) ще бъде минималният импеданс на компонента.
две. В действителност, веднъж филтриран, шумът с фактор на гребена от 6 dB има тенденция да възвърне първоначалната си динамика, която обикновено е близо до фактор на гребен от 12 dB, поради което повечето настоящи стандарти клонят към този последен фактор.
2.б. Стандартът AES2-2012
Стандартът AES2-1984 е заменен от AES2-2012. Сега сигналът на розовия шум има фактор на гребена от 12 dB (4: 1) и импедансът, използван за изчисляване на мощността, е номиналният импеданс. Последният предполага, че мощността, изчислена сега, обикновено ще бъде от порядъка на 20% по-ниска за същия компонент от стандарта от 1984 г. (който използва минималния импеданс за изчисляване на мощността), което може да създаде много объркване. Също така, филтрирането в краищата на лентата вече е 24 dB/октава вместо 12 dB/oct (за по-голяма яснота не е добавено към графиката по-горе).
2 C. Стандартът IEC268-5 (1978)
Това е стандарт, направен от Международната електротехническа комисия през 1978 г. и потвърден през 80-те години. Определя розов шумов сигнал с IEC програмен спектър и 6 dB гребен фактор. Спектърът на програмата IEC се опитва да бъде спектър, който приближава съдържанието на истински музикален сигнал и следователно има по-малко високи и по-малко баси (в сравнение с розовия шум). Стандартът използва номенклатурата "Номинална мощност на шума" и "мощност за управление на мощността".