Cual es la dificultad?

En la edición de Audio del 11/2019, el ATC SCM7 se presentó en una prueba de cinco altavoces de estantería. Una marca muy respetable conocida por los amantes de la música, y más aún por los profesionales, ya que muchos estudios de grabación están equipados con sus altavoces. Vale la pena echarle un vistazo más de cerca, pero esta vez no nos ocuparemos de su historia y propuesta, pero utilizando el SCM7 como ejemplo, discutiremos un problema más general al que se enfrentan los audiófilos.

Uno de los parámetros importantes de los sistemas acústicos es eficiencia Es una medida de eficiencia energética: el grado en que un altavoz (transductor electroacústico) convierte la electricidad suministrada (del amplificador) en sonido.

La eficiencia se expresa en la escala logarítmica de decibelios, donde una diferencia de 3 dB significa el doble del nivel (o menos), una diferencia de 6 dB significa cuatro veces, y así sucesivamente. 3 dB sonará el doble de fuerte.

Vale la pena agregar que la eficiencia de los altavoces medianos es un pequeño porcentaje: la mayor parte de la energía se convierte en calor, de modo que esto no solo es un "despilfarro" desde el punto de vista de los altavoces, sino que empeora aún más sus condiciones de trabajo: a medida que aumenta la temperatura de la bobina del altavoz, aumenta su resistencia y el aumento de temperatura del sistema magnético es desfavorable, que puede dar lugar a distorsiones no lineales. Sin embargo, la baja eficiencia no equivale a baja calidad: hay muchos altavoces con baja eficiencia y muy buen sonido.

Dificultades con cargas complejas.

Un excelente ejemplo son los diseños ATC, cuya baja eficiencia tiene su origen en soluciones especiales utilizadas en los propios convertidores, y que sirven... paradójicamente, para reducir la distorsión. Se trata de la llamada bobina corta en un espacio largoEn comparación con el sistema típico (utilizado en la gran mayoría de los convertidores electrodinámicos) de una bobina larga en un espacio corto, se caracteriza por una menor eficiencia, pero menos distorsión (debido al funcionamiento de la bobina en un campo magnético uniforme ubicado en el brecha).

Además, el sistema de accionamiento está preparado para un funcionamiento lineal con grandes desviaciones (para ello, el espacio debe ser mucho más largo que la bobina), y en esta situación, incluso los sistemas magnéticos muy grandes utilizados por ATK no proporcionan una alta eficiencia (la mayoría del espacio, independientemente de la posición de las bobinas, no se llena con él).

Sin embargo, de momento nos interesa más otra cosa. Decimos que SCM7, tanto por sus dimensiones (un sistema de dos vías con un midwoofer de 15 cm, en un caso con un volumen de menos de 10 litros), como por esta técnica en particular, tiene una eficiencia muy baja - según mediciones en el laboratorio de Audio, solo 79 dB (nos abstraemos de los datos del fabricante que promete un valor más alto, y de las razones de tal discrepancia; comparamos la eficiencia de las estructuras medidas en "Audio" en las mismas condiciones).

Como ya sabemos, esto obligará al SCM7 a jugar con la potencia especificada. mucho más tranquilo que la mayoría de las estructuras, incluso del mismo tamaño. Entonces, para que suenen igual de fuertes, deben colocarse más poder.

Esta situación lleva a muchos audiófilos a la conclusión simplista de que el SCM7 (y los diseños de ATC en general) requieren un amplificador que no sea tan potente como con algunos parámetros difíciles de determinar, capaz de "impulsar", "tirar", controlar, "impulsar". ” como sería “carga pesada”, es decir, SCM7. Sin embargo, el significado más arraigado de "carga pesada" se refiere a un parámetro completamente diferente (que la eficiencia), a saber impedancia (altavoz).

Ambos significados de "carga compleja" (relacionados con la eficiencia o la impedancia) requieren diferentes medidas para superar esta dificultad, por lo que mezclarlos conduce a graves malentendidos no solo en términos teóricos sino también prácticos, precisamente a la hora de elegir el amplificador adecuado.

Altavoz (altavoz, columna, transductor electroacústico) es un receptor de energía eléctrica, que debe tener una impedancia (carga) para convertirse en sonido o incluso en calor. Luego, se liberará energía sobre él (como ya sabemos, desafortunadamente, principalmente en forma de calor) de acuerdo con las fórmulas básicas conocidas de la física.

Los amplificadores de transistores de gama alta en el rango especificado de impedancia de carga recomendada se comportan aproximadamente como fuentes de voltaje de CC. Esto significa que a medida que la impedancia de carga disminuye a un voltaje fijo, fluye más corriente a través de los terminales (inversamente proporcional a la disminución de la impedancia).

Y dado que la corriente en la fórmula de potencia es cuadrática, incluso cuando la impedancia disminuye, la potencia aumenta inversamente a medida que disminuye la impedancia. La mayoría de los buenos amplificadores se comportan así a impedancias superiores a 4 ohmios (por lo que a 4 ohmios la potencia es casi el doble que a 8 ohmios), algunos a partir de 2 ohmios, y los más potentes a partir de 1 ohmio.

Pero un amplificador típico con una impedancia inferior a 4 ohmios puede tener "dificultades": el voltaje de salida caerá, la corriente ya no fluirá inversamente a medida que disminuye la impedancia y la potencia aumentará ligeramente o incluso disminuirá. Esto sucederá no solo en una determinada posición del regulador, sino también al examinar la potencia máxima (nominal) del amplificador.

La impedancia real del altavoz no es una resistencia constante, sino una respuesta de frecuencia variable (aunque la impedancia nominal está determinada por esta característica y sus mínimos), por lo que es difícil cuantificar con precisión el grado de complejidad; depende de la interacción con un determinado amplificador.

A algunos amplificadores no les gustan los ángulos de fase de impedancia grandes (asociados con la variabilidad de impedancia), especialmente cuando ocurren en rangos con módulo de impedancia bajo. Esta es una "carga pesada" en el sentido clásico (y correcto), y para manejar tal carga, debe buscar un amplificador adecuado que sea resistente a las bajas impedancias.

En tales casos, a veces se denomina "eficiencia actual" porque en realidad se necesita más corriente (que baja impedancia) para lograr una alta potencia a baja impedancia. Sin embargo, también hay un malentendido aquí de que algunos "asesores de hardware" separan completamente la potencia de la corriente, creyendo que un amplificador puede ser de baja potencia, siempre que tenga una corriente mítica.

Sin embargo, basta con medir la potencia a baja impedancia para asegurarse de que todo está en orden; después de todo, estamos hablando de la potencia emitida por el altavoz, y no de la corriente que fluye a través del propio altavoz.

Los ATX SCM7 son de baja eficiencia (por lo tanto, son "complejos" en este sentido) y tienen una impedancia nominal de 8 ohmios (y por esta razón más importante son "ligeros"). Sin embargo, muchos audiófilos no diferenciarán entre estos casos y concluirán que se trata de una carga "pesada", simplemente porque el SCM7 se reproducirá en silencio.

Al mismo tiempo, sonarán mucho más silenciosos (en una determinada posición del control de volumen) que otros altavoces, no solo debido a la baja eficiencia, sino también a la alta impedancia: la mayoría de los altavoces en el mercado son de 4 ohmios. Y como ya sabemos, con una carga de 4 ohmios, fluirá más corriente desde la mayoría de los amplificadores y se generará más potencia.

Por lo tanto, es importante distinguir entre eficiencia y ternura sin embargo, mezclar estos parámetros también es un error común tanto de fabricantes como de usuarios. La eficiencia se define como la presión sonora a una distancia de 1 m del altavoz cuando se aplica una potencia de 1 W. Sensibilidad: al aplicar un voltaje de 2,83 V. Independientemente de

impedancia de carga ¿De dónde viene este significado "extraño"? 2,83 V en 8 ohmios es solo 1 W; por lo tanto, para tal impedancia, los valores de eficiencia y sensibilidad son los mismos. Pero la mayoría de los altavoces modernos son de 4 ohmios (y dado que los fabricantes a menudo los presentan falsamente como de 8 ohmios, ese es otro asunto).

Un voltaje de 2,83 V hace que se entreguen 2 W, que es el doble de la potencia, lo que se refleja en un aumento de 3 dB en la presión del sonido. Para medir la eficiencia de un altavoz de 4 ohmios hay que reducir el voltaje a 2V, pero… eso no lo hace ningún fabricante, porque el resultado que da la tabla, como se llame, será 3 dB más bajo.

Precisamente porque el SCM7, al igual que otros altavoces de 8 ohmios, es una carga de impedancia "ligera", les parece a muchos usuarios, que juzgan la "dificultad" en pocas palabras, es decir. a través del prisma del volumen recibido en una determinada posición. regulador (y el voltaje asociado con él) es una carga "compleja".

Y pueden sonar más silenciosos por dos razones completamente diferentes (o debido a su fusión): un altavoz puede tener menos eficiencia, pero también consumir menos energía. Para comprender a qué tipo de situación nos enfrentamos, es necesario conocer los parámetros básicos, y no solo comparar el volumen obtenido de dos altavoces diferentes conectados al mismo amplificador con la misma posición de control.

Lo que ve el amplificador

El usuario del SCM7 escucha los altavoces tocar suavemente e intuitivamente entiende que el amplificador debe estar "cansado". En este caso, el amplificador "ve" solo la respuesta de impedancia, en este caso alta y, por lo tanto, "ligera", y no se cansa, y no tiene problemas con el hecho de que el altavoz ha cambiado la mayor parte de la potencia para calentar. , sin sonido. Este es un asunto "entre el altavoz y nosotros"; el amplificador no "sabe" nada acerca de nuestras impresiones, ya sea que esté bajo o alto.

Imaginemos que conectamos una resistencia muy potente de 8 ohmios a amplificadores con una potencia de varios vatios, varias decenas, varios cientos ... Para todos, esta es una carga sin problemas, todos darán tantos vatios como puedan pagar tal resistencia, sin tener "idea de cómo todo ese poder se ha convertido en calor, no en sonido".

La diferencia entre la potencia que puede tomar la resistencia y la potencia que puede entregar el amplificador es irrelevante para este último, como lo es el hecho de que la potencia de la resistencia sea dos, diez o cien veces mayor. Puede tomar tanto, pero no tiene que hacerlo.

¿Alguno de estos amplificadores tendrá problemas para "accionar" esa resistencia? ¿Y qué significa su activación? ¿Está proporcionando la potencia máxima que puede extraer? ¿Qué significa controlar el altavoz? ¿Simplemente emite la potencia máxima o algún valor más bajo por encima del cual el altavoz comienza a sonar bien? ¿Qué tipo de poder podría ser este?

Si considera el "umbral" por encima del cual el altavoz suena ya lineal (en dinámica, no en respuesta de frecuencia), entonces entran en juego valores muy bajos, del orden de 1 W, incluso para altavoces ineficientes. . Vale la pena saber que la distorsión no lineal que introduce el propio altavoz aumenta (en porcentaje) al aumentar la potencia desde valores bajos, por lo que el sonido más “limpio” aparece cuando tocamos en silencio.

Sin embargo, cuando se trata de lograr el volumen y la dinámica que nos proporcionen la dosis justa de emoción musical, la pregunta se vuelve no solo subjetiva, dependiendo de las preferencias personales, sino que incluso para un determinado oyente es ambigua.

Depende al menos de la distancia que lo separa de los altavoces; después de todo, la presión del sonido cae en proporción al cuadrado de la distancia. Necesitaremos diferente potencia para "accionar" los altavoces a 1 m, y otra (dieciséis veces más) a 4 m, a nuestro gusto.

la pregunta es, ¿qué amplificador "lo hará"? Consejos complicados... Todo el mundo está esperando un consejo sencillo: compra este amplificador, pero no compres este, porque "no lo conseguirás"...

Usando el SCM7 como ejemplo, se puede resumir de la siguiente manera: no necesitan recibir 100 vatios para tocar de forma hermosa y silenciosa. Tienen que hacer que jueguen bien y fuerte. Sin embargo, no aceptarán más de 100 vatios, porque están limitados por su propia potencia. El fabricante da el rango de potencia recomendado del amplificador (probablemente nominal, y no la potencia que debería suministrarse "normalmente") dentro de 75-300 vatios.

Sin embargo, parece que un midwoofer de 15 cm, incluso de gama alta como el que se usa aquí, no aceptará 300 W... Hoy en día, los fabricantes suelen dar límites tan altos en los rangos de potencia recomendados de los amplificadores que cooperan, lo que también tiene diferentes razones - supone una gran potencia de altavoz, pero no obliga además de esto... no es la potencia nominal que se supone que debe manejar el altavoz.

¿Puede la fuente de alimentación estar contigo?

También se puede suponer que el amplificador debe tener reserva de poder (relativo a la potencia nominal del altavoz) para no sobrecargarse en ninguna situación (con el riesgo de dañar el altavoz). Esto, sin embargo, no tiene nada que ver con la "dificultad" de trabajar con el hablante.

No tiene sentido distinguir entre los altavoces que "demandan" esta cantidad de headroom del amplificador y los que no. A alguien le parece que el altavoz siente de alguna manera la reserva de energía del amplificador, el altavoz corresponde a esta reserva y es más fácil que el amplificador funcione ... O que una carga "pesada", incluso asociada con baja potencia del altavoz , se puede “dominar” con mucha potencia en reserva o ráfagas cortas...

También está el problema de los llamados factor de amortiguamientodepende de la impedancia de salida del amplificador. Pero más sobre eso en el próximo número.