Khó khăn là gì?

Trong ấn bản tháng 11/2019 của Audio, ATC SCM7 đã được giới thiệu trong một bài kiểm tra 7 loa bookshelf. Một thương hiệu rất đáng kính được biết đến với những người yêu âm nhạc và thậm chí còn hơn thế nữa đối với các chuyên gia, vì nhiều phòng thu âm được trang bị loa của hãng. Cần xem xét kỹ hơn - nhưng lần này chúng tôi sẽ không giải quyết lịch sử và đề xuất của nó, mà sử dụng SCMXNUMX làm ví dụ, chúng tôi sẽ thảo luận về một vấn đề chung hơn mà các audiophile phải đối mặt.

Một trong những thông số quan trọng của hệ thống âm thanh là hiệu quả. Đó là thước đo hiệu suất năng lượng - mức độ mà loa (đầu dò điện âm) chuyển đổi điện được cung cấp (từ bộ khuếch đại) thành âm thanh.

Hiệu quả được biểu thị trên thang đo logarit decibel, trong đó chênh lệch 3 dB có nghĩa là gấp đôi mức (hoặc ít hơn), chênh lệch 6 dB có nghĩa là bốn lần, v.v. 3 dB sẽ phát to gấp đôi.

Điều đáng nói thêm là hiệu quả của loa trung bình là một vài phần trăm - phần lớn năng lượng được chuyển thành nhiệt, do đó điều này không chỉ “lãng phí” từ quan điểm của loa mà còn làm xấu đi điều kiện làm việc của chúng - khi nhiệt độ của cuộn dây loa tăng lên, điện trở của nó tăng lên và sự gia tăng nhiệt độ của hệ thống từ tính là bất lợi, có thể dẫn đến biến dạng phi tuyến tính. Tuy nhiên, hiệu quả thấp không có nghĩa là chất lượng thấp - có nhiều loa có hiệu suất thấp nhưng âm thanh rất tốt.

Khó khăn với tải phức tạp

Một ví dụ tuyệt vời là các thiết kế ATC, có hiệu quả thấp bắt nguồn từ các giải pháp đặc biệt được sử dụng trong chính bộ chuyển đổi và phục vụ ... nghịch lý - để giảm méo. Đó là về cái gọi là cuộn dây ngắn trong một khoảng cách dàiSo với hệ thống điển hình (được sử dụng trong phần lớn các bộ chuyển đổi điện động lực học) của một cuộn dây dài trong một khe hở ngắn, nó có đặc điểm là hiệu suất thấp hơn, nhưng ít biến dạng hơn (do hoạt động của cuộn dây trong một từ trường đều nằm trong lỗ hổng).

Ngoài ra, hệ thống truyền động được chuẩn bị cho hoạt động tuyến tính với độ lệch lớn (đối với điều này, khe hở phải dài hơn nhiều so với cuộn dây), và trong tình huống này, ngay cả các hệ thống từ rất lớn được sử dụng bởi ATK cũng không mang lại hiệu quả cao (hầu hết của khoảng trống, bất kể các cuộn dây ở vị trí nào, nó không được lấp đầy bởi nó).

Tuy nhiên, tại thời điểm này, chúng tôi quan tâm nhiều hơn đến một thứ khác. Chúng tôi tuyên bố rằng SCM7, cả do kích thước của nó (hệ thống hai chiều với loa trầm 15 cm, trong hộp có thể tích dưới 10 lít) và kỹ thuật cụ thể này, có hiệu suất rất thấp - theo các phép đo trong phòng thí nghiệm Âm thanh, chỉ 79 dB (chúng tôi tóm tắt từ dữ liệu của nhà sản xuất hứa hẹn giá trị cao hơn và từ lý do dẫn đến sự khác biệt như vậy; chúng tôi so sánh hiệu quả của các cấu trúc được đo bằng “Âm thanh” trong cùng điều kiện).

Như chúng ta đã biết, điều này sẽ buộc SCM7 phải chơi với công suất được chỉ định. yên tĩnh hơn nhiều hơn hầu hết các cấu trúc, thậm chí có cùng kích thước. Vì vậy, để chúng phát ra âm thanh to như nhau, chúng cần được đặt thêm sức mạnh.

Tình huống này khiến nhiều audiophile đi đến kết luận đơn giản rằng SCM7 (và các thiết kế ATC nói chung) yêu cầu một bộ khuếch đại không quá mạnh cũng như một số thông số khó xác định, có khả năng “drive”, “pull”, control, “drive ” như sẽ là “tải nặng” tức là SCM7. Tuy nhiên, ý nghĩa ăn sâu hơn của "tải nặng" đề cập đến một tham số hoàn toàn khác (so với hiệu suất) - cụ thể là trở kháng (loa).

Cả hai nghĩa của "tải phức tạp" (liên quan đến hiệu suất hoặc trở kháng) đòi hỏi các biện pháp khác nhau để khắc phục khó khăn này, vì vậy việc trộn lẫn chúng dẫn đến sự hiểu lầm nghiêm trọng không chỉ về lý thuyết mà còn về cơ sở thực tế - chính xác khi chọn bộ khuếch đại thích hợp.

Loa (loa, cột, bộ chuyển âm điện) là bộ thu năng lượng điện, phải có trở kháng (tải) để chuyển thành âm thanh hoặc thậm chí là nhiệt. Sau đó, điện năng sẽ được giải phóng trên nó (như chúng ta đã biết, thật không may, hầu hết ở dạng nhiệt) theo các công thức cơ bản được biết đến từ vật lý.

Bộ khuếch đại bóng bán dẫn cao cấp trong phạm vi được chỉ định của trở kháng tải khuyến nghị hoạt động gần giống như nguồn điện áp DC. Điều này có nghĩa là khi trở kháng tải giảm ở điện áp cố định, nhiều dòng điện chạy qua các đầu cực hơn (tỷ lệ nghịch với sự giảm trở kháng).

Và vì dòng điện trong công thức công suất là bậc hai, ngay cả khi trở kháng giảm, công suất tăng ngược lại khi trở kháng giảm. Hầu hết các bộ khuếch đại tốt hoạt động theo cách này ở trở kháng trên 4 ohms (vì vậy ở mức 4 ohms, công suất cao gần gấp đôi so với mức 8 ohms), một số từ 2 ohms và những bộ khuếch đại mạnh nhất từ ​​1 ohms.

Nhưng một bộ khuếch đại thông thường có trở kháng dưới 4 ohms có thể gặp "khó khăn" - điện áp đầu ra sẽ giảm, dòng điện sẽ không còn chảy ngược khi trở kháng giảm và công suất sẽ tăng nhẹ hoặc thậm chí giảm. Điều này sẽ xảy ra không chỉ ở một vị trí nhất định của bộ điều chỉnh mà còn xảy ra khi kiểm tra công suất tối đa (danh nghĩa) của bộ khuếch đại.

Trở kháng loa thực tế không phải là điện trở cố định mà là đáp ứng tần số thay đổi (mặc dù trở kháng danh nghĩa được xác định bởi đặc tính này và cực tiểu của nó), do đó rất khó định lượng chính xác mức độ phức tạp - nó phụ thuộc vào sự tương tác với một loa nhất định. bộ khuếch đại.

Một số bộ khuếch đại không thích góc pha trở kháng lớn (liên quan đến sự thay đổi trở kháng), đặc biệt khi chúng xảy ra trong dải có môđun trở kháng thấp. Đây là "tải nặng" theo nghĩa cổ điển (và chính xác), và để xử lý tải như vậy, bạn cần tìm một bộ khuếch đại phù hợp có khả năng chống lại trở kháng thấp.

Trong những trường hợp như vậy, đôi khi nó được gọi là "hiệu suất dòng điện" vì nó thực sự cần nhiều dòng điện hơn (so với trở kháng thấp) để đạt được công suất cao ở trở kháng thấp. Tuy nhiên, cũng có một sự hiểu lầm ở đây rằng một số “cố vấn phần cứng” hoàn toàn tách biệt nguồn điện khỏi dòng điện, tin rằng bộ khuếch đại có thể có công suất thấp, miễn là nó có dòng điện thần thoại.

Tuy nhiên, chỉ cần đo công suất ở mức trở kháng thấp là đủ để đảm bảo rằng mọi thứ đều theo thứ tự - xét cho cùng, chúng ta đang nói về công suất do loa phát ra, chứ không phải dòng điện chạy qua chính loa.

ATX SCM7s có hiệu suất thấp (do đó chúng "phức tạp" về mặt này) và có trở kháng danh định là 8 ohms (và vì lý do quan trọng hơn, chúng "nhẹ"). Tuy nhiên, nhiều audiophile sẽ không phân biệt được các trường hợp này và kết luận rằng đây là loại tải "nặng" - đơn giản vì SCM7 sẽ chơi nhẹ nhàng.

Đồng thời, chúng sẽ phát ra âm thanh êm hơn nhiều (ở một vị trí nhất định của nút điều chỉnh âm lượng) so với các loa khác, không chỉ do hiệu suất thấp mà còn do trở kháng cao - hầu hết các loa trên thị trường đều là 4 ôm. Và như chúng ta đã biết, với tải 4 ohm, hầu hết các bộ khuếch đại sẽ có nhiều dòng điện hơn và nhiều năng lượng hơn sẽ được tạo ra.

Do đó, điều quan trọng là phải phân biệt giữa hiệu quả và dịu dàng, tuy nhiên, việc trộn lẫn các thông số này cũng là lỗi phổ biến của cả nhà sản xuất và người dùng. Hiệu quả được định nghĩa là áp suất âm thanh ở khoảng cách 1 m tính từ loa khi áp dụng công suất 1 W. Độ nhạy - khi áp dụng điện áp 2,83 V. Bất kể

trở kháng tải. Ý nghĩa "kỳ lạ" này bắt nguồn từ đâu? 2,83 V thành 8 ohms chỉ là 1 W; do đó, đối với trở kháng như vậy, giá trị hiệu quả và độ nhạy là như nhau. Nhưng hầu hết các loa hiện đại là 4 ohms (và vì các nhà sản xuất thường miêu tả sai chúng là 8 ohms, nên đó là một vấn đề khác).

Một hiệu điện thế 2,83V thì công xuất ra 2W, công suất gấp đôi công suất thì âm áp tăng thêm 3dB. Để đo hiệu suất của loa 4 ohm, cần giảm điện áp xuống 2V, nhưng… không có nhà sản xuất nào làm điều này, vì kết quả đưa ra trong bảng, bất kể nó được gọi là gì, sẽ thấp hơn 3 dB.

Chính vì SCM7, giống như các dòng loa 8 ôm khác, là tải trở kháng “nhẹ nhàng” nên dường như đối với nhiều người dùng - những người đánh giá "độ khó" một cách ngắn gọn, tức là. qua lăng kính thể tích nhận ở một vị trí nào đó. bộ điều chỉnh (và điện áp liên quan đến nó) là một tải “phức tạp”.

Và chúng có thể nghe êm hơn vì hai lý do hoàn toàn khác nhau (hoặc do sự hợp nhất của chúng) - một loa có thể có hiệu suất kém hơn, nhưng cũng tiêu thụ ít năng lượng hơn. Để hiểu tình huống mà chúng ta đang đối phó, cần phải biết các thông số cơ bản, chứ không chỉ so sánh âm lượng thu được từ hai loa khác nhau được kết nối với cùng một bộ khuếch đại có cùng vị trí điều khiển.

Những gì bộ khuếch đại nhìn thấy

Người dùng SCM7 nghe tiếng loa phát ra nhẹ nhàng và trực giác hiểu rằng ampli phải “mệt mỏi”. Trong trường hợp này, bộ khuếch đại chỉ "nhìn thấy" đáp ứng trở kháng - trong trường hợp này là cao, và do đó "nhẹ" - và không bị mệt, cũng như không gặp sự cố với việc loa đã thay đổi phần lớn công suất thành nhiệt , không âm thanh. Đây là vấn đề "giữa loa và chúng tôi"; bộ khuếch đại không "biết" bất cứ điều gì về ấn tượng của chúng tôi - cho dù nó yên tĩnh hay ồn ào.

Hãy tưởng tượng rằng chúng ta kết nối một điện trở 8 ohm rất mạnh với các bộ khuếch đại có công suất vài watt, vài chục, vài trăm ... Đối với mọi người, đây là một tải không có vấn đề, mọi người sẽ cho bao nhiêu watt mà họ có thể mua được điện trở như vậy, không có ý tưởng về việc làm thế nào mà tất cả sức mạnh đó đã được biến thành nhiệt, không phải âm thanh.

Sự khác biệt giữa công suất mà điện trở có thể nhận và công suất mà bộ khuếch đại có thể cung cấp không liên quan đến công suất sau, cũng như thực tế là công suất của điện trở lớn hơn hai, mười hoặc một trăm lần. Anh ta có thể lấy rất nhiều, nhưng anh ta không cần phải làm thế.

Liệu bất kỳ amps nào trong số này gặp khó khăn khi "lái xe" điện trở đó? Và kích hoạt của nó có ý nghĩa gì? Bạn có đang cung cấp công suất tối đa mà nó có thể rút ra không? Điều khiển một cái loa có nghĩa là gì? Nó chỉ phát ra công suất tối đa hoặc một số giá trị thấp hơn mà loa bắt đầu phát ra âm thanh tốt? Đây có thể là loại sức mạnh nào?

Nếu bạn xem xét "ngưỡng" mà trên đó loa phát ra âm thanh tuyến tính (về động lực học, không phải đáp tuyến tần số), thì các giá trị rất thấp, theo thứ tự 1 W, sẽ phát huy tác dụng, ngay cả đối với các loa kém hiệu quả. . Cần biết rằng độ méo phi tuyến tính do loa tự giới thiệu tăng lên (theo tỷ lệ phần trăm) khi tăng công suất từ ​​các giá trị thấp, vì vậy âm thanh “sạch” nhất sẽ xuất hiện khi chúng ta chơi nhẹ nhàng.

Tuy nhiên, khi đạt được âm lượng và độ động cung cấp cho chúng ta liều lượng cảm xúc âm nhạc phù hợp, câu hỏi không chỉ trở nên chủ quan, phụ thuộc vào sở thích cá nhân, mà ngay cả đối với một người nghe nào đó cũng rất mơ hồ.

Nó phụ thuộc ít nhất vào khoảng cách tách nó khỏi loa - sau cùng, áp suất âm thanh giảm xuống tương ứng với bình phương của khoảng cách. Chúng tôi sẽ cần công suất khác nhau để "điều khiển" các loa ở độ cao 1 m và một công suất khác (gấp mười sáu lần) ở độ cao 4 m, theo ý thích của chúng tôi.

câu hỏi đặt ra là amp nào sẽ “làm được”? Lời khuyên phức tạp... Mọi người đang chờ đợi lời khuyên đơn giản: hãy mua bộ khuếch đại này, nhưng đừng mua bộ khuếch đại này, vì "bạn sẽ không thành công"...

Sử dụng SCM7 làm ví dụ, có thể tóm tắt như sau: chúng không cần nhận 100 watt để chơi đẹp và yên tĩnh. Họ phải làm cho họ chơi tốt và ồn ào. Tuy nhiên, họ sẽ không chấp nhận nhiều hơn 100 watt, vì chúng bị giới hạn bởi sức mạnh của chính họ. Nhà sản xuất đưa ra dải công suất được khuyến nghị của bộ khuếch đại (có thể là danh định, chứ không phải công suất nên được cung cấp "bình thường") trong khoảng 75-300 watt.

Tuy nhiên, có vẻ như loa midwoofer 15cm, thậm chí cao cấp như loa được sử dụng ở đây, sẽ không chấp nhận 300W... Ngày nay, các nhà sản xuất thường đưa ra giới hạn cao như vậy đối với dải công suất khuyến nghị của các bộ khuếch đại hợp tác, điều này cũng có những lý do khác nhau - nó giả định công suất loa lớn, nhưng không bắt buộc ngoài điều này... nó không phải là công suất định mức mà loa phải xử lý.

Có thể cung cấp điện với bạn?

Cũng có thể giả định rằng bộ khuếch đại phải có dự trữ năng lượng (so với định mức công suất loa) để không bị quá tải trong mọi tình huống (có nguy cơ làm hỏng loa). Tuy nhiên, điều này không liên quan gì đến "khó khăn" khi làm việc với người nói.

Thật vô nghĩa khi phân biệt giữa các loa "yêu cầu" lượng khoảng không này từ bộ khuếch đại và những loa không có. Đối với ai đó, có vẻ như mức dự trữ năng lượng của bộ khuếch đại bằng cách nào đó được loa cảm nhận, loa đáp lại mức dự trữ này và bộ khuếch đại hoạt động dễ dàng hơn ... Hoặc tải “nặng”, thậm chí liên quan đến công suất loa thấp , có thể được “làm chủ” với nhiều năng lượng dự trữ hoặc các đợt bùng nổ ngắn...

Ngoài ra còn có vấn đề của cái gọi là hệ số giảm chấnphụ thuộc vào trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại. Nhưng nhiều hơn về điều đó trong số tiếp theo.