Аудио мощность - Audio power

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья может требовать уборка встретиться с Википедией стандарты качества. Нет причина очистки был указан. Пожалуйста помоги улучшить эту статью если вы можете. (Июнь 2011 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Эта статья возможно содержит оригинальные исследования. Пожалуйста Улучши это к проверка заявленные претензии и добавление встроенные цитаты. Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. (Октябрь 2008 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Аудио мощность это электричество переведен из аудио усилитель к громкоговоритель, измеряется в Вт. В электричество доставляется к громкоговорителю вместе с его эффективность, определяет звуковая мощность генерируется (остальная часть электроэнергии преобразуется в тепло).

Усилители имеют ограниченную электрическую энергию, которую они могут выдать, в то время как громкоговорители ограничены в электрической энергии, которую они могут преобразовать в звуковую энергию без повреждения или искажающий звуковой сигнал. Эти ограничения или номинальная мощность, важны для потребителей, которые находят совместимые продукты и сравнивают конкурентов.

Управление мощностью

В аудио электроника, есть несколько методов измерения выходной мощности (например, для усилителей) и управление мощностью емкость (например, громкоговорители).

Усилители

Выходная мощность усилителя ограничена напряжением, током и температурой:

• Напряжение: усилитель источник питания Напряжение ограничивает максимальную амплитуду выходного сигнала. Это определяет пиковую мгновенную выходную мощность для данного сопротивления нагрузки.^[1][2]
• Ток: выходные устройства усилителя (транзисторы или же трубы ) имеют предел тока, выше которого они повреждаются. Это определяет минимум сопротивление нагрузки что усилитель может работать при максимальном напряжении.^[3]
• Температура: Выходные устройства усилителя расходуют часть электроэнергии в виде тепла, и если его не удалить достаточно быстро, они нагреются до точки повреждения. Это определяет непрерывную выходную мощность.^[4]

Поскольку выходная мощность усилителя сильно влияет на его цену, у производителей есть стимул преувеличивать спецификации выходной мощности для увеличения продаж. Без правил творческие подходы к рейтингам рекламной мощи стали настолько распространенными, что в 1975 году США Федеральная торговая комиссия вмешалась на рынок и потребовала, чтобы все производители усилителей использовали инженерные измерения (непрерывную среднюю мощность) в дополнение к любому другому значению, которое они могли бы указать.^[4]

Музыкальные колонки

Для громкоговорителей существует также тепловой и механический аспекты максимальной мощности.

• Тепловой: не вся энергия, передаваемая в громкоговоритель, излучается в виде звука. Фактически, большая часть преобразуется в тепло, и температура не должна подниматься слишком высоко. Сигналы высокого уровня в течение длительного периода могут вызвать термическое повреждение, которое может быть сразу очевидным, или снизить долговечность или запас производительности.
• Механические: компоненты громкоговорителей имеют механические ограничения, которые могут быть превышены даже при очень кратковременном пике мощности; примером является наиболее распространенный тип динамика, который не может выдвигаться или выдвигаться больше, чем некоторые экскурсия предел без механических повреждений.

В США нет аналогичных правил обращения с мощностью громкоговорителей; проблема намного сложнее, поскольку многие акустические системы имеют очень разные возможности обработки мощности на разных частотах (например, твитеры, которые обрабатывают высокочастотные сигналы, физически малы и легко повреждаются, в то время как вуферы, которые обрабатывают низкочастотные сигналы, больше и надежнее).

Расчет мощности

График мгновенной мощности во времени для сигнала с пиковой мощностью, обозначенной P₀ и средняя мощность обозначена P_{средний}

Поскольку мгновенная мощность из AC форма волны меняется со временем, Мощность переменного тока, который включает мощность звука, измеряется как среднее значение с течением времени. Он основан на этой формуле:^[5]

${ Displaystyle P _ { mathrm {avg}} = { frac {1} {T}} int _ {0} ^ {T} v (t) cdot i (t) , dt ,}$

Для чисто резистивный нагрузка, можно использовать более простое уравнение, основанное на среднеквадратичное значение (RMS) значения форм сигналов напряжения и тока:

${ Displaystyle P _ { mathrm {avg}} = V _ { mathrm {rms}} cdot I _ { mathrm {rms}} ,}$

В случае устойчивого синусоидального тона (а не музыки) в чисто резистивной нагрузке это можно рассчитать из пиковая амплитуда из Напряжение форма волны (которую легче измерить с помощью осциллограф ) и сопротивление нагрузки:

${ displaystyle P _ { mathrm {avg}} = { frac {{V _ { mathrm {rms}}} ^ {2}} {R}} = { frac {{V _ { mathrm {peak}}} ^ {2}} {2R}} ,}$

Хотя оратор нет чисто резистивные, эти уравнения часто используются для аппроксимации измерений мощности в такой системе. Приблизительные значения могут использоваться в качестве справочной информации в технических характеристиках продукта.

Пример

Тестируемый усилитель может выдавать синусоидальный сигнал с пиковой амплитудой 6 В (питаемый от батареи 12 В). При подключении к 8 ом громкоговоритель это доставит:

${ Displaystyle P _ { mathrm {avg}} = {(6 ~ mathrm {V}) ^ {2} over 2 (8 ~ Omega)} , = 2.25 ~ mathrm {W}}$

В большинстве современных автомобильных систем усилители подключаются в мостовая нагрузка конфигурации, а импеданс динамиков не превышает 4 Ом. В автомобильных усилителях большой мощности используется преобразователь постоянного тока в постоянный для создания более высокого напряжения питания.

Измерения

Постоянная мощность и "среднеквадратичная мощность"

Форма волны напряжения и соответствующая форма волны мощности (резистивная нагрузка). Среднеквадратичное напряжение отображается синим цветом, пиковая мощность - красным, средняя мощность - зеленым.

Непрерывный средний синусоидальная волна мощность Рейтинги являются основными характеристиками звуковых усилителей, а иногда и громкоговорителей.

Как описано выше, термин средняя мощность относится к среднему значению мгновенная мощность форма волны с течением времени. Поскольку это обычно происходит из среднеквадратичное значение (RMS) синусоидального напряжения,^[6] его часто называют «мощность RMS» или «Вт RMS», но это неверно: это нет среднеквадратичное значение формы сигнала мощности (которое было бы большим, но бессмысленным числом).^{[7][8][9][10]} Ошибочный термин «ватт RMS» фактически используется в нормах CE.^[11] Это также называется Номинальная стоимость, существует нормативное требование для его использования.^{[нужна цитата ]}

Непрерывный (в отличие от «мгновенного») подразумевает, что устройство может работать на этом уровне мощности в течение длительных периодов времени; это тепло можно отводить с той же скоростью, с которой оно генерируется, без повышения температуры до точки повреждения.

3 мая 1974 г. Федеральная торговая комиссия (FTC) ввела свое правило усилителя^[12][13] чтобы противостоять нереалистичным заявлениям многих производителей усилителей Hi-Fi о мощности. Это правило предписывает непрерывные измерения мощности, выполняемые с помощью синусоидальных сигналов, для рекламы и спецификаций усилителей, продаваемых в США. (Подробнее см. В разделе Стандарты в конце статьи). В это правило были внесены поправки в 1998 году, и теперь они распространяются на динамики с автономным питанием, которые обычно используются с персональными компьютерами (см. Примеры ниже).

Как правило, характеристики мощности усилителя рассчитываются путем измерения его выходного напряжения RMS с непрерывным синусоидальным сигналом в начале ограничения, определяемого произвольно как заявленный процент от полное гармоническое искажение (THD), обычно 1%, на указанные сопротивления нагрузки. Типичные используемые нагрузки составляют 8 и 4 Ом на канал; многие усилители, используемые в профессиональном аудио, также имеют сопротивление 2 Ом. Если допустить увеличение искажений, можно передать значительно больше мощности; некоторые производители указывают максимальную мощность при более высоком уровне искажений, например 10%, из-за чего их оборудование кажется более мощным, чем при измерении при приемлемом уровне искажений.^[14]

Непрерывные измерения мощности на самом деле не описывают сильно различающиеся сигналы, обнаруживаемые в звуковом оборудовании (которые могут варьироваться от высоких пик фактор инструментальные записи с пик-фактором 0 дБ квадратные волны ), но широко рассматриваются как разумный способ описания максимальной выходной мощности усилителя. Для звукового оборудования это почти всегда номинальный диапазон частот человеческого слуха от 20 Гц до 20 кГц.

В громкоговорителях тепловые характеристики звуковых катушек и магнитных структур в значительной степени определяют номинальную длительную выдерживаемую мощность. Однако в нижней части используемого частотного диапазона громкоговорителя его мощность может обязательно быть снижена из-за ограничений механического отклонения. Например, сабвуфер оценен в 100 Вт может выдерживать мощность 100 Вт при 80 герц, но при 25 Гц он может не справиться с такой мощностью, поскольку такие частоты для некоторых драйверов в некоторых корпусах вынудят драйвер выйти за его механические пределы намного раньше, чем мощность усилителя достигнет 100 Вт.^[15]

Пиковая мощность

Пиковая мощность относится к максимуму мгновенной формы волны мощности, которая для синусоидальной волны всегда вдвое превышает среднюю мощность.^{[16][1][17][18]} Для других форм сигналов отношение между пиковой мощностью и средней мощностью является отношение пиковой мощности к средней (PAPR).

Пиковая мощность усилителя определяется шинами напряжения и максимальным током, который его электронные компоненты могут выдержать за мгновение без повреждений. Это характеризует способность оборудования обрабатывать быстро меняющиеся уровни мощности, поскольку многие аудиосигналы имеют очень динамичный характер.^[19]

Однако он всегда дает более высокое значение, чем среднее значение мощности, и поэтому было заманчиво использовать в рекламе без контекста, создавая впечатление, что усилитель в два раза превосходит конкурентов.

Общая мощность системы

Общая мощность системы это термин, часто используемый в аудио электроника оценить мощность аудиосистемы. Общая мощность системы относится к общей потребляемая мощность устройства, а не мощность компьютерные колонки или выходная мощность усилитель мощности. Это можно рассматривать как несколько обманчивое маркетинг уловка, поскольку общая потребляемая мощность устройства, конечно, будет больше, чем любая из других его номинальных мощностей, за исключением, возможно, пиковой мощности усилителя, которая, по сути, является преувеличенной величиной в любом случае.^{[нужна цитата ]} Полочные стереосистемы и объемный звук приемники часто рассчитываются исходя из общей мощности системы.

Один из способов использовать общую мощность системы для получения более точной оценки мощности - это рассмотреть класс усилителя что дало бы обоснованное предположение о выходной мощности с учетом эффективности этого класса. Например, усилители класса AB может широко варьироваться от 25% до 75%[1] КПД, в то время как усилители класса D намного выше - от 80% до 95%[2]. Исключительно эффективный усилитель класса D, ROHM BD5421efs, работает с КПД 90%.^[20]

В некоторых случаях аудиоустройство может быть измерено общая мощность системы всех громкоговорителей, суммируя их пиковые значения мощности. Много домашний кинотеатр в коробке системы оцениваются таким образом. Часто номинальная мощность систем домашнего кинотеатра низкого уровня принимается за высокий уровень гармоническое искажение также; до 10%, что было бы заметно.^[21]

PMPO

PMPO, что означает Пиковая выходная мощность музыки^[22][23] или же Пиковая мгновенная производительность,^[24] гораздо более сомнительный добродетель, представляют интерес больше для копирайтеров рекламы, чем для потребителей.^[25] Термин PMPO никогда не определялся ни в одном стандарте,^[26] но часто принимают это за сумму некоторого вида пиковой мощности для каждого усилителя в системе. Разные производители используют разные определения, поэтому отношение PMPO к непрерывной выходной мощности сильно различается; преобразование из одного в другое невозможно. Большинство усилителей могут поддерживать свой PMPO только очень короткое время, если вообще могут; Громкоговорители не рассчитаны на то, чтобы выдерживать заявленное PMPO для чего-либо, кроме кратковременного пика без серьезных повреждений.

Мощность и громкость в реальном мире

Воспринимаемый "громкость "варьируется приблизительно логарифмически с акустической выходной мощностью. Изменение воспринимаемой громкости в зависимости от изменения акустической мощности зависит от опорного уровня мощности. Полезно и технически точно выразить воспринимаемую громкость в логарифмической форме. децибел (дБ) шкала, которая не зависит от эталонной мощности, с несколько прямолинейным соотношением между изменениями на 10 дБ и удвоением воспринимаемой громкости.

Приблизительно логарифмическое соотношение между мощностью и воспринимаемой громкостью является важным фактором при проектировании аудиосистемы. И мощность усилителя, и чувствительность динамика влияют на максимально достижимую громкость. Стандартная практика измерения чувствительности громкоговорителей заключается в подаче электроэнергии мощностью 1 ватт на источник, с приемником на расстоянии 1 метра от источника и измерением результирующей акустической мощности в дБ относительно порога слышимости (определяемого как 0 дБ). Чувствительность обычно измеряется либо в подвешенном состоянии в безэховой камере в «свободном пространстве» (для широкополосных громкоговорителей), либо с источником и приемником снаружи на земле в «полупространстве» (для сабвуфера).

Хотя удвоение / уменьшение воспринимаемой громкости вдвое соответствует увеличению / уменьшению чувствительности динамика примерно на 10 дБ, оно также соответствует примерно 10-кратному умножению / делению акустической мощности. Даже относительно небольшое увеличение / уменьшение чувствительности на 3 дБ соответствует удвоению / уменьшению акустической мощности вдвое. При измерении в «полупространстве» граница заземляющего слоя вдвое сокращает доступное пространство, в которое излучается звук, и удваивает акустическую мощность в приемнике для соответствующего увеличения измеряемой чувствительности на 3 дБ, поэтому важно знать условия испытаний. Изменение измеренной чувствительности на ± 3 дБ также соответствует аналогичному удвоению / уменьшению вдвое электрической мощности, необходимой для создания заданной воспринимаемой громкости, поэтому даже обманчиво «незначительные» различия в чувствительности могут привести к большим изменениям требований к мощности усилителя. Это важно, потому что усилители мощности становятся все более непрактичными с увеличением выходной мощности усилителя.

Многие высококачественные домашние динамики имеют чувствительность от ~ 84 дБ до ~ 94 дБ, но профессиональные динамики могут иметь чувствительность от ~ 90 дБ до ~ 100 дБ. Для источника «84 дБ» потребуется усилитель на 400 Вт для создания той же акустической мощности (воспринимаемой громкости), что и для источника «90 дБ», приводимого в действие усилителем на 100 Вт, или для источника «100 дБ», приводимого в действие Усилитель на 10 ватт. Таким образом, хорошим показателем «мощности» системы является график максимальной громкости до клиппирования усилителя и громкоговорителя, вместе взятых, в дБ SPL, в предполагаемой позиции прослушивания, по спектру звуковых частот. Человеческое ухо менее чувствительно к низким частотам, на что указывает Контуры равной громкости, поэтому хорошо спроектированная система должна быть способна генерировать относительно более высокие уровни звука ниже 100 Гц до клиппирования.

Как и воспринимаемая громкость, чувствительность динамика также зависит от частоты и мощности. Чувствительность измеряется на уровне 1 Вт, чтобы минимизировать нелинейные эффекты, такие как сжатие мощности и гармонические искажения, усредненные по используемой полосе пропускания. Полоса пропускания часто указывается между измеренными граничными частотами «+/- 3 дБ», где относительная громкость уменьшается по сравнению с максимальной громкостью как минимум на 6 дБ. Некоторые производители громкоговорителей вместо этого используют «+3 дБ / -6 дБ», чтобы учесть реальный отклик громкоговорителя в комнате на крайних частотах, когда границы пола / стены / потолка могут увеличить воспринимаемую громкость.

Чувствительность динамика измеряется и оценивается исходя из фиксированного выходного напряжения усилителя, поскольку усилители звука имеют тенденцию вести себя как источники напряжения. Чувствительность может вводить в заблуждение из-за различий в импедансе динамиков между динамиками разной конструкции. Громкоговоритель с более высоким импедансом может иметь более низкую измеряемую чувствительность и, таким образом, оказаться менее эффективным, чем громкоговоритель с более низким импедансом, даже если их эффективность фактически одинакова. Эффективность динамика - это показатель, который измеряет только фактический процент электрической мощности, которую динамик преобразует в акустическую мощность, и иногда является более подходящим показателем для использования при исследовании способов достижения заданной акустической мощности динамика.

Добавление идентичного и взаимосвязанного динамика (намного меньшего, чем длина волны друг от друга) и равное разделение электроэнергии между двумя драйверами увеличивает их совокупную эффективность максимум на 3 дБ, аналогично увеличению размера одного динамика до тех пор, пока площадь диафрагмы увеличивается вдвое. Использование нескольких драйверов может быть более практичным для повышения эффективности, чем более крупные драйверы, поскольку частотная характеристика обычно пропорциональна размеру драйвера.

Разработчики систем пользуются преимуществом этого повышения эффективности, используя взаимно связанные драйверы в корпусе громкоговорителей и используя взаимно связанные корпуса громкоговорителей в помещении. Каждое удвоение общей площади драйвера в массиве драйверов приводит к увеличению эффективности на ~ 3 дБ до предела, когда общее расстояние между любыми двумя драйверами массива превышает ~ 1/4 длины волны.

Возможности управления мощностью также удваиваются, когда количество драйверов удваивается, для максимально достижимого увеличения на ~ 6 дБ общей акустической мощности при удвоении взаимно связанных драйверов, когда общая мощность усилителя также удваивается. Повышение эффективности взаимной связи становится трудным для реализации с несколькими драйверами на более высоких частотах, потому что общий размер одного драйвера, включая его диафрагму, корзину, волновод или рупор, может уже превышать одну длину волны.

Источники, которые намного меньше длины волны, ведут себя как точечные источники, которые излучают во всех направлениях в свободном пространстве, тогда как источники, длина которых превышает длину волны, действуют как их собственная «земля» и излучают звук вперед. Это излучение имеет тенденцию создавать проблемы с высокочастотной дисперсией на больших площадках, поэтому проектировщику, возможно, придется покрыть зону прослушивания несколькими источниками, направленными в разных направлениях или размещенными в разных местах.

Аналогичным образом, близость динамика гораздо меньше 1/4 длины волны к одной или нескольким границам, таким как пол / стены / потолок, может повысить эффективную чувствительность, изменив свободное пространство на полупространство, четверть пространства или восьмое пространство. Когда расстояние до границ> 1/4 длины волны, задержанные отражения могут увеличивать воспринимаемую громкость, но также могут вызывать окружающие эффекты, такие как гребенчатая фильтрация и реверберация, которые могут сделать частотную характеристику неравномерной в помещении или сделать звук диффузным и резким, особенно с меньшими площадями и твердыми отражающими поверхностями.

Звукопоглощающие конструкции, рассеивающие звук структуры и цифровая обработка сигналов могут использоваться для компенсации граничных эффектов в пределах обозначенной зоны прослушивания.

`` Музыкальная сила '' - настоящие проблемы

Период, термин "Музыкальная сила" с некоторой долей достоверности использовался как в усилителях, так и в громкоговорителях. Когда живая музыка записывается без сжатия или ограничения амплитуды, результирующий сигнал содержит короткие пики с гораздо большей амплитудой (20 дБ или более), чем среднее значение, и, поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения сигнала, для их воспроизведения потребуется усилитель, способный обеспечивая кратковременные пики мощности примерно в сто раз превышающие средний уровень. Таким образом, идеальная 100-ваттная аудиосистема должна быть способна обрабатывать короткие пики мощностью 10 000 Вт, чтобы избежать клиппирования.^{[нужна цитата ]} (видеть Уровни программы ). Фактически, большинство громкоговорителей способны выдерживать пики, в несколько раз превышающие их непрерывный номинал (хотя и не в сто раз), поскольку тепловая инерция предотвращает сгорание звуковых катушек при коротких импульсах. Поэтому допустимо и желательно управлять громкоговорителем от усилителя мощности с более высоким постоянным номиналом, в несколько раз превышающим установившуюся мощность, которую громкоговоритель может выдержать, но только если приняты меры, чтобы не перегреть его; это сложно, особенно на современных записях, которые, как правило, сжатый и поэтому его можно воспроизводить на высоких уровнях без очевидного искажения, которое могло бы возникнуть в результате несжатой записи, когда усилитель начал отсечение.

Усилитель может быть сконструирован со схемой аудиовыхода, способной генерировать определенный уровень мощности, но с источником питания, неспособным обеспечить достаточную мощность в течение более чем очень короткого времени, и с теплоотвод это приведет к опасному перегреву, если полная выходная мощность будет поддерживаться в течение длительного времени. Это имеет хороший технический и коммерческий смысл, поскольку усилитель может обрабатывать музыку с относительно низкой средней мощностью, но с короткими пиками; можно рекламировать (и поставлять) высокую «музыкальную мощность», а также сэкономить деньги на источнике питания и радиаторе. Источники программ, которые сильно сжаты, с большей вероятностью вызовут проблемы, поскольку средняя мощность может быть намного выше при той же пиковой мощности. Схема, защищающая усилитель и источник питания, может предотвратить повреждение оборудования в случае длительной работы на высокой мощности.

Более сложное оборудование, обычно используемое в профессиональном контексте, имеет усовершенствованную схему, которая может работать с высокими уровнями пиковой мощности, не передавая на динамики большую среднюю мощность, чем они и усилитель могут безопасно обрабатывать.

Согласование усилителя с громкоговорителем

Чарльз «Чак» МакГрегор, работая старшим технологом Восточные акустические произведения, написал руководство для профессиональное аудио покупатели, желающие выбрать усилители подходящего размера для своих громкоговорителей. Чак МакГрегор рекомендовал эмпирическое правило, согласно которому максимальная выходная мощность усилителя в два раза превышала непрерывную (так называемую «среднеквадратичную») номинальную мощность громкоговорителя, плюс-минус 20%. В его примере громкоговоритель с постоянной мощностью 250 Вт будет хорошо согласован с усилителем с максимальной выходной мощностью в диапазоне от 400 до 625 Вт.^[27]

JBL, который тестирует и маркирует свои громкоговорители в соответствии с IEC 268-5 (в последнее время называемый IEC 60268-5) содержит более подробный набор рекомендаций, зависящих от профиля использования системы, который, в более фундаментальном плане, включает в себя (наихудший случай) пик фактор сигнала, используемого для управления громкоговорителями:^[28]

1. Для «тщательно контролируемых приложений, в которых необходимо поддерживать пиковую переходную способность, система должна получать питание от усилителя, способного обеспечить удвоение рейтинга IEC». Например, студийный монитор рассчитанный на 300 Вт IEC, может безопасно управляться усилителями мощностью 600 Вт (RMS) при условии, что «пиковые сигналы обычно имеют такую ​​короткую продолжительность, что они практически не нагружают компоненты системы».^[28]
2. Для «рутинного применения, где, вероятно, будет встречаться высокий непрерывный, но неискаженный выходной сигнал, система должна быть запитана с помощью усилителя, способного обеспечить соответствие системы требованиям IEC». Сюда входит большинство потребительских систем. «Такие системы часто могут быть непреднамеренно перегружены или могут иметь обратную связь. При питании от усилителя, соответствующего их рейтингу IEC, пользователю гарантируется безопасная работа».^[28]
3. «Для музыкальных инструментов, где искаженный (перегруженный) выходной сигнал может быть музыкальным требованием, система должна быть запитана от усилителя, способного обеспечить только половину рейтинга системы IEC». Это необходимо, потому что, например, усилитель, обычно выдающий «300 Вт неискаженной синусоиды», может достигать мощности, близкой к 600 Вт, когда вырезка (т.е. когда его выход ближе к прямоугольная волна ). Если такой сценарий правдоподобен, то для безопасной работы громкоговорителя номинальная мощность усилителя (RMS) не должна превышать половину мощности громкоговорителя согласно IEC.^[28]

Управление мощностью в `` активных '' динамиках

Активные динамики состоит из двух или трех громкоговорителей на канал, каждый из которых оснащен собственным усилителем, которому предшествует электронный кроссовер фильтр для разделения звукового сигнала низкого уровня на полосы частот, которые обрабатываются каждым динамиком. Этот подход позволяет использовать сложные активные фильтры для сигнала низкого уровня без необходимости использования пассивных кроссоверов высокого уровня. управление мощностью возможности, но ограниченные спад и с большими и дорогими катушками индуктивности и конденсаторами. Дополнительным преимуществом является то, что пиковая мощность больше, если сигнал имеет одновременные пики в двух разных частотных диапазонах. Один усилитель должен выдерживать пиковую мощность, когда напряжения обоих сигналов находятся на пике; поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения, пиковая мощность, когда оба сигнала имеют одинаковое пиковое напряжение, пропорциональна квадрату суммы напряжений.Если используются отдельные усилители, каждый должен обрабатывать квадрат пикового напряжения в своей собственной полосе. Например, если каждый из басов и средних частот имеет сигнал, соответствующий выходному сигналу 10 Вт, потребуется один усилитель, способный обрабатывать пиковую мощность 40 Вт, но будет достаточно усилителя низких и высоких частот, каждый из которых может обрабатывать 10 Вт. Это актуально, когда пики сравнимой амплитуды возникают в разных частотных диапазонах, например, при широкополосной перкуссии и басовых нотах с большой амплитудой.

Для большинства аудиоприложений требуется больше мощности на низких частотах. Для этого требуется усилитель высокой мощности для низких частот (например, 200 Вт для диапазона 20–200 Гц), усилитель меньшей мощности для среднего диапазона (например, 50 Вт для диапазона от 200 до 1000 Гц) и еще меньше усилителя высоких частот (например, 5 ватт для 1000–20000 Гц). Правильный дизайн системы двух / трех усилителей требует изучения частотной характеристики и чувствительности драйвера (динамика) для определения оптимальных частот кроссовера и мощности усилителя мощности.

Региональные вариации

нас

Пиковая мгновенная выходная мощность и пиковая выходная мощность музыки - это два разных измерения с разными характеристиками и не должны использоваться как взаимозаменяемые. Производители, использующие разные слова, такие как пульс или производительность, могут отражать свою собственную нестандартную систему измерения с неизвестным значением. В Федеральная торговая комиссия положила конец этому правилу 46 CFR 432 (1974) Федеральной торговой комиссии (FTC), касающемуся требований к выходной мощности для усилителей, используемых в продуктах для домашних развлечений.

В ответ на приказ Федеральной торговой комиссии Ассоциация бытовой электроники установила четкую и точную меру мощности звука для бытовой электроники. Они разместили утвержденный FTC шаблон маркировки продукции на своем веб-сайте, и полный стандарт доступен за определенную плату. Многие считают, что это решит большую часть двусмысленности и путаницы в рейтингах усилителей. Также будут рейтинги для динамиков и активных динамиков. Эта спецификация применима только к усилителям звука. Ожидается, что аналог будет в ЕС, и все оборудование, продаваемое в США и Европе, будет одинаково протестировано и оценено.^[29]

Это постановление не распространялось на автомобильные развлекательные системы, которые, следовательно, по-прежнему страдают от неправильной оценки мощности. Однако новый утвержденный американский национальный стандарт ANSI / CEA-2006-B, который включает методы тестирования и измерения для мобильных усилителей звука, постепенно выводится на рынок многими производителями.^[30]

Европа

Эта секция нуждается в расширении. Вы можете помочь добавляя к этому. (Август 2011 г.)

DIN (Deutsches Institut für Normung, Немецкий институт стандартизации) описывает в DIN 45xxx несколько стандартов для измерения мощности звука. Стандарты DIN (нормы DIN) широко используются в Европе.^[31]

Международный

Эта секция нуждается в расширении. Вы можете помочь добавляя к этому. (Август 2011 г.)

IEC 60268-2 определяет технические характеристики усилителя мощности, включая выходную мощность.^[32]

Смотрите также

• Уровни программы
• Измерение качества звука
• Измеритель уровня звука
• Измерение звукового шума

Рекомендации

внешняя ссылка

• Номинальная мощность усилителя (и Как рассчитать удовлетворительные значения PMPO) Род Эллиотт
• Понимание номинальной мощности усилителя
• Мощность звука и соответствующие факторы: субъективно воспринимаемая громкость (громкость), объективно измеренное звуковое давление (напряжение) и теоретически рассчитанная интенсивность звука (акустическая мощность)