Мощность усилителя активных многополосных АС

[Alexsanderoff]

Мощность усилителей в многополосных АС должна быть одинаковой для каждой полосы частот при условии, что чувствительность динамиков одинаковая.

Пояснение:
1) Анализатор спектра позволяет определить амплитуду и частоту спектральных компонент, входящих в состав анализируемого процесса. Важнейшей его характеристикой является разрешающая способность: наименьший интервал по частоте между двумя спектральными линиями, которые ещё разделяются анализатором спектра. Анализатор спектра может дать истинный спектр только тогда, когда анализируемое колебание периодично, либо существует только в пределах интервала . При анализе длительностей процессов анализатор спектра даёт не истинный спектр , а его оценку , зависящую от времени включения и времени анализа . Так как спектр колебания может в общем случае изменяться во времени, то оценка даёт текущий спектр.

2) Что из себя представляет белый шум, который на анализаторе спектра выглядит, как прямая линия на одном уровне? - это шум, спектральные составляющие которого равномерно распределены по всему диапазону задействованных частот. Белый шум имеет одинаковую длительность на любой частоте. Но в музыке длительность более высоких звуков короче.

3) Пояснение на пальцах. Вот записал партию барабана и хэта. http://promodj.com/lexmusic/samples/3299750/For_Vegalab
Спектр барабана:

Спектр хэта:


Спектр этой записи при FFT 65536

Тут все обрадовались, что амплитуда на высоких от хэта очень мала и можно поставить усилитель в 100раз меньшей мощности.
Но облом:
Вот форма волны

Видим барабан лупасит по -3дб и хэт по -3дб, вот не задача, придеться использовать усилитель равной мощности.

Примеры с музыкой:
Трек с лиц. CD "Hi-Fi - Брат"
Поделен фильтром на 3 полосы первым порядком (добротность 0,707): до 500гц, 500гц-3кгц, и от 3кгц.
Результат измерения пикового значения амплитуды:
Без фильтра: пик = -0,6дб, RMS = -14,7дб
До 500гц: пик = -0,6дб, RMS = -16,7дб
500-3000гц: пик = -1,4дб, RMS = -19,7дб
От 3кГц: пик = -3дб, RMS = -26дб

Трек с лиц. CD "Animal ДжаZ - 2010"
Поделен фильтром на 3 полосы первым порядком (добротность 0,707): до 500гц, 500гц-3кгц, и от 3кгц.
Результат измерения пикового значения амплитуды:
Без фильтра: пик = 0,0дб, RMS = -11,5дб
До 500гц: пик = 0,0дб, RMS = -12,8дб
500-3000гц: пик = -0,4дб, RMS = -18,6дб
От 3кГц: пик = 0,0дб, RMS = -25,1дб

"James Blunt - You*re Beautiful" CD
Без фильтра: пик = -3,6дб, RMS = -15,8дб
До 500гц: пик = -4,0дб, RMS = -17,3дб
500-3500гц: пик = -3,6дб, RMS = -21,9дб
От 3,5кГц: пик = -6,5дб, RMS = -31,1дб

[Alexsanderoff]

У пищалок номинальная мощность 3...5 Вт. 0 дб ни одна пищалка не вытянет - искажения будут ужасные, и быстро перегреется катушка.

Это пиковое значение амплитуды. RMS сейчас укажу.

[Alexsanderoff]

gross, Ухом не фиксируется очень короткий звук, но усилитель должен воспроизвести пик без искажения, т е на номинальной мощности, так?

[mAxSpace]

gross, в пике она может выдржать и больше, чем они (пищалки) собственно и занимаются
У меня в трёхполоске все каналы усилния имеют мощность по 150ватт - пищалка великолепно себя чувствует не смотря на то что отрезана первым порядком на 1.92кгц

[mAxSpace]

Я когда-то замерял живьем, получалось примерно так 2:2:1 - это отношение мощностей в каналах.

Да, примерно так и есть, особенно если учесть что пищаль чаще по чувствительности лучше мида и баса
В проф. частенько фигурирует соотнощение 4:1 - это от части из конструктивных соображений - усилитель для вуфера делают с двухуровневым питанием, а усилитель для пищалки питают только от нижнего уровня - не редкость TDA7293. Всё сходится с учётом того что чуйка вуферов порядка 97дб, вч драйвера около 108дб

[Ламер со стажем]

В далёком уже 2005-ом году, Женя вот такую веточку затевал...
Соотношение мощностей динамиков в АС

[mAxSpace]

Соотношение мощности динамиков и соотношение мощности усилителей, это совсем разные темы.

[samodelkin]

Ламер со стажем, что-то ссылка не открывается
В профессиональных мониторах часто бывает - когда аранжировку лепят то понажимают по тарелке или хай-хету при высокой громкости - то есть явно не в балансе так бытовые колонки с пищалками быстро прощаются а мониторы не должны...

[gross]

Так это ветка о ПРО? Тогда я пас, поудалял свои сообщения т.к. они были не о ПРО.

[ViktKors]

Возникла необходимость в данной теме. Здесь обсуждаем необходимую мощность усилителя многополосных акустических систем.

За пример взят трек ...

Я тоже "прогонял" десяток "жестких" фонограмм в симуляторе через кроссовер. Статистика весьма схожа - пиковые уровни в НЧ-СЧ каналах идентичны (0 дБ), в ВЧ на пару дБ ниже (-2 - -3 дБ).

Кстати забавный прикол. Прпустите меандр с амплитудой, скажем, 1 вольт через ФВЧ, получатся пики вверх и вниз амплитудой в 2 вольта , т.е. пиковый уровень был 0 дБ, стал - +6 дБ. На реальных фонограммах подобного, к счастью, мне не попадалось.


Собственно и вывод, как тут уже отмечалось, простой - ВЧ усилитель должен быть способен отработать уровень под 0 дБ с учетом чувствительности пищалки.
В "тепловом" смысле ВЧ канал может быть куда слабее (меньший радиатор, более тонкий провод питающей обмотки транса и т.д. и т.п.)

Только я бы обратил внимание, на то, что обычно это очень короткие пики (или мне встречались только такие) - даже не пара колебаний синусоиды, а просто высокие перепады-пики, причем очень редко - пара-тройка на несколько секунд и только на "жестких" участках фонограммы.

Поэтому усилитель с таким амплитудным запасом - это скорее масималистский случай. На практике, как правило, умеренный клипп таких коротких вспышек малозаметен, и по факту в большинстве случаев вполне премлем (имхо).
Ну и малая длительность импульсов определяет то обстоятельство, что пищалке не нужно отрабатывать какую-либо запредельную мощность. Смещение купола тоже получается очень небольшим, так что пищалка не перегреется и не развалится. Другое дело, имхо, что такие импульсы скорее будут "ломать" купол, чем воспроизводится.

[flipper]

Вот и я тоже был сильно удивлен, увидев впервые результаты такой нарезки
Пички то огогосе

[Alexsanderoff]

Так это ветка о ПРО? Тогда я пас, поудалял свои сообщения т.к. они были не о ПРО.

ПРО в плане воспроизводимого сигнала ничем не отличается от хоума. Это таже музыка.

[subsonic]

ПРО в плане воспроизводимого сигнала ничем не отличается от хоума. Это таже музыка.

В ПРО мощность распределяется в сооответсвии с задачами.
Как правило самое энергоёмкое это суббасовое звено .

[Alexsanderoff]

В ПРО мощность распределяется в сооответсвии с задачами.
Как правило самое энергоёмкое это суббасовое звено .

Мощность усилителей должна быть равна для всех полос. На басу больше мощности усилителя, потомучто чувствительность ниже в этой полосе.

[HellQwer]

А по мне, так мощность нечто вроде интеграла по усредненному спектру, точнее пропорциональна ему. Чем шире полоса пропускания, тем больше мощность, если усредненный спектр - горизонтальная прямая, разумеется.

Даже, наверное, спектр пиков, т.е. тот график, что наверху.

А для проф и направленность учитывать надо и "проникающую способность".

ИМХО

[antiluser]

А по мне, так мощность нечто вроде интеграла по усредненному спектру, точнее пропорциональна ему.

Но нас пиковые значения интересуют для неискаженного воспроизведения, поэтому тоже с некоторых пор считаю, что

Мощность усилителей должна быть равна для всех полос.

Это при условии равной чувствительности в полосах.

[mAxSpace]

Alexsanderoff, ваши измерения вполне показательны, но нельзя ли увеличить масштаб - чтоб вместо 80дб, по шкале было 10...15 ?

[Alexsanderoff]

mAxSpace, Могу увеличить масштаб, но измерения пиковой ачх не точные, т. к. чтобы оценить пик на частоте 20кгц время измерения должнобыть меньше 50микросекунд. Оценить точно пик получаеться, если отфильтровать интересующий диапозон частот и следить за пиковой амплитудой. Измерение пика амплитуды могу сделать со скоростью обновления примерно 23микросекунд на частоте дискритизации 44100гц.

[HellQwer]

Но нас пиковые значения интересуют для неискаженного воспроизведения, поэтому тоже с некоторых пор считаю, что
Мощность усилителей должна быть равна для всех полос.
Это при условии равной чувствительности в полосах.

Белый шум на полную не послушаешь

[antiluser]

Белый шум на полную не послушаешь

Причем тут белый шум, я про кратковременные пики, которые сам видел. Если нет стремления к бескомпромиссности, то на мощности ВЧ полос можно сэкономить.