Was ist die Schwierigkeit?

In der Audio-Ausgabe 11/2019 wurde der ATC SCM7 in einem Test mit fünf Regallautsprechern vorgestellt. Eine sehr angesehene Marke, die Musikliebhabern und vor allem Profis bekannt ist, da viele Aufnahmestudios mit ihren Lautsprechern ausgestattet sind. Es lohnt sich, genauer hinzuschauen – dieses Mal werden wir uns jedoch nicht mit seiner Geschichte und seinen Vorschlägen befassen, sondern am Beispiel des SCM7 ein allgemeineres Problem diskutieren, mit dem Audiophile konfrontiert sind.

Einer der wichtigen Parameter akustischer Systeme ist Wirksamkeit. Es ist ein Maß für die Energieeffizienz - der Grad, in dem ein Lautsprecher (elektroakustischer Wandler) den zugeführten Strom (vom Verstärker) in Schall umwandelt.

Der Wirkungsgrad wird auf einer logarithmischen Dezibelskala ausgedrückt, wobei ein Unterschied von 3 dB den doppelten Pegel (oder weniger) bedeutet, ein Unterschied von 6 dB den vierfachen Pegel usw. Vereinfacht ausgedrückt: Bei gleicher abgegebener elektrischer Leistung spielt ein Lautsprecher mit einem Wirkungsgrad von 3 dB doppelt so laut.

Es ist erwähnenswert, dass der Wirkungsgrad mittlerer Lautsprecher einige Prozent beträgt – Der Großteil der Energie wird in Wärme umgewandelt, so dass dies aus Sicht der Lautsprecher nicht nur „Verschwendung“ ist, sondern deren Arbeitsbedingungen weiter verschlechtert – mit steigender Temperatur der Lautsprecherspule steigt deren Widerstand, und die Temperaturerhöhung des Magnetsystems ist ungünstig, was zu nichtlinearen Verzerrungen führen kann. Ein geringer Wirkungsgrad ist jedoch nicht gleichbedeutend mit geringer Qualität – es gibt viele Lautsprecher mit geringem Wirkungsgrad und sehr gutem Klang.

Schwierigkeiten bei komplexen Lasten

Ein hervorragendes Beispiel sind ATC-Designs, deren geringer Wirkungsgrad auf spezielle Lösungen zurückzuführen ist, die in den Wandlern selbst verwendet werden, und die ... paradoxerweise - dazu dienen, Verzerrungen zu reduzieren. Es geht um die sogenannte kurze Spule in einer langen LückeIm Vergleich zum typischen (in den allermeisten elektrodynamischen Wandlern verwendeten) System einer langen Spule in einem kurzen Spalt zeichnet es sich durch einen geringeren Wirkungsgrad, aber weniger Verzerrungen aus (aufgrund des Betriebs der Spule in einem gleichmäßigen Magnetfeld im Spalt).

Darüber hinaus ist das Antriebssystem für den linearen Betrieb mit großen Auslenkungen vorbereitet (dafür muss der Spalt viel länger sein als die Spule), und in dieser Situation bieten selbst die von ATK verwendeten sehr großen Magnetsysteme keinen hohen Wirkungsgrad (der größte Teil des Spalts wird unabhängig von der Position der Spule nicht von ihr ausgefüllt).

Im Moment interessiert uns jedoch mehr etwas anderes. Wir stellen fest, dass SCM7 sowohl aufgrund seiner Abmessungen (ein Zwei-Wege-System mit einem 15-cm-Tiefmitteltöner in einem Gehäuse mit einem Volumen von weniger als 10 Litern) als auch dieser speziellen Technik einen sehr geringen Wirkungsgrad hat - gemäß Messungen in im Audio-Labor nur 79 dB (wir abstrahieren von den Herstellerangaben, die einen höheren Wert versprechen, und von den Gründen für eine solche Diskrepanz; wir vergleichen die Effizienz von in „Audio“ gemessenen Strukturen unter gleichen Bedingungen).

Wie wir bereits wissen, wird der SCM7 dadurch gezwungen, mit der angegebenen Leistung zu spielen. viel ruhiger als die meisten Strukturen, sogar gleich groß. Damit sie gleich laut klingen, müssen sie platziert werden mehr Macht.

Diese Situation führt viele Audiophile zu der vereinfachenden Schlussfolgerung, dass der SCM7 (und ATC-Designs im Allgemeinen) einen Verstärker erfordert, der nicht so sehr leistungsstark ist, sondern mit einigen schwer zu bestimmenden Parametern, die „treiben“, „ziehen“, steuern und „treiben“ können “, wie „Schwerlast“, dh SCM7. Die tief verwurzelte Bedeutung von „Schwerlast“ bezieht sich jedoch auf einen völlig anderen Parameter (als den Wirkungsgrad) – nämlich Impedanz (dynamisch).

Beide Bedeutungen von „komplexer Last“ (bezogen auf Effizienz oder Impedanz) erfordern unterschiedliche Maßnahmen, um diese Schwierigkeit zu überwinden, sodass ihre Mischung nicht nur aus theoretischen, sondern auch aus praktischen Gründen zu schwerwiegenden Missverständnissen führt – gerade bei der Auswahl des geeigneten Verstärkers.

Ein Lautsprecher (Lautsprecher, Säule, elektroakustischer Wandler) ist ein Empfänger elektrischer Energie, der eine Impedanz (Last) haben muss, um in Schall oder sogar Wärme umgewandelt zu werden. Daraufhin wird nach den aus der Physik bekannten Grundformeln Energie freigesetzt (wie wir bereits wissen, leider meist in Form von Wärme).

High-End-Transistorverstärker im angegebenen Bereich der empfohlenen Lastimpedanz verhalten sich ungefähr wie Gleichspannungsquellen. Dies bedeutet, dass mit abnehmender Lastimpedanz bei einer festen Spannung mehr Strom über die Anschlüsse fließt (umgekehrt proportional zur Abnahme der Impedanz).

Und da der Strom in der Leistungsformel quadratisch ist, selbst wenn die Impedanz abnimmt, nimmt die Leistung umgekehrt zu, wenn die Impedanz abnimmt. Die meisten guten Verstärker verhalten sich so bei Impedanzen über 4 Ohm (an 4 Ohm ist die Leistung also fast doppelt so hoch wie an 8 Ohm), manche ab 2 Ohm und die stärksten ab 1 Ohm.

Aber ein typischer Verstärker mit einer Impedanz unter 4 Ohm kann „Schwierigkeiten“ haben – die Ausgangsspannung fällt ab, der Strom fließt nicht mehr umgekehrt, wenn die Impedanz abnimmt, und die Leistung wird entweder leicht ansteigen oder sogar abfallen. Dies geschieht nicht nur bei einer bestimmten Stellung des Reglers, sondern auch bei der Prüfung der maximalen (Nenn-)Leistung des Verstärkers.

Die eigentliche Lautsprecherimpedanz ist kein konstanter Widerstand, sondern ein variabler Frequenzgang (obwohl die Nennimpedanz durch diese Kennlinie und ihre Minima bestimmt wird), daher ist es schwierig, den Grad der Komplexität genau zu quantifizieren - es hängt von der Wechselwirkung mit einer gegebenen ab Verstärker.

Einige Verstärker mögen keine großen Impedanzphasenwinkel (verbunden mit Impedanzschwankungen), insbesondere wenn sie in Bereichen mit niedrigem Impedanzmodul auftreten. Dies ist eine „starke Last“ im klassischen (und korrekten) Sinne, und um eine solche Last bewältigen zu können, muss man nach einem geeigneten Verstärker suchen, der gegen niedrige Impedanzen resistent ist.

In solchen Fällen wird es manchmal als "Stromeffizienz" bezeichnet, da tatsächlich mehr Strom (als bei niedriger Impedanz) benötigt wird, um eine hohe Leistung bei niedriger Impedanz zu erreichen. Allerdings gibt es hier auch ein Missverständnis, dass einige „Hardware-Berater“ Leistung und Strom vollständig trennen und glauben, dass ein Verstärker stromsparend sein kann, solange er einen mythischen Strom hat.

Es reicht jedoch aus, die Leistung bei niedriger Impedanz zu messen, um sicherzustellen, dass alles in Ordnung ist – schließlich geht es um die vom Lautsprecher abgegebene Leistung und nicht um den Strom, der durch den Lautsprecher selbst fließt.

ATX-SCM7s haben einen geringen Wirkungsgrad (sie sind daher in dieser Hinsicht „komplex“) und haben eine Nennimpedanz von 8 Ohm (und sind aus diesem noch wichtigeren Grund „leicht“). Viele Audiophile werden jedoch zwischen diesen Fällen keinen Unterschied machen und daraus schließen, dass es sich hier um eine „starke“ Belastung handelt – einfach weil der SCM7 leise spielen wird.

Gleichzeitig klingen sie (bei einer bestimmten Position des Lautstärkereglers) viel leiser als andere Lautsprecher, nicht nur aufgrund des geringen Wirkungsgrads, sondern auch wegen der hohen Impedanz – die meisten Lautsprecher auf dem Markt haben 4 Ohm. Und wie wir bereits wissen, fließt bei einer 4-Ohm-Last mehr Strom aus den meisten Verstärkern und es wird mehr Leistung erzeugt.

Daher ist es wichtig, zwischen Effizienz und zu unterscheiden Zärtlichkeit, Das Mischen dieser Parameter ist jedoch auch ein häufiger Fehler von Herstellern und Benutzern. Der Wirkungsgrad ist definiert als der Schalldruck in 1 m Entfernung vom Lautsprecher bei einer angelegten Leistung von 1 W. Empfindlichkeit - beim Anlegen einer Spannung von 2,83 V. Unabhängig davon

Lastimpedanz. Woher kommt diese "seltsame" Bedeutung? 2,83 V an 8 Ohm sind nur 1 W; Daher sind für eine solche Impedanz die Effizienz- und Empfindlichkeitswerte gleich. Aber die meisten modernen Lautsprecher haben 4 Ohm (und da Hersteller sie oft und fälschlicherweise als 8 Ohm darstellen, ist das eine andere Sache).

Bei einer Spannung von 2,83 V werden dann 2 W abgegeben, was der doppelten Leistung entspricht, was sich in einer Erhöhung des Schalldrucks um 3 dB widerspiegelt. Um den Wirkungsgrad eines 4-Ohm-Lautsprechers zu messen, muss die Spannung auf 2 V reduziert werden, aber ... kein Hersteller tut dies, da das in der Tabelle angegebene Ergebnis, wie auch immer es heißt, um 3 dB niedriger ausfällt.

Gerade weil der SCM7, wie andere 8-Ohm-Lautsprecher auch, eine „leichte“ Impedanzlast ist, scheint es vielen Anwendern – die „Schwierigkeit“ auf den Punkt bringen, dh. durch das Prisma des in einer bestimmten Position empfangenen Volumens. Regler (und die damit verbundene Spannung) ist eine „komplexe“ Last.

Und sie können aus zwei völlig unterschiedlichen Gründen (oder aufgrund ihrer Verschmelzung) leiser klingen – ein Lautsprecher kann zwar einen geringeren Wirkungsgrad haben, aber auch weniger Energie verbrauchen. Um zu verstehen, mit welcher Situation wir es zu tun haben, ist es notwendig, die grundlegenden Parameter zu kennen und nicht nur die Lautstärke zweier verschiedener Lautsprecher zu vergleichen, die an denselben Verstärker mit derselben Reglerposition angeschlossen sind.

Was der Verstärker sieht

Der Benutzer des SCM7 hört die Lautsprecher leise spielen und versteht intuitiv, dass der Verstärker „müde“ sein muss. In diesem Fall "sieht" der Verstärker nur den Impedanzgang - in diesem Fall hoch und daher "leicht" - und wird nicht müde und hat keinen Ärger damit, dass der Lautsprecher den größten Teil der Leistung in Wärme umgewandelt hat , nicht klingen. Das ist eine Sache „zwischen dem Lautsprecher und uns“; der Verstärker "weiß" nichts von unseren Eindrücken - ob leise oder laut.

Stellen Sie sich vor, wir schließen einen sehr leistungsstarken 8-Ohm-Widerstand an Verstärker mit einer Leistung von ein paar Watt, ein paar Zehnern, ein paar Hundert an ... Für alle ist dies eine problemlose Last, jeder wird so viele Watt geben, wie er sich einen solchen Widerstand leisten kann, ohne zu wissen, dass all diese Leistung in Wärme und nicht in Schall umgewandelt wurde.

Der Unterschied zwischen der Leistung, die der Widerstand aufnehmen kann, und der Leistung, die der Verstärker liefern kann, spielt für letzteren keine Rolle, ebenso wie die Tatsache, dass die Leistung des Widerstands zwei-, zehn- oder hundertmal größer ist. Er kann so viel aushalten, muss es aber nicht.

Wird einer dieser Verstärker Probleme haben, diesen Widerstand anzusteuern? Und was bedeutet seine Aktivierung? Stellen Sie die maximale Leistung zur Verfügung, die es aufnehmen kann? Was bedeutet es, einen Lautsprecher zu steuern? Gibt er nur die maximale Leistung ab oder einen niedrigeren Wert, ab dem der Lautsprecher gut klingt? Was für eine Macht könnte das sein?

Betrachtet man die „Schwelle“, ab der der Lautsprecher bereits linear klingt (dynamisch, nicht Frequenzgang), kommen selbst bei Lautsprechern mit geringem Wirkungsgrad sehr niedrige Werte in der Größenordnung von 1 W ins Spiel. . Es ist wichtig zu wissen, dass die durch den Lautsprecher selbst verursachte nichtlineare Verzerrung (in Prozent) mit zunehmender Leistung ausgehend von niedrigen Werten zunimmt, sodass der „sauberste“ Klang entsteht, wenn wir leise spielen.

Wenn es jedoch darum geht, die Lautstärke und Dynamik zu erreichen, die uns die richtige Dosis musikalischer Emotion verleiht, wird die Frage nicht nur subjektiv, je nach persönlichen Vorlieben, sondern ist selbst für einen bestimmten Zuhörer mehrdeutig.

Dabei kommt es zumindest auf den Abstand zu den Lautsprechern an – schließlich sinkt der Schalldruck proportional zum Quadrat des Abstands. Wir benötigen eine andere Leistung, um die Lautsprecher auf 1 m zu „antreiben“, und eine andere (sechzehnmal mehr) auf 4 m, ganz nach unserem Geschmack.

Die Frage ist, welcher Amp wird das „machen“? Komplizierte Beratung ... Jeder wartet auf einfache Ratschläge: Kaufen Sie diesen Verstärker, aber kaufen Sie diesen nicht, denn "es wird Ihnen nicht gelingen" ...

Am Beispiel der SCM7 lässt sich das so zusammenfassen: Sie müssen keine 100 Watt aufnehmen, um schön und leise zu spielen. Sie müssen dafür sorgen, dass sie schön und laut spielen. Allerdings nehmen sie nicht mehr als 100 Watt auf, da sie durch ihre eigene Leistung begrenzt sind. Der Hersteller gibt den empfohlenen Leistungsbereich des Verstärkers (wahrscheinlich nominal und nicht die Leistung, die „normalerweise“ geliefert werden sollte) mit 75–300 Watt an.

Es scheint aber, dass ein 15cm Tiefmitteltöner, selbst so hochkarätig wie der hier verwendete, keine 300W vertragen wird... Heutzutage geben die Hersteller oft so hohe Grenzen für die empfohlenen Leistungsbereiche von kooperierenden Verstärkern, was auch andere Gründe hat - es setzt eine große Lautsprecherleistung voraus, verpflichtet aber ansonsten nicht... es ist nicht die Nennleistung, die der Lautsprecher bewältigen soll.

Darf das Netzteil dabei sein?

Es kann auch davon ausgegangen werden, dass der Verstärker vorhanden sein sollte Energie reserve (im Verhältnis zur Nennleistung des Lautsprechers), um in keiner Situation überlastet zu werden (mit der Gefahr einer Beschädigung des Lautsprechers). Dies hat jedoch nichts mit der „Schwierigkeit“ der Arbeit mit dem Sprecher zu tun.

Es macht keinen Sinn, zwischen Lautsprechern zu unterscheiden, die diesen Headroom vom Verstärker „verlangen“ und solchen, die dies nicht tun. Es scheint jemandem, dass der Lautsprecher die Leistungsreserve des Verstärkers irgendwie spürt, der Lautsprecher diese Reserve erwidert und es für den Verstärker einfacher ist, zu arbeiten ... Oder dass eine „schwere“ Last sogar mit geringer Lautsprecherleistung verbunden ist , kann mit viel Kraftreserve oder kurzen Ausbrüchen „gemeistert“ werden...

Es gibt auch das Problem der sogenannten Dämpfungsfaktorhängt von der Ausgangsimpedanz des Verstärkers ab. Aber dazu mehr in der nächsten Ausgabe.