Podstawowe kryteria określania mocy wzmacniacza

Istnieje wiele sposobów na określenie mocy wymaganej dla wzmacniacza audio. W tym artykule zajmiemy się podstawami określania mocy potrzebnej dla wzmacniacza. Nie będziemy podawać żadnych zaleceń, mimo że tekst ten kierujemy do początkujących. Zaczniemy od omówienia najważniejszych zjawisk.

Po pierwsze, o tym, jak duża moc jest potrzebna, decyduje efektywność głośników. Efektywność typowych głośników, które są stosowane w domowych zestawach hi fi, będzie się różnić około pięciokrotnie. Większość głośników używanych w domowym hi fi ma sprawność na poziomie od 0,2% do 1,0%. Jest to prawie 7 decybeli różnicy w skali decybelowej.

Musimy też wziąć pod uwagę, że ważna jest głośność, subiektywnie odbierana przez słuchaczy. Podobnie jest z mocą akustyczną docierającą do naszych uszu. Nie chodzi tu tylko o dźwięk emitowany przez głośnik. Ważna jest wielkość pomieszczenia odsłuchowego, jego wystrój, rozmieszczenie głośników i pozycja słuchaczy. Oszacowanie zmienności w tej materii jest nieco trudniejsze niż zmienności w efektywności głośników. Jeśli pominiemy rzadkie sytuacje, możemy spokojnie przyjąć zakres około 4x (6dB) bez obawy o przesadę. Nawet jeśli ograniczymy się do budownictwa wielorodzinnego, to i tak możemy założyć co najmniej 2x (3dB), zmienność mocy, która jest potrzebna.

Kolejna kwestia to indywidualne zróżnicowanie oczekiwań słuchaczy. Zapominamy wziąć pod uwagę, że jedni słuchają muzyki głośno i z pełną uwagą, a inni słuchają tylko dla relaksu. Zakładamy, że słuchacz jest zainteresowany słuchaniem muzyki o dużej głośności i z realistycznymi efektami. To założenie nie jest jednak uniwersalne. Różni słuchacze będą mieli różne potrzeby. Zapoznaliśmy się z setkami komponentów audio i zdobyliśmy ogromną wiedzę w tej dziedzinie. Wielu słuchaczy wybierało swoje poziomy odsłuchu w oparciu o swoje gusta muzyczne. Dowiedzieliśmy się, że zmiany głośności spowodowane przez muzykę każdego słuchacza są co najmniej dwukrotnie większe.

To są najważniejsze informacje. Można pokusić się o bardziej dogłębną analizę i rozważenie dodatkowych kwestii, takich jak:

• Istnieją różnice w procentach mocy traconej podczas pracy zwrotnicy
• Specyficzne wymagania dotyczące zastosowań, np. wykorzystanie sprzętu do domowych imprez tanecznych.
• Bardziej nietypowe warunki lokalowe niż te, które są zakładane
• Istnieje wiele innych nietypowych konstrukcji głośników, których nie zakłada się jako powszechne niż te wymienione powyżej.
• Analiza subiektywnego odczucia subtelnej utraty jakości występującej przy lekkim przesterowaniu systemu
• Powyższe czynniki pozwolą na zwiększenie zakresu możliwej do uzyskania mocy wzmacniacza.

Zobacz także: Płyty winylowe Stockfish

Skumulowany efekt trzech czynników omówionych w pierwszej części tego artykułu daje 40-krotny (5x4x2=40) zakres możliwych do uzyskania mocy wzmacniacza. Będzie to 16dB (7+ 6 + 3 = 16dB) w skali logarytmicznej. Należy podkreślić, że tak duże zróżnicowanie można uzyskać mając do czynienia z typowymi kolumnami i typowymi pomieszczeniami, a także z typowymi oczekiwaniami użytkowników. W typowych sytuacjach zapotrzebowanie na moc wzmacniacza będzie się wahać od ok. 10W do ok. 400W.

Powyższe wyliczenie nie jest dokładne, ale powinno dać pewne wyobrażenie o skali. Nieistotne zmiany procentowe są prawie nieistotne. Wzrost mocy o 26% to tylko 1dB w skali logarytmicznej. Oznacza to, że zmiana, która jest ledwo zauważalna, nie będzie na tyle znacząca, aby rozwiązać poważny problem w naszym systemie. Wzrost mocy o 59% jest natomiast o 2dB większy. Mimo, że nie jest to znaczący przełom, to zwykle zauważalny jest wzrost mocy o 59%. Jeśli są poważne problemy z mocą wzmacniacza, to należy rozważyć podwojenie jego mocy. Zwiększenie mocy jest możliwe.

Oto przykład z naszego redakcyjnego doświadczenia. W 25-metrowych pomieszczeniach byliśmy w stanie osiągnąć wysokie poziomy głośności ze zdecydowaną większością kolumn, używając 100-watowego wzmacniacza. Tylko najbardziej wydajne zestawy wymagały od nas użycia mocy o około 2dB mniejszej. Jednak nasze wymagania jakościowe są tak wysokie, że większość użytkowników nie potrzebuje dodatkowych 2dB. 100-watowy wzmacniacz wystarczyłby do wysterowania większości głośników dostępnych na rynku.

Wzmacniacz 10-watowy powinien dać zadowalające rezultaty dla osoby o średnich wymaganiach głośności. Wartość mocy powinna być zwiększana wraz ze wzrostem wielkości pomieszczenia i tłumienia oraz spadkiem efektywności głośników. Jeśli słuchacz ma skłonność do głośnego słuchania, należy pomnożyć uzyskany wynik przez 2.

Na koniec jeszcze trzy uwagi

1. Powyższa analiza jest uproszczona. W rzeczywistości będzie wiele różnych wymagań i okoliczności. Nie zdziwcie się, jeśli w jednej sytuacji wystarczy wzmacniacz 5-watowy, a w innej 500-watowy ledwo daje radę.
2. Moc kolumny nie została wzięta pod uwagę w analizie. Nie jest konieczne określanie wymaganej mocy wzmacniacza. Możliwe jest, że wzmacniacz będzie miał wystarczającą moc, ale kolumny nie będą w stanie wytworzyć wymaganej przez teorię mocy akustycznej. Wtedy staną się one wąskim gardłem systemu.
3. - Po trzecie, nasz spór dotyczy parametrów rzeczywistych. Parametry katalogowe mogą się różnić od rzeczywistych. Nie ma pewności, że wzmacniacze o identycznej mocy nominalnej, jak podają producenci, będą miały dokładnie taką samą moc rzeczywistą.