Звук/Мощность

В индустрии звукоусиления существует некоторая путаница в определении мощности акустических систем. Путаница эта обусловлена тем, что мощность считается одним из основных параметров АС, следовательно, является целью различных маркетинговых манипуляций. (На самом деле, основным параметром АС является развиваемое ею звуковое давление, мощность должна быть интересна разве что вентиляционщикам для расчёта системы кондиционирования.)

Подавляющее большинство серьёзных производителей измеряет номинальную мощность своих АС по стандарту AES, в соответствии с которым колонка в процессе испытаний должна длительное время излучать розовый шум на этой мощности и, грубо говоря, не сгореть. Розовый шум является сигналом переменной громкости, степень этой «переменности» (т. е., насколько самый громкий момент может отличаться от среднеквадратичного) называется «крест-фактор». Для испытаний AES крест-фактор розового шума составляет 6 дБ, т. е., подводимая к акустической системе мощность в пике может быть на 6 дБ выше номинальной.

Паспортная мощность усилителя - это среднеквадратичная мощность на синусоидальном сигнале, при которой гармонические искажения (THD), вносимые усилителем, не превышают определённого уровня, как правило, это 0,5%. Проще говоря, это максимальная мощность, которую способен развить усилитель, не внося существенных искажений в сигнал. Крест-фактор синусоидального сигнала - 3 дБ, то есть, усилитель в пике должен выдавать мощность, на 3 дБ превышающую номинальную (среднеквадратичную). Поскольку крест-фактор при тестировании АС составляет 6 дБ, получается, что для полноценного питания АС мощность усилителя должна на 3 дБ превышать номинальную (AES) мощность АС.

3 дБ соответствует разнице подводимой мощности в 2 раза, таким образом, применяемый усилитель должен развивать мощность, как минимум, вдвое большую номинальной (AES) мощности колонки, эту мощность называют программной (PGM). Это единственная мощность, интересная инженеру, т. к. она обосновывает выбор усилителя для акустических систем. Её часто можно встретить под обозначением RMS, которое само по себе является предметом путаницы: оно расшифровывается и как Rated Maximum Sinusoidal, которая приблизительно то же что и AES (но не программная), и как Root Mean Square, среднеквадратичная, а среднеквадратичной и является долговременная мощность при переменном сигнале (которая, как мы помним, у колонки и усилителя отличается в 2 раза). Если в описании АС указана мощность RMS, скорее всего имеется в виду программная, но на всякий случай лучше уточнить у производителя, усилитель какой мощности он рекомендует для данной АС.

Многие производители указывают в спецификациях пиковую мощность АС. Она соответствует пику при испытаниях по AES (+6 дБ к номинальной мощности АС) и пиковой мощности усилителя (+3 дБ к номинальной мощности усилителя). Считается «хорошим тоном» указывать все 3 мощности: AES (долговременную), PGM (минимальную мощность усилителя) и пиковую, это не оставляет никаких вопросов. Технического смысла пиковая мощность не имеет, однако чтобы избежать сравнения между пиковой и реальными программной и AES мощностями, все стали указывать также пиковую. Нужно понимать, что в парадигме долговременной мощности, испытанной по стандарту AES, номинальная, программная и пиковая ВСЕГДА отличаются друг от друга в 2 раза, это обусловлено регламентом AES и законами физики. Другие соотношения между этими мощностями (если в качестве базовой указана AES) вызывают, как минимум, вопросы к производителю АС.

В нашем каталоге акустических систем мы указываем только программную мощность, т. к. это единственный параметр, необходимый инженеру для подбора оборудования. В самых старых описаниях может встретиться пара программная/пиковая, эти описания мы исправляем по мере возможности. Мощность AES в каталоге не указывается, т к. она всегда в 2 раза меньше программной.

Если уж говорить о мощности, инженеру для проектирования системы звукоусиления обычно требуется рассчитать энергопотребление всей системы. Для светового оборудования это очень просто - суммируется мощность всех световых приборов, т. к. теоретически они все могут быть включены одновременно. Система звукоусиления же НИКОГДА не работает постоянно на своей полной мощности (вспоминаем, даже у тестового розового шума крест-фактор 6 дБ, то есть средняя мощность в 2 раза меньше номинальной). В реальности на музыкальном сигнале энергопотребление принято считать 1/8 от программной мощности АС (именно АС, т. к. предполагается, что вы подводите к колонкам ровно ту мощность, которую они выдерживают, и не перематываете динамики каждые выходные). Для расчёта предельного энергопотребления рекомендуется брать 1/3 от программной мощности (закомпрессированный до такой степени звук будет неприятно слушать, но в теории такая ситуация возможна). Таким образом, для питания акустической системы с программной мощностью, например, 600 Вт потребуется 200 Вт средней мощности. Для расчёта потребления из сети учитываем КПД усилителя, для класса D это обычно 90% и более. Если производитель не указывает КПД - принимаем с запасом 80%, т. о., для работы 600-ваттной АС потребуется не более 250 Вт потребления из сети. Можно, конечно, ориентироваться и на номинальную мощность усилителей (в правильно спроектированной системе она должна быть равной или выше программной мощности АС), дополнительный запас по мощности ещё никому не повредил.

Как уже писалось в начале, основной характеристикой акустической системы является звуковое давление, которое, само собой, пропорционально мощности. Чтобы и тут не было путаницы, некоторые производители указывают давление на всех трёх мощностях: AES, программной и пиковой, различаются эти давления, соответственно, на 3 дБ друг от друга. Мы считаем эту информацию избыточной и указываем только давление на пиковой мощности (она же «max SPL»), так делает большинство производителей, поэтому делаем и мы, для того, чтобы сравнение с другими было корректным. Соответственно, для расчёта долговременного (реального) давления эту цифру нужно уменьшать на 6.