Сколько вешать в ваттах?

У людей, начинающих проектировать свою домашнюю аудиосистему обычно возникает вопрос. Нет, не один, вопросов возникает очень много, как у любого человека, погружающегося в доселе неизвестную для себя область знаний. Однако, этот вопрос, один из базовых вопросов для построения любого аудиокомплекса: а какая же выходная мощность должна быть у моей системы? С одной стороны, на этот вопрос можно ответить довольно просто — чем больше, тем лучше. Запас карман не тянет, как известно. Но в этом мире за все нужно платить, в том числе и за выходную мощность усилителя. Причем, в нашем случае совершенно буквально — каждый дополнительные ватт мощности будет стоить совершенно определенных денег, вынутых из кармана. Поэтому важно определиться с оптимальной мощностью — той, которой будет достаточно для озвучивания конкретного помещения красивым и детализированным звуком и в то же время, которая не будет стоить как баллистическая ракета.

Вообще-то, начали мы разговор немножко не с того. Ведь мощность, это вторично, как это ни странно. Для прослушивания музыки и просмотра фильмов нам важна громкость, с которой наша система позволяет это делать. И вот именно от того, какая громкость нам нужна, мы и должны плясать.

А что такое громкость? Когда ее достаточно — когда начинают дрожать стекла соседнего дома, а соседи в порыве благодарности начинают лупить швабрами по батареям? Нет, наверное чуть меньше, все-таки, мы же не собираемся косплеить святую инквизицию.

Итак, громкость — это, прежде всего, звуковое давление. Акустическая система создает колебания окружающего воздуха, который в свою очередь заставляет колебаться все вокруг, включая барабанные перепонки в наших ушах. Любые колебания создаются при помощи давления. Надавил — отпустил, вот и создано колебание. Чистили когда-нибудь вантузом засор в ванной? Отличный пример создания давления и колебаний.

Таким образом, чем большее звуковое давление создается акустической системой, тем громче слышимый нами звук.

Как и любое другое, звуковое давление измеряется в Паскалях. Однако, в звукотехнике для удобства используется обозначение уровня звукового давления — в децибелах. Децибел — это логарифмическое отношение двух величин и в целом понятие относительное. Фактически, оно связывает интенсивность звука, то есть его громкость и уровень звукового давления.

У человеческого уха довольно большой динамический диапазон — оно способно слышать звуки самой разной интенсивности, но разумеется его возможности не безграничны.

Нижним порогом чувствительности нашего органа слуха считается звуковое давление в 20мкПа — 20 микроПаскалей.

Соответствующий этому значению уровень звукового давления — 0дБ — ничего не слышно, тишина.

10дБ — тиканье часов, тихий шелест листьев;

25дБ — мурлыканье кота, находящегося у вас на коленках;

40дБ — спокойный разговор, гул лифта;

70дБ — громкий разговор, пылесос с расстояния в три метра;

90дБ — отбойный молоток, дизельный двигатель грузовика;

120дБ считается максимальной громкостью, которую человеческое ухо способно воспринять без физического повреждения, так называемый "болевой порог". Дальнейшее увеличение уровня звукового давления может привести к разрыву барабанной перепонки, контузии и даже смерти.

170дБ — светошумовая граната;

200дБ — воздушная волна с давлением 0,2МПа — мгновенная смерть;

374дБ — давление в эпицентре ядерного взрыва — 100 млн. Мпа — ну, сами понимаете.

Однако же это все лирика, вернемся в к нашему основному вопросу — громкости домашней аудиосистемы. Эта самая громкость зависит не только от мощности усилителей, но от такой величины, как чувствительность акустической системы.

Чувствительность акустической системы — одна из основных технических характеристик акустики, наряду с номинальной мощностью и сопротивлением. Измеряется она так же в децибелах — дБ. Данная цифра означает, какое звуковое давление создает акустическая система при подаче на нее сигнала мощностью 1 Ватт на расстоянии 1 метр.

Например, если в паспорте акустики указана чувствительность 85дБ, стало быть, она создаст давление в 85дБ на расстоянии 1 метр, при подаче на нее 1 ватта мощности от усилителя.

Чем выше цифра чувствительности акустики, те лучше. Чем ниже чувствительность, тем большая мощность усилителя требуется, чтобы ее "раскачать".

Соотношение примерно такое: каждые дополнительные 3дБ дополнительного звукового давления буду стоить усилителя удвоения выходной мощности.

К примеры, если взять давешнюю акустику с чувствительностью 85дБ, то чтобы создать звуковое давление 88дБ (+3дБ) на нее нужно будет подать уже 2 ватта мощности.

Для 91дБ понадобятся уже 4 ватта и так далее. Вспоминаем, что замеры звукового давления проводятся на расстоянии 1 метр от акустики. Мы же слушаем музыку и смотрим кино явно не в метре от акустической системы, предпочитая диван. А это как минимум метра 2-3 от акустики. А значит мощности надо бы еще добавить.

И еще немного о мощности.

Усилитель мощности, как впрочем, любая машина, должен иметь запас по мощности. Если вы будете эксплуатировать усилитель мощности длительное время на мощности, близкой к предельной, вы довольно быстро его угробите. Помимо этого, на повышенной мощности весьма ощутимо растут искажения звука, так что если вы хотите чистого, правильного звука, то не стоит выкручивать ручку громкости более, чем наполовину от максимального значения.

Резюмируя все вышесказанное: расчет необходимой мощности усилителя дело очень сложное и провести его точно очень трудоемко. Поэтому, чаще всего, пользуются приблизительным соотношением — 1 ватт выходной мощности на 1 кв. метр площади помещения. Плюс, разумеется, надо оставлять некий запас для усилителя мощности в 30-40%.

Таким образом, для комнаты, площадью 20 кв. м. общая выходная мощность УМ должна быть около 50Вт на канал. Этого будет достаточно для комфортного прослушивание любого музыкального материала и просмотра фильмов в режиме домашнего кинотеатра. Кстати говоря, упоминавшийся выше Джорж Лукас рекомендует 100Вт на канал. Честно говоря, это уже кажется перебором.

Из наших наборов можно собрать самые разнообразные усилители мощности, которые подойдут для решения почти любой акустической задачи. Ну, кроме озвучивания стадионов, пожалуй.

NM0101 — УНЧ 100Вт оконечный.

Ультралинейный УМЗЧ с практически идеальными характеристиками. Линейность выходного каскада усилителя на всем участке АЧХ достигается с помощью довольно большого тока покоя — 90мА. В выходном каскаде применяются выходные транзисторы компании Motorolla (ныне ON semiconductor), которые предназначены специально для работы в выходных каскадах мощных усилителей.

Основные технические характеристики:

Усилитель может применяться как в качестве музыкального усилителя, так и в составе аудиосистемы домашнего кинотеатра. Кстати, для сабвуфера он тоже подойдет. Усилитель может работать в мостовом режиме, для чего у него есть специальные выводы. В этом случае, его выходная мощность возрастает до 170Вт на нагрузке 8Ом.

Но конечно, основная его задача — работать с хорошей акустикой и высококачественным источником сигнала вроде DVD-Audio или SACD. В общем, что-то из ряда Hi-Res Audio.

Еще более мощный усилитель можно собрать из набора NM0106.

Усилитель выполнен на старой доброй микросхеме TDA7294, которая с момента выпуска ее в 1996 годы стала поистине народной микросхемой для создания усилителей мощности — мощной, неприхотливой, надежной в работе.

Усилитель выполнен на двух микросхемах, что позволяет ему работать в двух режимах — стерео, когда каждая микросхема усиливает сигнал для своего канала и мостовом, когда обе микросхемы работают на одну нагрузку, что позволяет получить выходную мощность более 200Вт. На самом деле, такой усилитель совершенно идеален для сабвуфера. Большая выходная мощность, приличная перегрузочная способность, небольшие искажения, отличная передача низких частот — что еще нужно приличному сабвуферу?

Однако, далеко не всегда нужна большая выходная мощность.

Для небольших помещений, для полочных акустических систем зачастую используются небольшие по мощности усилители. Тем не менее, не страдающие отсутствием качества. Во всяком случае, в нашем исполнении.

NM0108 — один из таких усилителей. Компактный, полностью готовый к использованию стереоусилитель с выходной мощностью 25Вт на канал.

Его можно подключить к выходу MP3 плеера или к любому другому источнику звука, прикрутить к небольшим колонкам и наслаждаться качественным звуком.

Два таких усилителя можно применить при создании домашнего кинотеатра — в качестве усилителей для передних и задних акустических систем. Вам останется подобрать усилитель для центрального канала и сабвуфера.

Кстати, с центральным каналом довольно часто возникают заморочки в том смысле, что усилители сейчас обычно двухканальные и получается, что один канал пропадает в чистую, если использовать такой усилитель для центрального канала ДК.

Такой проблемы не возникнет, если использовать еще один наш усилитель: NM0109.

Компактный, можно сказать, крошечный, он тем не менее, обладает очень внушительными характеристиками.

Усилитель выполнен на микросхеме TDA2050, которая представляет собой развитие микросхемы TDA2005, ставшей в свое время весьма популярной ввиду своих характеристик. Довольно высокая выходная мощность при очень небольших искажениях и размерах позволили этой микросхеме приобрести весьма широкую известность.

Если вы конструируете небольшой домашний кинотеатр, что этот усилитель прям вот что, то нужно. Пять таких усилителей, плюс сабвуфер — готово дело. Как говорится - дешево и сердито.

Кстати говоря, именно этот усилитель всем своим существованием доказывает, что дешево — совершенно не означает плохо.

Между прочим, все вышеописанные усилители отлично работают с контроллером домашнего кинотеатра NM0105, который мы относительно недавно рассматривали. И если вы хотите собрать домашний кинотеатр своими руками, но при этом не сломать голову и не потратить очень много денег, интеграция контроллера ДК и усилителей, которые мы только что рассмотрели — идеальный вариант решения всех проблем.