難しさは何ですか？
Audio の 11 年 2019 月号では、ATC SCM7 が 7 台のブックシェルフ スピーカーのテストで紹介されました。 多くのレコーディングスタジオにそのスピーカーが設置されているなど、音楽愛好家はもちろん、プロの間でも知られる大変尊敬できるブランドです。 詳しく見てみる価値はありますが、今回はその歴史と提案については扱いませんが、SCMXNUMX を例として使用して、オーディオファンが直面するより一般的な問題について説明します。
音響システムの重要なパラメータの XNUMX つは次のとおりです。 有効性 これは、エネルギー効率の尺度です。スピーカー（電気音響変換器）が（アンプから）供給された電気を音に変換する程度です。
効率は対数デシベルスケールで表され、3 dB の差はレベルの 6 倍 (またはそれ以下) を意味し、3 dB の差は XNUMX 倍を意味し、以下同様です。XNUMX dB は XNUMX 倍の音量で再生されます。
中型スピーカーの効率は数パーセントであることを付け加えておきます。 エネルギーのほとんどが熱に変換される、これはラウドスピーカーの観点から「無駄」であるだけでなく、ラウドスピーカーコイルの温度が上昇し、その抵抗が増加し、磁気システムの温度上昇が好ましくないため、動作条件をさらに悪化させます。これにより、非線形歪みが発生する可能性があります。 ただし、効率が低いからといって品質が低いわけではありません。効率が低く、音が非常に良いスピーカーがたくさんあります。
複雑な負荷による問題
優れた例は ATC 設計です。その低効率は、コンバーター自体で使用される特別なソリューションに根ざしており、逆説的に言えば、歪みを低減するのに役立ちます。 それは 長いギャップのいわゆるショートコイル短いギャップに長いコイルを配置した典型的なシステム (大多数の動電コンバータで使用されている) と比較して、効率は低いですが、歪みが少ないという特徴があります (コイルが均一な磁場内で動作するため)。ギャップ）。
さらに、駆動システムは、大きなたわみを伴う線形動作に備えています (このためには、ギャップがコイルよりもはるかに長くなければなりません)。この状況では、ATK で使用されている非常に大きな磁気システムでも高い効率は得られません (ほとんどのシステムでは、のギャップは、位置コイルに関係なく、埋められません)。
しかし、現時点では、私たちは他の何かにもっと興味を持っています。 SCM7 は、その寸法 (15 リットル未満の容量のケースで 10 cm のミッドウーファーを備えた双方向システム) とこの特定の技術の両方のために、効率が非常に低いと述べています。オーディオ実験室では、わずか 79 dB (より高い値を約束するメーカーのデータと、そのような不一致の理由から抽出します。同じ条件下で「オーディオ」で測定された構造の効率を比較します)。
すでにご存知のとおり、これにより SCM7 は指定されたパワーで動作するようになります。 ずっと静か 同じサイズであっても、ほとんどの構造物よりも優れています。 したがって、同じ音量で鳴らすためには、 もっと力を.
この状況から、多くのオーディオファンは、SCM7 (および一般的な ATC 設計) には、パラメータを決定するのが難しいほど強力ではなく、「ドライブ」、「プル」、コントロール、「ドライブ」が可能なアンプが必要であるという単純な結論に至ります。 」「重負荷」、つまりSCM7と同じです。 ただし、「重負荷」のより根深い意味は、(効率とは異なる) まったく異なるパラメーターを指します。つまり、 インピーダンス （スピーカー）。
「複雑な負荷」の両方の意味（効率またはインピーダンスに関連する）は、この問題を克服するために異なる手段を必要とするため、これらを混同すると、理論上だけでなく、実際的な根拠、つまり適切なアンプを選択する際にも重大な誤解を招くことになります。
ラウドスピーカー (ラウドスピーカー、コラム、電気音響変換器) は電気エネルギーの受信機であり、音や熱に変換するにはインピーダンス (負荷) が必要です。 次に、物理学で知られている基本的な公式に従って、電力がそこに放出されます（すでにご存知のように、残念なことに、ほとんどが熱の形で）。
推奨負荷インピーダンスの指定範囲内のハイエンド トランジスタ アンプは、ほぼ DC 電圧源と同様に動作します。 これは、固定電圧で負荷インピーダンスが減少すると、より多くの電流が端子間に流れることを意味します (インピーダンスの減少に反比例)。
また、電力式の電流は 4 次であるため、インピーダンスが減少しても、電力はインピーダンスが減少すると反比例して増加します。 ほとんどの優れたアンプは、4 オームを超えるインピーダンスでこのように動作し (したがって、8 オームでは電力が 2 オームのほぼ 1 倍になります)、一部は XNUMX オームから、最も強力なものは XNUMX オームからです。
しかし、インピーダンスが 4 オーム未満の一般的なアンプには「問題」があります。出力電圧が低下し、インピーダンスが減少すると電流が逆に流れなくなり、電力がわずかに増加するか、減少することさえあります。 これは、レギュレーターの特定の位置だけでなく、アンプの最大 (公称) 電力を調べるときにも発生します。
実際のラウドスピーカーのインピーダンスは一定の抵抗ではなく、可変周波数応答 (公称インピーダンスはこの特性とその最小値によって決定されます) であるため、複雑さの程度を正確に定量化することは困難です。増幅器。
一部のアンプは、特にインピーダンス係数が低い範囲で発生する場合、大きなインピーダンス位相角 (インピーダンス変動に関連する) を好みません。 これは古典的な (そして正しい) 意味での「重負荷」であり、そのような負荷を処理するには、低インピーダンスに耐性のある適切なアンプを探す必要があります。
このような場合、低インピーダンスで高電力を実現するには実際には (低インピーダンスよりも) より多くの電流が必要になるため、「電流効率」と呼ばれることがあります。 ただし、一部の「ハードウェア アドバイザー」は電力と電流を完全に分離し、神話上の電流がある限りアンプは低電力であり得ると信じているという誤解もあります。
ただし、すべてが正常であることを確認するには、低インピーダンスで電力を測定するだけで十分です。結局のところ、ここで話しているのはスピーカーから放出される電力についてであり、スピーカー自体を流れる電流ではありません。
ATX SCM7 は効率が低く (したがって、この点で「複雑」です)、公称インピーダンスは 8 オームです (さらに重要な理由により、ATX SCM7 は「軽い」です)。 しかし、多くのオーディオファンはこれらのケースを区別せず、単に SCMXNUMX が静かに再生するため、これが「重い」負荷であると結論付けます。
同時に、効率が低いだけでなくインピーダンスが高いため、(ボリューム コントロールの特定の位置で) 他のスピーカーよりもはるかに静かに聞こえます。市場に出回っているほとんどのスピーカーは 4 オームです。 すでにわかっているように、4 オームの負荷では、ほとんどのアンプからより多くの電流が流れ、より多くの電力が生成されます。
したがって、効率と効率を区別することが重要です。 優しさ、 ただし、これらのパラメーターを混在させることは、メーカーとユーザーの両方によくある間違いでもあります。 効率は、1 W の電力を加えたときのスピーカーから 1 m の距離での音圧として定義されます。 感度 - 2,83 V の電圧を印加した場合。
負荷インピーダンス。 この「奇妙な」意味はどこから来たのでしょうか。 2,83 V から 8 オームはわずか 1 W です。 したがって、そのようなインピーダンスの場合、効率と感度の値は同じです。 しかし、最新のスピーカーのほとんどは 4 オームです (メーカーはしばしば誤って 8 オームと表現しているため、それは別の問題です)。
2,83V の電圧により、2 倍の電力である 3W が供給され、これが音圧の 4dB 増加に反映されます。 2 オームのスピーカーの効率を測定するには、電圧を 3V に下げる必要がありますが、どのメーカーもこれを行っていません。なぜなら、表に示されている結果は、何と呼ばれるものであっても XNUMX dB 低いからです。
SCM7 は、他の 8 Ω ラウドスピーカーと同様に、インピーダンス負荷が「軽い」ため、「難しさ」を一言で判断する多くのユーザーには見えます。 特定の位置で受け取ったボリュームのプリズムを通して。 レギュレータ（およびそれに関連する電圧）は「複雑な」負荷です。
そして、XNUMX つのまったく異なる理由 (または統合のため) により、スピーカーの音が静かになることがあります。スピーカーの効率は低くなりますが、エネルギー消費も少なくなるということです。 どのような状況に対処しているかを理解するには、同じアンプに接続された XNUMX つの異なるスピーカーから得られる音量を同じ制御位置で比較するだけでなく、基本的なパラメーターを知る必要があります。
アンプが見ているもの
SCM7 のユーザーは、ラウドスピーカーが静かに再生しているのを聞き、アンプが「疲れている」に違いないことを直感的に理解します。 この場合、アンプはインピーダンス応答のみを「認識」します-この場合は高く、したがって「軽い」-疲れることはなく、ラウドスピーカーがほとんどの電力を熱に変えたという事実に問題はありません、音ではありません。 これは「スピーカーと私たちの間」の問題です。 アンプは、私たちの印象について何も「認識」していません-それが静かであろうと大声であろうと。
非常に強力な 8 オームの抵抗を、数ワット、数十、数百の電力を持つアンプに接続すると想像してみましょう...誰にとっても、これは問題のない負荷であり、誰もが余裕のある限り多くのワットを与えるでしょうそのような抵抗は、「そのすべてのパワーがどのようにして音ではなく熱に変わったのか全く分かりません。
抵抗が受け取ることができる電力とアンプが供給できる電力の差は、抵抗の電力が XNUMX 倍、XNUMX 倍、または XNUMX 倍であるという事実と同様、後者には無関係です。 彼は多くのことを受け入れることができますが、そうする必要はありません。
これらのアンプの中に、抵抗器の「駆動」に問題があるものはありますか? そしてその活性化は何を意味するのでしょうか？ 引き出せる最大の電力を供給していますか? スピーカーを制御するとはどういう意味ですか? 最大パワーを出力するだけですか、それともスピーカーが良い音を出し始めるより低い値を出力しますか? これは一体どんな力なのだろうか？
スピーカーがすでに線形に聞こえる「しきい値」を考慮すると (周波数応答ではなく動的に)、低効率スピーカーの場合でも、1 W 程度の非常に低い値が影響します。 。 スピーカー自体によってもたらされる非線形歪みは、パワーが低い値から増加するにつれて（パーセンテージとして）増加するため、静かに演奏すると最も「クリーン」なサウンドが現れることを知っておく価値があります。
しかし、適切な量の音楽的感情をもたらす音量とダイナミクスを実現することになると、その問題は個人の好みに応じて主観的なものになるだけでなく、特定のリスナーにとってさえ曖昧になります。
それは少なくともスピーカーからの距離に依存します - 結局のところ、音圧は距離の二乗に比例して低下します。 スピーカーを 1 m で「駆動」するには、好みに応じて異なる電力が必要になり、4 m では別の (XNUMX 倍) 電力が必要になります。
問題は、どのアンプが「それを行う」かということです。 複雑なアドバイス... 誰もが簡単なアドバイスを待っています: このアンプを購入してください。
SCM7 を例に挙げると、次のように要約できます。美しく静かに演奏するために 100 ワットを受信する必要はありません。 彼らは彼らに素敵で大きな声で演奏させなければなりません。 ただし、電力は自身の電力によって制限されるため、100 ワットを超える電力は受け入れられません。 メーカーは、アンプの推奨電力範囲（おそらく公称であり、「通常」に供給されるべき電力ではありません）を75〜300ワット以内としています。
ただし、15cm ミッドウーファーは、ここで使用されているものと同じくらいハイエンドであっても、300W を受け入れないようです... 今日、メーカーは、協力するアンプの推奨出力範囲にこのような高い制限を与えることがよくありますが、これにはさまざまな理由があります。 - それは大きなラウドスピーカーのパワーを前提としていますが、これ以外の義務はありません... ラウドスピーカーが扱うべき定格電力ではありません。
電源はありますか？
アンプには次の機能が必要であると想定することもできます。 パワーリザーブ （スピーカーの定格電力と比較して）いかなる状況でも過負荷にならないように（スピーカーを損傷する危険性があります）。 しかし、これは話者と協力することの「難しさ」とは何の関係もありません。
アンプにこの量のヘッドルームを「要求」するスピーカーとそうでないスピーカーを区別するのは意味がありません。 アンプのパワーリザーブがスピーカーによって何らかの形で感じられ、スピーカーがこのリザーブを往復させ、アンプが動作しやすくなるように思われる...または、スピーカーのパワーが低い場合でも「重い」負荷がかかる、予備または短いバーストで多くのパワーで「マスター」できます...
いわゆる問題もあります 減衰率アンプの出力インピーダンスに依存します。 しかし、それについては次号で詳しく説明します。
