Co to jest czułość głośnika i co to oznacza?
Jeśli jest jakaś specyfikacja głośnika, na którą warto się przyjrzeć, to jest nią czułość. Czułość informuje, ile głośności uzyskasz z głośnika o danej mocy. Może to nie tylko wpłynąć na wybór głośnika, ale także wybór zestawu stereo odbiornik/wzmacniacz. Czułość jest integralną częścią Głośniki Bluetooth, soundbaryi subwoofery, nawet jeśli te produkty mogą nie zawierać specyfikacji.
Co oznacza wrażliwość
Czułość głośnika jest oczywista, gdy zrozumiesz, w jaki sposób jest mierzona. Zacznij od umieszczenia mikrofonu pomiarowego lub miernika SPL (poziomu ciśnienia akustycznego) dokładnie jeden metr od przodu głośnika. Następnie podłącz wzmacniacz do głośnika i odtwórz sygnał; będziesz chciał dostosować poziom, aby wzmacniacz działał tylko jeden wat mocy do głośnika. Teraz przyjrzyj się wynikom, mierzonym w decybele (dB), na mikrofonie lub mierniku SPL. Taka jest czułość głośnika.
Im wyższa czułość głośnika, tym głośniej będzie on grał z określoną mocą. Na przykład niektóre głośniki mają czułość około 81 dB lub więcej. Oznacza to, że przy mocy jednego wata zapewnią jedynie umiarkowany poziom odsłuchu. Chcesz 84 dB? Będziesz potrzebował dwóch watów — wynika to z faktu, że każde dodatkowe 3 dB głośności wymaga podwójnej mocy. Chcesz osiągnąć ładne i głośne szczyty 102 dB w swoim systemie kina domowego? Będziesz potrzebował 128 watów.
Pomiary czułości 88 dB są w przybliżeniu średnie. Wszystko poniżej 84 dB jest uważane za raczej słabą czułość. Czułość 92 dB lub wyższa jest bardzo dobra i powinna być poszukiwana.
Czy wydajność i czułość to to samo?
Tak i nie. Często będziesz widzieć warunki wrażliwość oraz efektywność używane zamiennie w audio, co jest w porządku. Większość ludzi powinna wiedzieć, co masz na myśli, mówiąc, że mówca ma Skuteczność 89 dB. Technicznie rzecz biorąc, skuteczność i czułość są różne, mimo że opisują tę samą koncepcję. Specyfikacje czułości można przekształcić w specyfikacje wydajności i odwrotnie.
Wydajność to ilość energii włożonej w głośnik który jest faktycznie przekształcany w dźwięk. Wartość ta jest zwykle mniejsza niż jeden procent, co oznacza, że większość mocy wysyłanej do głośnika kończy się w postaci ciepła, a nie dźwięku.
Jak pomiary czułości mogą się różnić
Rzadko kiedy producent głośników szczegółowo opisuje, w jaki sposób mierzy czułość. Większość woli powiedzieć ci to, co już wiesz; pomiar został wykonany przy mocy jednego wata z odległości jednego metra. Niestety pomiary czułości można wykonywać na różne sposoby.
Możesz mierzyć czułość za pomocą szumu różowego. Jednak różowy szum zmienia poziom, co oznacza, że nie jest zbyt precyzyjny, chyba że masz miernik, który wykonuje średnie przez kilka sekund. Szum różowy również nie pozwala na znaczne ograniczenie pomiaru do określonego pasma audio. Na przykład głośnik, który ma wzmocnione basy o +10 dB, będzie miał wyższą czułość, ale w zasadzie oszukuje z powodu niechcianego basu. Można zastosować krzywe ważenia — takie jak ważenie A, które skupia się na dźwiękach o częstotliwości od około 500 Hz do 10 kHz — do miernika SPL, aby odfiltrować skrajne częstotliwości. Ale to dodatkowa praca.
Wiele osób woli oceniać czułość na osi Pasmo przenoszenia pomiary głośników przy zadanym napięciu. Następnie uśredniłbyś wszystkie punkty danych odpowiedzi między 300 Hz a 3000 Hz. Takie podejście jest bardzo dobre w dostarczaniu powtarzalnych wyników z dokładnością do około 0,1 dB.
Ale wtedy pojawia się pytanie, czy pomiary czułości zostały wykonane bezechowo, czy w pomieszczeniu. Pomiar bezechowy uwzględnia tylko dźwięk emitowany przez mówiącego i ignoruje odbicia od innych obiektów. Jest to ulubiona technika, ponieważ jest powtarzalna i precyzyjna. Jednak pomiary w pomieszczeniu dają bardziej rzeczywisty obraz poziomów dźwięku emitowanego przez głośnik. Ale pomiary w pomieszczeniu zwykle dają dodatkowe 3 dB lub więcej. Niestety, większość producentów nie mówi, czy ich pomiary czułości są bezechowe, czy w pomieszczeniu — najlepiej jest, gdy dają ci oba, abyś sam mógł się przekonać.
Co to ma wspólnego z listwami dźwiękowymi i głośnikami Bluetooth?
Zauważyłeś kiedyś, że głośniki z wewnętrznym zasilaniem, takie jak subwoofery, soundbary i Głośniki Bluetooth, prawie nigdy nie wymieniają ich wrażliwości? Głośniki te są uważane za systemy zamknięte, co oznacza, że czułość (a nawet moc znamionowa) nie ma tak dużego znaczenia, jak całkowita głośność obsługiwana przez urządzenie.
Miło byłoby zobaczyć wskaźniki czułości głośników używanych w tych produktach. Producenci rzadko wahają się przed określeniem mocy wzmacniaczy wewnętrznych, zawsze zachwalając imponujące liczby, takie jak 300 W dla niedrogi soundbar lub 1000 W w przypadku zestawu kina domowego w pudełku.
Ale moc znamionowa tych produktów jest prawie bez znaczenia z trzech powodów:
- Producent prawie nigdy nie mówi, w jaki sposób mierzy się moc (maksymalne zniekształcenia, impedancja obciążenia itp.) ani czy zasilacz urządzenia jest w stanie dostarczyć tak dużo soku.
- Moc znamionowa wzmacniacza nie mówi, jak głośno będzie grało urządzenie, chyba że znasz również czułość głośników.
- Nawet jeśli wzmacniacz emituje tyle mocy, nie wiesz, czy przetworniki głośnikowe są w stanie obsłużyć moc. Sterowniki soundbarów i głośników Bluetooth są raczej niedrogie.
Powiedzmy, że soundbar o mocy 250 W faktycznie zużywa 30 watów na kanał. Jeśli soundbar wykorzystuje bardzo tanie sterowniki — chodźmy z czułością 82 dB — to teoretyczna moc wyjściowa wynosi około 97 dB. To byłby całkiem satysfakcjonujący poziom dla gier i filmów akcji! Ale jest tylko jeden problem; te sterowniki mogą być w stanie obsłużyć tylko 10 watów, co ograniczyłoby głośnik soundbar do około 92 dB. A to nie jest wystarczająco głośne, by można było oglądać cokolwiek więcej niż zwykłe oglądanie telewizji.
Jeśli listwa dźwiękowa ma sterowniki o czułości 90 dB, potrzebujesz tylko ośmiu watów, aby podnieść je do 99 dB. A osiem watów mocy jest znacznie mniej prawdopodobne, aby przepchnąć kierowców poza ich granice.
Logicznym wnioskiem, do którego należy tu dojść, jest to, że produkty wzmacniane wewnętrznie, takie jak soundbary, Głośniki Bluetooth, a subwoofery powinny być oceniane przez maksymalna głośność mogą dostarczyć, a nie czystą mocą. Ocena SPL na soundbarze, głośniku Bluetooth lub subwooferze ma znaczenie, ponieważ daje rzeczywiste wyobrażenie o tym, jakie poziomy głośności mogą osiągnąć produkty. Ocena mocy nie.
Oto kolejny przykład. Subwoofer VTF-15H firmy Hsu Research ma 350-watowy wzmacniacz i emituje średnio 123,2 dB SPL między 40 a 63 Hz. Subwoofer Sunfire's Atmos — dużo mniejsza konstrukcja, która jest znacznie mniej wydajna — ma 1400-watowy wzmacniacz, ale średnio tylko 108,4 dB SPL między 40 a 63 Hz. Najwyraźniej moc w watach nie mówi historia tutaj. Nawet się nie zbliża.
Od 2017 r. nie ma standardu branżowego dla ocen SPL dla aktywnych produktów, chociaż istnieją rozsądne praktyki. Jednym ze sposobów, aby to zrobić, jest podkręcenie produktu do maksymalnego poziomu, jaki może osiągnąć, zanim zniekształcenia staną się niepożądane (wiele, jeśli nie większość, soundbarów i głośniki Bluetooth mogą działać z pełną głośnością bez nieprzyjemnych zniekształceń), a następnie zmierzyć moc wyjściową z odległości jednego metra za pomocą szumu różowego -10 dB sygnał. Oczywiście decydowanie, jaki poziom zniekształcenia jest niedopuszczalny, jest subiektywne; producent może użyć rzeczywiste pomiary zniekształceń, zrobione w sterowniku głośnika, zamiast.
Oczywiście istnieje potrzeba, aby panel branżowy stworzył praktyki i standardy pomiaru aktywnego wyjścia produktów audio. Tak właśnie stało się ze standardem CEA-2010 dla subwooferów. Dzięki temu standardowi możemy teraz bardzo dobrze zorientować się, jak głośno będzie grać subwoofer.
Czy czułość jest zawsze dobra?
Można się zastanawiać, dlaczego producenci nie produkują głośników, które są tak czułe, jak to tylko możliwe. Dzieje się tak zazwyczaj dlatego, że trzeba iść na kompromis, aby osiągnąć określony poziom czułości. Na przykład stożek w głośniku niskotonowym/przetworniku można rozjaśnić, aby poprawić czułość. Ale to prawdopodobnie skutkuje bardziej elastycznym stożkiem, co zwiększy ogólne zniekształcenie. A kiedy inżynierowie zajmujący się głośnikami eliminują niepożądane piki w odpowiedzi głośnika, zwykle muszą zmniejszać czułość. Dlatego producenci muszą zrównoważyć takie aspekty.
Ale biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, wybór głośnika o wyższej czułości jest zwykle lepszym wyborem. Możesz w końcu zapłacić trochę więcej, ale w końcu będzie warto.