Всякий раз, заинтересовавшись каким-либо
аудио аппаратом, мы, как правило, в первую очередь интересуемся его
изготовителем и функциями. И если устройство предназначено для усиления или
воспроизведения звука, то следующий наш вопрос будет о его выходной мощности,
выражаемой в ваттах. Но лишь для знатока не возникнет никаких трудностей в
сопоставлении количества этих самых ватт на канал с конструкцией, ценой и самое
главное — с реальным качеством и характером звучания. Для подавляющего числа
покупателей понятие мощности неоднозначно, изменчиво или вообще бессмысленно.
Скажем, как понять, что усилитель в сто ватт весит 12 килограммов и стоит
400 долл., а мыльница-бумбокс (магнитолка) весит 2 — 5 кг., стоит от 50 долл. и,
как утверждает броская лейба (этикетка) на ней, имеет мощность, к примеру, ватт
150 — 200. Что это, китайские товарищи совершили грандиозный прорыв в области
электронной технологии, а может, это совсем другие ватты (доллары ведь тоже
разные бывают), какие-нибудь тайваньские или малайские, или все же это коварный
рекламный обман, позволяющий всучить совсем неразбирающимся покупателям
аппаратуру низшей стоимостной категории и низшей категории качества. Есть два
относительно честных способа получить объективную информацию об аппаратуре
такого рода. Во-первых, достаточно посмотреть на задней стенке количество
требуемых элементов питания или снять крышку батарейного отсека. Это позволит
вам определить напряжение внутреннего источника питания при работе от батарей.
Ну, а во-вторых, вам нужно узнать потребляемую от сети мощность, о чем должно
быть написано на той же стенке или в паспорте. Если эти данные по каким-либо
причинам вам недоступны (нет паспорта, аппарат имеет только сетевое
питание и т.п.), то можно снять крышку и оценить его начинку. Первым в порядке
рассмотрения будет источник питания, то есть сетевой трансформатор. Во всех
дешевых и малых по весу моделях (пусть даже больших по габаритам) применяются
небольшие и маломощные трансформаторы, а именно способные выдать не больше 8 —
10 ватт при напряжении 10 — 15 вольт и токе меньше одного ампера, граммов 500
весом и примерными размерами 5 х 5 х 5 см.
Дальше по схеме идет одноамперный предохранитель, маломощные
выпрямительные диоды и фильтрующий конденсатор малой емкости (что-нибудь около
1000 мкФ). Оконечный усилитель в таких аппаратах выполнен на однодолларовой
микросхеме. Здесь абсолютно неважно, имеет ли микросхема паспортную выходную
мощность: 4, 8 или 15 ватт. Выходная мощность аппарата в целом (для стерео —
сумма по двум каналам) полностью зависит от напряжения внутреннего источника
питания и его максимального тока и в общем случае не может превышать
потребляемую. потребляемую.
Для оценки нам будет достаточно вспомнить
закон Ома, всеобщий, универсальный и единственным образом
связывающий воедино ток, напряжение и сопротивление нагрузки. Здесь
очень важно понимание, что чем больше размах выходного сигнала, тем
выше мощность, но в то же время амплитуда сигнала на выходе
не только не сможет превысить напряжения питания, но и всегда на
несколько вольт меньше.
В нашем случае размах сигнала будет меньше питания примерно на
2 — 3 вольта и для 12-вольтного питания составит вольт 10, что в
переводе в эффективное значение мощности для четырехомных динамиков
составит меньше четырех ватт на канал, а при восьмиомных меньше двух
ватт на канал. (Как пример, выход 15 ватт на четырехомную нагрузку
требует напряжения питания в районе 30 вольт при потребляемом токе в
2 ампера.) Это при условии, что напряжение не просаживается
(не уменьшается) под воздействием нагрузки. Но как правило,
маломощный блок питания дает просадку даже при такой ничтожной
нагрузке, и реальная выходная мощность будет еще меньше. Приведенный
пример определяет верхнее предельное значение максимальной
мощности для любого режима, что пикового, что постоянного. Большему
значению просто физически неоткуда взяться. Лишнее подтверждение
этому — встроенные в корпус простецкие, малогабаритные
двух-пятиваттные динамики, которые вряд ли выдержат даже
кратковременную перегрузку. Общий уровень громкости таких аппаратов
вполне соответствует указанным 2 — 5 ваттам. Подобная конструкция
характерна, в большей или меньшей степени для любой переносной или
носимой аппаратуры. Разработчики для уменьшения веса аппарата
вынуждены экономить на весе всех блоков, что равно уменьшению
мощности.
А как же обозначенная в рекламе цифра в 100 — 200 ватт?
Обозначенная как PMPO, что расшифровывается как пиковая музыкальная
выходная мощность, эта цифра является по сути скрытым параметром,
доступным для точной оценки лишь специалистам. Но, в принципе,
прикинуть реальные возможности аппарата может любой, даже далекий от
техники человек. Достаточно осмотреть заднюю панель или заглянуть в
техописание. Там обязательно будет указана мощность, потребляемая
аппаратом от сети. Разделите ее пополам и получите предельное
значение выходной мощности (что пиковой, что постоянной) на канал.
Для большинства магнитол цифра будет та же: 2 — 5 ватт. А обещанные
100 — 200 ватт — это, мягко говоря, плод творческого подхода к делу
рекламного отдела фирмы-производителя для продвижения своей
продукции на потребительском рынке. Говорить о полноценной пиковой
мощности можно лишь в отношении аппаратуры высокого качества, класса
Hi-Fi и Hi-End. Здесь данный параметр подразумевает возможность
усилителя за очень короткий отрезок времени выдать в нагрузку
(акустическую систему) сигнал максимальной амплитуды (всегда
несколько меньше напряжения питания) при токе, в 2 — 4 раза
превышающим номинальный, определяемый по формуле Uпит / Rнагр.ном.
Такое увеличение тока обусловлено тем, что сопротивление
колонки из-за индуктивной и емкостной составляющей на некоторых
характерных частотах может уменьшиться в 2 — 4 раза от номинального.
Конкретное минимальное значение сопротивления будет всецело
зависеть от конструкции колонки и особенно от примененных
разделительных фильтров. Но в наиболее тяжелом токовом режиме
усилитель работает при резких изменениях амплитуды сигнала, а
именно на его крутых фронтах. Таким образом, пиковая мощность
характеризует возможность неискаженной передачи усилителем
пик-фактора музыкального сигнала. Этот параметр, значительно влияя на
верность звучания, не изменяет общего уровня громкости.
Обеспечиваются такие токовые перегрузки за счет применения в
конструкции мощного трансформатора, но все же наиболее важная роль
принадлежит фильтру питания большой емкости, тоже, кстати,
громоздкому и тяжелому. Именно он отвечает за постоянство питающего
напряжения независимо от потребляемого тока, не допуская просадок
напряжения. Естественно, выходные транзисторы рассчитаны на большой
максимальный ток и установлены на массивные теплоотводы.
Небезынтересная деталь: в мощных усилителях (от 100 ватт),
претендующих на предельно высокое качество звука, встроенная
защита от перегрузок начинает срабатывать при выходных токах
20 ампер и больше. Это раза в четыре превышает максимальный ток,
рассчитанный исходя из номинального сопротивления колонок. Если в
таком усилителе защита будет срабатывать, например, при 5 амперах,
ограничивая выходной ток, то о пиковой мощности можно и
не вспоминать.
Ограничение усилителем выходного тока приводит к появлению
переходных интермодуляционных искажений. Все пики сигнала окажутся
срезанными, а фронты сглаженными. При использовании обычных колонок
пиковая мощность усилителя никак не может превысить его
четырехкратной максимальной мощности. Если же колонки имеют
аномально большую емкость или индуктивность (например, из-за
режекторных фильтров), то мощность в пике сигнала может
непредсказуемо возрасти. Из всего выше сказанного следуют еще две
причины, по которым совершенно несерьезно говорить о пиковой
мощности в недорогой аппаратуре. Во-первых, выходные микросхемы
имеют защиту от токовых перегрузок, срабатывающую на сравнительно
небольших значениях выходного тока и соответственно гарантирующую
интермодуляционные искажения. И во-вторых, звуковой тракт недорогих
аппаратов почти всегда соответствует уровню качества ниже среднего
(в моделях известных фирм в районе до 500 долл. дела обстоят
не лучше), а значит, все фронты и пики сигнала будут безжалостно
искажены и сглажены; и каким бы ни был выходной усилитель — просто
нет условий для возникновения пикового режима.
Этих трех причин вполне достаточно, чтобы для аппаратов типа
“большая мыльница” делать однозначное заключение: пиковая мощность
равна максимальной и в большинстве аппаратов составляет те же 2 —
5 ватта на канал. В то же время любые ссылки на лабораторно
измеряемую величину РМРО выглядят совершенно неуместно. Что касается
всяких дорогих и престижных мини- и миди-комплексов со значением
PMPO в одну-две тысячи ватт (на все каналы), то приблизительная
оценка габаритов и массы усилительного блока наводит на мысль, что
указанная чудовищная мощность — не что иное, как рекламный трюк
производителей. В любом случае при покупке аппаратуры пиковая
мощность не может быть ориентиром, так как достоверность этого
параметра весьма трудно проверить. Гораздо надежнее доверять
собственному слуху при прослушивании и экспертным оценкам
специализированных журналов.
Дмитрий Авхимков, журнал “Stereo & Video”, 1997, N 6,
hi-fi.ru
|