Articles

How to Choose the Loudest Speaker (And Avoid a Common Mistake)

On 15 listopada, 2021 by admin

Wybór najgłośniejszego głośnika jest prosty.

Czyż nie?

To kwestia znalezienia głośnika o największej mocy wyjściowej.

Prawda?

Cóż, w pewnym sensie.

Tak, moc wyjściowa lub moc w watach jest istotnym czynnikiem, ale nie jest najważniejsza.

To czułość głośnika liczy się najbardziej.

Co to do cholery jest, pytasz? Brzmi to dla mnie zbyt skomplikowanie, powiesz.

Ale, nie musi tak być.

Przedstawię łatwe do zrozumienia definicje tego, co decyduje o głośności. Przedstawię też przykłady, które zwiększą Twoje zrozumienie i pomogą Ci dokonać wyboru.

Zacznijmy od tych definicji.

Istnieją dwie definicje, wokół których warto się skupić:

1. Moc znamionowa głośnika (wattage).
2. Czułość głośnika.

Co to jest moc znamionowa głośnika (w watach)?

Moc znamionowa głośnika wyrażona w watach odnosi się do mocy wyjściowej wzmacniacza w tym głośniku.

Co to jest czułość głośnika?

Czułość głośnika jest miarą tego, jak skutecznie głośnik przekształca moc wzmacniacza w energię akustyczną.

Należy pamiętać, że jest to miara efektywności przekształcania mocy w energię. Dlatego też czasami można spotkać się z określeniem tej miary jako „efektywność głośnika”. Istnieje jednak pewna uwaga dotycząca używania tego terminu, do której wrócę później.

Innymi słowy, mówi nam ona, jak głośny będzie poziom głośności przy mocy wyjściowej ze wzmacniacza.

Aby lepiej zrozumieć czułość, stwierdziłem, że muszę przyjrzeć się procesowi pomiarowemu.

Jak mierzy się czułość głośników?

W przypadku głośnika mówimy o wydajności akustycznej lub głośności wynikającej z danej ilości mocy.

Wartość wytwarzanej głośności jest nazywana poziomem ciśnienia akustycznego lub SPL.

SPL jest wyrażany w decybelach (dB).

Pomiar decybeli (dB) mocy wyjściowej głośnika przy zastosowaniu 1 wata mocy zapewnia stopień czułości. Pomiaru dokonuje się w odległości 1 metra od głośnika i zwykle przeprowadza się go w komorze bezechowej (nieodbijające światło, dźwiękoszczelne pomieszczenie).

Co zatem oznacza, że głośnik ma czułość 89 dB SPL?

To oznacza, że głośnik o mocy 1 wata mierzonej w odległości 1 metra od głośnika może wytworzyć poziom ciśnienia akustycznego 89 decybeli.

W skrócie, „89 dB SPL 1W/1M”.

Dobrze, teraz rozumiesz czym jest czułość.

Aby zwiększyć to zrozumienie z praktycznego punktu widzenia, przyjrzymy się porównaniu czułości głośników bez względu na moc wyjściową.

Powrót do tabeli

Porównanie czułości głośników

Gdy weźmiemy pod uwagę tylko ocenę czułości różnych głośników, porównanie jest proste.

Jeśli chcesz wybrać między trzema następującymi głośnikami, wybór jest prosty:

1. Głośnik 1 ma czułość 81dB (1w/1m)
2. Głośnik 2 ma czułość 84dB (1w/1m)
3. Głośnik 3 ma czułość 87dB (1w/1m)

Głośnik 3 o czułości 87dB (1w/1m), jest najgłośniejszy, ponieważ przy 1w/1m wytwarza większą głośność niż pozostałe dwa. Im wyższa liczba dB, tym głośniejszy głośnik.

Jak wspomniano wcześniej, SPL jest wyrażany w decybelach (dB). Często SPL i dB, są używane zamiennie, co jest mylące.

Czy to wyższy SPL, czy wyższy dB, wiesz, że masz głośniejszy głośnik.

Następnie, musimy spojrzeć na to, co się dzieje, gdy weźmiemy pod uwagę moc znamionową głośnika, ponieważ kombinacja nie jest tak prosta.

Patrząc na kombinację mocy i czułości

Niezależnie od tego, jaką czułość ma Twój głośnik, istnieje ogólna zasada, która ma zastosowanie, jeśli chcesz zwiększyć ilość decybeli na wyjściu poprzez zwiększenie mocy wzmacniacza.

Ogólna zasada jest następująca:

Zwiększenie mocy wyjściowej głośnika o 3 decybele wymaga podwojenia mocy wzmacniacza.

Musiałem zapisać kilka przykładów, zanim zrozumiałem implikacje tej zasady.

Pierw przyjrzyjmy się jednemu głośnikowi.

Rozważmy głośnik oceniony na 87 dB (zawsze pamiętajmy, że decybele są mierzone w oparciu o 1 wat mocy i 1 metr od głośnika).

Zasada mówi, że aby zwiększyć głośność o 3 dB, należy podwoić moc.

Aby wyprodukować dodatkowe 3 dB, aby osiągnąć 90 dB, moc wzmacniacza musi wzrosnąć do 2 watów.

Ale aby zwiększyć o kolejne 3 dB do 93 dB, moc musi wzrosnąć dwukrotnie z 2 watów do 4 watów.

A wzrost do 96 dB wymaga ponownego podwojenia mocy do 8 watów.

Po drugie, porównamy dwa głośniki.

Oba głośniki używają 10 watów mocy do wydobycia dźwięku.

Głośnik 1 ma moc wyjściową 81 dB’s, a głośnik 2 produkuje 93 dBs.

Między tymi dwoma głośnikami jest 12 dB różnicy w mocy wyjściowej lub 4 działki po 3 Db. Zatem przy czterech partiach wymaganego podwojenia mocy, oznacza to, że współczynnik podwojenia zmienia się od 2 do 4, od 8 do 16 razy.

Więc moc głośnika 1 musi zostać zwiększona z 10 watów do 160 watów (tj, dziesięć razy 16), aby uzyskać 93 dB i zrównać się z mocą wyjściową głośnika 2.

Przedstawienie tego w formie tabeli ułatwiło mi zrozumienie.

Bazując na wartości znamionowej głośnika 1 wynoszącej 81 dB, oto moc wyjściowa wymagana do zwiększenia dźwięku do tego samego poziomu, co głośnik 2:

Powiększenie mocy głośnika 1	Wydajność głośnika 1
10 Watów	81 dB’s
20 Watów	84 dB’s
40 Watów	87 dB’s
80 wat	90 dB’s
160 wat needed	93 dB’s = the output of Speaker 2

Return to Table

Co jest najlepsze, jeśli chcesz zwiększyć moc wyjściową?

Zawsze lepiej jest zacząć od głośnika o wyższej czułości, ponieważ nie potrzeba tyle mocy, aby zwiększyć SPL.

A rozpoczęcie od wyższej czułości oznacza również, że wzmacniacz nie będzie zużywał tyle mocy, co wzmocniony głośnik o niższej czułości. Zużycie energii jest istotne w przypadku głośników przenośnych, ponieważ oznacza to, że bateria będzie zużywana w znacznie mniejszym stopniu. Co więcej, czas odtwarzania będzie znacznie dłuższy.

Ale skupiamy się na wyborze najgłośniejszego głośnika, a główną linią jest to, że zwiększenie czułości głośnika zwiększa głośność przy określonej ilości watów. Tak więc, zawsze najlepiej jest wybrać najwyższą czułość przy porównywalnej mocy wyjściowej.

Co w takim razie, jeśli zwiększymy moc lub moc wyjściową wzmacniacza?

Dowiedzmy się.

Jaki jest wpływ zwiększenia mocy wyjściowej?

Znamy już ogólną zasadę: podwojenie mocy wzmacniacza zwiększa moc wyjściową głośnika o 3 dB.

W trakcie czytania na ten temat przekonasz się, że ta podstawowa reguła rozszerza się do następujących ogólnych zasad kciuka:

.

Podwyższenie mocy wzmacniacza	Podwyższenie poziomu sygnału wyjściowego głośnika
10 watów	10 dB
100 watów	20 dB
1000 watów	30 dB

Kiedy zobaczyłem te liczby, moją pierwszą myślą było: „czy to kolejna reguła na szczycie podstawowej reguły 3 dB?”

Po namyśle, zdałem sobie sprawę, że nie ma żadnej nowej reguły.

To tylko rzeczywisty wynik konwersji, który występuje, gdy zwiększysz moc wyjściową o dokładnie 10, 100 lub 1000 watów.

Rozważmy wzrost mocy wyjściowej o 10 watów.

Pamiętajmy, że 8 watów to trzy działki mocy podwojone z 1 wata, co daje wzrost mocy wyjściowej 3 razy 3 dB’s = 9 dBs. Wzrost mocy do 10 watów oznacza, że 10 watów jest częścią podwojenia 8 watów do 16 watów, ale w dolnej części tego podwojenia, więc skutkuje tylko dodatkowym 1 dB wyjścia dźwiękowego.

Te oceny wyjścia dźwiękowego są wszystkie oparte na byciu 1 metr od głośnika. Co się stanie, jeśli oddalisz się od głośnika?

Powrót do tabeli

Jak zwiększenie odległości od głośnika wpływa na głośność?

Wszyscy doświadczyliśmy zanikania dźwięku, gdy oddalaliśmy się od źródła dźwięku. I znowu, podobnie jak w przypadku czułości, zastosowanie ma ogólna zasada:

„Poziom dźwięku zmniejsza się o jedną czwartą za każdym razem, gdy podwaja się odległość od źródła dźwięku. W kategoriach SPL następuje spadek o 6 dB na każde podwojenie odległości.”

Patrzmy na przykład:

Głośnik o czułości 84 dB (1W/1M) ze 100-watowym wzmacniaczem wytwarza poziom dźwięku 104 dB (jeśli pamiętasz z poprzedniej sekcji, ustaliliśmy, że 100 watów wytwarza 20 dB, więc obliczenia wynoszą 84 + 20 = 104 dB).

Dla tego głośnika strata dźwięku jest następująca:

.

Odległość od źródła	Poziom dźwięku
Pomiar bazowy – 1 metr	104 dB
2 Metry	98 dB
3 Metry	92 dB
4 Metry	86 dB
Etc.	Etc.

Strata 6 dB na 1 metr odnosi się do idealnego środowiska akustycznego, takiego jak na zewnątrz, gdzie nie ma ścian ani sufitów, od których dźwięk mógłby się odbijać. Wewnątrz pomieszczeń strata będzie mniejsza, ale jak bardzo zależy od chłonności akustycznej ścian, podłogi i materiałów sufitowych oraz obecności mebli lub innych przedmiotów.

Więc głośność dźwięku maleje, gdy oddalamy się od głośnika. Aby być słyszanym dalej, wystarczy zwiększyć moc wyjściową głośnika, prawda?

To prawda, ale tak jak ze wszystkimi rzeczami, istnieje zewnętrzna granica.

Zastanowimy się teraz nad obliczeniami potrzebnymi do określenia maksymalnej ilości dźwięku, jaką może emitować głośnik.

What Does Maximum SPL Mean?

Specyfikacja głośnika może podawać zarówno wartość czułości, jak i mocy. Aby określić maksymalną głośność, jaką może osiągnąć taki głośnik, musimy wykonać obliczenia.

Czułość to ocena opisująca podstawową głośność głośnika przy 1 wacie mocy.

Ocena mocy to liczba watów dostępnych do wytworzenia głośnego dźwięku.

Łącząc te dwie cechy, otrzymujemy maksymalną głośność głośnika, znaną jako maksymalny SPL.

Wyjaśnijmy to na przykładzie.

Głośnik ma czułość 87 dB i moc znamionową 250 watów. Stosujemy znaną formułę podwojenia mocy, aby zwiększyć głośność o 3 dB.

Moc	Wydajność
1 wat	87 dB’s
2 waty	90 dB’s
4 waty	93 dB’s
8 watów	96 dB’s
16 watów	99 dB’s
32 watów	102 dB’s
64 watów	105 dB’s
128 watów	108 dB’s
256 watów	111 dB’s

Więc, maksymalny poziom SPL dla tego głośnika wynosi 111 dB.

Znajomość maksymalnego SPL jest przydatna, ponieważ może pomóc określić, czy głośnik będzie wystarczająco głośny w miejscu, w którym chcesz go używać.

Powrót do tabeli

Jak głośny chcesz, aby był Twój głośnik?

Głośność to nie tylko kwestia miejsca, w którym chcesz używać głośnika.

To także sprawa osobista.

Głośno u jednej osoby to cicho u innej.

Mimo że mówiliśmy o obiektywnych miarach dźwięku w postaci decybeli, głośność jest subiektywna i osobista dla słuchacza.

Spójrzmy na różne zakresy decybeli i zobaczmy, co to oznacza w sensie praktycznym:

Zakres dB	Dźwięk codzienny
0 dB	Próg słyszalności
15-.25 dB	szept
40-60 dB	hałas tła w domu lub biurze
65-70 dB	Normalny głos
85 dB	Szum buldożera
105 dB	Orkiestrowa Climax
120+ dB	Koncert rockowy
130 dB	Próg bólu
140-180 dB	Samolot odrzutowy

W tym momencie, warto wydać ostrzeżenie zdrowotne.

Jeśli dźwięk osiąga 85 dB lub więcej, może spowodować trwałe uszkodzenie słuchu. Co więcej, uszkodzenie następuje również w przypadku długotrwałej ekspozycji.

Wynika z tego, że każdy głośnik o wskaźniku dB powyżej 85 jest głośny.

Wtedy staje się to kwestią Twojego gustu muzycznego i miejsca, w którym zamierzasz używać głośnika, aby określić, ile powyżej 85 dB chcesz, aby głośnik dostarczał.

Do słuchania wewnątrz pomieszczeń, prawdopodobnie nie chcesz zbytnio przekraczać 105 dBs, co jest głośnym dźwiękiem. Każdy poziom powyżej będzie prawdopodobnie ogłuszający, nawet jeśli jesteś fanem rocka i lubisz głośną muzykę.

W przypadku słuchania na zewnątrz, należy zwiększyć głośność do około 120 dBs, aby dźwięk mógł rozchodzić się na większym obszarze. Upewnij się tylko, że nie stoisz zbyt blisko.

Nieważne, jaki poziom głośności wybierzesz, musisz pamiętać, czy jakość dźwięku utrzymuje się na najwyższym poziomie głośności.

Powrót do tabeli

Czego nie powinieneś poświęcać w pogoni za głośnością

Nie ma sensu kupować głośnika, który wydaje okropny dźwięk po zwiększeniu głośności.

Tak, chcesz głośnik, który jest głośny, ale chodzi o to, że słuchasz muzyki, chcesz, aby dźwięk był czysty i wyraźny, więc muzykalność wychodzi przez i nie jest zniszczona przez zniekształcenia.

Powinieneś upewnić się, że zniekształcenia (technicznie nazywane THD lub Total Harmonic Distortion) są mniejsze niż 1%. Jeśli specyfikacje głośników nie podają tej wartości, upewnij się, że najpierw przetestujesz głośnik przed zakupem (powinieneś to zrobić niezależnie od tego).

Co więcej, nie chcesz głośnika, który poświęca jakość na niższych poziomach głośności albo. Chcesz, aby istniała równowaga między wysokimi, średnimi i niskimi tonami. I być może jakieś możliwości korektora, aby podrasować dźwięk basu, aby dopasować się do muzyki.

Wraz ze sprawdzaniem jakości, pamiętaj, że wybór głośności jest o czułości głośnika. Musimy więc odróżnić czułość od efektywności.

Uwaga na temat czułości głośnika a efektywności głośnika

Wcześniej ostrzegałem przed używaniem terminów „czułość głośnika” i „efektywność głośnika” zamiennie. Często robią to ludzie od marketingu, sugerując, że „czułość” i „efektywność” to to samo.

Problem w tym, że choć są one powiązane, nie są takie same.

Technicznie termin „czułość” opisuje w bardziej precyzyjny sposób, jak głośno będzie grał głośnik, gdy otrzyma sygnał wejściowy o danym poziomie napięcia. Mierzy się ją w decybelach.

„Efektywność” odnosi się do ilości mocy wchodzącej do wzmacniacza i mocy akustycznej wychodzącej z głośnika wyrażonej w procentach.

Możliwe jest przeliczenie efektywności na czułość i odwrotnie, ale to wykracza poza moją podstawową arytmetykę.

Warto zauważyć, że procent „efektywności” dla wszystkich głośników wynosi zazwyczaj około 2% lub mniej, co oznacza, że większość mocy wejściowej zamienia się w ciepło, a nie w dźwięk.

Wiedząc o różnicy w znaczeniu, sensowne jest używanie „czułości głośnika” jako sposobu określania głośności.

A ponieważ jest to standardowe wyliczenie, stanowi podstawę do porównania głośności różnych głośników.

Niestety jednak producenci nie stosują tej formuły w standardowy sposób, więc to unieważnia porównanie.

Powrót do tabeli

Dlaczego nie zawsze można wierzyć danym producenta dotyczącym czułości

Producenci mogą i stosują różne metody obliczania czułości swoich głośników.

Niektórzy producenci używają 1 wata jako poziomu wejściowego, podczas gdy inni używają 2,83 V. Istnieje oddzielna dyskusja techniczna na temat użycia 2,83 V, którą odłożę na inny dzień.

Producenci różnią się również częstotliwościami, których używają do obliczeń:

• Niektórzy używają „szumu różowego”, który jest kombinacją wszystkich częstotliwości.
• Niektóre używają tylko jednej częstotliwości (często będzie to częstotliwość najbardziej czuła).
• Niektóre podają każdą częstotliwość.
• Niektóre mierzą kilka częstotliwości i uśredniają wynik.

Mogą również występować różnice w przeprowadzaniu testów:

• Pomiarowi podlega tylko najlepszy głośnik w obudowie głośnika.
• Pomiarowi podlegają wszystkie głośniki łącznie.
• Test może być przeprowadzony w czystym środowisku, gdzie nie ma żadnych materiałów odbijających dźwięk,
• Alternatywnie, analiza jest przeprowadzana w typowym otoczeniu, które nie może być powielone przez innych testerów

Używanie tych różnych metod na jednym głośniku nieuchronnie prowadzi do różnych wyników za każdym razem. Jest to frustrujący wynik, ponieważ „czułość” jako miara jest obiektywna. Stanowi podstawę dla poprawnych porównań różnych głośników.

Pomimo tych obaw i przy braku czegokolwiek innego, porównanie czułości głośników daje wyobrażenie o tym, jak głośny będzie dany głośnik.

Ale zaraz, oto „kopniak”.”

Większość producentów nie podaje wartości znamionowych czułości dla „systemów zamkniętych”.”

Powrót do tabeli

Frustracja porównywania głośności „systemów zamkniętych”

Co to jest „system zamknięty”, pytacie?

To sytuacja, w której mamy do czynienia z wewnętrznie zasilanym systemem, jak w przypadku:

• subwooferów.
• Soundbary.
• Głośniki bluetooth.

Często producenci podają moc, ale jak widzieliśmy wcześniej, jest to prawie bezużyteczne dla celów porównawczych bez danych dotyczących czułości. A tym bardziej, jeśli nie wiemy:

• Jak moc jest mierzona (jak maksymalny poziom zniekształceń i impedancja obciążenia).
• Czy głośniki mogą obsłużyć moc wyjściową wzmacniacza.

W skrócie, nie ma sensu oceniać wewnętrznie wzmacnianych produktów, takich jak soundbary, głośniki Bluetooth i subwoofery, według czystej mocy lub nawet używając mocy z oceną czułości.

Ocena SPL (czułości) sama w sobie jest najbliższą miarą dla rzeczywistego wyobrażenia o tym, jakie poziomy głośności mogą osiągnąć produkty.

A w przypadku braku oceny SPL należy użyć całkowitej głośności wyjściowej urządzenia, jeśli jest ona dostępna.

Przy tej okazji przejdę do końcowego podsumowania.

Podsumowanie jak wybrać najgłośniejsze głośniki.

Jeśli chodzi o wybór najgłośniejszych głośników, czynnikiem krytycznym jest „czułość głośnika”, często określana terminem „SPL” i mierzona w decybelach (dB):

• Jeśli moc wyjściowa wzmacniacza jest taka sama, wybór głośnika o wyższej czułości pozwoli uzyskać głośniejszy głośnik.

• Jeśli głośniki mają taką samą czułość, głośnik o wyższej mocy będzie głośniejszy.

Podczas porównywania głośników o różnej czułości należy przyjrzeć się kombinacji czułości i mocy w watach, aby znaleźć najgłośniejszy głośnik.

Moc w watach może być zwiększona na głośniku o niższej czułości, aby osiągnąć lub przewyższyć wyższą czułość głośnika o mniejszej mocy. Wszystko zależy od kombinacji liczb.

Dwa ostatnie przykłady:

1. Głośnik 1000-watowy o czułości 85 Db wytworzy 115 dB, podczas gdy głośnik 300-watowy o wyższej czułości 89 dB wytworzy niższe 113,5 dB. Głośnik 1000-watowy jest głośniejszy.
2. Ponownie 1000-watowy głośnik o czułości 85 dB wytworzy 115 dB, ale tym razem głośnik 300-watowy ma wyższą czułość 93 dB, która wytwarza wyższy poziom 117,5 dB. Głośnik 300-watowy jest głośniejszy.

Kilka przestróg:

• Odległość od głośnika zmniejsza jego głośność.
• Uważaj na dokładność specyfikacji producenta dotyczących SPL i mocy.
• Pamiętaj, że czułość głośnika to nie to samo co efektywność głośnika, chociaż są one ze sobą powiązane.
• Nie ścigaj się za głośnością kosztem jakości dźwięku.
• Zdobądź demo głośnika – to najlepszy test tego, czy spełnia on Twoje wymagania po zawężeniu pola głośników do jednego lub dwóch przy użyciu tego, czego nauczyłeś się w tym artykule.

Wybór najgłośniejszego głośnika jest wyzwaniem, ale teraz możesz z łatwością przebrnąć przez techniczny żargon i być w lepszej sytuacji, aby dokonać wyboru.

Życzę Ci wielu wypełnionych przyjemnością lat słuchania głośnej muzyki.