Quelle est la difficulté?

Dans le numéro 11/2019 d'Audio, l'ATC SCM7 a été présenté dans un test de cinq enceintes d'étagère. Une marque très respectable connue des mélomanes, et plus encore des professionnels, car de nombreux studios d'enregistrement sont équipés de ses enceintes. Cela vaut la peine d'y regarder de plus près - mais cette fois, nous ne traiterons pas de son histoire et de sa proposition, mais en utilisant le SCM7 comme exemple, nous aborderons un problème plus général auquel les audiophiles sont confrontés.

L'un des paramètres importants des systèmes acoustiques est efficacité. Il s'agit d'une mesure de l'efficacité énergétique - la mesure dans laquelle un haut-parleur (transducteur électro-acoustique) convertit l'électricité fournie (provenant de l'amplificateur) en son.

L'efficacité est exprimée sur l'échelle logarithmique des décibels, où une différence de 3 dB signifie deux fois le niveau (ou moins), une différence de 6 dB signifie quatre fois, etc. 3 dB jouera deux fois plus fort.

Il convient d'ajouter que l'efficacité des haut-parleurs moyens est de quelques pour cent - la majeure partie de l'énergie est convertie en chaleur, de sorte que ce n'est pas seulement un «gaspillage» du point de vue des haut-parleurs, mais aggrave encore leurs conditions de travail - à mesure que la température de la bobine du haut-parleur augmente, sa résistance augmente et l'augmentation de la température du système magnétique est défavorable, ce qui peut entraîner des distorsions non linéaires. Cependant, une faible efficacité n'est pas synonyme de mauvaise qualité - il existe de nombreux haut-parleurs avec une faible efficacité et un très bon son.

Difficultés avec des charges complexes

Un excellent exemple est celui des conceptions ATC, dont le faible rendement est enraciné dans des solutions spéciales utilisées dans les convertisseurs eux-mêmes, et qui servent ... paradoxalement - à réduire la distorsion. Il s'agit de la soi-disant bobine courte dans un long espaceComparé au système typique (utilisé dans la grande majorité des convertisseurs électrodynamiques) d'une bobine longue dans un espace court, il se caractérise par un rendement inférieur, mais moins de distorsion (due au fonctionnement de la bobine dans un champ magnétique uniforme situé dans le écart).

De plus, le système d'entraînement est préparé pour un fonctionnement linéaire avec de grandes déviations (pour cela, l'entrefer doit être beaucoup plus long que la bobine), et dans cette situation, même les très grands systèmes magnétiques utilisés par ATK ne fournissent pas un rendement élevé (la plupart de l'entrefer, quelle que soit la position des bobines, il n'en est pas comblé).

Cependant, pour le moment, nous sommes plus intéressés par autre chose. Nous précisons que le SCM7, à la fois de par ses dimensions (un système 15 voies avec un midwoofer de 10 cm, dans un boitier d'un volume inférieur à 79 litres), et cette technique particulière, a un rendement très faible - d'après des mesures en le laboratoire Audio, seulement XNUMX dB (on fait abstraction des données du constructeur promettant une valeur plus élevée, et des raisons d'un tel écart ; on compare l'efficacité des structures mesurées en « Audio » dans les mêmes conditions).

Comme nous le savons déjà, cela forcera le SCM7 à jouer avec la puissance spécifiée. beaucoup plus silencieux que la plupart des structures, même de même taille. Donc, pour qu'ils sonnent aussi fort, ils doivent être mis plus de pouvoir.

Cette situation conduit de nombreux audiophiles à la conclusion simpliste que le SCM7 (et les conceptions ATC en général) nécessite un amplificateur moins puissant qu'avec des paramètres difficiles à déterminer, capable de "drive", "pull", control, "drive". » comme serait « charge lourde », c'est-à-dire SCM7. Cependant, le sens plus ancré de "charge lourde" fait référence à un paramètre complètement différent (que l'efficacité) - à savoir impédance (conférencier).

Les deux significations de "charge complexe" (liée à l'efficacité ou à l'impédance) nécessitent des mesures différentes pour surmonter cette difficulté, donc les mélanger conduit à de sérieux malentendus non seulement sur le plan théorique mais aussi sur des bases pratiques - précisément lors du choix de l'amplificateur approprié.

Le haut-parleur (haut-parleur, colonne, transducteur électro-acoustique) est un récepteur d'énergie électrique, qui doit avoir une impédance (charge) pour être convertie en son ou même en chaleur. Ensuite, de la puissance sera libérée dessus (comme nous le savons déjà, malheureusement, principalement sous forme de chaleur) selon les formules de base connues de la physique.

Les amplificateurs à transistors haut de gamme dans la plage spécifiée d'impédance de charge recommandée se comportent approximativement comme des sources de tension continue. Cela signifie que lorsque l'impédance de charge diminue à une tension fixe, plus de courant circule aux bornes (inversement proportionnel à la diminution de l'impédance).

Et puisque le courant dans la formule de puissance est quadratique, même lorsque l'impédance diminue, la puissance augmente inversement lorsque l'impédance diminue. La plupart des bons amplificateurs se comportent ainsi à des impédances supérieures à 4 ohms (donc à 4 ohms la puissance est presque deux fois plus élevée qu'à 8 ohms), certains à partir de 2 ohms, et les plus puissants à partir de 1 ohm.

Mais un amplificateur typique avec une impédance inférieure à 4 ohms peut avoir des «difficultés» - la tension de sortie chutera, le courant ne circulera plus en sens inverse à mesure que l'impédance diminue et la puissance augmentera légèrement ou même diminuera. Cela se produira non seulement à une certaine position du régulateur, mais également lors de l'examen de la puissance maximale (nominale) de l'amplificateur.

L'impédance réelle du haut-parleur n'est pas une résistance constante, mais une réponse en fréquence variable (bien que l'impédance nominale soit déterminée par cette caractéristique et ses minima), il est donc difficile de quantifier avec précision le degré de complexité - cela dépend de l'interaction avec une donnée amplificateur.

Certains amplificateurs n'aiment pas les grands angles de phase d'impédance (associés à la variabilité de l'impédance), en particulier lorsqu'ils se produisent dans des gammes à faible module d'impédance. Il s'agit d'une "charge lourde" au sens classique (et correct), et pour gérer une telle charge, vous devez rechercher un amplificateur adapté qui résiste aux faibles impédances.

Dans de tels cas, on parle parfois de "rendement de courant" car il faut en fait plus de courant (qu'une faible impédance) pour obtenir une puissance élevée à faible impédance. Cependant, il y a aussi un malentendu ici que certains "conseillers en matériel" séparent complètement la puissance du courant, estimant qu'un amplificateur peut être de faible puissance, tant qu'il a un courant mythique.

Cependant, il suffit de mesurer la puissance à basse impédance pour s'assurer que tout est en ordre - après tout, nous parlons de la puissance émise par le haut-parleur, et non du courant traversant le haut-parleur lui-même.

Les ATX SCM7 sont peu efficaces (ils sont donc "complexes" de ce point de vue) et ont une impédance nominale de 8 ohms (et pour cette raison plus importante ils sont "légers"). Cependant, de nombreux audiophiles ne feront pas la différence entre ces cas et concluront qu'il s'agit d'une charge "lourde" - simplement parce que le SCM7 jouera silencieusement.

En même temps, ils sonneront beaucoup plus silencieux (à une certaine position du contrôle du volume) que les autres haut-parleurs, non seulement en raison de leur faible efficacité, mais également de leur haute impédance - la plupart des haut-parleurs sur le marché sont de 4 ohms. Et comme nous le savons déjà, avec une charge de 4 ohms, plus de courant circulera de la plupart des amplificateurs et plus de puissance sera générée.

Il est donc important de faire la distinction entre efficacité et la tendresse cependant, mélanger ces paramètres est également une erreur courante des fabricants et des utilisateurs. L'efficacité est définie comme la pression acoustique à une distance de 1 m du haut-parleur lorsqu'une puissance de 1 W est appliquée. Sensibilité - lors de l'application d'une tension de 2,83 V. Indépendamment de

impédance de charge. D'où vient ce sens "étrange" ? 2,83 V sous 8 ohms, c'est seulement 1 W ; donc, pour une telle impédance, les valeurs de rendement et de sensibilité sont les mêmes. Mais la plupart des haut-parleurs modernes sont de 4 ohms (et comme les fabricants les décrivent souvent et à tort comme 8 ohms, c'est une autre affaire).

Une tension de 2,83V provoque alors la délivrance de 2W, soit le double de la puissance, ce qui se traduit par une augmentation de 3dB de la pression acoustique. Pour mesurer l'efficacité d'un haut-parleur de 4 ohms, il faut réduire la tension à 2V, mais… aucun fabricant ne le fait, car le résultat donné dans le tableau, quel que soit son nom, sera inférieur de 3 dB.

Précisément parce que le SCM7, comme les autres haut-parleurs de 8 ohms, est une charge d'impédance "légère", il semble à de nombreux utilisateurs - qui jugent la "difficulté" en un mot, c'est-à-dire. à travers le prisme du volume reçu dans une certaine position. régulateur (et la tension qui lui est associée) est une charge "complexe".

Et ils peuvent sembler plus silencieux pour deux raisons complètement différentes (ou à cause de leur fusion) - un haut-parleur peut avoir moins d'efficacité, mais aussi consommer moins d'énergie. Pour comprendre à quel type de situation nous sommes confrontés, il est nécessaire de connaître les paramètres de base, et pas seulement de comparer le volume obtenu à partir de deux enceintes différentes connectées au même amplificateur avec la même position de contrôle.

Ce que l'amplificateur voit

L'utilisateur du SCM7 entend les haut-parleurs jouer doucement et comprend intuitivement que l'amplificateur doit être "fatigué". Dans ce cas, l'amplificateur "ne voit" que la réponse d'impédance - dans ce cas élevée, et donc "légère" - et ne se fatigue pas, et n'a pas de problème avec le fait que le haut-parleur a changé la majeure partie de la puissance pour chauffer , pas de son. C'est une affaire « entre le haut-parleur et nous » ; l'amplificateur ne "sait" rien de nos impressions - qu'il soit silencieux ou fort.

Imaginons que l'on connecte une résistance très puissante de 8 ohms à des amplificateurs d'une puissance de plusieurs watts, plusieurs dizaines, plusieurs centaines... Pour tout le monde, c'est une charge sans problème, chacun donnera autant de watts qu'il pourra se le permettre une telle résistance, n'ayant "aucune idée de la façon dont toute cette puissance a été transformée en chaleur, pas en son".

La différence entre la puissance que peut prendre la résistance et la puissance que peut délivrer l'amplificateur est sans importance pour cette dernière, de même que le fait que la puissance de la résistance soit deux, dix ou cent fois supérieure. Il peut en supporter autant, mais il n'est pas obligé.

L'un de ces amplis aura-t-il du mal à "piloter" cette résistance ? Et que signifie son activation ? Fournissez-vous la puissance maximale qu'il peut tirer? Que signifie contrôler le haut-parleur ? Émet-il simplement une puissance maximale ou une valeur inférieure au-dessus de laquelle le haut-parleur commence à bien sonner ? Quel genre de pouvoir cela pourrait-il être?

Si vous considérez le "seuil" au-dessus duquel le haut-parleur sonne déjà linéaire (en dynamique, pas en réponse en fréquence), alors des valeurs très faibles, de l'ordre de 1 W, entrent en jeu, même pour des haut-parleurs peu efficaces. . Il convient de savoir que la distorsion non linéaire introduite par le haut-parleur lui-même augmente (en pourcentage) avec l'augmentation de la puissance à partir de valeurs faibles, de sorte que le son le plus "propre" apparaît lorsque nous jouons tranquillement.

Cependant, lorsqu'il s'agit d'atteindre le volume et la dynamique qui nous fournissent la bonne dose d'émotion musicale, la question devient non seulement subjective, en fonction des préférences personnelles, mais même pour un certain auditeur est ambiguë.

Cela dépend au moins de la distance qui le sépare des enceintes - après tout, la pression acoustique chute proportionnellement au carré de la distance. Il nous faudra une puissance différente pour "piloter" les enceintes à 1 m, et une autre (seize fois plus) à 4 m, à notre convenance.

la question est, quel ampli "le fera" ? Conseil compliqué... Tout le monde attend un conseil simple : achetez cet ampli, mais n'achetez pas celui-ci, car "vous n'y arriverez pas"...

En utilisant le SCM7 comme exemple, cela peut être résumé comme suit : ils n'ont pas besoin de recevoir 100 watts pour jouer magnifiquement et silencieusement. Ils doivent les faire jouer gentiment et fort. Cependant, ils n'accepteront pas plus de 100 watts, car ils sont limités par leur propre puissance. Le fabricant donne la plage de puissance recommandée de l'amplificateur (probablement nominale, et non la puissance qui devrait être fournie «normalement») entre 75 et 300 watts.

Il semble cependant qu'un haut-parleur de 15cm, même aussi haut de gamme que celui utilisé ici, n'accepte pas 300W... Aujourd'hui, les constructeurs donnent souvent des limites aussi élevées sur les plages de puissance recommandées des amplificateurs coopérants, ce qui a aussi des raisons différentes - il suppose une grande puissance de haut-parleur, mais n'oblige en plus... ce n'est pas la puissance nominale que le haut-parleur est censé supporter.

L'alimentation électrique peut-elle être avec vous ?

On peut également supposer que l'amplificateur doit avoir réserve de marche (par rapport à la puissance nominale du haut-parleur) afin de ne pas être surchargé en toute situation (au risque d'endommager le haut-parleur). Ceci, cependant, n'a rien à voir avec la "difficulté" de travailler avec l'orateur.

Cela n'a aucun sens de faire la distinction entre les haut-parleurs qui "exigent" cette quantité de marge de l'amplificateur et ceux qui ne le font pas. Il semble à quelqu'un que la réserve de puissance de l'amplificateur est en quelque sorte ressentie par le haut-parleur, le haut-parleur rend cette réserve réciproque, et il est plus facile pour l'amplificateur de fonctionner ... Ou qu'une charge "lourde", même associée à une faible puissance du haut-parleur , peut être "maîtrisé" avec beaucoup de puissance en réserve ou de courtes rafales...

Il y a aussi le problème de la soi-disant facteur d'amortissementdépend de l'impédance de sortie de l'amplificateur. Mais plus à ce sujet dans le prochain numéro.