Сравниваешь два динамика по паспорту. Динамик A: 90 дБ (2,83 В/1 м). Динамик B: 88 дБ (1 Вт/1 м). Кажется, A громче на 2 дБ, берём его. Но если A 4-омный, то на каждый ватт он на самом деле тише B на 1 дБ. Чувствительность динамика в паспорте пишут двумя способами, и путаница между 1W/1m и 2.83V/1m стоит людям неудачных покупок. Ниже расчёт и проверка на трёх динамиках из нашего каталога, у которых в паспорте указаны обе цифры.
Чувствительность (SPL) - это звуковое давление, которое динамик создаёт на расстоянии 1 м при заданном входном сигнале. Измеряется в децибелах.
Откуда взялись 2,83 В?
Число выбрано не случайно: на 8 Ом это ровно 1 Вт (2,83² / 8 ≈ 1). Для 8-омного динамика обе записи одинаковы.
А вот на 4 Ом те же 2,83 В дают уже 2 Вт. Вдвое больше мощности, и отсюда +3 дБ. На 2 Ом получится 4 Вт и +6 дБ.
| Номинал | Пересчёт |
|---|---|
| 8 Ом | Одинаково |
| 4 Ом | SPL (1 Вт) = SPL (2,83 В) − 3 дБ |
| 2 Ом | SPL (1 Вт) = SPL (2,83 В) − 6 дБ |
Сходится ли это с реальными паспортами?
| Динамик | 1 Вт/1 м | 2,83 В/1 м | Разница |
|---|---|---|---|
| НОЭМА 300ГДН30-4 (сабвуфер) | 90 дБ | 93 дБ | 3 дБ |
| ESB 9.4m (СЧ динамик) | 87,6 дБ | 90,6 дБ | 3 дБ |
| ESB 9.1T-28 (твитер) | 91,5 дБ | 94,5 дБ | 3 дБ |
Везде ровно 3 дБ: все три динамика 4-омные, и паспорт сходится с теорией. Если бы производитель указал только «93 дБ» у сабвуфера, не уточнив условия, его легко было бы сравнить с 8-омным динамиком и подарить НОЭМА лишние 3 дБ.
Заодно видно, почему твитер обычно приходится немного «придушивать» в настройке: по 1 Вт он чувствительнее СЧ динамика почти на 4 дБ.
Какая запись правильнее?
- 1 Вт/1 м честнее показывает КПД, то есть сколько звука получается из одного ватта.
- 2,83 В/1 м удобнее для систем, где усилитель работает как источник напряжения. В машине так и есть: при одинаковом уровне на выходе усилителя 4-омный динамик реально будет громче 8-омного.
Что ещё влияет на цифру
- Условия измерения. В большом экране, в свободном поле или в полупространстве результат разный.
- Усреднение. Средний уровень в полосе или пик на АЧХ: у кого-то цифра выходит «красивее».
- КПД. Физически чувствительность определяется η0: SPL (1 Вт/1 м) ≈ 112 + 10·lg(η0). Для НОЭМА с 90 дБ это η0 ≈ 0,6 %.
Где чаще всего ошибаются при сравнении паспортов
- Сравнивать цифры, не приведя их к одному виду с учётом номинала импеданса.
- Отказываться от компонентов из-за разницы в пару дБ. У динамиков, которые будут играть вместе, её выравнивает DSP.
Когда сравнивают паспорта, обычно спрашивают ещё вот что.
Единой нормы для чувствительности нет, её сравнивают внутри одного класса динамиков и в одном формате записи. Для ориентира: у трёх 4-омных динамиков из таблицы выше по 1 Вт/1 м получается от 87,6 дБ у СЧ динамика до 91,5 дБ у твитера. Разница в пару децибел между полосами не проблема, её выравнивают уровнями в процессоре.
Плюс 3 дБ чувствительности равны удвоению мощности усилителя: динамику на 91 дБ хватает 1 Вт там, где динамику на 88 дБ нужно 2 Вт. На слух это заметная, но небольшая разница. Субъективное «вдвое громче» начинается примерно с +10 дБ, то есть с десятикратной мощности.
Прикидка простая: SPL = чувствительность (1 Вт/1 м) + 10·lg(P). Динамик на 90 дБ от 100 Вт даст около 110 дБ на 1 м, от 400 Вт около 116 дБ. Реальная цифра будет ниже из-за компрессии мощности при нагреве катушки, поэтому запас усилителя по мощности полезнее, чем погоня за последним децибелом.
Паспортную чувствительность меряют на 1 м в свободном поле или полупространстве, а салон машины маленький и закрытый. На низких частотах работает усиление салона, и сабвуфер получает заметную прибавку снизу. Выше по частоте добавляют уровня отражения от стёкол и панелей, хотя по закону обратных квадратов в свободном поле на 2 м было бы на 6 дБ тише.
Напрямую чувствительность на качество звучания не влияет: она говорит только о том, сколько звука динамик выдаёт с одного ватта. Косвенно она важна, потому что менее чувствительной полосе нужен усилитель с запасом, иначе на громких фрагментах начнётся клиппинг. Подбирая компоненты, смотри, чтобы самую «тихую» полосу было чем раскачать.
Разница в чувствительности между СЧ динамиком и твитером ничего не ломает, это просто стартовая точка для настройки уровней. Знать её стоит заранее, чтобы усилителю хватило запаса на менее чувствительную полосу. Сравнить компоненты по паспорту поможет шаг «Подбор компонентов», а выровнять уровни поможет «Настройка системы». Сколько ватт реально нужно динамикам разной чувствительности, посчитано в статье «Эффективность системы важнее мощности усилителей».
Не понимаешь, в каких условиях указана чувствительность твоего динамика? Спроси в Telegram-чате, пересчитаем к одному виду.
Источники
- IEC 60268-5: Sound system equipment. Loudspeakers
- KLIPPEL: определения и методика измерения параметров Тиля-Смолла
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- Э. Л. Виноградова, «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками» (Массовая радиобиблиотека, вып. 966)
- С. Д. Бать, «Любительские громкоговорители»
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
См. также: Параметры Тиля-Смолла, η0, dB.