Поставил усилитель, крутишь громкость магнитолы, а он уже на середине начинает хрипеть. Или наоборот: магнитола на максимуме, а система еле шепчет. В обоих случаях виновата не мощность, а то, как вход усилителя согласован с источником. Этот параметр называется входной чувствительностью.
Её регулирует ручка gain. Запомни одну вещь: gain согласует вход с источником, громкость он не регулирует. Если скажу «ставь гейн на треть», это будет про мою машину. Если поймёшь, что гейн и есть чувствительность входа, настроишь любую.
Как это считается?
Возьмём усилитель на 100 Вт в 4 Ом. Чтобы отдать такую мощность, на выходе нужно √(100 × 4) = 20 В. Если на вход приходит 2 В, усилитель должен поднять напряжение в 10 раз, то есть на 20 дБ. Если вход 0,5 В, уже в 40 раз, это 32 дБ. Ручка gain как раз и выбирает, во сколько раз.
На графике три положения ручки. Выходное напряжение растёт вместе со входом, пока не упрётся в потолок, который задаёт питание. Дальше клиппинг: сверху синуса срезается шапка. Чем чувствительнее вход, тем раньше наступает потолок.
| Источник | Типичный уровень на выходе |
|---|---|
| Штатная магнитола (выход на динамики) | Несколько вольт, зависит от модели |
| Процессорная магнитола или DSP (RCA) | От 2 до 4–5 В, смотри паспорт |
| Старые магнитолы с RCA | Бывает 0,5–1 В |
Уровни в вольтах и децибелах пересчитываются по статье дБ SPL, dBFS, dBV и dBu.
Как выставить входную чувствительность по шагам?
Смотри паспорт процессора или магнитолы: «выход RCA 4 В» и так далее. Если его нет, меряют мультиметром или осциллографом на тестовом синусе 0 дБ при громкости, после которой источник начинает клиппировать сам.
U = √(P × R). Для 190 Вт в 4 Ом это ≈ 27,6 В действующего. Только P бери ту, что реально нужна динамику и которую он переживёт, цифра с коробки тут не годится (RMS динамика).
Отключи динамики, подай синус (обычно 50–60 Гц для саба, 1 кГц для фронта), громкость источника в максимум без клипа. Крути gain, пока на выходе не будет расчётное напряжение. Осциллографом проверь, что синус не срезан.
Музыка громче синуса по пикам, у неё свой пик-фактор. Если на громких местах слышишь жёсткость, убавь gain на 1–2 дБ. Лучше оставить запас, чем жечь твитеры.
Подробнее про саму процедуру будет в статье настройка гейна, а здесь важно понять физику.
Частые уточнения по гейну
Универсального положения ручки нет: гейн выставляют по напряжению, а не по делениям. Посчитай нужное выходное напряжение как √(P × R), подай синус с источника на максимальной громкости без клипа и крути gain, пока на выходе не будет расчётная цифра. Совет «ставь на треть» работает только для конкретной пары источника и усилителя, в другой машине он даст клиппинг или тишину.
Можно, мультиметром в режиме переменного напряжения. Подай синус 50–60 Гц для саба или 1 кГц для фронта, отключи динамики и крути gain до расчётного напряжения. Не всякий мультиметр честно меряет на 1 кГц, поэтому для фронта результат проверь на слух на громком треке. Осциллограф удобнее тем, что сразу видно, срезан синус или нет.
Входная чувствительность относится к усилителю: это напряжение на его входе, при котором он выдаёт полную мощность. Выходная чувствительность относится к источнику, магнитоле или процессору: это максимальное напряжение, которое он отдаёт на выход RCA без искажений. Согласовать систему значит выставить gain так, чтобы одно совпало с другим.
Каждые +6 дБ на эквалайзере процессора удваивают напряжение сигнала на этой частоте. Если гейн усилителя выставлен впритык под ровный сигнал, поднятая полоса первой уйдёт в клиппинг. Поэтому эквалайзер в SQ стараются настраивать вырезами, а при подъёмах оставляют запас по входу. Как это устроено в конкретных моделях, видно по паспортам звуковых процессоров.
Да, обязательно. Входная чувствительность усилителя выставляется под выходное напряжение конкретного источника: старая магнитола могла давать 0,5–1 В, а новый процессор отдаёт 2–5 В. Если оставить gain как был, сильный источник сразу загонит усилитель в клиппинг, а слабый не даст полной мощности. После замены пройди настройку по вольтам заново.
При чём тут шум?
Чем чувствительнее вход, тем сильнее усилитель поднимает и всё, что пришло вместе с сигналом: шум источника, наводки от генератора, фон от земли. Поэтому выгодно отдавать с процессора побольше вольт, а на усилителе ставить gain поменьше. Тогда полезного сигнала много, а шума, умноженного на усиление, мало, и динамический диапазон системы используется целиком. Если на паузах из твитеров шипит, сначала проверь именно это.
Частые ошибки
- Считать gain регулятором громкости и выкручивать его «чтобы было громче».
- Выставлять на слух на тихой музыке, а потом слушать громкий трек.
- Путать входную чувствительность с выходной и с чувствительностью динамика.
- Не учитывать, что эквалайзер процессора в плюс съедает запас по входу.
Правильно согласованный вход даёт сразу и меньше шума на паузах, и больше чистой громкости. Как выставлять уровни во всей цепочке от источника до динамиков, подробно в шаге «Настройка системы».
Выставил по вольтам, а всё равно хрипит? Напиши, какие у тебя источник и усилитель, в чат EBAEVSQ, посчитаем вместе.
Источники
- IEC 60268-3, «Sound system equipment: Part 3: Amplifiers»
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: Настройка гейна, Клиппинг, Динамический диапазон, Подключение по низкому и высокому уровню.