Apakah Lebih Banyak Watt Lebih Baik untuk Pembicara?

Kekuatan speaker adalah salah satu konsep paling membingungkan dalam dunia audio profesional. Secara umum diyakini bahwa semakin tinggi kekuatan speaker, semakin baik kualitasnya, dan semakin berharga untuk dinantikan dan dimiliki. Selain itu, daya sering kali menjadi indikator penentu yang mendorong pelanggan untuk membeli.

Tetapi jika Anda mempelajarinya dengan cermat, Anda akan menemukan bahwa daya jauh kurang penting bagi kinerja pembicara secara keseluruhan daripada indikator kinerja lainnya.

Istilah \"kekuatan pembicara \" membutuhkan penjelasan lebih lanjut untuk menghilangkan kesalahpahaman. Ini adalah praktik banyak orang untuk mempertimbangkan daya speaker dan tingkat tekanan suara keluaran sensor, atau bahkan ukuran amplifier. Tetapi biasanya kekuatan speaker tidak ada hubungannya dengan ini.

Pertama, mari kita bahas istilah ini terlebih dahulu agar lebih bermakna. Dapatkah \"Pembuangan Daya Input Maksimum \" digunakan? Konsep \"input power \" sesuai karena speaker merupakan beban dari power amplifier.

Dengan asumsi bahwa impedansi saluran kecil dan dapat diabaikan (jika kabel standar yang benar digunakan, asumsi ini berlaku), daya keluaran penguat menjadi daya masukan pengeras suara. Karena secara umum diyakini bahwa semakin tinggi daya amplifier, semakin baik (misalnya, kendaraan sport VS mobil ekonomis), jadi masuk akal untuk berpikir bahwa semakin tinggi power speaker, semakin baik performa produk.

Amplifier yang terhubung langsung ke speaker disebut power amplifier karena tegangan outputnya lebih tinggi dari tegangan inputnya. (Gambar 1) Daya penguat daya diukur menurut kemampuan pembangkit daya. Biasanya semakin besar nilainya, semakin baik, karena itu berarti penguat memiliki potensi yang lebih besar dan dapat melakukan lebih banyak pekerjaan.

Kekuatan speaker diukur berdasarkan kemampuan disipasi dayanya. Nilai daya mengacu pada jumlah daya berkelanjutan yang dapat dikonsumsi speaker dalam bentuk panas tanpa merusak speaker. Meskipun pada pandangan pertama, tampaknya semakin besar disipasi daya, semakin baik, tetapi premisnya adalah bahwa metode untuk mencapai disipasi daya yang lebih besar tidak merusak kinerja pembicara, pernyataan ini hanya valid.

Penguat daya modernbertindak sebagai sumber tegangan konstan untuk speaker. Ini berarti bahwa tegangan keluaran penguat dan beban yang disediakan oleh pengeras suara yang terhubung pada dasarnya tidak bergantung satu sama lain. Jika Anda menggunakan amplifier untuk menggerakkan sinyal, dan mengukur tegangan output dari amplifier tanpa ada beban yang terhubung ke output. Kemudian hubungkan speaker ke terminal output, ukur tegangan output amplifier lagi, dan pembacaan pada voltmeter tidak akan berubah secara signifikan.

Perbedaan antara beban dan tanpa beban adalah: ketika beban diterapkan, arus akan keluar dari amplifier dan mengalir melalui speaker. Semakin kecil impedansi beban (semakin banyak speaker yang terhubung secara paralel), semakin banyak arus yang ditarik dari amplifier, dan semakin besar total pengiriman daya antara sumber tegangan dan beban.

Inilah sebabnya mengapa daya keluaran total amplifier biasanya meningkat saat menggerakkan lebih banyak speaker. Perhatikan bahwa daya keluaran penguat meningkat, tetapi daya total yang meningkat ini akan didistribusikan ke semua speaker yang terhubung.

Oleh karena itu, jika dua speaker dihubungkan secara paralel, total output daya dari amplifier meningkat, tetapi daya yang dialokasikan untuk setiap speaker tidak serta-merta meningkat. Nyatanya, daya yang dialokasikan ke satu speaker akan sedikit berkurang. Oleh karena itu, yang terbaik adalah menjaga beban penguat daya di atas 4 ohm untuk meminimalkan pengaruh kabel dan menghindari permintaan penguat untuk arus berlebih.

1. Satu jatuh

Daya yang diserap oleh pengeras suara dari penguat adalah produk dari tegangan dan arus. Menurut hukum kekekalan energi, semua daya dari penguat harus ada tempatnya. Sebagian dari daya total menghasilkan getaran mekanis pengeras suara, dan sisa daya diubah menjadi panas. Getaran mekanis kerucut membuat speaker berbunyi.

Energi panas adalah produk sampingan yang tidak berguna, jadi seperti limbah tidak berguna lainnya, energi panas harus dibuang. Sayangnya, pengubahan daya listrik menjadi daya suara merupakan proses yang tidak efisien (biasanya kurang dari 10%), sehingga sebagian besar daya amplifier diubah menjadi panas yang tidak berguna, yang harus dihilangkan.

Kekuatan seorang pembicara menggambarkan kemampuan pembicara untuk mengolah panas, yang disebabkan oleh tidak efisiennya proses konversi energi. Jadi kembali ke definisi diperpanjang \"disipasi daya input maksimum \" yang kita bicarakan sebelumnya.

Oleh karena itu, salah untuk mengasosiasikan daya speaker dengan performa suaranya. Nilai daya disipasi tinggi hanya berarti kapasitas pembuangan panas speaker lebih kuat. Namun daya itu sendiri tidak menjelaskan keefektifan daya suara yang dihasilkan oleh pembicara, dan efektivitas daya suara yang dihasilkan oleh pembicara merupakan faktor terpenting dalam kinerja pembicara.

Pembuangan daya speaker dapat ditingkatkan dengan mengurangi kinerja speaker, yang hanya perlu menambahkan beberapa komponen resistansi di dalam speaker. Namun, hasilnya adalah nilai daya speaker yang besar tetapi suaranya sangat rendah, bukan yang kami inginkan.

Tingkat tekanan suara (SPL) yang dihasilkan oleh speaker lebih erat kaitannya dengan tegangan yang diberikan daripada daya yang diberikan. Gambar 3 dapat dengan jelas menunjukkan ini.

Kekuatan beban sensor bervariasi dengan frekuensi. Meskipun nilai SPL sering kali menggunakan nilai daya masukan sebagai acuan, pada kenyataannya lebih tepat menggunakan tegangan masukan sebagai acuan. Faktanya, speaker lebih menyukai respons tegangan datar, karena dalam hal ini tegangan drive yang sama di setiap frekuensi akan menghasilkan respons amplitudo datar pada arah aksial.

Speaker yang ideal dapat menggunakan daya minimum untuk menghasilkan tingkat tekanan suara yang dibutuhkan. Speaker berperforma tinggi juga harus menghasilkan lebih sedikit panas. Oleh karena itu, kemampuan speaker untuk menahan drive berdaya tinggi tidak perlu dipertanyakan. Karena pada hakikatnya kemampuan ini tidak dapat menghasilkan keuntungan apapun.

Kemampuan untuk menghasilkan banyak kekuatan suara dengan sedikit daya masukan patut dikagumi. Pikirkan tentang konsumsi bahan bakar per kilometer sebuah mobil, dan Anda akan memahami masalah performa dengan lebih baik. Performa speaker berkaitan dengan konsep efisiensi, bukan konsep konsumsi. Beban klakson dan penempatan antarmuka adalah metode yang digunakan untuk meningkatkan kinerja speaker. Kedua metode tersebut dirancang untuk menghasilkan lebih banyak energi suara per watt daya listrik.

2. Perspektif yang masuk akal

Kesalahpahaman orang tentang kekuatan speaker meluas ke perilaku sehari-hari, seperti memilih bola lampu. Secara umum diyakini bahwa watt bohlam berkaitan erat dengan keluaran cahaya, dan semakin tinggi watt, semakin besar kecerahannya.

Bola lampu juga memiliki parameter yang disebut luminositas, yang digunakan untuk mendeskripsikan keluaran cahaya bohlam, tetapi hanya sedikit pelanggan yang akan merujuk ke parameter ini. Oleh karena itu, jika diperlukan bohlam yang lebih terang, orang cenderung membeli bohlam yang lebih besar (watt lebih tinggi). Merupakan ide yang wajar untuk memperluas asumsi ini ke pembicara. Lain kali, di bawah premis masukan daya yang diberikan, Anda bisa mendapatkan nilai paling banyak dengan membeli bohlam dengan keluaran lumen tertinggi.

Daya speaker yang tinggi bukan berarti suara yang dihasilkan speaker itu besar. Dibandingkan dengan mengatakan, \"Wow, speaker ini dapat menangani daya 5000 watt! \" Sebenarnya, ini tidak ada artinya. Jika Anda bertanya pada diri sendiri pertanyaan berikut, akan lebih masuk akal: \"Mengapa saya harus menggunakan speaker 5000 watt untuk menghadirkan audiens Datang dengan tingkat tekanan suara maksimum 100 dB, tanpa menggunakan speaker 100 watt lain yang juga dapat memberikan penonton dengan tingkat tekanan suara maksimum 100 dB? \"

Di antara indikator kinerja speaker, parameter yang lebih bermakna adalah tingkat tekanan suara keluaran maksimum. Parameter ini dihitung dari sensitivitas speaker dan daya input maksimum. Speaker dengan daya lebih rendah dan sensitivitas lebih tinggi memiliki lebih banyak keunggulan dibandingkan speaker dengan daya lebih tinggi dan sensitivitas lebih rendah.

Sayangnya, kesalahpahaman masyarakat tentang power menyebabkan fenomena produsen speaker berlomba-lomba memproduksi speaker berdaya tinggi. Nilai daya yang besar dapat membantu penjualan, tetapi efisiensi yang lebih tinggi adalah faktor nyata yang meningkatkan kinerja speaker.

3. Uji daya

Ada banyak cara untuk menentukan daya input maksimum dari sebuah speaker. Metode ini memiliki kelebihannya sendiri, tetapi juga memiliki beberapa atribut yang sama. Tes kekuatan yang berarti harus mencakup:

--Broadband noise dengan batasan bandwidth untuk input perangkat yang diuji

--Metode pengukuran pengiriman daya antara amplifier dan perangkat yang diuji

- Metrik yang digunakan untuk menggambarkan durasi disipasi daya speaker

--Mengukur nilai SPL speaker (idealnya)

Input derau biasanya menggunakan derau merah muda (energi yang sama per 1 / n oktaf). Beberapa metode pengukuran menggunakan derau merah muda datar, dan metode lain menggunakan sinyal yang diberi bobot untuk mensimulasikan konten spektrum musik. Metode terakhir dapat menghasilkan daya pengenal yang lebih tinggi karena lebih banyak energi listrik ditransfer ke pita frekuensi yang lebih rendah. Pada rentang frekuensi rendah, karena struktur sensor lebih berat, biasanya sensor mengkonsumsi lebih banyak energi panas.

Untuk menentukan jumlah daya yang dikirim, tegangan dan arus yang diterapkan ke perangkat yang diuji harus dipantau. Untuk menghitung transfer daya, hanya tegangan RMS (root mean square) dan impedansi nominal beban tidak cukup. Ketika energi termal perangkat yang diuji meningkat secara bertahap, impedansi beban akan meningkat secara bertahap, sehingga mengurangi daya yang diserap oleh beban (kompresi daya).

Ketika pengeras suara beroperasi mendekati nilai ekstrim dari nilai disipasi daya, praktik biasa untuk meningkatkan keluaran daya dari penguat daya untuk menambah masukan daya dari beban tidak akan meningkatkan tingkat tekanan suara, tetapi dapat mengurangi transmisi daya.

Yang terbaik adalah menggunakan desibel (yaitu, mengukur rasio) untuk mengukur daya. Menggunakan watt akan menyesatkan orang untuk percaya bahwa itu terkait dengan kinerja peralatan.

Mari kita ambil situasi aktual sebagai contoh. Tingkat suara dari speaker daya pengenal kontinu 500 watt hanya sedikit lebih tinggi (+3 dB) daripada pengeras suara dengan pengenal kontinu 250 watt. Diasumsikan bahwa performa kedua speaker tersebut sama. Artinya, perbedaan substansial antara kedua speaker tersebut sangat kecil, meskipun keduanya sangat berbeda dalam hal daya.

Sebagian besar uji daya akan membuat beberapa perubahan pada derau merah muda yang digunakan untuk mendapatkan faktor puncak yang lebih kecil - nilai puncak dalam sumber suara program dikurangi dengan rangkaian kliping. Alasan sebenarnya untuk memotong bentuk gelombang adalah bahwa amplifier dapat memberikan lebih banyak daya ke perangkat bebannya.

Daya keluaran maksimum dari derau merah muda yang tidak terpotong kira-kira sepersepuluh dari daya pengenal gelombang sinus penguat. Kebisingan merah muda setelah pemotongan kira-kira setengah dari daya pengenal gelombang sinus amplifier, yang memungkinkan penggunaan amplifier berukuran wajar untuk pengujian daya. Pemotongan buatan tidak akan mengubah produksi panas speaker terlalu banyak, tetapi faktor puncak yang lebih rendah yang disediakannya dapat memberikan lebih banyak daya (tegangan RMS yang lebih tinggi) ke perangkat beban amplifier.

Uji daya berkelanjutan akan memasok speaker dengan faktor kebisingan merah jambu 6 dB faktor puncak dalam jangka waktu tertentu (seperti 2 jam). Ini adalah tes yang sangat berat bagi speaker, karena sumber suara tidak berhenti dan tidak dapat didinginkan.

Dengan mengurangi siklus kerja bentuk gelombang, daya terukur program mencoba mensimulasikan musik atau suara. Jika sinyal suara adalah jenis pulsa, beberapa pendinginan dapat diperoleh di antara pulsa, dan lebih banyak daya jangka pendek dapat diterapkan ke perangkat yang diukur sebelum kerusakan pada perangkat dapat dihindari. Banyak pabrikan akan memperkirakan nilai ganda dari nilai daya berkelanjutan sebagai daya program (+3 dB atau 2 kali adalah asumsi yang masuk akal). Nilai daya amplifier yang direkomendasikan sebenarnya lebih besar dari kedua nilai ini.

Perkiraan yang masuk akal adalah menambahkan +6 dB (4 kali) ke daya kontinu. Misalnya, mulai dari definisi ini, deskripsi kekuatan yang lengkap dan bermakna dari seorang pembicara harus:

Daya input maksimum -200W / 400W / 800W (kontinu, program, ukuran amplifier yang disarankan)

4. Perbandingan serupa

Sekarang Anda dapat melihat masalah saat membandingkan kekuatan speaker yang berbeda. Untuk memastikan perbandingan yang benar antara parameter serupa membutuhkan banyak penelitian, dan banyak tabel parameter tidak memberi kita informasi yang cukup untuk kita bandingkan dengan cara ini.

Tidak ada bahaya dalam memberikan daya yang lebih rendah dari daya terukurnya ke speaker. Faktanya, daya input lebih kecil dari nilai daya terukur, dan speaker memiliki masa pakai lebih lama. Dalam operasi yang stabil dan andal, saya sarankan untuk membatasi daya input kurang dari setengah dari daya kontinu (-3 dB). Dalam contoh sebelumnya, ini berarti menggunakan amplifier 800 watt untuk mengirimkan sumber program tipikal (faktor puncak 10 dB hingga 14 dB) yang dapat didorong ke tepi kliping secara maksimal.

Dalam hal ini, amplifier akan memberikan daya 80 watt atau kurang ke speaker, yang merupakan nilai aman yang lebih rendah dari daya kontinu. Karena potensi output dari amplifier sangat besar, ketika menggunakan sumber suara program low crest factor, Anda harus sangat berhati-hati untuk tidak mengubah volume terlalu tinggi sehingga merusak speaker.

Terakhir, saat meningkatkan volume sistem suara, penting juga untuk mengetahui kapan titik kritis sistem tercapai. Untuk setiap kenaikan 40% pada voltase yang diterapkan ke speaker, daya input berlipat ganda dan level suara sedikit meningkat (+3 dB).

Ingatlah bahwa peluang proporsional penting dalam audio. Volume sistem ditingkatkan dalam langkah 3 dB, dan akhirnya mencapai titik pembuangan panas yang ekstrim. Terus tingkatkan sebesar 3 dB, dan ini akan menjadi sedotan terakhir yang menghancurkan unta. Saat speaker bekerja dengan setengah daya terukurnya, tingkat suaranya mungkin sangat mendekati maksimum. Oleh karena itu, tidak perlu menambah daya, yang berisiko merusak speaker secara permanen.

5. Daya tinggi mudah dijual, tetapi efisiensi tinggi adalah tujuan yang lebih baik

Perkembangan teknologi mobil mengurangi konsumsi energi dan dapat menghasilkan kendaraan dengan efisiensi yang lebih tinggi dan biaya pengoperasian yang lebih rendah. Industri audio harus memiliki tujuan yang sama dan berusaha untuk mencapai tingkat tekanan suara yang dibutuhkan dengan daya amplifier yang lebih sedikit.

Saat efisiensi meningkat, speaker harus secara bertahap mengurangi jumlah energi yang perlu dihamburkan dalam bentuk panas. Begitu pula, ketertarikan kita pada peringkat daya yang lebih tinggi akan menghilang.