Одно из утверждений в аудио, которое почти никогда не находит понимания у слушателей, звучит следующим образом – “Для акустических систем усилитель с недостаточной выходной мощностью намного опаснее, чем усилитель с избыточной мощностью, и зачастую маломощный усилитель с легкостью может вывести динамики АС из строя”.
Логически непонятно, чем же так плоха малая мощность для нагрузки, и почему это вообще возможно. Внятное разъяснение по этому вопросу довольно сложно найти в интернете. Здесь мы хотели бы объяснить, почему это утверждение действительно верно.
Усилитель с недостаточной мощностью способен повредить акустические системы искаженным выходным сигналом, то есть при работе в режиме клиппинга(clipping).
От усилителя к акустическим системам, сигнал поступает в виде переменного тока (и напряжения, соответственно, тоже, но для простоты картины, будем называть лишь ток). Это означает, что если, к примеру, поставить с источника сигнала тон с частотой 100Гц, то усилитель будет выдавать переменное напряжение (и ток) в пределах от +12В до -12В (Вольт) (ток, соответственно, от +1.5А до -1.5А) с частотой 100 раз в секунду (текущие значения даны усреднено, зависят от уровня громкости и параметров полного сопротивления АС, в приведенном примере это 8Ом).
Усилитель с высокой выходной мощностью может выдать до +/- 100В напряжения на одну акустическую систему, или до +/-12.5А (Ампер) по току, в то время как маломощный усилитель может обеспечить максимум +/- 40В или +/-5А.
Что произойдет, если от маломощного усилителя потребуется отдать в нагрузку +/-80В или +/-10А?
Верхняя часть синуса напряжения или тока окажется как бы обрезанной(clipped), причем все время, пока идет обрезка, ток и напряжение не меняются, то есть становятся постоянными. Это очень плохо для акустических систем, особенно для ВЧ-излучателей. Включенный последовательно конденсатор в кроссовере не сможет защитить динамик, ибо этот постоянный ток имеет импульсную природу, и свободно проходит сквозь конденсаторную защиту.
Принято думать, что производитель заранее предусмотрел подобную ситуацию, и установил определенный лимит на прибавление громкости пользователем, например, при вращении ручки регулятора на передней панели, так, чтобы максимальное напряжение не превышало +/- 40В, а максимальный ток - +/-5А, при нагрузке 8Ом. Это можно сделать, включив в цепь эквивалентную нагрузку(резистор) на 8Ом, хотя резистор является постоянным, а не переменным сопротивлением.
В реальности, этот метод не является 100% успешным, поскольку полное сопротивление акустической системы(импеданс) не является постоянной величиной, то есть представляет собой комплексную нагрузку. Сопротивление 8 Ом – это некая усредненная величина, в зависимости от частоты, она может меняться в весьма широких пределах, падая до 2 Ом или даже меньше, и возрастая в некоторые кратковременные моменты до 40 Ом (резонанс НЧ-излучателя). Обусловлено явление перемены импеданса наличием частотно-зависимых элементов разделительного фильтра в АС (деталей кроссовера). Даже без всякого резонанса, это означает, что при сопротивлении 8 Ом, параметры напряжения будут +/- 40В, а тока +/-5А, но при уменьшении нагрузки до 4 Ом, ток возрастет (либо будет иметь тенденцию к возрастанию) до 10А – усилитель не сможет обеспечить такую мощность и войдет в клиппинг.
Из вышеприведенного примера следует, что при выходе нагрузки на параметр в 4 Ома, усилитель начнет входить в клиппинг (обрезать ток) уже при переменном напряжении в +/- 20В (именно на этой отметке достигается максимальная отдача тока).
Именно по этой причине, маломощные усилители не в состоянии стабильно работать на акустическую систему с низким импедансом. Именно поэтому, большинство производителей акустических систем указывают для них рекомендуемые параметры по выходной мощности усилителей, например, 40-100 Ватт.
Одной из уловок некоторых производителей, является указание мощности, пусть 6х150Ватт, для многоканального AV-ресивера. Это совсем не означает, что данная мощность развивается при одновременной работе всех каналов – в таком режиме мощность будет составлять примерно 6х45 Ватт. Значение 6х150 Ватт указывается при работе всего двух каналов…
Вообразите себе синусную волну, отрежьте у нее верхушки (форма волны станет похожа на квадратную) – и плоские отрезки на вверху и внизу на графике есть постоянная составляющая по току. Она в состоянии сжечь катушку излучателя (при продолжительном режиме клиппинга), а при выходе на большие значения, может механически повредить и сам динамик (ход диффузора).
Отсюда вывод – не стоит опасаться мощных усилителей высокого класса, которых чрезвычайно трудно ввести в клиппинг. Намного больше стоит опасаться усилителей с недостаточной мощностью, которые будут работать на верхних пределах уровня громкости.
