Можно ли выжать из колонок двойную мощность?

[Старик]

Энхансеры, контроллеры-улучшайзеры и прочие максимайзеры с физико-математической точки зрения или можно ли с помощью «волшебных» коробочек выжать из колонок в два раза больше ваттов.

Тема навеяна прочтением одной ветки на форуме, где среди прочих обсуждалась возможность «выжимания» двойной мощности из колонок Нексо с помощью контроллера. Один из собеседников посетовал, что в дискуссии участвуют только гуманитарии и я, как инженер-радиотехник, работающий со звуком в качестве хобби, решил рассмотреть этот вопрос со строго технической точки зрения. Никакой лирики, психоакустики, музыкальности и т.п. С формулами и цифрами обещаю не перебарщивать, чтобы люди, не изучавшие спектральный и математический анализ, смогли всё понять без проблем.

Для начала определимся с терминами и понятиями.

1. Long-Term System Power Raiting (стандарт IEC) – мощность, при которой динамик может работать в течении 100 часов с сигналом розового шума с крест-фактором 6db без физического повреждения (долговременная термическоя мощность).
2. Крест-фактор - разница между RMS и Peack сигнала. У тестового розового шума (стандарт IEC) очень удобный крест-фактор сигнала = 6db, например, среднеквадратическая мощность RMS сигнала 100 W, соответственно, Peak сигнала 400 W.
3. Предел, предел функции, предельное значение функции – одно из основных понятий математического анализа, значение, к которому функция в определённом смысле приближается при приближении аргумента к определённой точке.

Итак, возьмём динамик JBL 2033H (15”) и посмотрим на его заявленную мощность Long-Term System Power Raiting (стандарт IEC) – 350W (1400 W Peak). Почему именно JBL? Потому, что это одна из немногих фирм, которые пишут эти данные (и многие другие) в соответствии со стандартами IEC и AES.

Проводим следующий опыт: подключаем этот динамик к усилителю мощностью 1400 W и подаём сигнал тестового розового шума с крест-фактором 6db в течение 100 часов. Ещё раз уточню – среднеквадратическая мощность RMS сигнала 350 W (- 6db), Peak сигнала 1400 W (0db), усилитель честно и без искажений отрабатывает все пики. Этот процесс является предельным для динамика, т.е., если мы превысим ненамного любой из параметров сигнала, динамик сгорит. Этот процесс и возьмём за предельную точку – больше из динамика выжать нельзя.

Теперь возьмём реальный звуковой сигнал – какой-нибудь любой музыкальный трэк. Измерим его статистические параметры в простеньком аудиоредакторе вроде Adobe Audition. Среднестатистическая рок-композиция (AC/DC): RMS -15db, Peak 0db. Применим эти данные к нашим подопытным динамику и усилителю и получим, что усилитель, нагруженный этим сигналом, будет выдавать RMS 44 W (всего навсего!), Peak 1400 W. Напомню, что повышение мощности на 3db равно её удвоению, на 6db – учетверению, 9db – х8, 12db – х16, 15db – х32.

Затем берём максимайзер и усиливаем сигнал на 9db (15db - 6db = 9db), т. е. поднимаем его мощность RMS в 8 раз и получаем сигнал с параметрами тестового розового шума. (Сразу вспоминается поговорка телевизионных рекламщиков: если стрелки на волюметре ещё дёргаются, жмём дальше!) О музыкальности такого «зажимания» динамики сигнала говорить не приходится, но мы сейчас проводим строго научный опыт и нам не до музыкальности.

Исходя из того, что человеческое ухо оценивает общую громкость по среднеквадратической мощности RMS, а не по пикам сигнала (чем и пользуются подлые телевизионные рекламщики!), то мы получаем следующий ответ: да, с помощью «волшебной» коробочки можно выжать из динамика всё, на что он способен.

Выводы.
1. Могут ли максимайзеры (энхансеры и т.п.) увеличить мощность, выдаваемую колонками? Ответ: да, они могут довести мощность до Long-Term System Power Raiting (стандарт IEC). И при этом громкость увеличится даже не в два раза, как было показано на примере выше, а во много раз.

2. Чревато ли это плохими последствиями для динамиков? Ответ не так однозначен, но в целом звучит так: если параметры музыкального материала не превысят параметры тестового розового шума, то с ними ничего не случится.

Неоднозначность ответа вот в чём – а все ли фирмы гарантируют, что их динамики выдержат этот тестовый розовый шум? Ведь эту азбуку знают все инженеры в фирмах-производителях акустики, так же, как знают они и то, что очень редкий музыкальный сигнал имеет крест-фактор меньше 12db. Следовательно, велик соблазн снизить запас надёжности динамика – это ведь реальная экономия денег на его производстве.

Теперь вернёмся к контроллеру Нексо. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что контроллер содержит измеритель среднеквадратической мощности RMS и следит за тем, чтобы сигнал на выходе усилителя не превышал параметров тестового розового шума.