כמה מילים על הגברה
אני זוכר משפט של חבר מהעבר, שאמר: תמיד מגבר 200W ישמע יותר טוב ממגבר של 40W. באותם ימים היה לי מגבר של 40W, שהייתי מאוד מרוצה ממנו. מגבר בנוי היטב, כבד ואיכותי:
(Onkyo A-5 : http://www.youtube.com/watch?v=Tr9YaEDX-fo
והנה כמה תובנות לגבי העניין:
ההספק הוא רק סממן. יחד עם המספר (הגבוהה) מגיעים עוד יכולות.
הראשונה היא יכולת להזרים זרם. מרכיב חשוב ביכולתו של המגבר לשלוט ברמקול.
נוסחת ההספק אומרת שההספק (P) = לזרם בריבוע (I) כפול ההתנגדות (R).
לכן במגבר 40W, הזרם = 2.23ARMS , ואילו במגבר 200W הזרם = 5A RMS.
זרמי השיא, יהיו גדולים פי 5.64 (באותה עכבת).
פעם אחת פי 1.41 (= שורש 2) לשיא, ואח"כ פי 2 בגלל מתח ההיגב של הרמקול, ושוב פי 2 בגלל שההספק ב-AC
הוא 1/2 מההספק ב-DC.
במילים אחרות, מגבר של 200W, שדוחף רמקול בעצמה של 40W, מצוי כדי 1/5 מכפי יכולתו, בעוד מגבר 40W מצוי
ב-100% מיכולתו. הדברים נעשים מורכבים יותר כאשר העכבת של הרמקול יורדת לכיוון ה-4 אוהם.
שם, במגבר 40W הזרם RMS יגיע ל-3.16A וזרם השיא ל-17.92A. מגבר של 200W, יזרים זרם RMS של 7.07A,
וזרם שיא של 39.39A.
בד"כ מגברים חזקים (בעצמתם ב-WATT), הם גם בעלי נתונים יותר טובים במקדם הריסון, (Dumping Factor = DF( וביכולתם לטפל בעכבת נמוכה (4 אוהם ופחות).
ועוד כמה עובדות על מגברים:
מגבר שנתון בהספק של 40W, עם 0.1% עיוותים, חייב להיות מגבר של יותר מ-40W. עקום העיוותים נראה כמו אמבטיה, שבו % העיוותים יחסית גבוהה סביב ה-0W, יורד למינימום סביב ה-1W-20W, ומתחיל לנסוק בקו אנכי לקראת שיא ההספק הנקוב, לעשרות % עיוותים...כדי שיצרן יוכל לעמוד בהצהרתו שהמגבר מספק 0.1% עיוותים ב-40W, על המגבר להיות מעט יותר חזק. נניח 45W. כך יהיה גם עם מגבר יותר חזק, כמו במקרה של 200W. ההספק שהמגבר יוכל לספק יהיה במעט גבוהה מהערך הנקוב ע"י היצרן, כדי שבנקודת ההספק הנקוב ה-% עיוותים יהיה נמוך ויעמוד ב-SPEC.
ראה קישור, ע"מ 7: http://emotiva.com/specs/XPA-2 8ohm.pdf
הספק דינאמי עודף:
במקרים רבים, נתון זה מסופק ע"י היצרן (ראה המגבר המשולב של Anthem, דגם 225):
http://www.anthemav.com/products/anthem/integrated-amp/integrated-225
שאומר שההספק הרגעי ב-8 אוהם יכול להיות פי 1.38 גדול מהנקוב
ב-310W PEAK וב-4 אוהם, יכול להיות פי 1.9 מהנקוב ב-590W PEAK
לא לפחד מהספק גבוהה
רוב המקרים שבהם רמקולים ניזוקים ממגברים, זה כאשר המגבר חלש מהדרוש. בנתון ההספק המרבי לרמקול, בד"כ מדובר בהספק רציף. ההספק הרגעי במוזיקה (ולא לשכוח שזה מה שהציוד נועד עבורו), גדול מההספק הרציף באופן ניכר. בין 1:5 במוזיקה דחוסה, עד 1:20 ויותר במוזיקה לא דחוסה (כמו ממקורות דיגיטאליים ו-HI RES).
לכן, גם אם המגבר חזק, כמו במקרה של ה-Anthem, היכולות לספק הספקים כמו 225W או 310W (רגעי), מבטאים הספק ממוצע של 62W במוזיקה ממש דחוסה או פחות. רוב הרמקולים בשוק יעמדו בהספק זה בכבוד (הספק רציף).
ברם, המספר הזה מיוחס למגבר של 40W יבטא הספק רציף של 8W בלבד, או פחות.
אפקט הספק
ספק הכוח הוא מרכיב חשוב ביכולות המגבר. בעצם המגבר (הספק) תלוי ב-2:
A. הספק כוח
B. היכולות של דרגת היציאה (הטרנזיסטור הספק).
כדי לספק 225W ל-8 אוהם, על הספק של המגבר לספק לספק 42.5V (או 45V, ועוד המפל על הטרנזיסטורים). ל
כן הספק צריך להחזיק את המתח הזה, בזרם רציף של 5.3A. (כן, אם תכפילו 5.3 ב-42.5 יתקבל 225W).
כאשר העכבת של הרמקול יורדת ל-4 אוהם, מתח הספק או המתח המירבי שהמגבר יוציא, נשאר זהה (42.5V)
אך הזרם גדל (פי 2). המצב האידאלי היה, שהמגבר יכפיל את ההספק פי 2 (ל-450W ולא ל-310W), ואז גם הזרם היה מוכפל בהתאם. ברם, בשל היות המגבר מוגבל בספק הכוח, וביכולת להגדיל את הזרם בדרגת היציאה, ההספק אינו מוכפל ב-2 אלה רק ב-1.38!
על כמה מזה באמת אחראי הספק כוח? בטבלה: POWER REQUIREMENTS שבעמוד הנתונים של המגבר, מופיע נתון מעניין:
ההספק ב-8 ו-4 אוהם לערוץ בודד, או ל-2 ערוצים. ההבדל הזה כולו תלוי בספק כוח, ואינו תלוי כלל ביכולות הזרם של דרגת היציאה של המגבר.
המספרים בעצם מספרים עוד סיפור: המגבר היה יכול להוציא 240W כפול 2 (ב-8 אוהם) אם הספק היה יותר חזק
(בעל הספק VA גבוהה יותר). אך גם אילו היה המגבר מגיע עם ספק כוח אידיאלי (של 1.2KVA), דרגת היציאה של המגבר מגבילה את היכולת ומונעת ממנו להתנהג כמגבר אידיאלי (הכפלת ההספק ב-4 אוהם, לעומת 8 אוהם). במילים אחרות, המגבר הזה אינו אידיאלי בשתי המובנים: ה
א. הספק שלו קטן מהספק כוח האידיאלי: רק 620VA במקום 1,200VA, (כמחצית!) .
ב. דרגת היציאה מוגבלת ביכולות הזרם שלה, לזרם שיא של 22.5A או 2/3 מהיכולת האידאלית.
כמה זרם היה צריך להזרים המגבר, אילו היה מגבר אידיאלי? 33A לערוץ.
המספרים מראים, שהמגבר יכול לתפקד למרות מגבלות הזרם והספק כוח, לכדי 100% יכולת אידיאלית (הכפלת הספק וכו') עד כדי 66% מההספק הנקוב. כלומר שהמגבר הזה יכול להיחשב כמגבר אידיאלי של כ-150W. בהספקים נמוכים מאילו, המגבר יתנהג היטב.
בחזרה, לנקודת המוצא, אם נייחס יכולות דומות למגבר של 40W, יהיה נתן להקיש שהמגבר מסוגל להפיק 100% יכולות עד 66% מההספק הנקוב, קריא 27W. וזה מספר צנוע למדי, במיוחד אם מדובר בשידוך לרמקול לא נציל ובעל עכבת של 4 אוהם.
כמה עוצמה צריך, כדי כמה חזק לשמוע?
התשובה נעוצה יותר בנצילות (או רגישות) הרמקול, וגודל החדר. כל 3dB בנצילות, יתבטא בהכפלת ההספק ב-WATT. כלומר, רמקול עם נצילות של 90dB/W/m SPL יזדקק לפי 2 יותר הספק בהגברה, מאשר רמקול עם 93dB/W/m SPL, כדי להישמע באותה עצמה.
רמקול עם נצילות של 87dB/W/m SPL, יזדקק לפי 4 יותר הספק! מרמקול עם 93dB/W/m SPL
ואילו רמקול נציל מאוד עם dB/W/m SPL100, יזדקק רק ל- 1:10 מההספק שיזדקק רמקול עם נצילות של 90dB/W/m SPL, או 1:20 מרמקול עם נצילות של 87dB/W/m SPL.
המידע הזה, גם מאפשר לחשב כמה רמקול ישמע חזק עם הגברה נתונה. למשל רמקול עם רגישות של 87dB/W/m SPL ומגבר של 100W, ישמע כדי 20dB יותר חזק מאשר ב-W1 (מכפילים את מספר האפסים ב-10, לדוגמא 100 זה 2 אפסים, כפול 10 = 20dB), או dB SPL107.
בעוד שרמקול עם נצילות של 100dB/W/m SPL עם מגבר 100W, יגיע ל- 120dB SPL.
ככל שהחדר גדל, כך העצמה פחותת. יש מחשבונים ברשת, שיתנו תשובה לכמה החדר משפיע.
בבחירת הרמקול, שימת לב על הנצילות והעכבת יכולה לחסוך במגבר. רמקול עם נצילות גבוהה, ועכבת קלילה, יכול להישמע נפלא גם עם מגבר לא יקר. בעוד שרמקול לא נציל וקשה לדחיפה, ידרוש מגבר חזק ויקר. במקביל, במקרה של רמקול לא נציל, העצמה המרבית שהרמקול יכול להפיק נמוכה יותר גם כן. זאת בעיקר מפני שהרמקול מוגבל לכמה הספק הוא מסוגל לשאת, וגם המגברים המצויים בשוק, מוגבלים בד"כ בהספקים. אילו שמתהדרים בהספק של יותר מ-500W
די נדירים ויקרים.
אני זוכר משפט של חבר מהעבר, שאמר: תמיד מגבר 200W ישמע יותר טוב ממגבר של 40W. באותם ימים היה לי מגבר של 40W, שהייתי מאוד מרוצה ממנו. מגבר בנוי היטב, כבד ואיכותי:
(Onkyo A-5 : http://www.youtube.com/watch?v=Tr9YaEDX-fo
והנה כמה תובנות לגבי העניין:
ההספק הוא רק סממן. יחד עם המספר (הגבוהה) מגיעים עוד יכולות.
הראשונה היא יכולת להזרים זרם. מרכיב חשוב ביכולתו של המגבר לשלוט ברמקול.
נוסחת ההספק אומרת שההספק (P) = לזרם בריבוע (I) כפול ההתנגדות (R).
לכן במגבר 40W, הזרם = 2.23ARMS , ואילו במגבר 200W הזרם = 5A RMS.
זרמי השיא, יהיו גדולים פי 5.64 (באותה עכבת).
פעם אחת פי 1.41 (= שורש 2) לשיא, ואח"כ פי 2 בגלל מתח ההיגב של הרמקול, ושוב פי 2 בגלל שההספק ב-AC
הוא 1/2 מההספק ב-DC.
במילים אחרות, מגבר של 200W, שדוחף רמקול בעצמה של 40W, מצוי כדי 1/5 מכפי יכולתו, בעוד מגבר 40W מצוי
ב-100% מיכולתו. הדברים נעשים מורכבים יותר כאשר העכבת של הרמקול יורדת לכיוון ה-4 אוהם.
שם, במגבר 40W הזרם RMS יגיע ל-3.16A וזרם השיא ל-17.92A. מגבר של 200W, יזרים זרם RMS של 7.07A,
וזרם שיא של 39.39A.
בד"כ מגברים חזקים (בעצמתם ב-WATT), הם גם בעלי נתונים יותר טובים במקדם הריסון, (Dumping Factor = DF( וביכולתם לטפל בעכבת נמוכה (4 אוהם ופחות).
ועוד כמה עובדות על מגברים:
מגבר שנתון בהספק של 40W, עם 0.1% עיוותים, חייב להיות מגבר של יותר מ-40W. עקום העיוותים נראה כמו אמבטיה, שבו % העיוותים יחסית גבוהה סביב ה-0W, יורד למינימום סביב ה-1W-20W, ומתחיל לנסוק בקו אנכי לקראת שיא ההספק הנקוב, לעשרות % עיוותים...כדי שיצרן יוכל לעמוד בהצהרתו שהמגבר מספק 0.1% עיוותים ב-40W, על המגבר להיות מעט יותר חזק. נניח 45W. כך יהיה גם עם מגבר יותר חזק, כמו במקרה של 200W. ההספק שהמגבר יוכל לספק יהיה במעט גבוהה מהערך הנקוב ע"י היצרן, כדי שבנקודת ההספק הנקוב ה-% עיוותים יהיה נמוך ויעמוד ב-SPEC.
ראה קישור, ע"מ 7: http://emotiva.com/specs/XPA-2 8ohm.pdf
הספק דינאמי עודף:
במקרים רבים, נתון זה מסופק ע"י היצרן (ראה המגבר המשולב של Anthem, דגם 225):
http://www.anthemav.com/products/anthem/integrated-amp/integrated-225
| Headroom: | 1.4 dB (8 1), 2.8 dB (4 1) |
שאומר שההספק הרגעי ב-8 אוהם יכול להיות פי 1.38 גדול מהנקוב
ב-310W PEAK וב-4 אוהם, יכול להיות פי 1.9 מהנקוב ב-590W PEAK
לא לפחד מהספק גבוהה
רוב המקרים שבהם רמקולים ניזוקים ממגברים, זה כאשר המגבר חלש מהדרוש. בנתון ההספק המרבי לרמקול, בד"כ מדובר בהספק רציף. ההספק הרגעי במוזיקה (ולא לשכוח שזה מה שהציוד נועד עבורו), גדול מההספק הרציף באופן ניכר. בין 1:5 במוזיקה דחוסה, עד 1:20 ויותר במוזיקה לא דחוסה (כמו ממקורות דיגיטאליים ו-HI RES).
לכן, גם אם המגבר חזק, כמו במקרה של ה-Anthem, היכולות לספק הספקים כמו 225W או 310W (רגעי), מבטאים הספק ממוצע של 62W במוזיקה ממש דחוסה או פחות. רוב הרמקולים בשוק יעמדו בהספק זה בכבוד (הספק רציף).
ברם, המספר הזה מיוחס למגבר של 40W יבטא הספק רציף של 8W בלבד, או פחות.
אפקט הספק
ספק הכוח הוא מרכיב חשוב ביכולות המגבר. בעצם המגבר (הספק) תלוי ב-2:
A. הספק כוח
B. היכולות של דרגת היציאה (הטרנזיסטור הספק).
כדי לספק 225W ל-8 אוהם, על הספק של המגבר לספק לספק 42.5V (או 45V, ועוד המפל על הטרנזיסטורים). ל
כן הספק צריך להחזיק את המתח הזה, בזרם רציף של 5.3A. (כן, אם תכפילו 5.3 ב-42.5 יתקבל 225W).
כאשר העכבת של הרמקול יורדת ל-4 אוהם, מתח הספק או המתח המירבי שהמגבר יוציא, נשאר זהה (42.5V)
אך הזרם גדל (פי 2). המצב האידאלי היה, שהמגבר יכפיל את ההספק פי 2 (ל-450W ולא ל-310W), ואז גם הזרם היה מוכפל בהתאם. ברם, בשל היות המגבר מוגבל בספק הכוח, וביכולת להגדיל את הזרם בדרגת היציאה, ההספק אינו מוכפל ב-2 אלה רק ב-1.38!
על כמה מזה באמת אחראי הספק כוח? בטבלה: POWER REQUIREMENTS שבעמוד הנתונים של המגבר, מופיע נתון מעניין:
ההספק ב-8 ו-4 אוהם לערוץ בודד, או ל-2 ערוצים. ההבדל הזה כולו תלוי בספק כוח, ואינו תלוי כלל ביכולות הזרם של דרגת היציאה של המגבר.
המספרים בעצם מספרים עוד סיפור: המגבר היה יכול להוציא 240W כפול 2 (ב-8 אוהם) אם הספק היה יותר חזק
(בעל הספק VA גבוהה יותר). אך גם אילו היה המגבר מגיע עם ספק כוח אידיאלי (של 1.2KVA), דרגת היציאה של המגבר מגבילה את היכולת ומונעת ממנו להתנהג כמגבר אידיאלי (הכפלת ההספק ב-4 אוהם, לעומת 8 אוהם). במילים אחרות, המגבר הזה אינו אידיאלי בשתי המובנים: ה
א. הספק שלו קטן מהספק כוח האידיאלי: רק 620VA במקום 1,200VA, (כמחצית!) .
ב. דרגת היציאה מוגבלת ביכולות הזרם שלה, לזרם שיא של 22.5A או 2/3 מהיכולת האידאלית.
כמה זרם היה צריך להזרים המגבר, אילו היה מגבר אידיאלי? 33A לערוץ.
המספרים מראים, שהמגבר יכול לתפקד למרות מגבלות הזרם והספק כוח, לכדי 100% יכולת אידיאלית (הכפלת הספק וכו') עד כדי 66% מההספק הנקוב. כלומר שהמגבר הזה יכול להיחשב כמגבר אידיאלי של כ-150W. בהספקים נמוכים מאילו, המגבר יתנהג היטב.
בחזרה, לנקודת המוצא, אם נייחס יכולות דומות למגבר של 40W, יהיה נתן להקיש שהמגבר מסוגל להפיק 100% יכולות עד 66% מההספק הנקוב, קריא 27W. וזה מספר צנוע למדי, במיוחד אם מדובר בשידוך לרמקול לא נציל ובעל עכבת של 4 אוהם.
כמה עוצמה צריך, כדי כמה חזק לשמוע?
התשובה נעוצה יותר בנצילות (או רגישות) הרמקול, וגודל החדר. כל 3dB בנצילות, יתבטא בהכפלת ההספק ב-WATT. כלומר, רמקול עם נצילות של 90dB/W/m SPL יזדקק לפי 2 יותר הספק בהגברה, מאשר רמקול עם 93dB/W/m SPL, כדי להישמע באותה עצמה.
רמקול עם נצילות של 87dB/W/m SPL, יזדקק לפי 4 יותר הספק! מרמקול עם 93dB/W/m SPL
ואילו רמקול נציל מאוד עם dB/W/m SPL100, יזדקק רק ל- 1:10 מההספק שיזדקק רמקול עם נצילות של 90dB/W/m SPL, או 1:20 מרמקול עם נצילות של 87dB/W/m SPL.
המידע הזה, גם מאפשר לחשב כמה רמקול ישמע חזק עם הגברה נתונה. למשל רמקול עם רגישות של 87dB/W/m SPL ומגבר של 100W, ישמע כדי 20dB יותר חזק מאשר ב-W1 (מכפילים את מספר האפסים ב-10, לדוגמא 100 זה 2 אפסים, כפול 10 = 20dB), או dB SPL107.
בעוד שרמקול עם נצילות של 100dB/W/m SPL עם מגבר 100W, יגיע ל- 120dB SPL.
ככל שהחדר גדל, כך העצמה פחותת. יש מחשבונים ברשת, שיתנו תשובה לכמה החדר משפיע.
בבחירת הרמקול, שימת לב על הנצילות והעכבת יכולה לחסוך במגבר. רמקול עם נצילות גבוהה, ועכבת קלילה, יכול להישמע נפלא גם עם מגבר לא יקר. בעוד שרמקול לא נציל וקשה לדחיפה, ידרוש מגבר חזק ויקר. במקביל, במקרה של רמקול לא נציל, העצמה המרבית שהרמקול יכול להפיק נמוכה יותר גם כן. זאת בעיקר מפני שהרמקול מוגבל לכמה הספק הוא מסוגל לשאת, וגם המגברים המצויים בשוק, מוגבלים בד"כ בהספקים. אילו שמתהדרים בהספק של יותר מ-500W
די נדירים ויקרים.
נערך לאחרונה ב:
