چگونه می توان حجم صدای بلندگوهای RMS یا SPL را اندازه گرفت
انتخاب بلندگوهای ۲ طرفه، ۳ طرفه و زیر ووفر غیر فعال و تقویت مناسب برای سیستم PA شما در واقع یک کار پیچیده است. شما مشخصات توان مختلفی را خواهید دید که برای هر دوی آن‌ها، از توان موسیقی پیک، توان موسیقی، توان پیک، توان برنامه، و توان RMS و تنها برای بلندگوها SPL.
SPL مخفف سطح فشار صدا است که (برای اهداف PA و hi – Fi)فشار ناشی از یک موج صوتی است که از هوا عبور می‌کند. کاملا واضح است که هرچه SPL بیشتر باشد، حجم بیشتر خواهد بود و یا به عبارت دیگر در هر چه حجم بیشتر باشد، SPL بیشتر خواهد بود. SPL در دکیبلز یک واحد لگاریتمی اندازه‌گیری به نام الکساندر گراه‌ام بل اندازه‌گیری می‌شود که برای بیان اینکه یک صدا چقدر بلندتر یا نرم‌تر است با ارجاع به دیگری استفاده می‌شود که راهی برای اندازه‌گیری اینکه هر صدا چقدر بلند است به ما می‌دهد. هنگامی که ما می‌توانیم SPL تولید شده توسط بلندگوهای مختلف را اندازه‌گیری کنیم، می‌توانیم از آن اندازه‌گیری‌ها برای مقایسه عملکرد آن بلندگوها استفاده کنیم.
برای اینکه به شما ایده‌ای از اینکه اندازه‌گیری SPL چگونه به زندگی واقعی تبدیل می‌شود، بدهم:
۰ دسی‌بل آستانه شنوایی انسان است
۴۰ دسی‌بل یک اتاق بسیار ساکت در خانه شما است
۶۰ دسی‌بل سطح یک مکالمه معمولی بین دو نفر شش فوت فاصله است.
۸۰ دسی‌بل سطح نویز در یک خیابان شلوغ است، یا کسی که از حدود ۶ فوت به سمت شما فریاد می‌زند.
۹۰- ۱۰۰ دسی‌بل قطاری است که با سرعت از یک سکوی ایستگاه عبور می‌کند.
۱۲۰ دسی‌بل هواپیمای جت در ارتفاع ۳۰ متر
۱۳۰ دسی‌بل آستانه درد است – به این مکان نروید !
۱۴۰ دسی‌بل چیزی است که اگر پشت یک جت نظامی ایستاده باشید و با قدرت کامل از زمین بلند شوید و از روی پاهایتان بلند شوید، گوش‌هایتان در معرض آن قرار می‌گیرند.
۱۵۰ دسی‌بل پارگی زمین
(لطفا آگاه باشید که قرار گیری گسترده در معرض سطوح پیوسته حجم بیش از ۹۰ دسی‌بل SPL می‌تواند باعث آسیب دائمی به شنوایی شما شود.)
وات و SPL
قبل از این که بتوانیم با SPL ادامه دهیم، باید به توان تقویت‌کننده (وات)و چگونگی تاثیر آن بر SPL نگاه کنیم.
تغییر دسی‌بل ۳ + در SPL عموما به عنوان کوچک‌ترین تفاوت حجم (رو به بالا یا رو به پایین)پذیرفته می‌شود که ما انسان‌ها می‌توانیم آن را در گفتار یا موسیقی تقویت‌شده تشخیص دهیم. برای اینکه یک سیستم PA صدا + ۳ دسی‌بل بلندتر کند، توان خروجی تقویت‌کننده باید دو برابر شود.
برای اینکه همان سیستم – ۳ دسی‌بل ساکت‌تر شود، توان خروجی تقویت‌کننده باید نصف شود. این بدان معنی است که برای بلندتر کردن صدای سیستم ۱۰۰ وات (W)PA + 3 دسی‌بل، شما به یک تقویت‌کننده ۲۰۰ وات نیاز دارید. برای ساکت‌تر کردن آن – ۳ دسی‌بل شما به سادگی تقویت‌کننده ۱۰۰ W را خاموش می‌کنید تا خروجی ۵۰ وات شود.
به یاد داشته باشید که این تغییر دسی‌بل ۳ + کوچک‌ترین تغییر در حجمی است که شما می‌توانید بشنوید بنابراین به سادگی دو برابر کردن قدرت تقویت‌کننده شما (اگر بلندگوهای شما بتوانند آن را بگیرند)باعث نمی‌شود صدای PA شما در یک gig بلندتر شود.
برای ایجاد یک تفاوت قابل‌توجه ۶ دسی‌بل در SPL در این سیستم، توان خروجی تقویت‌کننده باید چهار برابر شود تا آن را بلندتر یا کم‌صداتر کند، بنابراین شما به یک تقویت‌کننده ۴۰۰ وات (و بلندگوها برای مطابقت)برای رفتن + ۶ دسی‌بل بلندتر نیاز دارید یا باید ۱۰۰ آمپر را به ۲۵ وات کاهش دهید تا ساکت‌تر شود.
اگر شما یک سیستم PA می‌خواستید که دو برابر سیستم ۱۰۰ W PA بلند باشد و فرض کنید که بلندگوهای شما بتوانند آن را کنترل کنند، شما به یک لامپ ۱۰۰۰ وات برای افزایش ۱۰ + دسی‌بل در SPL که نیاز دارید نیاز دارید، یا برای کاهش ۱۰ وات اگر می‌خواهید حجم درک شده را نصف کنید، نیاز دارید.
وات چیست؟
یک وات یک واحد آشنا برای اندازه‌گیری قدرت است، همه ما احتمالا در مقابل آتش الکتریکی ۱۰۰۰ وات که انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می‌کند، نشسته‌ایم و چون بلندگوها دقیقا کارآمد نیستند، یک تقویت‌کننده متصل به یک بلندگو می‌تواند به عنوان یک روش بسیار کارآمد برای تولید گرما و یک روش نسبتا ناکارآمد تبدیل انرژی الکتریکی به صدا در نظر گرفته شود.
تقویت‌کننده وات (توان خروجی)
در تقویت‌کننده‌ها، حداکثر تعداد وات که یک تقویت‌کننده می‌تواند به یک بلندگو تحویل دهد با استفاده از ولتاژ خروجی محاسبه می‌شود که تقویت‌کننده می‌تواند به یک بلندگو از امپدانس شناخته‌شده تحویل دهد.
امپدانس که در واحد اهم (Ω)اندازه‌گیری می‌شود، اصطلاحی است که برای توصیف مقاومت یک مدار الکتریکی در برابر جریان متناوب (AC)به کار می‌رود. مقاومت (که در Ω نیز اندازه‌گیری می‌شود)معیاری از مخالفت جسم با جریان جریان الکتریکی درون آن است.
فرمول مورد استفاده برای محاسبه مقدار نیروی برق بر حسب وات تحویل‌شده توسط یک تقویت‌کننده از طریق یک بلندگو V۲ / R (مقاومت ولتس x ولتس)است که در آن V ولتاژ خروجی تقویت‌کننده و R امپدانس بلندگوها در اهم است. هرچه امپدانس بلندگوها بالاتر باشد، قدرت کمتری یک تقویت‌کننده حالت جامد می‌تواند تولید کند، بنابراین شما می‌توانید مشخصات توان خروجی بلندگوها را ببینید که چیزی در امتداد خطوط ۱۰۰۰ وات به ۲ اهم، ۵۰۰ وات به ۴ اهم، ۲۵۰ وات به ۸ اهم می‌گویند.
چندین راه برای اندازه‌گیری ولتاژ خروجی تولید شده توسط یک تقویت‌کننده برنامه توان و توان پیک وجود دارد.
RMS مخفف میدان میانگین ریشه است و معیاری از قدرتی است که یک تقویت‌کننده قادر است به طور پیوسته در طول یک دوره زمانی تحویل دهد، بنابراین کاملا، قطعا، درست‌ترین روش برای نشان دادن قدرت تقویت‌کننده است.
اگر مشخصات تقویت‌کننده RMS را بیان نکند، می‌توانید فرض کنید که به برنامه یا توان پیک نگاه می‌کنید. اگر اشکال amp هیچ کدام از آن‌ها را بیان نکنند، می‌توانید فرض کنید که این شکل‌ها برای توان پیک هستند. به عنوان یک قاعده کلی، توان برنامه، توان دو RMS و توان پیک، توان دو برنامه است.
شایان‌ذکر است که توان پیک معیاری از حداکثر خروجی مطلق است که یک تقویت‌کننده که به حد مطلق خود هل داده می‌شود، قادر به تحویل بیش از یک میلی‌ثانیه یا بیشتر است، بنابراین لطفا در این فکر فریب نخورید که یک تقویت‌کننده با رتبه توان پیک ۴۰۰۰ وات به بلندی یک تقویت‌کننده RMS ۴۰۰۰ وات خواهد بود اگر قادر به انجام آن باشد که در توان پیک ۱۶۰۰۰ وات رتبه‌بندی شود.
بلندگوها (ورودی) وات
برای بلندگوها، واتاژها به همان روش RMS، توان برنامه و توان پیک بیان می‌شوند. با این حال، این بار شکل‌ها به شما می‌گویند که بلندگو قبل از این که به دلیل گرمایش در سیم‌پیچ صدا (به یاد داشته باشید که آتش‌سوزی الکتریکی)یا اعوجاج کوتاه‌مدت از خروجی اوج یک تقویت‌کننده، دچار اعوجاج شود، چقدر می‌تواند کار کند. باز هم، اگر هیچ نشانه‌ای از نوع رقمی که به آن نگاه می‌کنید وجود ندارد، فرض کنید که قدرت پیک است و نه RMS.
در مورد SPL یک بلندگو چطور؟
شکل SPL بلندگو با یک سیستم میکروفن اندازه‌گیری بر روی محور در فاصله ۱ متر اندازه‌گیری می‌شود در حالی که بلندگوها با صدای سفیدی که توسط ۱ وات از قدرت تقویت‌کننده تحویل داده می‌شود، هدایت می‌شوند.
با بلندگوهای غیرفعال PA، اساساً مقایسه مشابه با مشابه غیرممکن است زیرا همه سازندگان محفظه های خود را به طور متفاوتی بهینه می کنند، گاهی اوقات یک محفظه را با درایور خاص (بلندگوی شاسی) تطبیق می دهند یا درایور را برای مطابقت با یک محفظه خاص تغییر می دهند.
در نتیجه، SPL تولید شده توسط بلندگوهای PA منفعل تقریبا همیشه به عنوان یک “Max SPL” مشخص می‌شود، که یک محاسبه نظری برای یک بلندگوی است که تا حدی بالاتر از مقدار اندازه‌گیری شده بلندگوها خواهد بود.
اگر چه نشان‌دهنده عملکرد دنیای واقعی یک محصول نیست، Max SPL راهی برای مقایسه کارایی نسبی بین بلندگوهای پیکربندی درایور یک‌سان و واکشی های تولیدکنندگان مختلف به شما می‌دهد.
شما قبلا دیده بودید که اگر مقدار نیروی برق بر حسب وات را در سیستم PA دو برابر کنید، یک افزایش ۳ + دسی‌بل در SPL آن خواهید داشت که شما می‌توانید فقط بشنوید و نه بیشتر، که شما باید چهار برابر کنید تا افزایش قابل‌توجه در سطح ۶ + دسی‌بل را به دست آورید، و این ده برابر مقدار نیروی برق بر حسب وات اصلی طول می‌کشد تا افزایش ۱۰ + دسی‌بل را در SPL ایجاد کند که برای دو برابر کردن حجم سیستم لازم است.
بنابراین، اگر تفاوت در Max SPL بین دو بلندگو ۳ + دسی‌بل باشد، در دنیای واقعی شما باید توان تقویت‌کننده را به یک تقویت‌کننده آرام‌تر دو برابر کنید تا حتی آن‌ها را بالاتر ببرید. اگر یک تفاوت ۶ دسی‌بل + وجود داشته باشد، شما به چهار بلندگو آرام‌تر (و چهار برابر تقویت‌کننده)برای جبران این تفاوت نیاز خواهید داشت. اگر یک تفاوت ۱۰ دسی‌بل + وجود داشته باشد (شما آن را حدس زده‌اید)، برای رسیدن به آن به ده بلندگوهای آرام‌تر و ده برابر تقویت‌کننده نیاز دارید.
محرک‌ها متفاوت هستند
شما ممکن است فکر کنید که رانندگان (بلندگوها)اشکال SPL دارند، و شما درست می‌گویید. با این حال، یک راننده برای “بارگذاری” به محفظه بلندگوی خود وابسته است (به عنوان مثال برای دادن حجمی کنترل‌شده از هوا برای هل دادن آن)، و اگر به هر سطحی در هوای آزاد رانده می‌شد، شروع به بال زدن می‌کرد. راه‌حل استفاده از یک روش اندازه‌گیری استاندارد است که در آن یک درایور با توان ۱ وات و SPL در ۱ متر از مرکز مخروط آن اندازه‌گیری می‌شود. خواهید دید که نتیجه در مشخصات راننده به صورت “حساسیت ۹۷ دسی‌بل @ ۱ W @ ۱ m” یا به سادگی به صورت “حساسیت ۹۷ دسی‌بل” ظاهر می‌شود.
همان قوانین در مورد “تفاوت در دسی‌بل” یک درایور با حساسیتی که ۳ دسی‌بل کم‌تر از دیگری است را اعمال می‌کند، به قدرت تقویت‌کننده ۲ x برای تولید SPL خروجی یک‌سان نیاز خواهد داشت، تفاوت ۶ دسی‌بل به ۴ x توان نیاز خواهد داشت و یک تفاوت ۱۰ دسی‌بل در حساسیت برای غلبه بر آن ۱۰ x توان لازم خواهد داشت.
این دانش زمانی که به دنبال جایگزین کردن یک راننده ترکیده یا ارتقا یک گوینده موجود هستید، بسیار مفید خواهد بود. اگر شما حساسیت راننده‌ای که در حال تعویض آن هستید را بدانید، می‌توانید عملکرد فعلی بلندگوی خود را حفظ کنید، اگر یک جایگزین با همان حساسیت انتخاب کنید، یا حتی کمی بیشتر از آن فشار دهید، با نصب یک واحد با حساسیت بالاتر.
پس همه اینها چه معنایی دارند؟
هنگامی که بحث استفاده از وات برای انتخاب و تطابق تقویت‌کننده‌ها و بلندگوهای غیرفعال مطرح می‌شود، اگر ویژگی‌هایی که شما به دنبال دادن وات توان RMS و Peak به شما هستید، شما می‌توانید با اطمینان تقویت‌کننده را انتخاب کنید که با بلندگوی انتخاب‌شده شما مطابقت دارد، یا بلندگوی را انتخاب کنید که با تقویت‌کننده انتخاب‌شده شما مطابقت دارد، فقط با اطمینان از این که دستکاری توان RMS و Peak بلندگوها یک‌سان و یا بالاتر از آن‌ها است.
SPL یک ملاحظه مهم در دنیای واقعی است زیرا قرار گرفتن مداوم در معرض سطوح SPL بالاتر از ۹۰ دسی‌بل می‌تواند باعث آسیب شنوایی شود که دلیل اصلی این است که چرا هر مهندس صدا باید یک SPL متر را حمل کند (چندین برنامه تلفن همراه بسیار خوب در دسترس است)و در صورت لزوم از تجهیزات حفاظت شنوایی استفاده کند.
هنگامی که بحث انتخاب بلندگوهای غیرفعال مطرح می‌شود، شکل Max SPL به شما مقایسه‌ای از بازده نسبی بین بلندگوها می‌دهد، اما واقعا به استفاده از دنیای واقعی تبدیل نمی‌شود زیرا هیچ راهی وجود ندارد که شما بتوانید در مقابل سیستم PA بایستید که با صدای صورتی در حداکثر توان بدون حفاظت شنوایی قابل‌توجه تغذیه می‌شود.
شایان‌ذکر است که بلندگوهای فعال یک مورد خاص هستند که در آن بلندگوها و محرک‌های آن‌ها به دقت در مرحله طراحی هماهنگ هستند تا بهترین عملکرد ممکن را ایجاد کنند، بنابراین شما به سادگی نیاز به تصمیم‌گیری در مورد قدرتی دارید که برای گیج‌هایتان نیاز دارید و سپس چیدمان بلندگوی فعالی را انتخاب کنید که آن را تحویل دهد.
لازم نیست به ۱۱ بروید
با توجه به حداکثر توان مجاز آن، هر بلندگو و زیر گوینده بیشوپورس قادر به نزدیک شدن یا فراتر رفتن از آستانه درد SPL ۱۲۰ دسی‌بل در ۱ m است.
این به این معنی است که اگر شما از یک سیستم PA به خوبی تنظیم‌شده و به درستی پیکربندی شده استفاده می‌کنید که می‌تواند به اندازه محل رسیدگی کند، شما هرگز مجبور نخواهید بود در مورد SPL، کنترل قدرت یا پاسخ اوج گذرا کوتاه‌مدت نگران باشید. در عوض، می‌توانید بر روی ایجاد ترکیب خود در سطح صدا و کیفیت صدا که با انتظارات مخاطبین شما مطابقت دارد، تمرکز کنید.
