CONSIDERATII PRIVIND INCADRAREA INCINTELOR ACUSTICE IN CRITERIILE DE INALTA FIDELITATE
In decursul timpului a aparut necesitatea de a se stabili norme de comparare a calitatilor unui produs, norme care pot ajuta la incadrarea acelor produse in clase de calitate. Evident ca aceste norme au evoluat de la nivel de producator, prin extindere, la nivel de stat, grup de state ( ex.: norme valabile in tarile Pietii Comune ), inclusiv la nivel larg international ( ex.: normele ISO).
Echipamentele audio au fost si ele aliniate la norme de stat si internationale, incepand cu echipamentele electronice, care se preteaza mai usor la aceste sistematizari. Pentru incintele acustice, pana in prezent nu exista norme internationale general recunoscute, desi exista o puternica tendinta de elaborare a unor norme la care sa adere un numar cat mai mare de producatori. Vom considera in continuare principalele cerinte impuse incintelor acustice, cerinte care se regasesc in cele mai multe norme de stat.
Puterea nominala a incintei acustice trebuie sa fie superioara valorii de 10 W ( in toata banda de frecvente reprodusa ).
Impedanta nominala poate avea valorile de 4, 8, 16 ohmi. Modulul impedantei nu trebuie sa varieze cu mai mult de +/- 20% din valoarea nominala.
Chiar daca primele doua cerinte par relativ simple si usor de respectat, in practica lucrurile nu stau tocmai asa. Cei care dispun de aparatura necesara pot incerca sa aplice unui woofer o putere electrica de 10 W cu frecventa de
50 Hz si sa observe cat timp rezista difuzorul, avand in vedere ca prin putere nominala se intelege puterea electrica pentru care traductorul rezista un timp nelimitat. Daca puterea de 10 W este prea mica pentru a distruge bobina prin incalzire, echipajul mobil ( rila de centrare, membrana, membrana de centrare,
conductorii leonici ) va obosi in scurt timp si una din componente va ceda.
Curba de raspuns in frecventa a unei incinte acustice cu pretentia de a se situa in normele de inalta fidelitate franceze NF C 97-405 trebuie sa se incadreze in cerintele prevazute de figura nr. 1.
Determinarile sant facute cu o sursa de zgomot roz, tensiunea generatorului fiind 13 dB inferioara tensiunii pentru care se obtine puterea nominala. Curba de raspuns se masoara pe axa difuzorului ca si sub un unghi de incidenta de 15 grade in plan vertical si orizontal.
Distorsiunile armonice totale pentru o presiune acustica de1
pascal, la distanta de 1 metru, trebuie sa se
incadreze sub curba din figura nr. 2. ( Mentionam ca
valori de referinta ca 1 Pa = 94 dB iar 0 dB = 2X10-5
- banda de frecventa 120 - 20.000 Hz +/- 3 dB;
- puterea
nominala de 150
- presiune acustica de 87 dB/1W/1 m;
- woofer de 120 mm, tweeter de 19 mm;
- posibilitate de a lucra ca satelit intr-un sistem cu subwoofer.
Daca un amplificator audio cu performante modeste reuseste relativ usor sa reproduca frecventa de 20 Hz, aflata la capatul inferior al benzii audio, pentru un difuzor aceasta reprezinta in marea majoritate a cazurilor o tinta prea indepartata. Considerand diagrama din fig. nr. 3, reprezentand deplasarea membranei unui difuzor pentru producerea unei puteri acustice de 1 W ( functie de frecventa si de diametrul membranei ), dupa cercetatorul britanic John Borwick, vom constata ca, pentru a reproduce o frecventa de 20 Hz, un difuzor cu diametrul de 300 mm va trebui sa asigure o deplasare a membranei de 50 mm, ceea ce este mult prea mult pentru toate realizarile actuale. Avand in vedere limite rezonabile pentru diametrul difuzorului, un maxim acceptat in prezent este de 500 mm, tot obtinem o deplasare a membranei de circa 20 mm, care, chiar daca este posibila, implica rezolvarea altor probleme, la fel de dificile, legate de cresterea distorsiunilor din cauza deformarii mecanice a echipajului mobil si in special al membranei.
Cercetatorul John Eargle (2) propune urmatoarea formula pentru a evalua deplasarea X a membranei unui difuzor, functie de urmatorii parametri:
X = ----- ----- --------------, unde
r = distanta in metri la care se masoara presiunea p;
= densitatea specifica a aerului kg/m3 );
d = diametrul util al membranei difuzorului, masurata in metri;
p = presiunea ( pascali );
f = frecventa ( Hz );
Se evidentiaza imediat faptul ca pentru a reproduce o frecventa joasa trebuie, automat, sa recurgem la un difuzor cu diametru mare al membranei. Pentru exemplificare vom lua incinta monitor de studio tip 4496 produsa tot de firma americana JBL, echipata cu doua woofere de 350 mm si un difuzor pentru medie - inalta cu banda, incarcat cu o palnie acustica cu directivitate constanta. Banda de frecventa a incintei se remarca printr-o linearitate deosebita ( fig. nr. 4 ) . Dar costul unei perechi de astfel de incinte si a procesorului de control asociat depaseste 15.000 USD.
Randamentul este exprimat printr-un numar
adimensional ce reprezinta raportul a doua marimi, de obicei marimi energetice.
In cazul unei incinte acustice, energia este furnizata
de amplificatorul audio. Ea este transformata in
energie
In practica se utilizeaza, in locul randamentului o alta marime denumita sensibilitate, sau nivelul presiunii acustice, notat SPL ( sound pressure level ) ce exprima in decibeli, presiunea acustica creiata de o incinta, masurata la distanta de 1 m, atunci cand se aplica incintei o putere electrica de 1 W. ( Se considera 0 dB = 2x10-5 pascali si 94 dB = 1 pascal ).
Ca si in cazul marimilor electrice, putem spune ca intensitatea sonora I este direct proportionala cu presiunea sonora p. Consideram o sursa sonora punctiforma care creiaza un camp sonor de intensitate uniforma I. Intensitatea sonora este constanta pe un element de suprafata dS care face parte dintr-o suprafata sferica generata de raza r ( r = distanta de la sursa punctiforma la sfera de raza r ).
Presiunea acustica este:
Pa =
Cunoscand
p se deduce I si prin urmare si presiunea acustica
Cum puterea electrica injectata Pe este cunoscuta, determinarea lui Pa pare simpla. In realitate intervin o serie de elemente care complica datele problemei. Unul din cele mai importante este faptul ca presiunea p variaza functie de frecventa, distributia presiunii departandu-se de sfera, conform cu cele prezentate in fig. nr. 5.
Astfel, Pa este dificil de evaluat fiind necesara cunoasterea diagramelor lui p la toate frecventele din banda de lucru a traductorului sonor. Aceasta implica un laborator bine dotat si determinari cu volum mare de munca, lucru permis in general marilor producatori.
Dispersia mare a parametrilor acustici ai traductoarelor acustice si comportamentul lor diferit la montarea intr-o incinta acustica face sa nu se poata afirma ca "incinta X este cea mai buna incinta din lume !". Daca avem in vedere si sensibilitatea proprie a fiecarei urechi umane care determina preferintele acustice individuale ale fiecarui individ, face ca afirmatia categorica de mai sus sa fie hazardata, fara nici un suport real. De aceea, "cea mai buna incinta acustica" este cea care ne place cum "suna" in conditiile date:
n un anumit lant audio, respectiv o componenta data ( tipuri precizate de CD-player, casetofon si amplificator );
n un spatiu precizat de auditie, care este de obicei "un parametru dat";
n un anumit amplasament al incintelor acustice in spatiul dat. Se stie ca sonoritatea unei incinte depinde si de modul de amplasare a acesteia in spatiul de auditie. Multe firme constructoare fac recomandari privind modul de amplasare a produselor pe care le livreaza.
n nu trebuie uitat nici faptul ca intre amplificator si incinte trebuie sa existe un maximum de compatibilitate. Comportarea incintei ca sarcina la iesirea amplificatorului difera de la incinta la incinta. Cauza o reprezinta sistemul electric relativ complex format de traductoare si de reteaua de separare ca si de comportamentul acestui sistem functie de frecventa reprodusa.
Ca o concluzie: nu incercati sa va convingeti prietenii ca aveti cele mai "tari" incinte. S-ar putea sa zambeasca condescendent si sa va expuna un sir nelimitat de de defecte sesizate la o prima auditie. Desigur acelasi lucru este valabil si pentru incintele sale. se aplica principiul arhicunoscut, adaptat corespunzator:
"Nu-i frumos ce e frumos - e frumos ce-mi place mie!!!"
Daca mai adaugam ca de multe ori, producatori de renume in domeniu comercializeaza chix -uri lamentabile, platite piparat de iubitorii infocati ai unei marci de aparatura audio, confuzia poate parea totala. De aceea, adaptarea proverbului citat mai sus devine, se pare, Legea nr. 1 a audiofilului in ceea ce priveste incintele acustice.
BIBLIOGRAFIE:
John Borwick: "Loudspeaker & headphone handbook"
Butterworth, 1988
John Eargle: "Handbook of sound system design"
ELAR, 1988.
LE HAUT-PARLEUR Nr. 1832
Colectia revistei TEHNIUM, 1985 - 1989
|
