Tontechniker, lasst uns auf "reguläre" Weise über Systemverstärkung sprechen
Früher in der PA-Branche war es mühsam, durch den Einsatz von Lautsprechern und Verstärkern Schallverstärkung zu erreichen. Als Verstärkerleistungen von 100W oder sogar 150W verfügbar waren und man einen Lautsprecher anschloss, war das wahrhaftig ein Gigant! Damals ging es hauptsächlich um Wattzahl, nicht um den heutigen Standard der Schalldruckverstärkung.
Heutzutage sind 100-Watt-Verstärker nicht mehr der Standard. Hochtechnologische Lautsprecherfertigungsprozesse haben den Consumer-Markt durchdrungen, Verstärker mit 1000W oder sogar höherer Leistung sind üblich. Mit der heutigen Industrietechnologie ist Verstärkung leicht zu erreichen, wenn man genügend Geld hat. Doch wenn die Spielregeln festgelegt sind, hat sich das Verständnis der Menschen nicht synchron aktualisiert. So entstehen Wissenslücken, zumal wir hier keine Normungsbehörde sind und Sprachbarrieren dazu führen, dass die Rate der "User Bugs" noch höher ist.
In unserem heutigen Audiobereich, wie viele Leute nutzen die regulären physikalischen logarithmischen Gesetze der Elektrotechnik, um die erforderliche Lautsprecheranzahl oder die Verstärkerverstärkung für die Veranstaltungsstätte zu berechnen? Fast immer wird die Anzahl der Lautsprecher grob anhand des Preises festgelegt. Dieses Problem wurde nie ernsthaft diskutiert. Lassen Sie uns nun auf reguläre Weise die Fähigkeiten unseres eigenen Systems verstehen.
前言 (Einführung)
Ein Tonverstärkungs-/Unterstützungssystem aufzubauen, ist für viele schwer zu erfassen. Dass bei der Schallübertragung Unterstützung nötig ist, hat große Gründe. Wenn wir uns gegenüberstehen und sprechen, ist das direkt und klar. Aber was, wenn wir 30 Meter voneinander entfernt sind? Wenn die Sprache entspannt und dennoch klar sein soll, braucht es Unterstützung. Wodurch? Durch ein elektroakustisches System, das mit elektronischen Geräten das erforderliche Hörerlebnis vor Ort erweitert. Dazu sind Berechnungen für die Kombination von Audiogeräten nötig. (Wir folgen der Tradition und versuchen, so viel Mathematik wie möglich wegzulassen, damit der Artikel interessanter bleibt. Hier einzuführende Daten basieren auf den bestehenden physikalischen Gesetzen und den logarithmischen Eigenschaften des menschlichen Ohrs, nicht auf neuen Algorithmen wie "Arrays".)
Wie viel Verstärkung brauchen wir?
Ein guter Soundman kann stets das für seine Show benötigte Tonsystem klar definieren und verstehen, wie der gesamte SPL (Schalldruckpegel) vor und nachher funktioniert. Nur so kann er während der Show die Dynamik des Musikprogramms steuern. Ohne diesen vorher festgelegten und betriebenen Schalldruckwert stellt man fest, dass man stets unter oder sogar über der Gesamtverstärkungsanforderung des Systems liegt. Leider ist dies in der Branche keine Seltenheit.
Wichtig zu beachten: Systeme mit unzureichender Schallverstärkung sollten keinesfalls überfordert werden. Beschädigt wird nicht nur die Ausrüstung, auch die eigene technische Kompetenz wird in Frage gestellt. Wenn andererseits die Gesamtschallverstärkung höher ist als der für die Veranstaltungsstätte vorgesehene Bedarf, kann der Soundman am Mischpult den Prozess entspannt und mit Freude genießen.
Nehmen wir eine Arbeitssituation an: In einer mittelgroßen Indoor-Veranstaltungsstätte (ein Szenario, das oft auftritt) möchten wir, dass zwischen dem Lautsprecher und der Hörerposition ein normaler Musikprogramm-Schalldruckpegel von 95dB erreicht wird. Der relative dynamische Spitzenwert beträgt dann 101dB. Fügen wir dann die gewünschten 10dB dynamische Reserve (Headroom) hinzu, um den Bedarf an transienten Aufführungsdynamik-Schalldruck vor Ort zu decken.
Wir wissen, dass Lautsprecher Schall ähnlich einer Kugel abstrahlen. Die Dämpfung von der Schallquelle mit zunehmender Distanz ist proportional zum Quadrat der Entfernung. Gemäß dieser Umrechnungsmessung verliert der Schalldruckpegel 6dB, wenn sich die Distanz verdoppelt (bitte beachten: Diese Umrechnung gilt nicht für vertikale Arrays).
Nehmen wir weiter an, das Mischpult steht 80 Fuß entfernt, die Lautsprecherempfindlichkeit bezieht sich auf den AES-Standard (Audio Engineering Society) von 1 Meter bei 1W. Das ist der Standardtestwert, der durch Einspeisen von Strom in den Lautsprecher erhalten wird. Die Formel für den durch Distanz verursachten Pegelverlust lautet dann:
式子1 (Formel 1)
Schalldruck-Distanzverlustwert = 20log(Entfernung in Fuß / 3.3)
Schalldruck-Distanzverlustwert = 20log(Entfernung / Meter)
Die erste Zeile von Formel 1 dient der Umrechnung von Fuß in Meter, wenn die Distanz in Fuß gemessen wird. Setzen wir nun unsere angenommenen Daten ein (vergessen Sie den technischen Taschenrechner nicht). Mit "Formel 1" entsprechen 80 Fuß ungefähr 24.242424.. Meter, also 24 Meter. Log (Logarithmus) von 24 ergibt 1.38457……. Multipliziert mit 20 ist das Endergebnis 27.6915…, aufgerundet also 28dB.
Daher lehrt uns die Geschichte: An der Hörerposition 80 Fuß (24 Meter) vom Schallpunkt entfernt, wird es einen Schalldruckverlust von 28dB geben. Gut! Addieren wir nun den im vorherigen Beispiel angenommenen dynamischen Spitzenwert von 101dB plus die voreingestellten 10dB dynamische Reserve plus den Distanzverlust von 28dB: 101dB + 10dB + 28dB = 139dB. Wir wissen nun, dass der maximale SPL vom Mischpult bis zum Schallpunkt des Lautsprechers 139dB betragen muss. Wenn es einen Lautsprecher gäbe, der aus seiner Position heraus auch nach 80 Fuß noch 139dB liefert, wäre das mit einem einzigen Lautsprecher erledigt. Die Technologie ist jedoch noch nicht so weit. Daher müssen wir uns brav einen Lautsprecher aussuchen, der den genannten AES-Standard von 139dB Nennspitzenschalldruckpegel bei 1m@1W erfüllt, und dann die Anzahl solcher Lautsprecher erhöhen. Deshalb sind Hauptlautsprecheranordnungen so zahlreich, verstanden?
Die heute verwendeten Hauptlautsprecher sind fast nie Einwege- (Vollbereichs-), sondern meist Dreiwege-Lautsprecher (3way), unterteilt in Hochton- (HF), Mittelton- (MF) und Tieftonbereich (LF).
Die von AES deklarierten minimalen Nennleistungswerte für die einzelnen Frequenzbereiche sind:
Lautsprecher-Frequenzbereich——HF——MF——LF
1W@1m Wert——112dB——109dB——103dB
AES Nennleistungswert——200W——400W——1000W
Berechneter max. SPL Wert——141dB——141dB——139dB
Berechnung des max. Schalldrucks (MAX.SPL) eines Lautsprechers:
Angenommen, ein Lautsprecher einer bestimmten Marke hat eine Empfindlichkeit (1W@1m) von Hochton (HF) 112dB, Mittelton (MF) 109dB, Tiefton (LF) 110dB. Dann können wir mit dieser Formel seinen maximalen Schalldruck (1W@1m) berechnen.
式子2 (Formel 2):
Maximaler Schalldruck = Lautsprecherempfindlichkeit 1W@1m + 10log(AES deklarierte minimale Nennleistung) + 6dB Spitze
SPL = Hochton 112 + 10log(200W) + 6dB
SPL = 112 + 23 + 6
SPL = 141dB
Mit einem technischen Taschenrechner kann man alles in einem Schritt eingeben und den Gesamtwert sehen. Ein normaler Business-Taschenrechner: Zuerst log von 200W für Hochton, dieser Wert multipliziert mit 10 = 23.010299…, plus 112dB = 135.0102…, plus 6dB Spitzenfaktor. Die Hochtonkomponente dieses Lautsprechers liefert 141dB, was größer ist als die geforderten 139dB.
Hier zeigt sich eine hilfreiche Mathematik: Um die Leistung eines beliebigen Endverstärkers in dBW (Dezibel Watt) umzurechnen, lautet die Formel:
式子3 (Formel 3):
10log(Wattzahl)
Ebenso wird für die Mitteltonkomponente Formel 2 angewendet. Da die SPL der Tieftonkomponente jedoch unter dem Standard liegt, muss die Anzahl der Tieftonlautsprecher mit der gleichen Frequenzantwort verdoppelt werden, um den angenommenen Schalldruckstandard zu erfüllen.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Energie im Mittel-/Hochtonbereich zu reduzieren, um den Schalldruck über den gesamten Frequenzbereich anzupassen, was relativ gesehen bedeutet, den vorherigen Schalldruckstandardwert zu senken.
Wenn man von 141 dBSPL auf 139dBSPL reduziert, ist das nicht nur eine Sache von 3dB. Frühere Artikel erwähnten, dass Menschen Lautstärkeänderungen mit +-3dB wahrnehmen. Aber diese 3dB Änderung bedeuten bereits eine 10-fache Änderung der Endverstärkerleistung.
Das obige Beispiel basiert auf 8 Ohm. In der praktischen Anwendung werden fast immer 4-Ohm-Parallelschaltungen verwendet, d.h. zwei Lautsprecher werden an eine Seite des Verstärkers angeschlossen. Sehen wir uns an, wie sie sich unterscheiden. Ein Hochtonlautsprecher mit 112dB plus ein weiterer ergibt 115dB.
10log(10^(112/10)+10^(112/10))=115
Außerdem erhöht sich bei einem 200W-Verstärker mit 4-Ohm-Impedanz die Leistung normalerweise um 75%. Eine 100%ige Steigerung ist aufgrund von elektrischem Leistungsbedarf, Leitungsverlusten usw. nicht möglich, also werden etwa 300W Leistung benötigt, um diese beiden Hochtöner anzutreiben.
Einsetzen in Formel 2:
Maximaler Schalldruck = Lautsprecherempfindlichkeit 1W@1m + 10log(AES deklarierte minimale Nennleistung) + 6dB Spitze
MaxSPL=115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL=115+24.7+6
MaxSPL=145.7=146dB
Dieses Ergebnis erfüllt unseren angenommenen Schalldruckstandard. Ohne den Endverstärker zu vergrößern, ist der Schalldruck gestiegen. Was ist also anders? Wir haben die Anzahl der Lautsprecher erhöht, und noch wichtiger: Jeder Endverstärker verbraucht jetzt doppelt so viel Strom. Besonders zu beachten ist die Temperatursicherung. Viele Endverstärker schalten sich ab oder reduzieren ihre Ausgangsleistung, um die Schaltung schnell abkühlen zu lassen, wenn die Temperatur steigt. Das ist ein Problem.
OK, zurück zum vorherigen 8-Ohm-Inhalt. Eingeweihte wissen natürlich längst, dass man für die Wahrnehmung einer doppelt so lauten Lautstärke einen Unterschied von fast 10dB benötigt.
Daher bleiben wir praktisch. Wir erklären hier: Verehrte Leser, wir kennen nun die maximalen SPL-Werte der verschiedenen Frequenzbereiche des oben genannten Markenlautsprechers. Jetzt wählen wir Endverstärker mit geeigneter Leistung aus, indem wir diese Formel verwenden, um die Nennleistung für jeden Frequenzbereich zu berechnen:
式子4 (Formel 4):
dBW = Schalldruckspitze – Empfindlichkeit der Frequenzbereichskomponente + Distanzverlust
"Schalldruckspitze" in der Formel ist der vorher angenommene dynamische Spitzenwert von 101dB (95dB Hörpegel + 6dB dynamische Spitze). Fügen wir dann unsere gewünschten 10dB dynamische Reserve (Headroom) hinzu: 101dB + 10dB = 111dB. Die "Empfindlichkeit der Frequenzbereichskomponente" ist der 1W@1m-Wert der jeweiligen Komponente im Lautsprecher. Der "Distanzverlust" ist der zuvor für 80 Fuß (24 Meter) berechnete Schalldruckverlustwert von 28dB. Ok, setzen wir nun die Werte für die einzelnen Frequenzbereiche ein, um ihre erforderliche Leistung zu berechnen:
Hochfrequenz (111dB – 112dB) + 28dB = 27dBW.
Mittelfrequenz (111dB – 109dB) + 28dB = 30dBW.
Tieffrequenz (111dB – 103dB) + 28dB = 36dBW.
Die Umrechnung von dBW zurück in Leistung in Watt zeigt in der beigefügten Tabelle einige Hinweise:
Hochfrequenz 27dBW = 500W
Mittelfrequenz 30dBW = 1000W
Tieffrequenz 36dBW = 4000W
Nach der Zusammenfassung sehen wir Unterschiede, insbesondere bei den Bassdaten, die viel Verstärkung benötigen. Wir können mehrere 1000W-Endverstärker mit Tieftonlautsprechern verwenden oder wie oben beschrieben die 4-Ohm-Methode anwenden, um den angenommenen Standard zu erreichen. Nach dem Lesen dieses Artikels haben Sie auch einige einfache mathematische Formeln erhalten. Sie helfen bei der vorherigen Planung, wie viel Schalldruck benötigt wird, welche dynamischen Werte verwendet werden sollen usw. Schauen Sie sich die Spezifikationen Ihrer eigenen Hauptlautsprecher an. Nehmen Sie mein eigenes Beispiel, den MARTIN VRS-1000:
1m@1W=106dB, ich verwende einen 1000W-Endverstärker, also 106 + 30 = 136dB
an der 1m-Position. Bei einer typischen 4-Ohm-Schaltung erhalte ich 109 + 31.5 = 140.5dB (1m-Position).
Ziel dieses Artikels ist es, Ihnen zu zeigen, wie viel Energie Ihre Endverstärker und Lautsprecher haben können. Das schließt noch nicht ein, ob es gut klingt oder nicht. Es geht nur um Endverstärker und Lautsprecher. Weiter vorne liegt der Vorverstärkerteil: Wo müssen sie eingestellt werden? Was ist der Standard? Das sind Anpassungen und Verständnis, die nach dem Aufbau eines Systems erforderlich sind.
Mixing Console&Processors (Mischpult und Prozessoren)
Das Ausgangspegel des Mischers und der Pegel der nachgeschalteten Prozessoren – wenn Sie schließlich mit dem Endverstärker verbinden, müssen Sie klar verstehen: Das vom Mischpult zusammengesetzte Audiosignal – bei welchem Pegelanzeige ist Ihr Endverstärker voll ausgesteuert? Bei welchem Pegelanzeige erreicht der Verstärker seine maximale Spitzenbegrenzung (Clipping)? Das ist äußerst wichtig.
Gängige Mischpulte können +18dBu, sogar +24dBu Ausgangspegel verarbeiten. Einfach gesagt: Wenn Sie einen Standardausgang von +4dBu (1.23V) = 0VU haben; und Ihr digitales Verarbeitungsgerät ist auf -18dB(dBFS) oder -20dB(dBFS) = +4dBu kalibriert, dann wissen Sie relativ genau, in welchem Bereich Ihr Endverstärker arbeitet, wenn dieser für Vollaussteuerung bei 0.775V oder 1.4V ausgelegt ist. Daher ist es sehr wichtig, die Spitzenbegrenzung des Verstärkers und die Verstärkung in Dezibel im Verhältnis zur Spannung zu verstehen und festzulegen.
Heutzutage sind 100-Watt-Verstärker nicht mehr der Standard. Hochtechnologische Lautsprecherfertigungsprozesse haben den Consumer-Markt durchdrungen, Verstärker mit 1000W oder sogar höherer Leistung sind üblich. Mit der heutigen Industrietechnologie ist Verstärkung leicht zu erreichen, wenn man genügend Geld hat. Doch wenn die Spielregeln festgelegt sind, hat sich das Verständnis der Menschen nicht synchron aktualisiert. So entstehen Wissenslücken, zumal wir hier keine Normungsbehörde sind und Sprachbarrieren dazu führen, dass die Rate der "User Bugs" noch höher ist.
In unserem heutigen Audiobereich, wie viele Leute nutzen die regulären physikalischen logarithmischen Gesetze der Elektrotechnik, um die erforderliche Lautsprecheranzahl oder die Verstärkerverstärkung für die Veranstaltungsstätte zu berechnen? Fast immer wird die Anzahl der Lautsprecher grob anhand des Preises festgelegt. Dieses Problem wurde nie ernsthaft diskutiert. Lassen Sie uns nun auf reguläre Weise die Fähigkeiten unseres eigenen Systems verstehen.
前言 (Einführung)
Ein Tonverstärkungs-/Unterstützungssystem aufzubauen, ist für viele schwer zu erfassen. Dass bei der Schallübertragung Unterstützung nötig ist, hat große Gründe. Wenn wir uns gegenüberstehen und sprechen, ist das direkt und klar. Aber was, wenn wir 30 Meter voneinander entfernt sind? Wenn die Sprache entspannt und dennoch klar sein soll, braucht es Unterstützung. Wodurch? Durch ein elektroakustisches System, das mit elektronischen Geräten das erforderliche Hörerlebnis vor Ort erweitert. Dazu sind Berechnungen für die Kombination von Audiogeräten nötig. (Wir folgen der Tradition und versuchen, so viel Mathematik wie möglich wegzulassen, damit der Artikel interessanter bleibt. Hier einzuführende Daten basieren auf den bestehenden physikalischen Gesetzen und den logarithmischen Eigenschaften des menschlichen Ohrs, nicht auf neuen Algorithmen wie "Arrays".)
Wie viel Verstärkung brauchen wir?
Ein guter Soundman kann stets das für seine Show benötigte Tonsystem klar definieren und verstehen, wie der gesamte SPL (Schalldruckpegel) vor und nachher funktioniert. Nur so kann er während der Show die Dynamik des Musikprogramms steuern. Ohne diesen vorher festgelegten und betriebenen Schalldruckwert stellt man fest, dass man stets unter oder sogar über der Gesamtverstärkungsanforderung des Systems liegt. Leider ist dies in der Branche keine Seltenheit.
Wichtig zu beachten: Systeme mit unzureichender Schallverstärkung sollten keinesfalls überfordert werden. Beschädigt wird nicht nur die Ausrüstung, auch die eigene technische Kompetenz wird in Frage gestellt. Wenn andererseits die Gesamtschallverstärkung höher ist als der für die Veranstaltungsstätte vorgesehene Bedarf, kann der Soundman am Mischpult den Prozess entspannt und mit Freude genießen.
Nehmen wir eine Arbeitssituation an: In einer mittelgroßen Indoor-Veranstaltungsstätte (ein Szenario, das oft auftritt) möchten wir, dass zwischen dem Lautsprecher und der Hörerposition ein normaler Musikprogramm-Schalldruckpegel von 95dB erreicht wird. Der relative dynamische Spitzenwert beträgt dann 101dB. Fügen wir dann die gewünschten 10dB dynamische Reserve (Headroom) hinzu, um den Bedarf an transienten Aufführungsdynamik-Schalldruck vor Ort zu decken.
Wir wissen, dass Lautsprecher Schall ähnlich einer Kugel abstrahlen. Die Dämpfung von der Schallquelle mit zunehmender Distanz ist proportional zum Quadrat der Entfernung. Gemäß dieser Umrechnungsmessung verliert der Schalldruckpegel 6dB, wenn sich die Distanz verdoppelt (bitte beachten: Diese Umrechnung gilt nicht für vertikale Arrays).
Nehmen wir weiter an, das Mischpult steht 80 Fuß entfernt, die Lautsprecherempfindlichkeit bezieht sich auf den AES-Standard (Audio Engineering Society) von 1 Meter bei 1W. Das ist der Standardtestwert, der durch Einspeisen von Strom in den Lautsprecher erhalten wird. Die Formel für den durch Distanz verursachten Pegelverlust lautet dann:
式子1 (Formel 1)
Schalldruck-Distanzverlustwert = 20log(Entfernung in Fuß / 3.3)
Schalldruck-Distanzverlustwert = 20log(Entfernung / Meter)
Die erste Zeile von Formel 1 dient der Umrechnung von Fuß in Meter, wenn die Distanz in Fuß gemessen wird. Setzen wir nun unsere angenommenen Daten ein (vergessen Sie den technischen Taschenrechner nicht). Mit "Formel 1" entsprechen 80 Fuß ungefähr 24.242424.. Meter, also 24 Meter. Log (Logarithmus) von 24 ergibt 1.38457……. Multipliziert mit 20 ist das Endergebnis 27.6915…, aufgerundet also 28dB.
Daher lehrt uns die Geschichte: An der Hörerposition 80 Fuß (24 Meter) vom Schallpunkt entfernt, wird es einen Schalldruckverlust von 28dB geben. Gut! Addieren wir nun den im vorherigen Beispiel angenommenen dynamischen Spitzenwert von 101dB plus die voreingestellten 10dB dynamische Reserve plus den Distanzverlust von 28dB: 101dB + 10dB + 28dB = 139dB. Wir wissen nun, dass der maximale SPL vom Mischpult bis zum Schallpunkt des Lautsprechers 139dB betragen muss. Wenn es einen Lautsprecher gäbe, der aus seiner Position heraus auch nach 80 Fuß noch 139dB liefert, wäre das mit einem einzigen Lautsprecher erledigt. Die Technologie ist jedoch noch nicht so weit. Daher müssen wir uns brav einen Lautsprecher aussuchen, der den genannten AES-Standard von 139dB Nennspitzenschalldruckpegel bei 1m@1W erfüllt, und dann die Anzahl solcher Lautsprecher erhöhen. Deshalb sind Hauptlautsprecheranordnungen so zahlreich, verstanden?
Die heute verwendeten Hauptlautsprecher sind fast nie Einwege- (Vollbereichs-), sondern meist Dreiwege-Lautsprecher (3way), unterteilt in Hochton- (HF), Mittelton- (MF) und Tieftonbereich (LF).
Die von AES deklarierten minimalen Nennleistungswerte für die einzelnen Frequenzbereiche sind:
Lautsprecher-Frequenzbereich——HF——MF——LF
1W@1m Wert——112dB——109dB——103dB
AES Nennleistungswert——200W——400W——1000W
Berechneter max. SPL Wert——141dB——141dB——139dB
Berechnung des max. Schalldrucks (MAX.SPL) eines Lautsprechers:
Angenommen, ein Lautsprecher einer bestimmten Marke hat eine Empfindlichkeit (1W@1m) von Hochton (HF) 112dB, Mittelton (MF) 109dB, Tiefton (LF) 110dB. Dann können wir mit dieser Formel seinen maximalen Schalldruck (1W@1m) berechnen.
式子2 (Formel 2):
Maximaler Schalldruck = Lautsprecherempfindlichkeit 1W@1m + 10log(AES deklarierte minimale Nennleistung) + 6dB Spitze
SPL = Hochton 112 + 10log(200W) + 6dB
SPL = 112 + 23 + 6
SPL = 141dB
Mit einem technischen Taschenrechner kann man alles in einem Schritt eingeben und den Gesamtwert sehen. Ein normaler Business-Taschenrechner: Zuerst log von 200W für Hochton, dieser Wert multipliziert mit 10 = 23.010299…, plus 112dB = 135.0102…, plus 6dB Spitzenfaktor. Die Hochtonkomponente dieses Lautsprechers liefert 141dB, was größer ist als die geforderten 139dB.
Hier zeigt sich eine hilfreiche Mathematik: Um die Leistung eines beliebigen Endverstärkers in dBW (Dezibel Watt) umzurechnen, lautet die Formel:
式子3 (Formel 3):
10log(Wattzahl)
Ebenso wird für die Mitteltonkomponente Formel 2 angewendet. Da die SPL der Tieftonkomponente jedoch unter dem Standard liegt, muss die Anzahl der Tieftonlautsprecher mit der gleichen Frequenzantwort verdoppelt werden, um den angenommenen Schalldruckstandard zu erfüllen.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Energie im Mittel-/Hochtonbereich zu reduzieren, um den Schalldruck über den gesamten Frequenzbereich anzupassen, was relativ gesehen bedeutet, den vorherigen Schalldruckstandardwert zu senken.
Wenn man von 141 dBSPL auf 139dBSPL reduziert, ist das nicht nur eine Sache von 3dB. Frühere Artikel erwähnten, dass Menschen Lautstärkeänderungen mit +-3dB wahrnehmen. Aber diese 3dB Änderung bedeuten bereits eine 10-fache Änderung der Endverstärkerleistung.
Das obige Beispiel basiert auf 8 Ohm. In der praktischen Anwendung werden fast immer 4-Ohm-Parallelschaltungen verwendet, d.h. zwei Lautsprecher werden an eine Seite des Verstärkers angeschlossen. Sehen wir uns an, wie sie sich unterscheiden. Ein Hochtonlautsprecher mit 112dB plus ein weiterer ergibt 115dB.
10log(10^(112/10)+10^(112/10))=115
Außerdem erhöht sich bei einem 200W-Verstärker mit 4-Ohm-Impedanz die Leistung normalerweise um 75%. Eine 100%ige Steigerung ist aufgrund von elektrischem Leistungsbedarf, Leitungsverlusten usw. nicht möglich, also werden etwa 300W Leistung benötigt, um diese beiden Hochtöner anzutreiben.
Einsetzen in Formel 2:
Maximaler Schalldruck = Lautsprecherempfindlichkeit 1W@1m + 10log(AES deklarierte minimale Nennleistung) + 6dB Spitze
MaxSPL=115dB + 10log(300) + 6dB
MaxSPL=115+24.7+6
MaxSPL=145.7=146dB
Dieses Ergebnis erfüllt unseren angenommenen Schalldruckstandard. Ohne den Endverstärker zu vergrößern, ist der Schalldruck gestiegen. Was ist also anders? Wir haben die Anzahl der Lautsprecher erhöht, und noch wichtiger: Jeder Endverstärker verbraucht jetzt doppelt so viel Strom. Besonders zu beachten ist die Temperatursicherung. Viele Endverstärker schalten sich ab oder reduzieren ihre Ausgangsleistung, um die Schaltung schnell abkühlen zu lassen, wenn die Temperatur steigt. Das ist ein Problem.
OK, zurück zum vorherigen 8-Ohm-Inhalt. Eingeweihte wissen natürlich längst, dass man für die Wahrnehmung einer doppelt so lauten Lautstärke einen Unterschied von fast 10dB benötigt.
Daher bleiben wir praktisch. Wir erklären hier: Verehrte Leser, wir kennen nun die maximalen SPL-Werte der verschiedenen Frequenzbereiche des oben genannten Markenlautsprechers. Jetzt wählen wir Endverstärker mit geeigneter Leistung aus, indem wir diese Formel verwenden, um die Nennleistung für jeden Frequenzbereich zu berechnen:
式子4 (Formel 4):
dBW = Schalldruckspitze – Empfindlichkeit der Frequenzbereichskomponente + Distanzverlust
"Schalldruckspitze" in der Formel ist der vorher angenommene dynamische Spitzenwert von 101dB (95dB Hörpegel + 6dB dynamische Spitze). Fügen wir dann unsere gewünschten 10dB dynamische Reserve (Headroom) hinzu: 101dB + 10dB = 111dB. Die "Empfindlichkeit der Frequenzbereichskomponente" ist der 1W@1m-Wert der jeweiligen Komponente im Lautsprecher. Der "Distanzverlust" ist der zuvor für 80 Fuß (24 Meter) berechnete Schalldruckverlustwert von 28dB. Ok, setzen wir nun die Werte für die einzelnen Frequenzbereiche ein, um ihre erforderliche Leistung zu berechnen:
Hochfrequenz (111dB – 112dB) + 28dB = 27dBW.
Mittelfrequenz (111dB – 109dB) + 28dB = 30dBW.
Tieffrequenz (111dB – 103dB) + 28dB = 36dBW.
Die Umrechnung von dBW zurück in Leistung in Watt zeigt in der beigefügten Tabelle einige Hinweise:
Hochfrequenz 27dBW = 500W
Mittelfrequenz 30dBW = 1000W
Tieffrequenz 36dBW = 4000W
Nach der Zusammenfassung sehen wir Unterschiede, insbesondere bei den Bassdaten, die viel Verstärkung benötigen. Wir können mehrere 1000W-Endverstärker mit Tieftonlautsprechern verwenden oder wie oben beschrieben die 4-Ohm-Methode anwenden, um den angenommenen Standard zu erreichen. Nach dem Lesen dieses Artikels haben Sie auch einige einfache mathematische Formeln erhalten. Sie helfen bei der vorherigen Planung, wie viel Schalldruck benötigt wird, welche dynamischen Werte verwendet werden sollen usw. Schauen Sie sich die Spezifikationen Ihrer eigenen Hauptlautsprecher an. Nehmen Sie mein eigenes Beispiel, den MARTIN VRS-1000:
1m@1W=106dB, ich verwende einen 1000W-Endverstärker, also 106 + 30 = 136dB
an der 1m-Position. Bei einer typischen 4-Ohm-Schaltung erhalte ich 109 + 31.5 = 140.5dB (1m-Position).
Ziel dieses Artikels ist es, Ihnen zu zeigen, wie viel Energie Ihre Endverstärker und Lautsprecher haben können. Das schließt noch nicht ein, ob es gut klingt oder nicht. Es geht nur um Endverstärker und Lautsprecher. Weiter vorne liegt der Vorverstärkerteil: Wo müssen sie eingestellt werden? Was ist der Standard? Das sind Anpassungen und Verständnis, die nach dem Aufbau eines Systems erforderlich sind.
Mixing Console&Processors (Mischpult und Prozessoren)
Das Ausgangspegel des Mischers und der Pegel der nachgeschalteten Prozessoren – wenn Sie schließlich mit dem Endverstärker verbinden, müssen Sie klar verstehen: Das vom Mischpult zusammengesetzte Audiosignal – bei welchem Pegelanzeige ist Ihr Endverstärker voll ausgesteuert? Bei welchem Pegelanzeige erreicht der Verstärker seine maximale Spitzenbegrenzung (Clipping)? Das ist äußerst wichtig.
Gängige Mischpulte können +18dBu, sogar +24dBu Ausgangspegel verarbeiten. Einfach gesagt: Wenn Sie einen Standardausgang von +4dBu (1.23V) = 0VU haben; und Ihr digitales Verarbeitungsgerät ist auf -18dB(dBFS) oder -20dB(dBFS) = +4dBu kalibriert, dann wissen Sie relativ genau, in welchem Bereich Ihr Endverstärker arbeitet, wenn dieser für Vollaussteuerung bei 0.775V oder 1.4V ausgelegt ist. Daher ist es sehr wichtig, die Spitzenbegrenzung des Verstärkers und die Verstärkung in Dezibel im Verhältnis zur Spannung zu verstehen und festzulegen.