Bry den

Słowem krótkiego wstępu:
Wiele osób zapytywało mnie na temat głośników, czemu większy głośnik przy takim samym podłączeniu jak mniejszy, gra ciszej itp. Rozwiejmy mity, mgłą owianą tajemnicę głośności i ilości "watuff"

Tajemnica dB (decyBel) - jest to skala logarytmiczna określona przyjemnym wzorkiem. PdB = 10 x (P/PO) gdzie:
PdB - wielkość w dB
P - wielkość faktyczna
PO - wielkość odniesienia
Po ludzku: każdy wzrost o 3dB to DWUKROTNIE większa wielkość (w naszym przypadku skala poziomu natężenia dźwięku / głośność).

Każdy głośnik, szanującego się producenta powinien mieć komplet parametrów (w tym parametry Thiele-Small pozwalające na obliczenia jak dany głośnik zachowa się w danej obudowie), ale ograniczmy się do tylko podstawowych.

Impedancja - czyli moduł część rzeczywistej (rezystancji), jak i część urojonej (reaktancji)... tyle z nauki, w praktyce z reguły dopasowujemy się do możliwości wzmacniacza.
Xmax - maksymalne wychylenie membrany - z reguły pomijamy w naszych zastosowaniach, ale należy mieć na uwadze aby zapewnić odpowiednią ilość miejsca.
Moc RMS / AES - Moc skuteczna / czynna głośnika, przy której głośnik może grać przez cały czas i nie ulec uszkodzeniu.
Moc muzyczna - nieustandaryzowany sposób pomiaru mocy, który zakłada, że do pomiaru wykorzystujemy muzykę (której moc w czasie jest różna). Dużo bardziej miarodajna jest moc RMS/AES.

NAJWAŻNIEJSZY! SPL - Skala Poziomu Ciśnienia Dźwięku, jednostka miary natężenia dźwięku, czyli dosłownie jak głośno nasz głośnik będzie grać.
Dla porównania:
70 dB – wnętrze głośnej restauracji, darcie papieru
80 dB – głośna muzyka w pomieszczeniach, trąbienie
90 dB – ruch uliczny
100 dB – motocykl bez tłumika
110 dB – piła łańcuchowa
120 dB – maksymalny dopuszczalny poziom natężenia dźwięku fajerwerków
130 dB – wirnik helikoptera w odległości 5 metrów, granica powyżej której, może dojść do trwałego uszkodzenia słuchu

Należy pamiętać o sposobie podawania tego parametru przez producentów, najbezpieczniej jak jest podane "N dB @ 1W/1m", ale możemy się też spotkać z oznaczeniami "N dB @ 2.83V/1m" "N dB @ 2V/1m" itp.

Aby móc bezpośrednio porównywać SPL głośników, z reguły musimy dodatkowo przeliczyć sobie SPL, na szczęście jest to proste - zawsze dążymy do "N dB @ 1W/1m". Gdzie kluczowy jest 1W (aby móc porównać głośniki o różnych impedancjach)

W przypadku głośników 8 Ohm:
"N dB @ 1W/1m" jest równe "N dB @ 2.83V/1m"

W przypadku głośników 4 Ohm:
"N dB @ 1W/1m" jest równe "N dB @ 2V/1m" natomiast w przypadku 2,83V musimy odjąć 3dB, czyli - "N-3 dB @ 2,83V/1m"

Po przeliczeniu możemy dowolnie porównywać sobie głośniki między sobą.

Moc wzmacniacza (w zakresie mocy RMS/AES głośnika) a SPL (głośność):
Tutaj posłużę się wzorkiem:
p1 = pn + 10 x log (P)
Gdzie:
p1: Poziom ciśnienia akustycznego (dB)
pn: Poziom ciśnienia akustycznego charakterystyczny dla danego urządzenia (dB)
P: Moc źródła dźwięku (W)
Prościej:
Każdy kolejny dwukrotny wzrost mocy - powoduje wzrost SPL o 3dB.

Tyle z teorii.

Pogromcy Mitów:
1. Większy głośnik zagra głośniej
-Poziom natężenia dźwięku (głośność) zależy tylko i wyłącznie od parametrów głośnika.
Założenia:
-Mamy taki sam sygnał, wzmacniacz (obsługujący 4-8 ohmowe głośniki np. 1W przy 8 ohm i 2W przy 4Ohm) i nie zmieniamy głośności.
A: Taki sam SPL i impedancja - oba głośniki zagrają tak samo głośno.
B: Taki sam SPL, różna impedancja (4 i 8 Ohm) - głośnik o mniejszej impedancji będzie głośniejszy, ze względu na to, że wzmacniacz dostarczy do niego więcej mocy.
C: Różny SPL, taka sama impedancja - głośnik o większym SPL będzie głośniejszy.
D: Różny SPL i impedancja - niestety tutaj już zależy od parametrów, nie ma jednoznacznej odpowiedzi.

2. Głośnik o większej mocy zagra głośniej
-Wracamy do parametru SPL i mocy RMS/AES. Jeśli będziemy mieć 3 głośniki.
Głośnik 1:
Moc: 1W
SPL: 90dB @ 1W/1m
Impedancja: 8 Ohm
Głośnik 2:
Moc: 4W
SPL: 87dB @ 1W/1m
Impedancja: 8 Ohm
Głośnik 3:
Moc: 20W
SPL: 77dB @ 1W/1m
Impedancja: 8 Ohm

To gdy podłączymy głośniki do wzmacniacza 1W to SPL prezentuje się następująco:
Głośnik 1: 90dB - dwukrotnie głośniejszy od Głośnika 2.
Głośnik 2: 87dB
Głośnik 3: 77dB - baardzo cichy

Jednak gdy głośnik 2 i 3 podłączymy do wzmacniacza 2W (2x większa moc = +3dB):
Głośnik 1: 90dB @ 1W - tyle samo co głośnik 2.
Głośnik 2: 90dB @ 2W
Głośnik 3: 80dB @ 2W - dalej dużo ciszej.

Teraz przepinamy głośniki 2,3 do wzmacniacza 4W (kolejne 2x większa moc = +6dB)
Głośnik 1: 90dB @ 1W
Głośnik 2: 93dB @ 4W - głośniej niż głośnik 1.
Głośnik 3: 83dB @ 4W - dalej dużo ciszej.

Na deser podepnijmy głośnik 3 do wzmacniacza 20W.
Ze wzoru na SPL a moc wychodzi 20W = przyrost o 13dB.
Głośnik 3: 90dB @ 20W - w końcu zrównaliśmy się z głośnikiem 1 (który dalej jest podłączony do wzmacniacza 1W).

Moc RMS/AES podawana jako parametr głośnika - to maksymalna zdolność "rozproszenia" mocy podawanej przez wzmacniacz w postaci dźwięku i CIEPŁA!.
Inaczej jeśli mamy wzmacniacz który poda tylko 1W to głośnik może mieć i 100W, a dalej będzie grać jakby miał 1W.

CO ROBIĆ? JAK ŻYĆ?
Musimy możliwie najlepiej dobierać głośnik do naszego zastosowania, uwzględniając jego wymiary, moc wzmacniacza oraz impedancje, cały czas zwracając uwagę na SPL.
Aby możliwie prosto porównać dostępne głośniki - powstała taka skromna baza danych głośników (narazie 80 pozycji) w rozmiarach od 1" do 4", w której zawarłem SPL maksymalny przy danej mocy wzmacniacza, dla każdego głośnika.

Jak korzystać z bazy?
W wierszu tytułowym znajdują się białe kwadraciki z trójkątem wewnątrz - dzięki którym, możemy filtrować i sortować pozycje w bazie.
Sugeruje ustawić filtr średnicy (i ewentualnie impedancji, jeśli wzmacniacz nie obsługuje danej), i następnie posortować od największej po SPL dla mocy używanego wzmacniacza.
Wtedy od góry kolejno znajdują się najgłośniejsze głośniki.
SPL zaznaczony na czerwono wykracza poza moc znamionową danego głośnika.

Link do bazy:
https://1drv.ms/x/s!Ah28z25ZxjDFhBLzQG9-ntK1fkMa?e=qiX3SN

Oczywiście, w tekście występuje kilka uproszczeń.

Jeśli, któregoś z używanych przez nas głośnika(ów) nie zawarłem w bazie - proszę o podanie modelu(modeli) najlepiej przez PW.



źródła:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Poziom_nat%C4%99%C5%BCenia_d%C5%BAwi%C4%99ku
https://www.toa.pl/wsparcie/soundcheck/podstawy-obliczen-parametrow-glosnikowych/

Nawet ja cos pokumałem