오디오 파워

Audio power
음향 측정
특성
기호
음압 p, SPL,LPA
입자 속도 v, SVL
입자변위 δ
음강도 I, SIL
음력 P, SWL, LWA
음향 에너지 W
음에너지 밀도 w
음향 노출 E, SEL
음향 임피던스 Z
오디오 주파수 AF
전송손실 TL

오디오 파워는 오디오 앰프에서 확성기로 전송되는 전력으로 와트로 측정된다. 확성기로 전달되는 전력은 그 효율성과 함께 발생되는 음력을 결정한다(다른 전력은 열로 변환).

증폭기는 출력할 수 있는 전기 에너지가 한정되어 있는 반면 확성기는 오디오 신호를 손상시키거나 왜곡시키지 않고 음 에너지로 변환할 수 있는 전기 에너지가 제한되어 있다. 이러한 한계, 즉 전력 정격은 소비자가 호환 가능한 제품을 찾고 경쟁업체를 비교하는 데 중요하다.

파워 핸들링

오디오 전자 장치에는 전력 출력(증폭기 등)과 전력 처리 용량(확성기 등)을 측정하는 여러 가지 방법이 있다.

증폭기

앰프 출력 전력이 전압, 전류 및 온도에 의해 제한됨:

  • 전압: 앰프의 전원 공급 전압은 출력할 수 있는 파형의 최대 진폭을 제한한다. 이것은 주어진 부하 저항의 피크 순간 출력 전력을 결정한다.[1][2]
  • 현재: 앰프의 출력 장치(트랜지스터 또는 튜브)는 전류 한계치를 가지며, 이 한계치를 초과하면 손상된다. 이것은 암페어가 최대 전압으로 구동할 수 있는 최소 부하 저항을 결정한다.[3]
  • 온도: 앰프의 출력장치는 전기에너지의 일부를 열로 낭비하고, 빨리 제거하지 않으면 손상될 정도로 온도가 상승한다. 이것은 연속 출력 전력을 결정한다.[4]

앰프의 출력이 가격에 큰 영향을 미치기 때문에 제조업체들이 판매량을 늘리기 위해 출력 전력 사양을 과장하는 인센티브가 있다. 규제 없이, 광고 전력 등급에 대한 상상적 접근법이 너무 보편화되어 1975년에 미국 연방 무역 위원회가 시장에 개입하여 모든 앰프 제조업체들에게 그들이 인용할 수 있는 다른 가치에 더하여 엔지니어링 측정(연속 평균 전력)을 사용하도록 요구하였다.[4]

확성기

확성기의 경우, 최대 전력 처리에는 열과 기계적인 측면도 있다.

  • 열: 확성기로 전달되는 모든 에너지가 소리로 방출되는 것은 아니다. 사실, 대부분은 열로 전환되며, 온도가 너무 높아서는 안 된다. 장시간 높은 수준의 신호는 열 손상을 유발할 수 있으며, 이는 즉시 명백해질 수 있으며, 수명 또는 성능 마진을 감소시킬 수 있다.
  • 기계적: 라우드스피커 부품은 매우 짧은 전력 피크로도 극복할 수 있는 기계적 한계를 가지고 있다. 예를 들어, 기계적 손상 없이는 일부 기차의 제한치 이상으로 이동하거나 이동할 수 없는 가장 일반적인 종류의 라우드스피커 드라이버가 있다.

미국에서는 유사한 확성기 전력 처리 규정이 없다. 많은 확성기 시스템이 서로 다른 주파수에서 전력 처리 용량이 매우 다르기 때문에 문제가 훨씬 더 심각하다(예: 고주파 신호를 처리하는 트위터는 물리적으로 작고 쉽게 손상되는 반면 저주파 신호를 처리하는 웨이퍼는 더 크다). 그리고 더 강력하다.

전력 계산

파형의 시간 경과에 따른 순간 전력 그래프(피로0 표시된 피크 전력과 P로avg 표시된 평균 전력)

AC 파형의 순간 출력은 시간이 지남에 따라 달라지기 때문에 오디오 전력을 포함하는 AC 전력은 시간에 따른 평균으로 측정된다. 이 공식은 다음과 같은 공식을 기반으로 한다.[5]

순수 저항성 로드의 경우 전압 및 전류 파형의 RMS(root mean square) 값에 기초하여 다음과 같은 간단한 방정식을 사용할 수 있다.

순수 저항 부하로 (음악이 아닌) 일정한 사인파 음의 경우, 이는 전압 파형의 피크 진폭(오실로스코프로 측정하기 더 쉬운)과 부하 저항을 통해 계산할 수 있다.

스피커가 순수하게 저항성이 있는 것은 아니지만, 이러한 방정식은 종종 그러한 시스템에 대한 전력 측정의 근사치에 사용된다. 근사치는 제품의 규격 시트에 참조로 사용할 수 있다.

예

테스트 대상 앰프는 피크 진폭이 6V(12V 배터리로 구동)인 사인파 신호를 구동할 수 있다. 8옴 라우드스피커에 연결하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다.

대부분의 실제 자동차 시스템에서는 증폭기가 브릿지 하중 구성으로 연결되며 스피커 임피던스는 4Ω 이하가 된다. 고출력 자동차 증폭기는 DC-DC 컨버터를 사용하여 더 높은 공급 전압을 생성한다.

측정

연속 전원 및 "RMS 전원"

참고 항목: 루트 평균 제곱 § 평균 전력
전압 파형 및 해당 전력 파형(저항 부하) RMS 전압(파란색), 피크 전력(빨간색), 평균 전력(녹색)

연속 평균 사인파 전력 정격은 오디오 앰프 및 때로는 확성기 성능 사양의 주요 요소다.

위에서 설명한 대로 평균 전력이라는 용어는 시간 경과에 따른 순간 전력 파형의 평균 값을 가리킨다. 이는 일반적으로 사인파 전압의 RMS(루트 평균 제곱)[6]에서 파생되므로 "RMS 전력" 또는 "Watts RMS"라고 부르기도 하지만, 이는 부정확하다: 전력 파형의 RMS 값(더 크지만 의미 없는 숫자가 될 것이다)[7][8][9][10]이 아니다. "와트 RMS"라는 잘못된 용어는 실제로 CE 규정에서 사용된다.[11] 이를 공칭값이라고도 하며, 이를 사용하기 위한 규제요건이 있다.[citation needed]

연속("순간"과는 대조적으로)은 장치가 장시간 이 전원 수준에서 작동할 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 손상 지점까지 온도가 쌓이지 않고 발생되는 속도와 동일한 속도로 열을 제거할 수 있다.

1974년 5월 3일, 연방 무역 위원회는 많은 하이파이 앰프 제조업체들이 제기한 비현실적인 파워 주장에 대항하기 위해 앰프 규칙을[12][13] 도입했다. 이 규칙은 미국에서 판매되는 앰프의 광고 및 사양에 대한 사인파 신호로 수행되는 연속 전력 측정을 규정한다(이 기사 끝의 섹션 표준 참조). 이 규칙은 개인용 컴퓨터와 함께 일반적으로 사용되는 것과 같은 자기 동력 스피커를 다루기 위해 1998년에 개정되었다(아래 예 참조).

일반적으로, 증폭기의 전력 사양은 연속 사인파 신호와 함께 특정 부하 저항으로 1%씩 총 고조파 왜곡(THD)의 명시된 백분율로 임의로 정의된 RMS 출력 전압을 측정하여 계산한다. 사용되는 대표적인 하중은 채널당 8옴과 4옴이다. 프로페셔널 오디오에 사용되는 많은 앰프도 2옴으로 지정된다. 왜곡이 증가할 경우 훨씬 더 많은 전력이 공급될 수 있다. 일부 제조업체는 10%와 같이 더 높은 왜곡 시 최대 전력을 인용하여 허용 가능한 왜곡 수준에서 측정했을 때보다 더 강력해 보이도록 한다.[14]

연속 전력 측정은 실제로 오디오 장비에서 발견된 매우 다양한 신호(높은 파고율 계측기 기록에서 0dB 파고율 사각파까지 다를 수 있음)를 설명하지는 않지만 앰프의 최대 출력 성능을 설명하는 합리적인 방법으로 널리 간주된다. 오디오 장비의 경우, 이것은 거의 항상 인간 청력의 공칭 주파수 범위인 20Hz에서 20kHz이다.

확성기에서 음성 코일과 자석 구조물의 열 용량은 대개 연속 전력 처리 정격을 결정한다. 단, 확성기의 사용 가능한 주파수 범위의 하단 끝에서, 기계적 편차 한계 때문에 전력 처리가 반드시 저하될 수 있다. 예를 들어, 100와트로 정격된 서브우퍼는 80 헤르츠에서 100와트의 전력을 처리할 수 있지만, 25 헤르츠에서는 그러한 주파수가 앰프에서 100와트에 도달하기 훨씬 전에 운전자를 그것의 기계적 한계를 훨씬 초과하도록 하기 때문에 거의 많은 전력을 처리할 수 없을 수 있다.[15]

피크파워

피크 전력이란 사인파의 경우 항상 평균 전력의 2배인 순간 전력 파형의 최대값을 말한다.[16][1][17][18] 다른 파형의 경우 피크 전력과 평균 전력의 관계는 피크 대 평균 전력 비율(PAPR)이다.

앰프의 최대 출력은 전압 레일과 전자 부품이 손상 없이 순간적으로 처리할 수 있는 최대 전류 양에 의해 결정된다. 이것은 많은 오디오 신호들이 매우 역동적인 성격을 가지고 있기 때문에 빠르게 변화하는 전력 레벨을 처리하는 장비의 능력을 특징으로 한다.[19]

그러나 항상 평균 전력 수치보다 높은 가치를 생산하며, 따라서 맥락이 없는 광고에서 사용하고자 하는 유혹이 있어 앰프가 경쟁사보다 두 배나 위력을 가진 것처럼 보였다.

총 시스템 전원

총 시스템 전력(total system power)은 오디오 전자제품에서 오디오 시스템의 전력을 평가하기 위해 자주 사용되는 용어다. Total system power는 스피커의 전력 처리나 앰프의 전력 출력이 아닌 장치의 총 전력 소비량을 말한다. 이것은 어쨌든 본질적으로 과장된 값인 앰프의 피크 파워를 제외하고 장치의 총 전력 소비량은 물론 다른 어떤 전력 정격보다 클 것이기 때문에 다소 기만적인 마케팅 책략으로 볼 수 있다.[citation needed] 쉘프 스테레오 및 서라운드 사운드 수신기는 총 시스템 전원을 사용하여 정격하는 경우가 많다.

총 시스템 전력을 사용하여 전력의 정확한 추정치를 얻는 한 가지 방법은 증폭기 클래스를 고려하는 것이며, 이는 해당 클래스의 효율을 고려하여 전력 출력에 대한 교육 받은 추측을 제공하는 것이다. 예를 들어, 클래스 AB 증폭기는 효율이 25%에서 75%[1]까지 매우 다양할 수 있으며, 클래스 D 전류는 80%에서 95%[2]로 훨씬 높다. 매우 효율적인 클래스 D 앰프인 ROHM BD5421efs는 90%의 효율로 작동한다.[20]

어떤 경우에는 오디오 장치가 모든 최대 전력 정격을 추가하여 모든 확성기의 총 시스템 전원으로 측정될 수 있다. 박스 시스템에 있는 많은 홈 시어터는 이런 식으로 평가된다. 종종 저급 홈 시어터 시스템의 전력 등급은 높은 수준의 고조파 왜곡에서도 측정되며, 이는 10%에 달할 것이다.[21]

PMPO

PMPO는 Peak Music Power Output[22][23] 또는 Peak 순간적인 성능 출력을 의미하는 것으로 소비자보다는 광고 카피라이터에 더 관심이 있는 훨씬 더 의심스러운 장점이다.[24][25] PMPO라는 용어는 어떤 표준에서도 정의되지 않았지만,[26] 시스템 내 각 증폭기에 대한 일종의 피크 전력의 합으로 간주되는 경우가 많다. 제조업체마다 서로 다른 정의를 사용하므로 연속 출력에 대한 PMPO의 비율은 매우 다양하다. 따라서 PMPO는 한 개에서 다른 개로 변환할 수 없다. 대부분의 증폭기는 PMPO를 아주 짧은 시간 동안만 지탱할 수 있다. 확성기는 심각한 손상 없이 순간적인 피크 외에는 어떤 것이라도 PMPO를 견딜 수 있도록 설계되지 않았다.

현실 세계의 힘과 소리

인지된 "부드러움"은 음향 출력 전력에 따라 대략 로그에 따라 변화한다. 음향 전력의 변화 함수로 인식되는 소음의 변화는 기준 전력 수준에 따라 달라진다. 10dB의 변화와 인식된 소음에 대한 이중 사이의 다소 직선적인 관계를 가지고 기준 전력과 독립된 로그 데시벨(dB) 척도에서 인식된 소음을 표현하는 것은 유용하고 기술적으로 정확하다.

파워와 인지된 큰 소리 사이의 대략적인 로그 관계는 오디오 시스템 설계에서 중요한 요소다. 앰프 파워와 스피커 감도는 모두 실현 가능한 최대 소음에 영향을 미친다. 스피커 감도의 표준 측정 관행은 수신기가 소스에서 1m 떨어진 곳에서 1와트 전력을 소스로 구동하고, 그 결과 발생하는 음향 전력을 청각 임계치(0dB로 정의)에 비례하여 dB 단위로 측정하는 것이다. 감도는 일반적으로 '자유 공간'(전원 범위 스피커의 경우)의 무반향실에 매달려 있거나 '반공간'(하부우퍼의 경우)의 지면에 소스와 수신기를 두고 측정된다.

인식 소음의 배율/할당은 스피커 감도의 약 10dB 증가/감소량에 해당하지만, 음향 전력의 약 10배 곱하기/분할에 해당하기도 한다. 감도가 상대적으로 3dB 증가/감소되는 경우에도 음향 출력이 2배/감소되는 것에 해당한다. '반공간'으로 측정할 때, 지상면의 경계는 소리가 방사하는 가용 공간을 반으로 잘라내고 수신기의 음향력을 배가시키므로, 그에 상응하는 3dB의 측정 감도 증가를 위해 시험 조건을 아는 것이 중요하다. 측정된 감도의 ±3dB 변화는 또한 주어진 인식된 소음을 발생시키는 데 필요한 전력의 유사한 두 배/할링에 해당하므로, 감도의 '최소' 차이도 증폭기 전력 요건에 큰 변화를 초래할 수 있다. 이는 파워앰프가 증폭기 출력 증가에 점점 더 비실용적이 되기 때문에 중요하다.

국내 고품질 스피커의 경우 감도가 84dB~94dB까지인 경우가 많지만 전문 스피커는 90dB~100dB까지 감도가 가능하다. '84dB' 선원은 100와트 증폭기에 의해 구동되는 '90dB' 선원과 동일한 음향 전력(인정된 소음)을 생산하기 위해 400와트 증폭기가 필요하며, 10와트 증폭기에 의해 구동되는 '100dB' 선원이 필요하다. 따라서 시스템의 '전원'에 대한 좋은 측정은 청각 주파수 스펙트럼 위에 앰프와 확성기를 결합한 최대 소음도를 dB SPL 단위로 표시한 것이다. 인간의 귀는 등고선(Equal-Loudness)에서 알 수 있듯이 낮은 주파수에 덜 민감하므로 잘 설계된 시스템은 클리핑하기 전에 100Hz 미만의 비교적 높은 소리 수준을 발생시킬 수 있어야 한다.

스피커 감도는 인식된 큰 소리처럼 주파수와 전력에 따라 달라진다. 감도는 전력 압축과 고조파 왜곡과 같은 비선형 효과를 최소화하기 위해 1와트로 측정하고 사용 가능한 대역폭에 걸쳐 평균을 낸다. 대역폭은 측정된 '+/-3dB' 컷오프 주파수 사이에 지정되는데, 이때 상대적 소음이 피크 음성으로 최소 6dB 감쇠된다. 일부 스피커 제조업체는 바닥/벽/천장 경계가 인식된 소음을 증가시킬 수 있는 극한 주파수에서 스피커의 실제 실내 응답을 고려하기 위해 '+3 dB/-6 dB'를 대신 사용한다.

스피커 감도는 오디오 앰프가 전압 소스처럼 작동하는 경향이 있기 때문에 고정 증폭기 출력 전압을 가정하여 측정하고 정격한다. 감도는 다르게 설계된 스피커 간의 스피커 임피던스 차이 때문에 잘못된 측정 기준이 될 수 있다. 임피던스가 높은 스피커는 측정된 감도가 낮을 수 있으므로, 효율성이 실제로 유사하더라도 임피던스가 낮은 스피커보다 효율성이 낮은 것으로 보인다. 스피커 효율은 스피커가 음향 전력으로 변환하는 전력의 실제 백분율만을 측정하는 지표로, 스피커에서 주어진 음향 전력을 달성하는 방법을 조사할 때 사용하기에 더 적절한 지표일 때도 있다.

동일하고 상호 연결된 스피커 드라이버(각각에서 파장보다 훨씬 작음)를 추가하고 두 드라이버 간에 전력을 균등하게 나누면 최대 3dB의 조합 효율이 증가하는데, 이는 다이어프램 영역이 두 배가 될 때까지 단일 드라이버의 크기를 증가시키는 것과 유사하다. 주파수 응답은 일반적으로 드라이버 크기에 비례하기 때문에 다중 드라이버는 대형 드라이버보다 효율을 높이는 것이 더 실용적일 수 있다.

시스템 설계자는 스피커 캐비닛에서 상호 연결된 드라이버를 사용하고, 플레이스에서 상호 연결된 스피커 캐비닛을 사용함으로써 이러한 효율성 향상을 이용한다. 드라이버 배열에서 총 드라이버 면적을 두 배로 늘릴 때마다 두 드라이버 사이의 총 거리가 최대 1/4 파장을 초과하는 한계까지 효율이 최대 3dB 증가한다.

또한 운전자의 수가 두 배로 증가할 때 전력 처리 능력은 두 배로 증가하여 총 증폭기 전력 또한 두 배로 증가할 때 상호 연결된 운전자의 두 배당 최대 6 dB의 총 음향 출력이 실현 가능하다. 격막, 바스켓, 도파관 또는 경음기를 포함한 단일 드라이버의 총 크기가 이미 한 파장을 초과할 수 있기 때문에 높은 주파수에서 여러 드라이버로 상호 결합 효율 이득을 실현하기 어렵다.

파장보다 훨씬 작은 소스는 자유 공간에서 전방향으로 방사하는 점원처럼 작용하는 반면, 파장보다 큰 소스는 그들 자신의 '지상면' 역할을 하며 소리를 앞으로 내보낸다. 이러한 비밍은 더 큰 장소에서 고주파 분산 문제를 일으키는 경향이 있기 때문에 설계자는 다양한 방향을 지향하거나 다양한 위치에 배치되는 복수의 소스로 청취 영역을 덮어야 할 수 있다.

마찬가지로, 바닥/벽/천장과 같은 하나 이상의 경계로 1/4 파장보다 훨씬 적은 스피커 근접성은 자유 공간을 절반의 공간, 4분의 1 공간 또는 8분의 1 공간으로 변경함으로써 유효 감도를 높일 수 있다. 경계까지의 거리가 1/4 파장 이상일 때, 지연된 반사는 인식된 큰 소리를 증가시킬 수 있지만, 특히 작은 장소와 단단한 반사 표면에서, 장소 전체에 주파수 응답을 고르지 못하게 하거나 소리를 분산시키고 거칠게 만들 수 있는 빗 필터링과 반향과 같은 주변 효과를 유발할 수 있다.

지정된 청취 구역 내에서 경계 효과를 보상하기 위하여 흡음 구조물, 음 확산 구조물 및 디지털 신호 처리를 사용할 수 있다.

'음악의 힘' — 실제 문제

음악 파워(Music Power)라는 용어는 어느 정도 타당성이 있는 앰프와 확성기 모두에 대해 사용되어 왔다. 진폭 압축이나 제한 없이 라이브 음악을 녹음할 때, 결과 신호는 평균보다 훨씬 높은 진폭(20dB 이상)의 짧은 피크를 포함하며, 전력이 신호 전압의 제곱에 비례하기 때문에 이들의 재생은 약 100배의 짧은 피크를 제공할 수 있는 앰프를 필요로 한다.보통 수준보다 낫다. 따라서 이상적인 100와트 오디오 시스템은 클리핑을[citation needed] 피하기 위해 10,000와트의 짧은 피크를 처리할 수 있어야 한다(프로그램 레벨 참조). 대부분의 확성기는 열적 관성으로 인해 짧은 버스트에서 음성 코일이 연소되는 것을 방지하므로 사실상 연속 정격의 몇 배(백 배까지는 아님)의 최고점을 견딜 수 있다. 그러므로 스피커가 견딜 수 있는 일정한 전력의 몇 배 높은 연속 정격의 파워앰프에서 확성기를 구동하는 것은 허용되고 바람직하지만, 그것을 과열시키지 않도록 주의를 기울여야 한다; 이것은 특히 압축이 심하여 하이 레에서 재생할 수 있는 현대 음반에서는 어렵다.앰프가 클리핑을 시작할 때 압축되지 않은 기록으로 인해 발생할 수 있는 명백한 왜곡이 없는 벨.

앰프는 특정 전력 수준을 발생시킬 수 있는 오디오 출력 회로로 설계할 수 있지만, 전원 공급 장치가 매우 짧은 시간 동안 충분한 전력을 공급할 수 없고, 최대 출력 전력을 오랫동안 유지하면 위험하게 과열되는 열 침하 기능을 가지고 있다. 이것은 앰프가 상대적으로 낮은 평균 전력으로 음악을 다룰 수 있지만 짧은 피크, 높은 '음악 파워' 출력을 광고할 수 있고(그리고 전달될 수 있으며), 전원 공급장치와 열제거원에 절약되는 돈을 절약할 수 있기 때문에 기술적이고 상업적인 의미가 있다. 상당히 압축된 프로그램 소스는 동일한 피크 전력에 대해 평균 전력이 훨씬 더 높을 수 있기 때문에 문제를 일으킬 가능성이 더 높다. 앰프와 전원 공급을 보호하는 회로는 지속적인 고출력 작동 시 장비 손상을 방지할 수 있다.

전문적 맥락에서 주로 사용되는 보다 정교한 장비는 스피커와 앰프가 안전하게 다룰 수 있는 것보다 더 많은 평균 전력을 공급하지 않고도 높은 피크 전력 수준을 처리할 수 있는 첨단 회로를 가지고 있다.

앰프와 라우드스피커 연결

찰스 '척' 맥그리거는 이스턴 어쿠스틱 워크스 수석 기술자로 재직하면서 확성기에 맞는 크기의 증폭기를 선택하고자 하는 전문 오디오 구매자들을 위한 가이드라인을 작성했다. 척 맥그리거는 앰프의 최대 출력 정격이 확성기의 연속 정격(일명 "RMS") 정격의 두 배인 20%를 주거나 가져갈 것을 권고했다. 그의 예에서 250와트의 연속 전력 정격을 가진 확성기는 400와트에서 625와트의 범위 내에서 최대 전력 출력을 가진 증폭기와 잘 어울릴 것이다.[27]

IEC 268-5 표준(최근 IEC 60268-5로 불림)에 따라 확성기를 테스트하고 라벨을 붙이는 JBL은 시스템의 사용 프로필에 따라 권장사항의 뉘앙스가 더 다양하며, 확성기를 구동하는 데 사용되는 신호의 (최악의 경우) 파고율을 보다 근본적으로 포함한다.[28]

  1. "최고 과도현상 기능이 유지되어야 하는 주의 깊게 모니터링되는 애플리케이션의 경우, 시스템은 IEC 정격의 두 배를 전달할 수 있는 앰프로 전원을 공급받아야 한다." 예를 들어, 300와트 IEC 정격의 스튜디오 모니터는 "피크 신호가 일반적으로 시스템 구성 요소에 거의 스트레스를 주지 않을 정도로 짧은 지속 시간"이라는 전제 하에 600와트(RMS) 증폭기에 의해 안전하게 구동될 수 있다.[28]
  2. "고 연속적이지만 왜곡되지 않은 출력이 발생할 가능성이 높은 경로 적용의 경우 시스템의 IEC 등급을 전달할 수 있는 앰프로 시스템에 전원을 공급해야 한다." 여기에는 대부분의 소비자 시스템이 포함된다. "그런 시스템은 종종 부주의로 과도하게 추진되거나 피드백에 들어갈 수 있다. IEC 정격과 동일한 앰프로 전원을 공급받으면 사용자는 안전한 작동을 보장받는다."[28]
  3. "왜곡된 (과다구동) 출력이 음악적 요건이 될 수 있는 악기 어플리케이션의 경우, 시스템에 대한 IEC 정격의 2분의 1만 전달할 수 있는 앰프로 시스템에 전원을 공급해야 한다." 예를 들어, 일반적으로 "300와트의 왜곡되지 않은 사인파"를 출력하는 앰프가 클리핑할 때(즉, 출력이 사각파에 가까울 때) 600와트의 전력에 도달할 수 있기 때문에 이것이 필요하다. 그러한 시나리오가 그럴듯할 경우, 확성기의 안전한 작동을 위해 증폭기(RMS) 정격은 확성기의 IEC 전원의 절반 이하가 되어야 한다.[28]

'활성' 스피커의 전원 처리

액티브 스피커는 채널당 2, 3개의 스피커로 구성되며, 각각 자체 앰프를 장착하고, 낮은 레벨의 오디오 신호를 각 스피커가 처리할 주파수 대역으로 분리하기 위한 전자 크로스오버 필터가 선행한다. 이 접근방식은 높은 전력 처리 능력이지만 제한된 롤오프와 크고 비싼 인덕터 및 캐패시터를 사용하는 패시브 크로스오버를 사용할 필요 없이 저수준 신호에 복잡한 능동 필터를 사용할 수 있게 한다. 또 다른 장점은 신호가 두 개의 다른 주파수 대역에서 동시 피크를 가질 경우 피크 전력 처리가 더 크다는 것이다. 단일 증폭기는 두 신호 전압이 모두 파고일 때 피크 전력을 처리해야 한다. 출력은 전압의 제곱에 비례하므로 두 신호가 동일한 피크 전압에 있을 때의 피크 출력은 전압 합계의 제곱에 비례한다. 별도의 앰프를 사용할 경우 각각 자체 밴드에서 피크 전압의 사각형을 처리해야 한다. 예를 들어 베이스와 미드레인지 각각 10W의 출력에 해당하는 신호를 갖는 경우 40W의 피크를 처리할 수 있는 단일 앰프가 필요하지만 각각 10W를 처리할 수 있는 베이스와 트레블 앰프는 충분하다. 이는 광대역 타악기 및 고암도 베이스 노트와 같이 서로 다른 주파수 대역에서 유사한 진폭의 피크가 발생할 때 관련된다.

대부분의 오디오 어플리케이션의 경우 낮은 주파수에서 더 많은 전력이 필요하다. 이를 위해서는 저주파용 고출력 증폭기(20~200Hz 대역의 경우 200와트), 미드레인지용 저출력 증폭기(예: 200~1000Hz의 경우 50와트), 하이엔드(예: 1000~20000Hz의 경우 5와트)가 필요하다. 바이/트리 앰프 시스템의 적절한 설계를 위해서는 최적의 교차 주파수 및 파워앰프 파워를 결정하기 위한 운전자(스피커) 주파수 응답 및 민감도의 연구가 필요하다.

지역적 변화

미국

피크 순간 출력과 피크 음악 출력은 서로 다른 사양의 두 가지 다른 측정값이므로 서로 바꾸어 사용해서는 안 된다. 펄스나 성능과 같은 다른 단어를 사용하는 제조자는 알 수 없는 의미를 가진 자체 비표준 측정 시스템을 반영하고 있을 수 있다. 연방무역위원회는 연방무역위원회(FTC) 규칙 46 CFR 432(1974년)로 이것을 종식시켜, 홈 엔터테인먼트 제품에 이용되는 증폭기에 대한 전력 출력 청구에 영향을 미치고 있다.

연방 무역 위원회 명령에 대응하여, 소비자 가전 협회는 가전 제품의 오디오 파워에 대한 명확하고 간결한 측정 방법을 확립했다. 그들은 공정위가 승인한 제품 표시 템플릿을 그들의 웹사이트에 올렸고 전체 표준은 유료로 이용할 수 있다. 많은 사람들은 이것이 앰프 등급의 애매함과 혼란을 상당 부분 해결할 것이라고 믿는다. 스피커와 파워 스피커 시스템에 대한 등급도 있을 것이다. 이 사양은 오디오 앰프에만 적용된다. EU 상대국이 예상되며 미국과 유럽에서 판매되는 모든 장비는 동일한 시험과 등급을 받게 된다.[29]

이 규정은 자동차 엔터테인먼트 시스템을 다루지 않아 결과적으로 여전히 전력 등급 혼란에 시달리고 있다. 그러나 모바일 오디오 앰프에 대한 테스트 및 측정 방법을 포함하는 새로운 미국 승인 국가 표준 ANSI/CEA-2006-B는 많은 제조업체에 의해 서서히 시장에 진입하고 있다.[30]

유럽

DIN(Deutches Institute für Normung, 독일 표준화 연구소)은 DIN 45xxx에서 오디오 전력 측정을 위한 몇 가지 표준을 설명한다. DIN 표준은 유럽에서 공통적으로 사용된다.[31]

국제

IEC 60268-2는 출력을 포함한 파워앰프 사양을 정의한다.[32]

참고 항목

참조

  1. ^ a b "Understanding Power Amplifier Power Ratings". www.rocketroberts.com. Retrieved 2016-10-28. The peak of the signal is just touching [...] the values of the power supply rails. This signal is still clean and undistorted, however it is the maximum clean signal that is possible for this amplifier. [...] Peak Power: [...] the maximum amount of power that can be delivered to a load [...] For the amplifier we have been using in our example, the peak power (for an 8 ohm load) is 200 watts. This amount of power is delivered to the 8 ohm load at the instant when the output voltage of the amplifier is at +40 volts
  2. ^ "Making Sense of Amplifier Power Ratings". www.meyersound.com. Archived from the original on 2016-10-19. Retrieved 2016-10-28. Using this rail voltage, we could calculate the instantaneous peak power...
  3. ^ Sengpiel, Eberhard. "Amplifier, Loudspeaker, and Ohm". www.sengpielaudio.com. Retrieved 2016-10-28. If speaker impedance is too low [...] Too much current will run through the AV receiver's output transistors, causing the receiver to overheat and shut down.
  4. ^ a b Magazines, Hearst (1987-12-01). Popular Mechanics. Hearst Magazines. The Federal Trade Commission has long been aware of this fact, and in 1975 stepped in to halt the abuses of companies that wanted you to think your amp could launch a speaker into orbit. [...] all published power specs have to state continuous power in watts [...] the average amount of power the amp is capable of producing over an extended period of time.
  5. ^ Vawter, Richard. "Average Power in an AC Circuit". Archived from the original on 2010-03-27. Retrieved 2016-04-22.
  6. ^ "Speaker Ratings". Basic Car Audio Electronics. Retrieved 2016-04-22.
  7. ^ Lewallen, Roy (2004-11-18). "RMS Power" (PDF). The RMS value of power is not the equivalent heating power and, in fact, it doesn’t represent any useful physical quantity.
  8. ^ Unknown; Dawson, Stephen. "Why there is no such thing as 'RMS watts' or 'watts RMS' and never has been". Hi Fi Writer. Retrieved 2016-04-22. By contrast, RMS (root mean square) power, would have to be defined as the square root of the time average of the square of the instantaneous power, since this is what 'RMS' means. This could be done, but it is not the power as measured, and furthermore, it would have no technical significance (e.g. it doesn't measure heating power).
  9. ^ Quillen, Paul (1993). "What's RMS Power or RMS Watts?" (PDF). the Voltage that's measured is RMS Voltage, but the resulting power is Average Power and it's measured in Watts.
  10. ^ "Speaker power handling < Pro-Audio References". www.doctorproaudio.com. Retrieved 2016-10-28. Often wrongly referred to as "RMS" power, since it is derived from RMS voltage readings. RMS (root-mean-square) only makes sense on variables that have negative as well as positive values.
  11. ^ CEA-2006-A, Mobile Amplifier Power, archived from the original on 22 July 2011, retrieved 2011-08-13, Example of Product Mark Usage [...] Power Output: 30 Watts RMS
  12. ^ "Amplifier Rule 16 CFR Part 432 Federal Trade Commission". www.ftc.gov. Retrieved 2016-10-28. rated minimum sine wave continuous average power output, in watts, per channel [...] at the impedance for which the amplifier is primarily designed, measured with all associated channels fully driven to rated per channel power
  13. ^ 39 FR 15387, archived from the original on November 30, 2005
  14. ^ "LM4753 Dual 10W Audio Power Amplifier". www.ti.com. Archived from the original on 2016-10-28. Retrieved 2016-10-28. capable of delivering 10W/channel at 10% distortion
  15. ^ "Electrical and mechanical limits". www.linkwitzlab.com. Retrieved 2016-10-28. It should be clear [...] that amplifier power is not an issue at the low frequency end of the subwoofer range, but at high frequencies. The lowest frequency output is driver excursion limited.
  16. ^ "Power Ratings: Know What's Watt - ProAudioBlog.co.uk". ProAudioBlog.co.uk. 2015-04-13. Archived from the original on 2016-10-28. Retrieved 2016-10-28. For a sine wave, the peak power is twice the continuous average power.
  17. ^ Luu, Tuan (March 2005). "Power Rating in Audio Amplifiers". Texas Instruments. Peak power ratings are obtained by using peak voltage. [...] If the dynamic headroom of an audio amplifier is specified at 3 dB, then the amplifier can deliver two times its average power; e.g., if the amplifier is rated for 200 W average power, then the peak power is 400 W.
  18. ^ "Understanding Class-D amplifier power supply requirements EE Times". EETimes. Retrieved 2016-10-28. The peak power that an amplifier can deliver to the load is [...] PSE(PEAK) = [...] 2 • PSE(RMS)
  19. ^ "Speaker Selection and Amplifier Power Ratings". www.prestonelectronics.com. Retrieved 2016-10-28. In an amplifier, the maximum peak power output to a speaker is limited by the amplifier power supply. [...] In an amplifier, the peak power rating is useful for describing the maximum instantaneous limit of its capability for pulse sounds such as drumbeats and bass notes.
  20. ^ "Class-D amplifier guarantees 90% efficiency". EE Times-Asia. 2007-05-14. Archived from the original on 2012-07-30. Retrieved 2016-04-22.
  21. ^ "Don't Get Seduced by Amplifier Power Specifications". About.com Tech. Retrieved 2016-04-22.
  22. ^ Dale, Rodney; Puttick, Steve (1997-01-01). The Wordsworth Dictionary of Abbreviations and Acronyms. Wordsworth Editions. p. 127. ISBN 9781853263859. PMPO peak music power output
  23. ^ Huzau, Alexander C. (2000-01-01). Dictionary of technical abbreviations: English - German. BoD – Books on Demand. p. 246. ISBN 9783831112999. PMPO acoustic. peak music power output
  24. ^ "Power Rating in Audio Amplifier (Rev. A), slea047a - TI.com". www.ti.com. Retrieved 2016-11-04.
  25. ^ "The Truth About Amplifier Power Ratings". Audioholics Home Theater, HDTV, Receivers, Speakers, Blu-ray Reviews and News. Retrieved 2016-04-22.
  26. ^ Lachenbruch, David (1963-07-20). "Silly Season On in Phono Field". Billboard. Nielsen Business Media, Inc.: 33. ISSN 0006-2510. It was called "Music Power Output." So now that we have a good, workable standard, what do we see in the industry's advertising material? Something brand new. It's called — of all things — "Peak Music Power Output".
  27. ^ ProSoundWeb, Study Hall. 척 맥그리거, 몇 와트인가 : 암페어 vs. 확성기: 그 영원한 질문이 대답했다 - 내 확성기를 위한 "올바른" 와트는 무엇인가. 2009년 2월 27일 회수.
  28. ^ a b c d JBL 스피커 전원 요구 사항
  29. ^ CEA-490-A: 2011년 7월 22일, 웨이백 머신, 연방 무역 위원회(FTC) 규칙, 가정용 엔터테인먼트 제품에 사용되는 증폭기에 대한 출력 클레임에서 보관된 오디오 증폭기에 대한 측정 방법 테스트 방법, 46 CFR 432(1974) 2011-08-13에 액세스.
  30. ^ "CEA Standard for testing mobile audio equipment". Archived from the original on 2011-07-18. Retrieved 2011-08-13.
  31. ^ "Understanding amplifier power ratings". Archived from the original on 29 June 2011. Retrieved 2011-08-13.
  32. ^ "IEC 60268-2 (preview)" (PDF). IEC. August 2008. Archived from the original (PDF) on 2012-03-19. Retrieved 2011-08-24.

외부 링크