Moc głośników (kolumn) - co naprawdę oznacza?

Potężne kolumny o mocy 1000W już za 300zł! 500W basu już dziś w Twoim salonie. Nie trzeba być stałym bywalcem sklepów RTV, żeby kojarzyć takie – jakże mylne – hasła marketingowe. Podobnie, jak obowiązkowe podczas prezentacji sprzętu pytanie: Ile mocy mają te głośniki? W poniższym artykule chcemy pokazać, że takie slogany mają przede wszystkim moc marketingową, a także – w czym tak naprawdę leży efektywność zespołów głośnikowych i co pozwala na ich skuteczną ocenę.

Mocniej, czyli głośniej?
Pierwsze, najbardziej oczywiste skojarzenie jest proste: kolumny o większej mocy zagrają głośnej. A wiadomo, że najważniejsze, żeby grało głośno, warto więc zdecydować się na jak największy zapas mocy... Czy w istocie? Jak często bywa w przypadku utartych komunałów, niekoniecznie.

Przede wszystkim, bezpośrednie łączenie pojęcia mocy z głośnością, z jaką są w stanie zagrać kolumny głośnikowe nie jest właściwe z technicznego punktu widzenia. Kolumny pasywne – nieposiadające wzmacniacza, a więc ogromna większość głośników nie-komputerowych – są odbiornikami mocy generowanej we wzmacniaczu. Ich zadaniem jest przetworzenie otrzymywanej energii elektrycznej na energię mechaniczną, skutkującą powstaniem fal akustycznych, dźwięku. Przy czym ciekawostką jest fakt, że zaledwie około 1% całkowitej mocy przekazywanej kolumnom przez wzmacniacz zamienia się w energię akustyczną. Pozostała część staje się energią cieplną, która, przy doprowadzaniu sygnału o nadmiernej mocy przez dłuższy czas, może doprowadzić do uszkodzenia termicznego głośnika, i jest rozpraszana.

To, co określa się mocą kolumn jest w rzeczywistości zdolnością do przyjęcia pewnej ilości mocy ze wzmacniacza, pozwalającej na precyzyjną reprodukcję dźwięku bez uszkodzenia głośników. Najczęściej jest to pewien przedział, dlatego w specyfikacjach kolumn w sklep.RMS.pl zamiast mocy kolumn głośnikowych podawana jest zalecana moc wzmacniacza. Dla określenia skali natężenia dźwięku, jaką dane kolumny mogą wytworzyć, istnieje znacznie skuteczniejsza miara.

Jeśli nie moc, to co?
Jest to skuteczność – określana również efektywnością – podawana w decybelach. W znormalizowanym pomiarze oznacza ona natężenie dźwięku, jakie wytworzy kolumna po podaniu jej mocy na poziomie 1W, zmierzone w odległości 1m od głośników. To właśnie skuteczność określa, jak głośno jest w stanie zagrać głośnik. Wysokość tego współczynnika nie zależy od mocy przekazywanego sygnału, a od konstrukcji głośników. Generalnie, im lżejsze są poszczególne elementy głośnika, jak karkas, cewka czy membrana, tym większą skutecznością będzie się on charakteryzował. Z drugiej strony, aby głośnik był przygotowany na przyjęcie wysokiej mocy, powinien on spełniać przeciwne kryteria – solidna cewka nawinięta na duży karkas, tworząca głośnik o dużej masie. Dlatego konstruktorzy wysokiej klasy kolumn głośnikowych stają przed niełatwym wyzwaniem pogodzenia sprzeczności.

Łatwo zauważyć, przeglądając specyfikacje różnych zespołów głośnikowych, że różnice w skuteczności nie są duże – najczęściej na poziomie kilku decybeli. W tym wypadku pozory mylą. Różnica 3dB oznacza dwukrotną przewagę jednej kolumny nad drugą, 6dB – czterokrotną, itd. Kolumny o skuteczności 94dB przy podaniu tej samej mocy zagrają dwukrotnie głośniej, niż te o skuteczności 91dB.

Pojęcie mocy głośników może więc wprowadzać konsumentów w błąd. Jeżeli 20W kolumny charakteryzują się skutecznością na poziomie 105dB, to przy podaniu identycznego sygnału zagrają znacznie głośniej, niż zespoły głośnikowe o mocy 30W ze skutecznością 90dB.

Należy też zwrócić uwagę, przy jakim poziomie impedancji dokonano pomiaru skuteczności. Oczywiste jest, że im wyższa rezystancja, tym niższa będzie efektywność kolumn. Jest to szczególnie istotne przy porównywaniu różnych zespołów głośnikowych. Należy wówczas upewnić się, czy w obu przypadkach pomiar dokonywany był w tych samych warunkach.

Moc mocy nierówna
Producenci kolumn głośnikowych często podają do wiadomości konsumentów różne „rodzaje” mocy. Nierzadko z pudełek marketowych głośniczków do komputera o średnicy 10cm możemy dowiedzieć się, że dysponują one 100W zapasem mocy. Moc znamionowa (nominalna, RMS – root mean square) – najbardziej pewna, miarodajna wartość, określająca rzeczywiste możliwości głośników. Jest to poziom mocy, pod kątem współpracy z którym projektowane są głośniki. Do jego pomiaru wykorzystuje się sinusoidalny sygnał testowy o częstotliwości 20 – 20.000Hz, a więc poziomie, który odbiera przeciętne ludzkie ucho. Aby możliwe było jej umieszczenie w opisie, głośnik musi wytrzymać 100 godzin pracy z takim sygnałem.

Moc AES – normatywnie określony sposób pomiaru mocy. W ciągu dwóch godzin do głośników podawany jest szum różowy (szum, którego widmo częstotliwościowe jest odwrotnie proporcjonalne do częstotliwości) o częstotliwości pasującej do ich zakresu przenoszenia. Zazwyczaj jest to wartość o ok. 20% wyższa od mocy RMS.
Moc szczytowa (peak power) – wartość mocy, z którą głośniki są w stanie grać przez bardzo krótki – do kilku sekund – okres, bez uszkodzenia ich. Nie istnieją zestandaryzowane metody pomiaru mocy szczytowej, dlatego nie należy podejmować decyzji zakupowych na podstawie tego parametru. Inną odmianą tej mocy jest moc PMPO (peak music power output) – destrukcyjne rozwiązanie, polegające na podaniu kilku-, kilkunastokrotnie wyższego sygnału, niż głośnik jest w stanie wytrzymać. W przeciągu ułamka sekundy głośnik zostaje uszkodzony. Czysto marketingowe narzędzie, niemające żadnego przełożenia na rzeczywiste możliwości sprzętu.
Moc muzyczna – dobrze brzmiący parametr, na którego wysoką wartość łatwo się nabrać, niestety – kolejny nieposiadający naukowych podstaw. Przyjęło się sądzić, że jest to podwojona moc RMS, do której wyznaczania używa się muzyki, a nie zestandaryzowanego sygnału. Z uwagi na to, że nie ma określonych norm określających jej pomiar, równie niemiarodajna, co dwie powyższe.

Powyższe informacje stanowią podstawy wiedzy, jakie należy posiadać przystępując do zakupu sprzętu audio. Podsumowując – w pierwszej kolejności zwróćmy uwagę na skuteczność kolumn, nad których zakupem się zastanawiamy, zaś przeglądając dane o mocy, upewnijmy się, że mamy do czynienia z mocą RMS. Część producentów – zwłaszcza budżetowych systemów – ucieka się do różnych, nie zawsze uczciwych sposobów promocji swoich towarów. Warto być przygotowanym na takie sytuacje, by samodzielnie móc w rzetelny sposób odnieść się do danych podawanych przez producentów i sprzedawców.