Связь между электрической мощностью акустических систем и уровнем звукового давления

Громкость звука, излучаемого акустической системой, характеризуется уровнем звукового давления, а не величиной электрической мощности акустической системы.

Для того, чтобы можно было сравнивать эффективность работы различных систем, способ измерения величины уровня звукового давления стандартизируется. Стандартное измерение уровня звукового давления акустической системы производится на расстоянии одного метра от акустической системы, а величина этого уровня определяется в децибельном соотношении от уровня стандартного минимального звукового давления, принятого за 0 дБ.

Связь между электрической мощностью и уровнем стандартного звукового давления акустической системы можно проследить на следующем примере. Предположим, что некоторая акустическая система при электрической мощности сигнала 1 ватт создает на расстоянии 1 метр уровень звукового давления 100 дБ. Каждое удвоение мощности входного сигнала увеличивает уровень звукового давления на 3 дБ. Следовательно, при мощности 2 вт. уровень звукового давления составит 103 дБ, при мощности 4 вт – 106 дБ, при мощности 8 вт – 109 дБ и т.д. Полный расчет уровня звукового давления, создаваемого акустической системой, должен производиться, начиная со значения уровня звукового давления при мощности сигнала 1 вт, т.е. со значения чувствительности акустической системы, и заканчивая значением уровня звукового давления при максимально допустимой электрической мощности системы, т.е. до значения уровня максимального звукового давления акустической системы.

Пример полного расчета уровня звукового давления акустической системы приводится в следующей таблице.

 

 

На этом примере видно, что при увеличении электрической мощности в 500 раз, уровень звукового давления, создаваемого акустической системой, увеличивается лишь на 27 дБ. Примерно на столько же увеличивается и громкость звука.

Проанализировав эти данные, можно также убедиться в том, что незначительное уменьшение чувствительности акустической системы приводит к очень большим потерям мощности. Например, если чувствительность системы уменьшится на 3 дБ, что в нашем случае составит 97 дБ, то для того, чтобы получить прежний уровень звукового давления в 127 дБ, электрическая мощность звукового сигнала в системе должна быть увеличена до 1000 вт. при этом потери электрической мощности будут составлять 500 вт. Акустическая система, чувствительность которой на 3 дБ выше, создаст такой же уровень звукового давления при мощности 250 вт и позволит сэкономить 250 вт для того, чтобы подключить еще одну такую же систему.

Из всего этого следует, что величина чувствительности акустической системы имеет чрезвычайно важное значение для систем звуковоспроизведения большой мощности. Например, применение акустических систем с высокой чувствительностью в составе мобильного концертного комплекса позволяет в два и более раза сократить количество и вес акустических систем и усилителей мощности, снизить затраты на установку, погрузку и доставку системы, высвободить массу времени.