เครื่องคำนวณกำลังแอมป์ — SPL & ระดับอ้างอิง THX | TheaterOwl

Amplifier SPL Calculator กำหนดว่า amp ต้องส่งกี่วัตต์เพื่อให้ถึงระดับอ้างอิง THX (peaks 105 dB, เฉลี่ย 85 dB) ที่ตำแหน่งฟังเมื่อมีค่า sensitivity ของลำโพงและระยะที่นั่ง สูตรหลักคือ required_W = 10^((SPL_target - sensitivity - 20×log10(reference_distance/listening_distance))/10) โดยคำนึงถึงการสูญเสีย inverse-square 6 dB ต่อการเพิ่มระยะเป็นสองเท่า amps ส่วนใหญ่ต้องการ headroom 3 ถึง 10 dB เหนือจำนวนที่คำนวณได้เพื่อจัดการ peaks แบบ dynamic โดยไม่ clipping

วิธีการทำงาน

Sensitivity ของลำโพงระบุเป็น dB ที่ 1 วัตต์วัดที่ 1 เมตร (dB/W/m) แต่ละการเพิ่มระยะเป็นสองเท่าจากลำโพงจะลด SPL ประมาณ 6 dB และแต่ละการเพิ่มกำลัง amp เป็นสองเท่าจะเพิ่ม 3 dB เริ่มจาก sensitivity เครื่องคำนวณจะลบการสูญเสียระยะเพื่อหา SPL ที่ผลิตโดย 1 W ที่ตำแหน่งฟัง แล้วคำนวณกำลังเพิ่มเติมที่ต้องใช้เพื่อให้ถึงเป้าหมาย THX 105 dB peaks ลำโพง 89 dB/W/m ที่ 12 ฟุต (3.66 ม.) ต้องการประมาณ 200 W ต่อ channel สำหรับ peak 105 dB โดยไม่มี margin headroom

สถานการณ์การใช้งาน

• กำหนดขนาด 7.1 receiver สำหรับห้อง 14 × 20 ฟุตด้วยลำโพง bookshelf 88 dB/W/m ที่นั่งห่าง 12 ฟุตจาก front stage โดยตั้งเป้าอ้างอิง THX 105 dB peaks
• เปรียบเทียบ amp สองตัว (100 W vs 250 W ต่อ channel) เพื่อดูว่า amp ตัวใหญ่ให้ headroom ที่มีความหมายหรือเพียง margin 4 dB ที่ลำโพงไม่สามารถใช้ประโยชน์ได้ก่อน compression
• ยืนยันว่าลำโพง tower 90 dB/W/m คู่กับ AVR 80 W แบบไม่หนักจะถึงเป้าหมายที่ผ่อนคลายกว่า 95 dB สำหรับการฟังเพลงที่ 10 ฟุต ต่ำกว่าระดับอ้างอิงอย่างมาก
• วินิจฉัยว่าทำไมลำโพง audiophile 84 dB/W/m sensitivity ต่ำที่ 15 ฟุตฟังดูถูก compress บน peaks ภาพยนตร์แม้ amp 150 W: คณิตศาสตร์แสดงว่า amp clip 4 dB ต่ำกว่าเป้าหมาย

แอมป์และ SPL: สิ่งที่ควรรู้

ความไวลำโพงเป็นปัจจัยสำคัญที่สุด: ทุก 3 dB ของความไวเพิ่มจะลดวัตต์ที่ต้องการลงครึ่งหนึ่ง เลือกลำโพงที่มีความไวสูงเพื่อลดต้นทุนแอมป์

จุดสูงสุดในภาพยนตร์อาจเกินระดับเฉลี่ย 20 dB นั่นเป็นเหตุผลที่แนะนำ headroom 10 dB เหนือกำลังที่คำนวณได้

กฎกำลังสองผกผัน: การเพิ่มระยะทางเป็นสองเท่าจะลด SPL ลง 6 dB ต้องใช้กำลังมากกว่าสี่เท่าเพื่อชดเชย

คำถามที่พบบ่อย

THX reference level คืออะไรและทำไมถึง 105 dB?

THX reference คือ SPL ที่ภาพยนตร์ถูก mix บน dub stage ที่ calibrate แล้ว: ค่าเฉลี่ยบทสนทนา 85 dB SPL พร้อม headroom 20 dB สำหรับ peaks ถึง 105 dB ที่ตำแหน่งฟังจากทุก main channel และ 115 dB จาก LFE channel การสร้างระดับอ้างอิงที่บ้านหมายถึง soundtrack เล่นเหมือนที่ mixers ได้ยินจริง

ควรวางแผน headroom amplifier เท่าไรเหนือกำลังวัตต์ที่คำนวณได้?

เพิ่มอย่างน้อย 3 dB (วัตต์เป็นสองเท่า) สำหรับเพลงและ 6 ถึง 10 dB (4x ถึง 10x วัตต์) สำหรับ dynamics ของภาพยนตร์ ถ้าเครื่องคำนวณบอกว่าคุณต้องการ 100 W เพื่อให้ถึง 105 dB วางแผน amp 200 ถึง 400 W เพื่อให้ peak transients ถูกสร้างใหม่อย่างสะอาด การ clip amp ตัวเล็กทำลาย tweeters มากกว่า amp ตัวใหญ่จะทำได้

Impedance ลำโพงส่งผลต่อการคำนวณ SPL หรือไม่?

Sensitivity ถูกประเมินที่ 2.83 V เข้า nominal impedance ของลำโพง ดังนั้นลำโพง 4 ohm ที่ 2.83 V จริงๆ รับ 2 W ไม่ใช่ 1 W ลำโพง 4 ohm 89 dB/W/m มี sensitivity จริง 86 dB/W/m เมื่อ normalize ตรวจสอบเสมอว่า spec เป็น dB/W/m (1 วัตต์จริง) หรือ dB/2.83V/m (ซึ่ง favor ดีไซน์ 4 ohm 3 dB)

ทำไมการเพิ่มระยะฟังเป็นสองเท่าเสียเพียง 6 dB แทนที่จะมากกว่า?

เสียงใน free-field ปฏิบัติตาม inverse-square law: ความดันลดลงครึ่งหนึ่งต่อการเพิ่มระยะเป็นสองเท่า เทียบเท่ากับการลดลง 6.02 dB Room reflections ชดเชยการสูญเสียนี้บางส่วนในห้องจริง ดังนั้นการลดลงจริงที่ 12 ฟุตมักใกล้เคียง 4 ถึง 5 dB เครื่องคำนวณใช้ตัวเลข free-field 6 dB ที่ระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่า amp มีกำลังเพียงพอ

Receiver 100 วัตต์เพียงพอสำหรับโฮมเธียเตอร์ 5.1 ทั่วไปหรือไม่?

สำหรับลำโพง 88 ถึง 90 dB/W/m ที่ 10 ถึง 12 ฟุตที่ตั้งเป้า peaks 100 dB (5 dB ต่ำกว่าอ้างอิง THX) ใช่ สำหรับอ้างอิง THX (105 dB) ด้วยลำโพง sensitivity ต่ำกว่า 85 dB/W/m หรือที่นั่งเกิน 13 ฟุต AVR 100 W จะ clip จับคู่ลำโพง high-efficiency กับ receivers ปานกลาง หรือจับคู่ลำโพง low-efficiency กับ amp ภายนอก 200 ถึง 300 W ต่อ channel