ऑडियो पॉवर

ऑडियो पावर एक ऑडियो एम्पलीफायर से लाउडस्पीकर में स्थानांतरित की जाने वाली विद्युत शक्ति है, जिसे वाट में मापा जाता है। लाउडस्पीकर को दी गई विद्युत शक्ति, इसकी दक्षता के साथ, उत्पन्न ध्वनि शक्ति को निर्धारित करती है (शेष विद्युत शक्ति को ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है)।

एम्प्लीफायर विद्युत ऊर्जा में सीमित होते हैं जो वे आउटपुट कर सकते हैं, जबकि लाउडस्पीकर विद्युत ऊर्जा में सीमित होते हैं वे ऑडियो सिग्नल को क्षतिग्रस्त या विकृत किए बिना ध्वनि ऊर्जा में परिवर्तित कर सकते हैं। ये सीमाएं, या पावर रेटिंग, उपभोक्ताओं के लिए संगत उत्पाद खोजने और प्रतिस्पर्धियों की तुलना करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

पावर हैंडलिंग

ऑडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में, पावर आउटपुट (एम्प्लीफायर जैसी चीजों के लिए) और पावर हैंडलिंग क्षमता (लाउडस्पीकर जैसी चीजों के लिए) को मापने के कई विधि हैं।

एम्पलीफायर

एम्पलीफायर आउटपुट पावर वोल्टेज, धारा और तापमान द्वारा सीमित है:

• वोल्टेज: एम्पलीफायर की विद्युत आपूर्ति वोल्टेज उसके द्वारा आउटपुट किए जा सकने वाले तरंग के अधिकतम आयाम को सीमित करती है। यह किसी दिए गए लोड प्रतिरोध के लिए चरम क्षणिक आउटपुट पावर निर्धारित करता है।
• करंट: एम्प के आउटपुट उपकरण (ट्रांजिस्टर या वेक्यूम - ट्यूब ) की एक धारा सीमा होती है, जिसके ऊपर वे क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। यह न्यूनतम लोड प्रतिरोध निर्धारित करता है जिसे एम्प अपने अधिकतम वोल्टेज पर चला सकता है।
• तापमान: एम्प के आउटपुट उपकरण कुछ विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में व्यर्थ कर देते हैं, और यदि इसे जल्दी से नहीं हटाया जाता है, तो वे क्षति के बिंदु तक तापमान में वृद्धि करेंगे। यह निरंतर आउटपुट पावर निर्धारित करता है।

चूंकि एक एम्पलीफायर का पावर आउटपुट इसकी मूल्य को दृढ़ता से प्रभावित करता है, इसलिए निर्माताओं के लिए बिक्री बढ़ाने के लिए आउटपुट पावर स्पेक्स को बढ़ा-चढ़ाकर प्रस्तुत करने के लिए एक प्रोत्साहन होता है। जो कि नियमों के बिना, विज्ञापन पॉवर रेटिंग के लिए कल्पनाशील दृष्टिकोण इतना समान्य हो गया कि 1975 में अमेरिकी संघीय व्यापार आयोग ने बाजार में हस्तक्षेप किया और सभी एम्पलीफायर निर्माताओं को उनके द्वारा उद्धृत किसी भी अन्य मूल्य के अतिरिक्त एक इंजीनियरिंग माप (निरंतर औसत शक्ति) का उपयोग करने की आवश्यकता हुई।

लाउडस्पीकर

लाउडस्पीकरों के लिए, अधिकतम पावर हैंडलिंग के लिए एक थर्मल और एक यांत्रिक विधि भी है।

• थर्मल: लाउडस्पीकर को दी गई सारी ऊर्जा ध्वनि के रूप में उत्सर्जित नहीं होती है। वास्तव में, अधिकांश ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है, और तापमान बहुत अधिक नहीं बढ़ना चाहिए। यह लंबे समय तक उच्च स्तरीय सिग्नल थर्मल क्षति का कारण बन सकते हैं, जो तुरंत स्पष्ट हो सकता है, या दीर्घायु या प्रदर्शन अंतर को कम कर सकता है।
• यांत्रिक: लाउडस्पीकर घटकों में यांत्रिक सीमाएँ होती हैं जिन्हें बहुत ही संक्षिप्त शक्ति शिखर से भी पार किया जा सकता है; एक उदाहरण लाउडस्पीकर चालक का सबसे समान्य प्रकार है, जो यांत्रिक क्षति के बिना कुछ भ्रमण (ऑडियो) सीमा से अधिक अंदर या बाहर नहीं जा सकता है।

अमेरिका में लाउडस्पीकर पावर हैंडलिंग के समान कोई नियम नहीं हैं; समस्या बहुत कठिन है क्योंकि कई लाउडस्पीकर प्रणालियों में अलग-अलग आवृत्तियों पर बहुत अलग विद्युत प्रबंधन क्षमता होती है (उदाहरण के लिए, उच्च आवृत्ति संकेतों को संभालने वाले ट्वीटर शारीरिक रूप से छोटे होते हैं और सरलता से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, जबकि कम आवृत्ति संकेतों को संभालने वाले वूफर बड़े और अधिक शक्तिशाली होते हैं)।

शक्ति गणना

तरंगरूप के लिए समय के साथ तात्कालिक शक्ति का एक ग्राफ, पी लेबल वाली चरम शक्ति के साथ₀ और औसत शक्ति को P लेबल किया गया है_avg

चूंकि प्रत्यावर्ती धारा तरंग की तात्कालिक शक्ति समय के साथ बदलती रहती है, एसी शक्ति, जिसमें ऑडियो पावर भी सम्मिलित है, को समय के साथ औसत के रूप में मापा जाता है। यह इस सूत्र पर आधारित है:

$P_{\mathrm {avg} }={\frac {1}{T}}\int _{0}^{T}v(t)\cdot i(t)\,dt\,$

विशुद्ध रूप से प्रतिरोधी विद्युत भार के लिए, वोल्टेज और वर्तमान तरंगों के मूल माध्य वर्ग (आरएमएस) मूल्यों के आधार पर एक सरल समीकरण का उपयोग किया जा सकता है:

$P_{\mathrm {avg} }=V_{\mathrm {rms} }\cdot I_{\mathrm {rms} }\,$

एक स्थिर साइनसॉइडल टोन (संगीत नहीं) के स्थिति में विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक भार में, इसकी गणना वोल्टेज तरंग के चरम आयाम (जो आस्टसीलस्कप से मापना सरल है) और लोड के प्रतिरोध से की जा सकती है:

$P_{\mathrm {avg} }={\frac {{V_{\mathrm {rms} }}^{2}}{R}}={\frac {{V_{\mathrm {peak} }}^{2}}{2R}}\,$

चूँकि एक स्पीकर पूरी तरह से प्रतिरोधी नहीं है, इन समीकरणों का उपयोग अधिकांशत: ऐसी प्रणाली के लिए शक्ति माप का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। किसी उत्पाद की विशिष्टता शीट पर सन्निकटन का उपयोग संदर्भ के रूप में किया जा सकता है।

उदाहरण

परीक्षण के अनुसार एक एम्पलीफायर 6 वी (12 वी बैटरी द्वारा संचालित) के चरम आयाम के साथ एक साइनसॉइडल सिग्नल चला सकता है। 8 ओम (ईकाई ) लाउडस्पीकर से कनेक्ट होने पर यह प्रदान करेगा:

$P_{\mathrm {avg} }={(6~\mathrm {V} )^{2} \over 2(8~\Omega )}\,\ =2.25~\mathrm {W}$

अधिकांश वास्तविक कार प्रणालियों में, एम्पलीफायर ब्रिज-बंधे लोड कॉन्फ़िगरेशन में जुड़े होते हैं, और स्पीकर प्रतिबाधा 4 Ω से अधिक नहीं होती है। उच्च-शक्ति कार एम्पलीफायर उच्च आपूर्ति वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए डीसी-टू-डीसी कनवर्टर का उपयोग करते हैं।

माप

सतत शक्ति और आरएमएस शक्ति

See also: मूल माध्य वर्ग या औसत शक्ति

एक वोल्टेज तरंगरूप और उसके अनुरूप शक्ति तरंगरूप (प्रतिरोधक भार)। आरएमएस वोल्टेज नीले रंग में, अधिकतम पावर हरे रंग में, औसत पावर बैंगनी रंग में।

निरंतर औसत साइन वेव पावर रेटिंग ऑडियो एम्पलीफायरों और, कभी-कभी, लाउडस्पीकरों के लिए प्रदर्शन विशिष्टताओं का एक प्रमुख भाग है।

जैसा कि ऊपर वर्णित है, औसत शक्ति शब्द समय के साथ पावर (भौतिकी) तरंग के औसत मूल्य को संदर्भित करता है। चूँकि यह समान्य रूप से साइन वेव वोल्टेज के मूल माध्य वर्ग (आरएमएस) से प्राप्त होता है, इसे अधिकांशत: आरएमएस पावर या वाट आरएमएस के रूप में जाना जाता है, किन्तु यह गलत है: यह पावर वेवफॉर्म का आरएमएस मान नहीं है (जो एक बड़ी, किन्तु अर्थहीन संख्या होगी)। जिसमे गलत शब्द वाट्स आरएमएस वास्तव में सीई विनियमों में उपयोग किया जाता है। इसे नाममात्र मूल्य के रूप में भी जाना जाता है, इसका उपयोग करने के लिए एक नियामक आवश्यकता होती है।

सतत ("क्षणिक" के विपरीत) का तात्पर्य है कि उपकरण इस शक्ति स्तर पर लंबे समय तक कार्य कर सकता है; उस ऊष्मा को उसी दर से हटाया जा सकता है जिस दर पर यह क्षति के बिंदु तक तापमान के निर्माण के बिना उत्पन्न होती है।

3 मई 1974 को, संघीय व्यापार आयोग (एफटीसी) ने अपना एम्प्लीफ़ायर नियम प्रयुक्त किया कई हाई-फाई एम्पलीफायर निर्माताओं द्वारा किए गए अवास्तविक विद्युत प्रमाणों का सामना करने के लिए। यह नियम अमेरिका में बेचे जाने वाले एम्पलीफायरों के विज्ञापन और विशिष्टताओं के लिए साइन वेव सिग्नल के साथ किए जाने वाले निरंतर विद्युत माप को निर्धारित करता है। (इस आलेख के अंत में मानक अनुभाग में और अधिक देखें)। इस नियम को 1998 में स्व-संचालित स्पीकरों को कवर करने के लिए संशोधित किया गया था, जैसे कि समान्य रूप से पर्सनल कंप्यूटर के साथ उपयोग किया जाता है (नीचे उदाहरण देखें)।

समान्य रूप से , एक एम्पलीफायर के पावर विनिर्देशों की गणना उसके आरएमएस आउटपुट वोल्टेज को मापकर की जाती है, एक निरंतर साइन वेव सिग्नल के साथ, क्लिपिंग की प्रारंभ में - निर्दिष्ट लोड प्रतिरोधों में कुल हार्मोनिक विरूपण (टीएचडी) के एक निश्चित प्रतिशत के रूप में इच्छित रूप से परिभाषित किया जाता है, जो कि समान्य रूप से 1% उपयोग किए जाने वाले विशिष्ट भार प्रति चैनल 8 और 4 ओम हैं; कुशल ऑडियो में उपयोग किए जाने वाले कई एम्पलीफायरों को भी 2 ओम पर निर्दिष्ट किया गया है। यदि विरूपण को बढ़ने दिया जाए तो बहुत अधिक शक्ति प्रदान की जा सकती है; कुछ निर्माता अधिकतम शक्ति को 10% जैसे उच्च विरूपण पर उद्धृत करते हैं, जिससे उनके उपकरण स्वीकार्य विरूपण स्तर पर मापे जाने की तुलना में अधिक शक्तिशाली दिखाई देते हैं।

निरंतर विद्युत माप वास्तव में ऑडियो उपकरण में पाए जाने वाले अत्यधिक विविध संकेतों का वर्णन नहीं करते हैं (जो उच्च क्रेस्ट कारक उपकरण रिकॉर्डिंग से 0 डीबी क्रेस्ट कारक वर्ग तरंगों तक भिन्न हो सकते हैं) किन्तु व्यापक रूप से एम्पलीफायर की अधिकतम आउटपुट क्षमता का वर्णन करने का एक उचित विधि माना जाता है। ऑडियो उपकरण के लिए, यह लगभग सदैव मानव श्रवण की नाममात्र आवृत्ति सीमा, 20 हेटर्स से 20 किलोहर्ट्ज़ है।

लाउडस्पीकरों में, वॉयस कॉइल्स और चुंबक संरचनाओं की थर्मल क्षमताएं बड़े मापदंड पर निरंतर पावर हैंडलिंग रेटिंग निर्धारित करती हैं। चूँकि, लाउडस्पीकर की प्रयोग करने योग्य आवृत्ति सीमा के निचले सिरे पर, यांत्रिक भ्रमण सीमाओं के कारण इसकी पावर हैंडलिंग आवश्यक रूप से व्युत्पन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, 100 वॉट पर रेट किया गया एक सबवूफर 80 हर्ट्ज़ पर 100 वॉट विद्युत को संभालने में सक्षम हो सकता है, किन्तु 25 हर्ट्ज़ पर यह लगभग उतनी विद्युत को संभालने में सक्षम नहीं हो सकता है क्योंकि ऐसी आवृत्तियाँ, कुछ बाड़ों में कुछ चालको के लिए, विवश करेंगी एम्पलीफायर से 100 वाट तक पहुंचने से पहले ही चालक अपनी यांत्रिक सीमा से परे चला गया।

चरम शक्ति

चरम शक्ति का तात्पर्य तात्कालिक पावर वेवफॉर्म की अधिकतम से है, जो साइन तरंग के लिए, सदैव औसत पावर से दोगुना होता है। अन्य तरंगरूपों के लिए, चरम शक्ति और औसत शक्ति के मध्य का संबंध चरम-टू-औसत अनुपात या चरम-टू-औसत पावर अनुपात (पीएपीआर) है।

एक एम्पलीफायर की चरम शक्ति वोल्टेज रेल्स द्वारा निर्धारित की जाती है और इसके विद्युत घटक बिना किसी क्षति के एक पल के लिए धारा की अधिकतम मात्रा को संभाल सकते हैं। यह तेजी से बदलते विद्युत स्तरों को संभालने के लिए उपकरण की क्षमता को दर्शाता है, क्योंकि कई ऑडियो सिग्नल अत्यधिक गतिशील प्रकृति के होते हैं।

चूँकि, यह सदैव औसत विद्युत के आंकड़े से अधिक मूल्य उत्पन्न करता है, और इसलिए बिना संदर्भ के विज्ञापन में उपयोग करना आकर्षक रहा है, जिससे ऐसा लगता है मानो एम्प में प्रतिस्पर्धियों की तुलना में दोगुनी शक्ति है।

कुल प्रणाली शक्ति

कुल प्रणाली शक्ति एक शब्द है जिसका उपयोग अधिकांशत: ऑडियो प्रणाली की पावर को रेट करने के लिए ऑडियो इंजीनियरिंग में किया जाता है। कुल प्रणाली शक्ति लाउडस्पीकर की पावर हैंडलिंग या एम्पलीफायर के पावर आउटपुट के अतिरिक्त इकाई की कुल ऊर्जा व्यय को संदर्भित करती है। इसे कुछ सीमा तक भ्रामक विपणन चाल के रूप में देखा जा सकता है, क्योंकि इकाई की कुल विद्युत व्यय निश्चित रूप से इसकी किसी भी अन्य विद्युत रेटिंग से अधिक होगी, संभवत: , एम्पलीफायर की चरम शक्ति को छोड़कर, जो अनिवार्य रूप से एक अतिशयोक्तिपूर्ण मूल्य है फिर भी। शेल्फ स्टीरियो और चारों ओर ध्वनि रिसीवर्स को अधिकांशत: कुल प्रणाली शक्ति का उपयोग करके रेट किया जाता है।

शक्ति का अधिक स्पष्ट अनुमान प्राप्त करने के लिए कुल प्रणाली शक्ति का उपयोग करने का एक विधि प्रवर्धक वर्ग पर विचार करना है जो वर्ग की दक्षता पर विचार करके विद्युत उत्पादन का एक शिक्षित अनुमान देगा। उदाहरण के लिए, क्लास एबी एम्पलीफायर की दक्षता 25% से 75% तक व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है। जबकि क्लास डी एम्प्लीफायर 80% से 95%[2] पर बहुत अधिक हैं। एक असाधारण रूप से कुशल क्लास डी एम्प , आरओएचएम बीडी 5421ईएफएस, 90% दक्षता पर काम करता है।

कुछ स्थितियों में, एक ऑडियो उपकरण को उसके सभी लाउडस्पीकरों की सभी चरम पावर रेटिंग्स को जोड़कर उनकी कुल प्रणाली शक्ति से मापा जा सकता है। बॉक्स प्रणाली में कई होम थिएटर को इस तरह से रेट किया गया है। अधिकांशत: लो-एंड होम थिएटर प्रणाली की पावर रेटिंग उच्च स्तर के हार्मोनिक विरूपण पर भी ली जाती है; जो कि 10% तक, जो ध्यान देने योग्य होगा।

पीएमपीओ

पीएमपीओ, जो चरम संगीत शक्ति आउटपुट के लिए है या चरम क्षणिक प्रदर्शन आउटपुट, यह योग्यता का कहीं अधिक संदिग्ध आंकड़ा है, जो उपभोक्ताओं की तुलना में विज्ञापन कॉपी-लेखकों में अधिक रुचि रखता है। पीएमपीओ शब्द को कभी भी किसी भी मानक में परिभाषित नहीं किया गया है, किन्तु इसे अधिकांशत: प्रणाली में प्रत्येक एम्पलीफायर के लिए किसी प्रकार की चरम शक्ति का योग माना जाता है। विभिन्न निर्माता अलग-अलग परिभाषाओं का उपयोग करते हैं, जिससे पीएमपीओ और निरंतर विद्युत उत्पादन का अनुपात व्यापक रूप से भिन्न हो; एक से दूसरे में परिवर्तित करना संभव नहीं है। अधिकांश एम्पलीफायर अपने पीएमपीओ को केवल बहुत ही कम समय के लिए बनाए रख सकते हैं, यदि ऐसा हो भी तो; लाउडस्पीकरों को किसी भी चीज़ के लिए उनके घोषित पीएमपीओ का सामना करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, किन्तु गंभीर क्षति के बिना एक क्षणिक चरम है।

वास्तविक दुनिया में शक्ति और तीव्रता

अनुमानित प्रबलता ध्वनिक आउटपुट शक्ति के साथ लगभग लघुगणकीय मापदंड पर भिन्न होती है। ध्वनिक शक्ति में परिवर्तन के एक कार्य के रूप में अनुमानित ध्वनि में परिवर्तन संदर्भ शक्ति स्तर पर निर्भर है। यह लॉगरिदमिक डेसिबल (डीबी) मापदंड में कथित तीव्रता को व्यक्त करने के लिए उपयोगी और तकनीकी रूप से स्पष्ट है, जो संदर्भ शक्ति से स्वतंत्र है, जिसमें 10 डीबी परिवर्तन और कथित तीव्रता के दोगुने होने के मध्य कुछ सीमा तक सीधा संबंध है।

शक्ति और अनुमानित ध्वनि के मध्य लगभग लघुगणकीय संबंध ऑडियो प्रणाली डिज़ाइन में एक महत्वपूर्ण कारक है। एम्पलीफायर की शक्ति और स्पीकर की संवेदनशीलता दोनों ही अधिकतम प्राप्त करने योग्य ध्वनि को प्रभावित करते हैं। संवेदनशीलता को समान्य रूप से या तो 'मुक्त स्थान' (पूर्ण सीमा स्पीकर के लिए) में एक एनीकोइक कक्ष में निलंबित करके मापा जाता है, या स्रोत और रिसीवर को 'आधे स्थान' (एक सबवूफर के लिए) में जमीन पर बाहर रखकर मापा जाता है।

जबकि अनुमानित ध्वनि का दोगुना/आधा होना स्पीकर की संवेदनशीलता में लगभग 10 डीबी की वृद्धि/कमी के अनुरूप है, यह ध्वनिक शक्ति के लगभग 10X गुणन/विभाजन के भी अनुरूप है। यहां तक ​​कि संवेदनशीलता में अपेक्षाकृत सामान्य 3 डीबी की वृद्धि/कमी भी ध्वनिक शक्ति के दोगुने/आधे होने के अनुरूप है। 'आधे स्थान' में मापते समय, ग्राउंड प्लेन की सीमा उस उपलब्ध स्थान को आधा कर देती है जहां से ध्वनि निकलती है और रिसीवर पर ध्वनिक शक्ति दोगुनी हो जाती है, जिससे मापी गई संवेदनशीलता में 3 डीबी की वृद्धि होती है, इसलिए यह जानना महत्वपूर्ण है परीक्षण की नियम. मापी गई संवेदनशीलता में ±3 डीबी परिवर्तन भी किसी कथित ध्वनि की तीव्रता उत्पन्न करने के लिए आवश्यक विद्युत शक्ति के समान दोहरीकरण/आधेपन से मेल खाता है, इसलिए संवेदनशीलता में भ्रामक 'सामान्य ' अंतर के परिणामस्वरूप भी एम्पलीफायर शक्ति की आवश्यकता में बड़े बदलाव हो सकते हैं। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि एम्पलीफायर पावर आउटपुट बढ़ने के साथ पावर एम्पलीफायर तेजी से अव्यावहारिक हो जाते हैं।

कई उच्च-गुणवत्ता वाले घरेलू स्पीकरों की संवेदनशीलता ~84 dB और ~94 dB के मध्य होती है, किन्तु कुशल वक्ताओं की संवेदनशीलता ~90 dB और ~100 dB के मध्य हो सकती है। एक '84 डीबी' स्रोत को 100-वाट एम्पलीफायर द्वारा संचालित होने वाले '90 डीबी' स्रोत के समान ध्वनिक शक्ति (कथित तीव्रता) उत्पन्न करने के लिए 400-वाट एम्पलीफायर की आवश्यकता होगी, या एक '100 डीबी' स्रोत को एक द्वारा संचालित किया जा रहा है 10 वॉट एम्प्लिफायर. किसी प्रणाली की 'पावर' का एक अच्छा माप, श्रव्य आवृत्ति स्पेक्ट्रम पर इच्छित सुनने की स्थिति में, डीबी एसपीएल में, एम्पलीफायर और लाउडस्पीकर के संयुक्त क्लिपिंग से पहले अधिकतम तीव्रता का एक प्लॉट है। मानव कान कम आवृत्तियों के प्रति कम संवेदनशील होता है, जैसा कि समान-तेज आकृति से संकेत मिलता है, इसलिए एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई प्रणाली क्लिपिंग से पहले 100 हर्ट्ज से नीचे अपेक्षाकृत उच्च ध्वनि स्तर उत्पन्न करने में सक्षम होनी चाहिए।

अनुमानित ध्वनि की तरह, स्पीकर की संवेदनशीलता भी आवृत्ति और शक्ति के साथ बदलती रहती है। विद्युत संपीड़न और हार्मोनिक विरूपण जैसे गैर-रेखीय प्रभावों को कम करने के लिए संवेदनशीलता को 1 वाट पर मापा जाता है, और प्रयोग करने योग्य बैंडविड्थ पर औसत किया जाता है। बैंडविड्थ को अधिकांशत: मापी गई '+/-3 डीबी' कटऑफ आवृत्तियों के मध्य निर्दिष्ट किया जाता है, जहां सापेक्ष लाउडनेस चरम लाउडनेस से कम से कम 6 डीबी तक क्षीण हो जाती है। कुछ स्पीकर निर्माता इसके अतिरिक्त '+3 डीबी/-6 डीबी' का उपयोग करते हैं, जिससे आवृत्ति चरम सीमा पर स्पीकर की वास्तविक दुनिया में कमरे की प्रतिक्रिया को ध्यान में रखा जा सके, जहां फर्श/दीवार/छत की सीमाएं कथित तीव्रता को बढ़ा सकती हैं।

स्पीकर संवेदनशीलता को एक निश्चित एम्पलीफायर आउटपुट वोल्टेज की धारणा पर मापा और रेट किया जाता है क्योंकि ऑडियो एम्पलीफायर वोल्टेज स्रोतों की तरह व्यवहार करते हैं। अलग-अलग डिज़ाइन किए गए स्पीकर के मध्य स्पीकर प्रतिबाधा में अंतर के कारण संवेदनशीलता एक भ्रामक मीट्रिक हो सकती है। उच्च प्रतिबाधा वाले स्पीकर की मापी गई संवेदनशीलता कम हो सकती है और इस प्रकार वह कम प्रतिबाधा वाले स्पीकर की तुलना में कम कुशल प्रतीत होता है, तथापि उनकी क्षमताएं वास्तव में समान होंलार. स्पीकर दक्षता एक मीट्रिक है जो केवल विद्युत शक्ति का वास्तविक प्रतिशत मापती है जिसे स्पीकर ध्वनिक शक्ति में परिवर्तित करता है और कभी-कभी स्पीकर से दी गई ध्वनिक शक्ति प्राप्त करने के विधियों की जांच करते समय उपयोग करने के लिए यह अधिक उपयुक्त मीट्रिक होता है।

एक समान और पारस्परिक रूप से युग्मित स्पीकर चालक (एक दूसरे से तरंग दैर्ध्य से बहुत कम दूरी पर) जोड़ने और विद्युत शक्ति को दोनों चालको के मध्य समान रूप से विभाजित करने से उनकी संयुक्त दक्षता अधिकतम 3 डीबी तक बढ़ जाती है, एक ही चालक के आकार को बढ़ाने के समान डायाफ्राम क्षेत्र दोगुना हो जाता है। बड़े चालको की तुलना में दक्षता बढ़ाने के लिए एकाधिक चालक अधिक व्यावहारिक हो सकते हैं क्योंकि आवृत्ति प्रतिक्रिया समान्य रूप से चालक के आकार के समानुपाती होती है।

प्रणाली डिज़ाइनर स्पीकर कैबिनेट में परस्पर युग्मित चालको का उपयोग करके और किसी स्थान पर परस्पर युग्मित स्पीकर कैबिनेट का उपयोग करके इस दक्षता वृद्धि का लाभ उठाते हैं। चालको की सरणी में कुल चालक क्षेत्र के प्रत्येक दोहरीकरण से दक्षता में ~3 डीबी की वृद्धि होती है जब तक कि उस सीमा तक नहीं जहां सरणी के किन्हीं दो चालको के मध्य की कुल दूरी ~1/4 तरंग दैर्ध्य से अधिक हो जाती है।

जब चालको की संख्या दोगुनी हो जाती है, तो पावर हैंडलिंग क्षमता भी दोगुनी हो जाती है, जब कुल एम्पलीफायर पावर भी दोगुनी हो जाती है, तो पारस्परिक रूप से युग्मित चालको के प्रति दोहरीकरण में कुल ध्वनिक आउटपुट में ~ 6 डीबी की अधिकतम वृद्धि होती है। उच्च आवृत्तियों पर कई चालको के साथ पारस्परिक युग्मन दक्षता लाभ प्राप्त करना कठिन हो जाता है क्योंकि इसके डायाफ्राम, टोकरी, वेवगाइड या हॉर्न सहित एकल चालक का कुल आकार पहले से ही एक तरंग दैर्ध्य से अधिक हो सकता है।

तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटे स्रोत बिंदु स्रोतों की तरह व्यवहार करते हैं जो मुक्त स्थान में सर्वव्यापी रूप से विकिरण करते हैं, जबकि तरंग दैर्ध्य से बड़े स्रोत अपने स्वयं के 'समतल ज़मीन' के रूप में कार्य करते हैं और ध्वनि को आगे बढ़ाते हैं। यह बीमिंग बड़े स्थानों में उच्च आवृत्ति फैलाव को समस्याग्रस्त बना देती है, इसलिए एक डिजाइनर को विभिन्न दिशाओं में लक्षित या विभिन्न स्थानों पर रखे गए कई स्रोतों के साथ श्रवण क्षेत्र को कवर करना पड़ सकता है।

इसी तरह, फर्श/दीवारों/छत जैसी एक या अधिक सीमाओं से 1/4 तरंग दैर्ध्य से बहुत कम स्पीकर की निकटता खाली स्थान को आधे स्थान, चौथाई स्थान या आठवें स्थान में बदलकर प्रभावी संवेदनशीलता को बढ़ा सकती है। जब सीमाओं की दूरी 1/4 तरंग दैर्ध्य से अधिक होती है, तो विलंबित परावर्तन कथित प्रबलता को बढ़ा सकता है, किन्तु कंघी निस्पंदन और प्रतिध्वनि जैसे परिवेशीय प्रभावों को भी प्रेरित कर सकता है, जो किसी स्थान पर आवृत्ति प्रतिक्रिया को असमान बना सकता है या ध्वनि को फैलाना और कठोर बना सकता है, विशेष रूप से छोटे स्थानों और कठोर परावर्तक सतहों के साथ है ।

निर्दिष्ट श्रवण क्षेत्र के अंदर सीमा प्रभावों की भरपाई के लिए ध्वनि अवशोषित संरचनाएं, ध्वनि फैलाने वाली संरचनाएं और डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग को नियोजित किया जा सकता है।

लाउडस्पीकर से एम्प्लीफायर का मिलान

चार्ल्स चक मैकग्रेगर ने, पूर्वी ध्वनिक कार्य के लिए वरिष्ठ प्रौद्योगिकीविद् के रूप में कार्य करते हुए, अपने लाउडस्पीकरों के लिए उचित आकार के एम्पलीफायरों का चयन करने के इच्छुक कुशल ऑडियो खरीदारों के लिए एक दिशानिर्देश लिखा था। चक मैकग्रेगर ने एक सामान्य नियम की पक्ष समर्थन की जिसमें एम्पलीफायर की अधिकतम विद्युत उत्पादन रेटिंग लाउडस्पीकर की निरंतर (तथाकथित आरएमएस) रेटिंग से दोगुनी थी, 20% दें या लें। उनके उदाहरण में, 250 वाट की निरंतर विद्युत रेटिंग वाला एक लाउडस्पीकर 400 से 625 वाट की सीमा के अंदर अधिकतम विद्युत उत्पादन वाले एम्पलीफायर से अच्छी तरह मेल खाएगा।

जेबीएल (कंपनी), जो अंतर्राष्ट्रीय इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन मानक (जिसे वर्तमान ही में आईईसी 60268-5 कहा जाता है) के अनुसार अपने लाउडस्पीकरों का परीक्षण और लेबल करती है, प्रणाली के उपयोग प्रोफाइल के आधार पर पक्ष समर्थन का एक और अधिक सूक्ष्म सेट है, जो अधिक मौलिक है इसमें लाउडस्पीकर चलाने के लिए उपयोग किए जाने वाले सिग्नल का (सबसे व्यर्थ स्थिति) क्रेस्ट कारक सम्मिलित है:

1. सावधानीपूर्वक निरिक्षड किए गए अनुप्रयोगों के लिए जहां चरम क्षणिक क्षमता को बनाए रखा जाना चाहिए, एक प्रणाली को एक एम्पलीफायर के साथ संचालित किया जाना चाहिए जो अपनी आईईसी रेटिंग से दोगुना देने में सक्षम हो। उदाहरण के रूप से , 300 वॉट आईईसी पर रेटेड एक स्टूडियो मॉनिटर को 600 वॉट (आरएमएस) एम्पलीफायर द्वारा सुरक्षित रूप से संचालित किया जा सकता है, परन्तु कि चरम सिग्नल सामान्य रूप से इतनी कम अवधि के हों कि वे प्रणाली के घटकों पर कठिन से दबाव डालें। या नियमित अनुप्रयोग के लिए जहां उच्च निरंतर, किन्तु गैर-विकृत आउटपुट का सामना करने की संभावना है, एक प्रणाली को एक एम्पलीफायर के साथ संचालित किया जाना चाहिए जो प्रणाली की आईईसी रेटिंग देने में सक्षम हो। इसमें अधिकांश उपभोक्ता प्रणालियाँ सम्मिलित हैं। ऐसे प्रणाली अधिकांशत: अनजाने में ओवरड्राइव हो सकते हैं, या फीडबैक में जा सकते हैं। जब उनकी आईईसी रेटिंग के समान एम्पलीफायर के साथ संचालित किया जाता है, तो उपयोगकर्ता को सुरक्षित संचालन की गारंटी दी जाती है। या संगीत वाद्ययंत्र अनुप्रयोग के लिए, जहां विकृत (अत्यधिक संचालित) आउटपुट एक संगीत आवश्यकता हो सकती है, प्रणाली को एक एम्पलीफायर के साथ संचालित किया जाना चाहिए जो प्रणाली के लिए आईईसी रेटिंग का केवल आधा भाग देने में सक्षम हो। यह आवश्यक है क्योंकि, उदाहरण के लिए, एक एम्पलीफायर सामान्य रूप से 300 वाट की अविरल साइनवेव का उत्पादन करता है, जब क्लिपिंग (सिग्नल प्रोसेसिंग) (अथार्त जब इसका आउटपुट एक वर्ग तरंग के निकट होता है) 600 वाट की शक्ति के निकट पहुंच सकता है। यदि ऐसा परिदृश्य प्रशंसनीय है, तो लाउडस्पीकर के सुरक्षित संचालन के लिए, एम्पलीफायर की (आरएमएस) रेटिंग लाउडस्पीकर की आईईसी शक्ति के आधे से अधिक नहीं होनी चाहिए।

'सक्रिय' स्पीकर में पावर हैंडलिंग

सक्रिय स्पीकर में प्रति चैनल दो या तीन स्पीकर होते हैं, प्रत्येक अपने स्वयं के एम्पलीफायर से सुसज्जित होता है, और प्रत्येक स्पीकर द्वारा नियंत्रित किए जाने वाले आवृत्ति बैंड में निम्न-स्तरीय ऑडियो सिग्नल को अलग करने के लिए एक विद्युत ऑडियो क्रॉसओवर फ़िल्टर से पहले होता है। यह दृष्टिकोण सम्मिश्र सक्रिय फिल्टर को उच्च सत्ता चलाना क्षमता के निष्क्रिय क्रॉसओवर का उपयोग करने की आवश्यकता के बिना, किन्तु सीमित रोलऑफ़ और बड़े और मूल्यवान प्रेरक और संधारित्र के साथ, निम्न स्तर के सिग्नल पर उपयोग करने में सक्षम बनाता है। एक अतिरिक्त लाभ यह है कि यदि सिग्नल में दो अलग-अलग आवृत्ति बैंडों में एक साथ शिखर हों तो चरम पावर हैंडलिंग अधिक होती है। जब दोनों सिग्नल वोल्टेज अपने शिखर पर हों तो एक एकल एम्पलीफायर को चरम शक्ति को संभालना होता है; चूंकि शक्ति वोल्टेज के वर्ग के समानुपाती होती है, जब दोनों सिग्नल एक ही शिखर वोल्टेज पर होते हैं तो चरम शक्ति वोल्टेज के योग के वर्ग के समानुपाती होती है। यदि अलग-अलग एम्पलीफायरों का उपयोग किया जाता है, तो प्रत्येक को अपने स्वयं के बैंड में चरम वोल्टेज के वर्ग को संभालना होगा। उदाहरण के लिए, यदि बास और मध्यश्रेणी प्रत्येक में 10 डब्ल्यू आउटपुट के अनुरूप सिग्नल है, तो 40 डब्ल्यू शिखर को संभालने में सक्षम एक एकल एम्पलीफायर की आवश्यकता होगी, किन्तु 10 डब्ल्यू को संभालने में सक्षम प्रत्येक बास और एक ट्रेबल एम्पलीफायर पर्याप्त होगा। यह तब प्रासंगिक होता है जब तुलनीय आयाम की चोटियाँ अलग-अलग आवृत्ति बैंड में होती हैं, जैसे कि वाइडबैंड पर्कशन और उच्च-आयाम बास नोट्स के साथ है।

अधिकांश ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए कम आवृत्तियों पर अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है। इसके लिए कम आवृत्तियों के लिए एक उच्च-शक्ति एम्पलीफायर की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, 20-200 हर्ट्ज बैंड के लिए 200 वाट), मध्यश्रेणी के लिए कम पावर एम्पलीफायर (उदाहरण के लिए, 200 से 1000 हर्ट्ज के लिए 50 वाट), और इससे भी कम उच्च अंत (उदाहरण के लिए 1000-20000 हर्ट्ज़ के लिए 5 वाट)। की आवश्यकता होती है द्वि/त्रि एम्पलीफायर प्रणाली के उचित डिजाइन के लिए इष्टतम क्रॉसओवर आवृत्तियों और पावर एम्पलीफायर शक्तियों को निर्धारित करने के लिए चालक (स्पीकर) आवृत्ति प्रतिक्रिया और संवेदनशीलता के अध्ययन की आवश्यकता होती है।

क्षेत्रीय विविधताएँ

संयुक्त राज्य अमेरिका

शिखर क्षणिक शक्ति आउटपुट और शिखर संगीत पावर आउटपुट अलग-अलग विशिष्टताओं के साथ दो अलग-अलग माप हैं और इन्हें एक दूसरे के स्थान पर उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। जो निर्माता पल्स या प्रदर्शन जैसे विभिन्न शब्दों का उपयोग करते हैं, वे अज्ञात अर्थ के साथ माप की अपनी गैर-मानक प्रणाली को प्रतिबिंबित कर सकते हैं। संघीय व्यापार आयोग संघीय व्यापार आयोग (एफटीसी) नियम 46 सीएफआर 432 (1974) के साथ इसे समाप्त कर रहा है, जिससे घरेलू मनोरंजन उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले एम्पलीफायरों के लिए पावर आउटपुट प्रमाण प्रभावित हो रहे हैं।

संघीय व्यापार आयोग के आदेश के उत्तर में, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स एसोसिएशन ने उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए ऑडियो पावर का एक स्पष्ट और संक्षिप्त उपाय स्थापित किया है। उन्होंने अपनी वेब साइट पर एक एफटीसी अनुमोदित उत्पाद अंकन टेम्पलेट पोस्ट किया है और पूर्ण मानक शुल्क के लिए उपलब्ध है। कई लोगों का मानना ​​है कि इससे एम्पलीफायर रेटिंग में बहुत सारी अस्पष्टता और भ्रम का समाधान हो जाएगा। स्पीकर और पावर्ड स्पीकर प्रणाली के लिए भी रेटिंग होगी। यह विशिष्टता केवल ऑडियो एम्पलीफायरों पर प्रयुक्त होती है। एक यूरोपीय संघ समकक्ष की विश्वाश है और अमेरिका और यूरोप में बेचे जाने वाले सभी उपकरणों का समान रूप से परीक्षण और मूल्यांकन किया जाएगा।

इस विनियमन में ऑटोमोबाइल मनोरंजन प्रणालियों को सम्मिलित नहीं किया गया, जिसके परिणामस्वरूप अभी भी पावर रेटिंग भ्रम की स्थिति बनी हुई है। चूँकि , एक नया स्वीकृत अमेरिकी राष्ट्रीय मानक एएनएसआई/सीईए-2006-बी जिसमें मोबाइल ऑडियो एम्पलीफायरों के लिए परीक्षण और माप के विधि सम्मिलित हैं, कई निर्माताओं द्वारा धीरे-धीरे बाजार में लाया जा रहा है।

यूरोप

डीआईएन (डॉयचेस इंस्टीट्यूट फर नॉर्मुंग, जर्मन मानकीकरण संस्थान) डीआईएन 45xxx में ऑडियो पावर मापने के लिए कई मानकों का वर्णन करता है। डीआईएन-मानक (डीआईएन-मानदंड) यूरोप में समान्य उपयोग में हैं।

अंतर्राष्ट्रीय

अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन 60268-2 पावर आउटपुट सहित पावर एम्पलीफायर विनिर्देशों को परिभाषित करता है।

यह भी देखें

• प्रोग्राम स्तर
• ऑडियो प्रणाली माप
• ध्वनि स्तर मीटर
• ऑडियो ध्वनि माप

बाहरी संबंध

• Amplifier Power Ratings (and How to calculate satisfactory PMPO values) by Rod Elliott
• Understanding amplifier power ratings
• Audio power and the corresponding factors: Subjectivly sensed loudness (volume), objectively measured sound pressure (voltage), and theoretically calculated sound intensity (acoustic power)
• The 5 Best JBL Speakers of 2021