Decibely, Watty a jiné zapeklité pojmy

Dobře si vzpomínám na doby poměrně nedávné (ale nějaký ten pátek už to bude, neboť vývoj v technice prostě nezastavíme), kdy se různí počítačoví a jiní nadšenci rozplývali blahem nad tím, že mají doma u počítače 400W bedničky. Nechápavě jsem tenkrát zíral na dvojici chatrných plastových reprobeden s integrovaným zesilovačem, a i když jsem namítal, že do útrob těch krabic se stěží vejde 60W transformátor, o kvalitních filtračních kondenzátorech nemluvě, šťastný majitel „našlapaných reprobeden“ si nenechal zkazit iluzi o gigantickém výkonu jeho repráčků.

Tuto deformaci mají na svědomí zřejmě marketingoví stratégové, jejichž každodenním chlebem není nic jiného, než snaha přivábit naivního zákazníka, potenciálního kupce jejich produktu, a to někdy za použití poměrně scestných nebo záměrně zkreslených argumentů. A i když zdaleka ne všichni „markeťáci“ mají tento poněkud neférový přístup k věci, konkurenční boj v kombinaci s dostatečným množstvím neinformovaných zákazníků je donutí dělat totéž.

Vždy jsem se musel smát, když jsem za výlohou i renomovaných obchodů viděl malé přenosné rádio o rozměrech příruční tašky na doklady s hrdým velkým nápisem 300 W. Hlavou mi pak běžely úvahy o tom, jak by bylo možné dosáhnout u tak mrňavého zařízení alespoň uvedeného odběru ze sítě. Asi ne jinak, než zapojením bočníku z odporového drátu přímo na vstupní svorky primárního vinutí transformátoru či spínaného zdroje, ovšem bez důkladného chlazení (ideálně aktivního) by se to neobešlo.

Asi už tušíte, že v tom bude nějaká zrada. No, není to zrada, jen je potřeba dávat si pozor na to, jakou hodnotu výrobci ve specifikacích různých produktů uvádějí, a proč. Tento článek vám pomůže se v problematice vyznat. Ještě než se pustím do dalšího výkladu, položím vám jednu „rýpavou“ otázku: Myslíte, že je možné, aby dva zesilovače s připojenými reprobednami, jeden o výkonu 10 W a druhý 100wattový, vybuzené stejným signálem na svůj maximální výkon, hrály stejně hlasitě?

Ať už jste si odpověděli jakkoliv, vězte, že správná odpověď zní: Ano, je to možné. Dokonce je možné, aby ten 10wattový zesilovač hrál více nahlas ve srovnání se 100wattovým. Pro nedočkavce zatím naťuknu, že zakopaný pes je v použitých reprobednách a jejich citlivosti, která se udává v decibelech, a jelikož jde o jednotku logaritmickou, rozdíl v její hodnotě o několik cifer může být mnohem větší, než se na první pohled zdá. Svou roli hraje i impedance reproduktorů, o tom ale až jindy.

PMPO (Peak Music Power Output)
Někdy bývá označován také jako „Peak momentary performance output“. Tento výkon má na svědomí právě ony bludné a zavádějící údaje na mnoha zařízeních spotřební elektroniky. Jde totiž o hodnotu čistě teoretickou. Jedná se o krátkodobý špičkový výstupní výkon, který je obvykle schopen dodat koncový zesilovač do zátěže, mnohdy jen po dobu několika milisekund, a dokonce to nemusí být zátěž jmenovitá.

Ještě je nutno podotknout, že výkon PMPO není nijak standardizován, jeho definice se tedy může u různých výrobců lišit, a tudíž ani neexistuje žádný pevný vztah pro přepočet z jiných druhů výkonu. V profesionální praxi se tato veličina vůbec nevyužívá, zato v marketingové sféře se s ní setkáváme stále častěji.

Chcete-li se seriózně dozvědět něco o parametrech jakéhokoliv audio zařízení, na výkon PMPO rovnou zapomeňte. Z praxe jsou známé různé hodnoty PMPO ve vztahu ke standardizovaným hodnotám výkonu. Např. se běžně setkáte s počítačovými reproduktory o výkonu 3 W (RMS), u nichž je hodnota PMPO 200 W, jiný výrobce nabízí třeba aktivní reproduktorovou soustavu pro prostorový formát zvuku 5.1, u níž je možné dosáhnout krátkodobě výkonu 10 W (RMS) na každý kanál při blíže nespecifikované hodnotě zkreslení, ovšem PMPO na kanál udává ve výši 100 W.

Hodnoty PMPO výkonu se v závislosti na výrobci/značce a konkrétním druhu produktů pohybují v rozmezí přibližně od šestinásobku do dvacetinásobku výkonu RMS, který má podstatně lepší vypovídající hodnotu, neboť je jasně standardizován. V mnoha zemích světa je dnes už zakázáno klamat zákazníky udáváním hodnot PMPO, které nemají pro uživatele žádný praktický význam.

RMS (Root Mean Square)
V českém jazyce známe tento pojem jako „efektivní hodnotu“. Problémem však je její použití v souvislosti s výkonem. Efektivní hodnota napětí a proudu se totiž vztahuje už v definici výpočtu k výkonu, a to výkonu střednímu. Operovat s pojmem „efektivní hodnota výkonu“ je tedy značně zavádějící. Ale v praxi se to děje, a přece jen je to pořád méně klamavý údaj než výkon PMPO. Pro porovnání parametrů běžných zesilovačů je údaj o tomto výkonu asi nejvhodnější, tedy pokud ho výrobce uvádí.

Trochu jinak je tomu u reproduktorů, tam údaj všeobecně považovaný za RMS výkon odpovídá výkonu jmenovitému, kterým lze daný reproduktor dlouhodobě „živit“, aniž by hrozilo jeho poškození. Zde se pro účely měření používá šumový signál (např. dle normy DIN IEC 268-5), jenž se rozhodně nepodobá běžnému zvukovému/hudebnímu signálu, který do reproduktoru přichází. Hodnota přípustného výkonu změřená při šumovém signálu je obvykle o něco vyšší ve srovnání s tím, jaká by odpovídala reálnému hudebnímu či sinusovému signálu.

Hudební výkon
Výrobci hodnotu RMS výkonu počítají jako podíl druhé mocniny napájecího napětí naprázdno a odporu zátěže, neuvažuje se tedy úbytek napětí na koncových tranzistorech a na vnitřním odporu zdroje (odpovídá 100% účinnosti, která je nereálná), a pro jednoduchost se uvažuje zátěž čistě odporová (u reálných reproduktorů, které mají většinou indukční charakter, dochází k fázovému posuvu mezi napětím a proudem, což má vliv na výsledný výkon, který je jejich součinem). Hodnota hudebního výkonu je přibližně 1,65násobkem výkonu sinusového (přesná hodnota se odvíjí od účinnosti zesilovače).

Sinusový výkon
Udává hodnotu trvalého výkonu, který dané zařízení dodá do zátěže při buzení harmonickým signálem při celkovém zkreslení do 1 % (0,7 % u koncových zesilovačů bez předzesilovače, 10 % u reproduktorů). Tento údaj je asi nejspolehlivější pro představu o reálném výkonu jakéhokoliv zařízení. A paradoxně právě tento parametr uvádějí ve specifikacích spíše domácí konstruktéři, než renomované firmy. Konkurenční boj a poptávka zákazníků prahnoucích po co nejvíce Wattech je nutí uvádět mírně nadsazená čísla v podobě některého z výše uvedených parametrů.

Jiné případy
Zejména u reproduktorů je možné se setkat s jinými definicemi výkonů, např. při testování zmíněným šumovým signálem. Tady je potřeba zajímat se individuálně o to, za jakých podmínek byla udávaná hodnota změřena. Vzpomínám si, že např. některé druhy reproduktorů z produkce někdejší Tesly (resp. TVM) s nominálním výkonem 20 W měly v takovém případě udávaný výkon 60/120 W, což byly obojí hodnoty výkonu při napájení šumovým signálem – první dlouhodobě, druhá po výrazně omezenou dobu.