Varför är strömkapaciteten viktig?

Uteffekten på en förstärkare är ett rörigt begrepp, beroende på att man kan mäta denna på flera olika sätt med olika mätnormer som inte kan jämföras mot varandra. Den mest ärliga specifikationen är att ange den kontinuerliga uteffekten, vilket ger en belastning under en längre period utan att förstärkaren får skapa någon nämnvärd distorsion.
För att göra det mer lättbegripligt, innan vi fördjupas oss i området, så kan exempelvis samma hemmabioförstärkare med sju inbyggda kanaler ha denna angivna specifikation:

7x165 Watt (6 Ohm, 1 kHz, 1 % THD, 1-kanals drift, IEC)
5x75 Watt (8 Ohm, 20 Hz-20 kHz, 0.07 % THD, 5-kanals drift, RMS)

Som ni ser så är det en markant skillnad i angiven uteffekt, trots att det är sju kanaler medräknade i den högre siffran på 165 Watt, medans bara fem kanaler är med i beräkningen på 75 Watt. Hur kan det bli så?

Svaret är att uteffekten kan anges i olika mätnormer. Vissa är mer ärliga mot verkligheten, medans andra egentligen inte beskriver hur förstärkaren kommer att låta och bete sig med ett par högtalare inkopplade. Höga Watt-siffror förosakade av en mindre ärlig mätnorm blir endast imponerande på pappret, men ger en missvisande bild då förstärkarens nätdel på begriplig svenska egentligen inte utsatts för någon direkt svår last.

Den mest ärliga mätnormen – FTC - är den som organisationen Federal Trade Comission bestämde år 1974, där en förstärkares effekt ska mätas och anges inom hela det hörbara frekvensområdet, alltså från den lägsta och mest energikrävande djupbasen från 20 Hz, och upp till det översta diskantområdet vid 20kHz. Den lägsta effekten som förstärkaren klarar av att avge inom hela detta frekvensregister är den siffra som ska får användas.
Sedan finns det fler mätnormer. Den mest vanliga specifikationen är RMS, som står för den genomsnittliga kontinuerliga uteffekten som en förstärkare kan leverera, vilket är upp till ca 70 % av FTC. När du spelar musik igenom ett par högtalare är det givetvis inte alltid fullt blås i samtliga frekvenser samtidigt, så RMS är en väldigt ärlig och beskrivande mätnorm på hur det ser ut i verkligheten.
En mindre ärlig mätnorm är IEC, som med sitt begränsade frekvensomfång mellan 63 Hz till 12.5 kHz främst har tagit bort det mest energikrävande djupbasområdet mellan 20 och 63 Hz. DIN är en annan mätnorm som blir ännu mer missvisande då man endast mäter vid 1 kHz, alltså endast ett tonsvep vid en frekvenspunkt! Spelar man musik eller tittar på film hemma, så spelar högtalaren massor av frekvenser samtidigt och belastas därmed på ett helt annat sätt.

Man kan dra samma liknelse inom billjud. Ett monoblock kan ha en angiven maxeffekt på 2480 Watt, vilket alltså är den högsta siffran steget kommer upp i under en mycket begränsad tid. Den kontinuerliga uteffekt i 2 Ohm ligger på 1100 Watt, angiven med en spänning på 14.4 Volt och med 1 % distorsionsmängd tillåten. Låter man distorsionen stiga till 10 %, alltså att man tillåter steget att förvränga signalen mera, så kommer uteffekten att stiga till 1240 Watt. Siffran blir alltså högre, men för ren musiklyssning är det inte särskilt roligt att lyssna på 10 % distorsion. Det låter väldigt illa.

För att reda ut begreppen kring en förstärkares uteffekt måste man också veta lite om ström och dess samband. I stort sett alla förstärkare har skyddskretsar, som skall förhindra att förstärkaren går sönder vid överbelastning eller kortslutning. Ett billigt alternativ är att använda sig av strömbegränsare, som stryper strömmen till slutsteget när den når över en viss nivå. Vid normal spelning når du ganska snabbt dessa nivåer och får distorsion varje gång skyddskretsarna slår till och från. Denna distorsion syns ej vid standard THD (Total Harmonic Distorsion) mätning.



En rejält byggd förstärkares skyddskretsar är uppbyggda på ett annat sätt. De påverkas ej vid normal spelning utan endast vid tillfälliga kortslutningar. Förstärkaren måste vara kapabel att lämna den ström en högtalare kräver, annars får du ett tamt och tråkigt ljud. En förstärkares strömkapacitet bestäms av skyddskretsarna samt nätdelens uppbyggnad och dess strömlagringsförmåga, vilket är en kostsam del i förstärkarkonstruktionen och därmed går hand i hand med dess prislapp.



Vanligtvis mäter man en förstärkares uteffekt över ett 4 eller 8 Ohms motstånd utan någon fasförskjutning (belastningen är konstant). Detta sätt att mäta kräver endast ett litet strömuttag av förstärkaren. Exempelvis kan en 40 Volts utsignal över ett 8 Ohms motstånd generera 100 Watts uteffekt med mindre än 3 Ampere ström. En verklig högtalare har dock inget konstant motstånd, utan dess impedans varierar med frekvensen som återges. När musik skall återges är det hela frekvensregistret som ger en belastning på förstärkaren med mängder av variationer samtidigt. När en högtalare är angiven med ett impedansvärde så är detta nominellt, alltså genomsnittligt. På en 8 Ohms högtalare kan impedansen pendla mellan 2 och 50 Ohm. En del högtalare är mer linjära i impedansen, medans andra konstruktioner kan vara mer komplexa, och kommer därmed att kräva mer ström från förstärkarens nätdel för att det skall låta bra och inte ansträngt.
Vid vissa tillfällen måste förstärkaren vara kapabel att lämna upp till 10 gånger mer ström än vad som behövs med ett konstant motstånd. Så för att producera 100 Watts uteffekt med en nominell 8 Ohms högtalare kan det krävas en konstant strömkapacitet av minst 30 Ampere. Om ett strömvärde (Ampere) på förstärkaren anges, så är detta mer relevant än på vad förstärkaren kan prestera i ett Watt-värde. Detta är dock något som många tillverkare undviker av en viss anledning…

bild 1 från Hemmabiotidningen nr1401
bild 2 från Minhembio