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/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / rec / audio / car / 5485 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-12-26  |  4.8 KB
  1. From: kirk@hpcc01.corp.hp.com (Kirk Lindstrom)
  2. Date: Sat, 26 Dec 1992 14:52:54 GMT
  3. Subject: Re: Why so much power?
  4. Message-ID: <26130133@hpcc01.corp.hp.com>
  5. Organization: Shredding the water of SF Bay, HP-OCD
  6. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!sdd.hp.com!col.hp.com!news.dtc.hp.com!hpscit.sc.hp.com!hplextra!hpcc05!hpcc01!kirk
  7. Newsgroups: rec.audio.car
  8. References: <1992Dec22.194940.27109@csc.ti.com>
  9. Lines: 97
  10.  
  11. OOPS!
  12. I did it again and forgot power is 10log(P1/P2) while voltage gain and
  13. spectrum analyzer displays are 20Log(V1/V2).  Reason is 
  14.   Power=Voltage*current=V*I=V^2/R
  15. Thus if talking power gain where the formula is dbW=10log(P1/P2) and you
  16. want to convert to voltage gain, then db=10log[V1^2/V2^2]=20log[V1/V2].
  17. Anyway, I hope I have the units right this time in this distortion
  18. discussion:
  19. >>|> (Alan Jones) writes:
  20. >>|>Anyway, why do cars require so much power to produce quality music?
  21. >>|>Most good systems seem to include hundreds of watts of amplifier power.
  22. >>|>My home system has only 45 watts, and it's so loud I never turn it up
  23. >>|>past 50%.  The area inside a car is so small - I'd expect that you
  24. >>|>wouldn't need much power to fill it with quality music.  What's the
  25. >>|>deal?
  26. >>
  27. >Addressing the home system first, with 45 WPC, it is most likely distorting
  28. >quite a bit and distortion sounds MUCH louder than clean music.  If you excuse
  29. >the EE terms, the power-spectral-density of an undistorted signal looks like
  30. >this on a spectrum analyzer:
  31. >
  32. >   Clean 1kHz signal a 10W  on a system with .01% THD @ 10W
  33. >
  34. >40 (=100W)
  35. >
  36. >20         ^
  37. >           |
  38. >0 dbV (=1W)|
  39. >           |
  40. >-20        |
  41. >           |
  42. >-40        |
  43. >           |    
  44. >-60        |       ^
  45. >           |   ^   |   ^   ^
  46. >-80        |   |   |   |   |   ^    
  47. >-----------------------------------
  48. >      .1   1   2   3   4   5   6   7  kHz
  49. >
  50. >Note that the distortion products are 80dB down and so you don't
  51. >really hear them unless you have a "golden ear" in a very quiet room
  52. >or a van at rest camping. 8-)
  53. >===================================================================
  54. > 
  55. >Now, a Badly Distorted 1kHz signal a 100W (say with a 45 Watt rated amp):
  56. >
  57. >40         ^
  58. >           |       ^
  59. >20         |   ^   |       ^
  60. >           |   |   |   ^   |       ^
  61. >0 dbV      |   |   |   |   |   ^   |   ^
  62. >           |   |   |   |   |   |   |   |   ^
  63. >-20        |   |   |   |   |   |   |   |   |
  64. >           |   |   |   |   |   |   |   |   |
  65. >-40        |   |   |   |   |   |   |   |   |
  66. >           |   |   |   |   |   |   |   |   |
  67. >-60        |   |   |   |   |   |   |   |   |
  68. >           |   |   |   |   |   |   |   |   |   ...and on at sin(s)/s decay
  69. >-80        |   |   |   |   |   |   |   |   |
  70. >           |   |   |   |   |   |   |   |   |
  71. >-100       |   |   |   |   |   |   |   |   |
  72. >------------------------------------------------
  73. >           1   2   3   4   5   6   7   8   9   kHz
  74. >
  75. What I've shown is a 1kHz signal overdriving an amplifier such that it
  76. is trying to put out a sine wave, but is really putting out more of a
  77. square wave.  I have many CDs that I listen to at home and have measured
  78. 0.001 (-30dbW or -60dbV) WPC avg power at listening levels and then
  79. draws 125 WPC for short bursts (say the 1812 Overture cannon shot,
  80. Bolero, Telarc Time Warp, ...)  This music is requiring dynamic range of
  81. my system of 20log(125/1)-20log(.001)= 102 dB (or 51dBW)!  Note that I
  82. can hear amplifier noise during the very quiet sections with my ear next
  83. to the speaker.
  84.  
  85. >Of course, most music isn't this demanding, but can still require 60-80 dbV
  86. >dynamic range.  With clean, undistorted power, the big sound peaks aren't
  87. >that dangerous to you hearing, but the distorted ones are since it is
  88. >easy to get 10 times (20dbV or 10dbW) more power than you should get since the
  89. >distortion products fall-off at a slow rate with frequency - sin(s)/s.
  90. >These distortion products are what fries tweeters!
  91. >
  92. >I've been told that rock bands that want to sound "LOUD" set-up their
  93. >amps to distort.  As a consequence, there is a problem with many rock
  94. >musicians going deaf.  (From a good friend that is a professional bass
  95. >player that plays in the SF Bay Area with Ray Charles and others - Ray
  96. >Charles headlines - his band is the "other act").
  97. >
  98. Kirk (hope I got it right this time!) out
  99. +---------------------------------------------------------------------+
  100. | Kirk Lindstrom - OCD Product R & D | Hewlett-Packard Co.  M/S: 91UA |
  101. |   Engineer/Scientist, Hardware     |                                |
  102. |------------------------------------| Optical Communication Division |
  103. |     kirk_lindstrom@sj.hp.com       |                                |
  104. |    Kirk Lindstrom / HP0100/UX      | 370 W. Trimble Rd.             |
  105. | ph 408 435 6404 | fax 408 435 6286 | San Jose, CA  95131-1096       |
  106. +---------------------------------------------------------------------+
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