Cum se măsoară impedanța difuzorului. Măsurarea parametrilor difuzorului subwoofer până la mic. Măsurare Re, Fs, Fc, Qes, Qms, Qts, Qtc, Vas, Cms, Sd

În lumea modernă, difuzoarele s-au răspândit, deoarece fără aceste dispozitive este imposibil să se producă televizoare, telefoane mobile, tablete, difuzoare, căști și alte echipamente audio. Și, de cele mai multe ori, munca lor rămâne neobservată de oameni până când vorbitorul eșuează.

Ce este un difuzor

Un difuzor (numit adesea difuzor) este un dispozitiv electric care transformă un semnal electric în sunet. Această transformare are loc datorită mișcării oscilatorii a unei bobine electrice într-un câmp magnetic constant (acest câmp este asigurat de un magnet permanent sau, în cazuri mai rare, de un electromagnet). Această bobină mișcă difuzorul, care la rândul său creează vibrații ale aerului, iar acest lucru vă permite să auziți sunetele reproduse.

În ciuda simplității designului, defecțiunile care apar în timpul funcționării difuzoarelor pot apărea periodic. Dacă difuzorul începe să reproducă sunetul cu interferențe, șuierat sau trosnet sau încetează să funcționeze cu totul, primul pas este localizarea zonei cu probleme.

În primul rând, trebuie să efectuați o inspecție vizuală a dispozitivului, și anume, să verificați dacă există daune:

  • carcase;
  • Cablu de alimentare;
  • cablu de semnal;
  • ondulații;
  • difuzor

Dacă există daune, această piesă trebuie reparată sau înlocuită (dacă ondularea sau difuzorul este deteriorat, difuzorul va trebui înlocuit). Dar dacă nu se găsesc defecte externe, iar sunetul este reprodus cu interferențe sau este absent cu totul, atunci problema ar putea apărea în contactele sau bobina difuzorului și, în acest caz, verificarea difuzorului cu un multimetru va ajuta.

Verificarea difuzorului cu un multimetru

Pentru a verifica contactele, trebuie să setați multimetrul la modul pentru determinarea acestei caracteristici. Sondele trebuie conectate la contacte, respectând polaritatea difuzorului și, cu difuzorul staționat, mutați-le. Dacă citirile de pe afișajul multimetrului se schimbă constant, aceasta va însemna că cablurile sunt deteriorate și trebuie înlocuite.

Dacă răsuciți difuzorul și îl răsuciți, auziți sunete străine (de exemplu, bătăi), atunci, cel mai probabil, mai multe spire sau întreaga înfășurare au căzut de pe manșonul în care se află bobina. Acest lucru poate fi corectat prin derularea înfășurării.

De asemenea, este important să examinați cu atenție bobina vocală, care se află în interiorul difuzorului și arată ca un fir înfășurat în spirală. Această bobină trebuie să aibă o înfășurare uniformă, îngrijită, fără întrețeseri și suprapuneri aleatorii, îndoituri, ruperi și alte deteriorări mecanice. Dacă încă se constată defecte mecanice, bobina trebuie înlocuită. Puteți derula singur cu grijă o înfășurare incorectă (neuniformă sau suprapusă). Pentru a verifica derularea corectă a tamburului, este suficient să ascultați de mai multe ori două sau trei melodii cunoscute. În timp ce ascultați, trebuie să vă concentrați pe volum (atât minim, cât și maxim), calitatea sunetului (absența zgomotului străin) și tranzițiile sunetului.

Rotirea difuzorului va ajuta, de asemenea, la detectarea defectelor. Dacă auziți un sunet de măcinat, trosnet sau foșnet atunci când efectuați această acțiune, atunci cel mai probabil există obiecte străine în apropierea spațiului magnetic, de exemplu, fier vechi care a căzut accidental în timpul asamblarii și alte resturi. Acest lucru poate fi reparat pur și simplu prin curățarea difuzorului. Dacă difuzorul se rotește cu dificultate sau nu se rotește deloc, atunci problema constă în bobina sau manșonul deplasat, precum și în deplasarea miezului, care, la rândul său, duce la blocarea manșonului. Această problemă poate fi corectată demontând difuzorul și instalând aceste părți în poziția corectă.

Electronica difuzoarelor poate fi verificată cu un tester, ohmmetru sau orice alt dispozitiv pentru măsurarea rezistenței electrice. Pentru a face acest lucru, trebuie să transformați multimetrul în modul de măsurare a rezistenței și să măsurați această caracteristică a difuzorului. Pentru difuzoarele polifonice rezistența medie este de 8 ohmi, iar pentru difuzoarele auditive este de aproximativ 30 ohmi. Dacă dispozitivul de măsurare nu afișează date, înseamnă că cablul difuzorului este deteriorat, iar dacă este intact, atunci problema este o bobină ruptă. Cablurile deteriorate sau o bobină ruptă trebuie înlocuite cu altele noi.

Pentru a verifica integritatea bobinei în sine, trebuie să o sunați folosind un multimetru. În acest mod, sondele testerului sunt conectate la contactele difuzorului. Dacă afișajul multimetrului arată o valoare mai mare decât 0, atunci bobina este intactă, iar dacă această valoare este 1, atunci bobina are o întrerupere și în acest caz trebuie înlocuită.

După verificarea componentelor electronice, merită să verificați calitatea de construcție a difuzorului și a ondulației. Pentru a face acest lucru, difuzorul trebuie să reproducă frecvențele infra-joase. Acest lucru vă va permite să detectați lipirea de proastă calitate a ondulației și difuzorului.

Ultimul lucru pe care ar trebui să-l faceți este să verificați calitatea difuzorului folosind un generator de frecvență. Acest test de difuzor trebuie efectuat în intervalul de la 20 Hz la 20 kHz. Absența șuierării și a distorsiunii va însemna că difuzorul funcționează corect și eficient.

Aceste metode vor ajuta la rezolvarea unei probleme precum verificarea difuzorului cu un multimetru.

Așa că am decis să scriu și eu un articol, care este foarte important pentru acusticieni. În acest articol vreau să descriu modalități de măsurare a celor mai importanți parametri ai capetelor dinamice - parametrii Thiel-Small.

Tine minte! Tehnica de mai jos este eficientă numai pentru măsurarea parametrilor Thiel-Small ai difuzoarelor cu frecvențe de rezonanță sub 100 Hz (adică woofer-uri), eroarea crește la frecvențe mai mari.

Cei mai de bază parametri Tilya-Smolla, prin care se poate calcula și produce un design acustic (cu alte cuvinte, o cutie) sunt:

  • Frecvența de rezonanță a difuzorului F s (Hertz)
  • Volumul echivalent V ca (litri sau picioare cubi)
  • Factor de calitate total Q ts
  • Rezistență DC Re (Ohm)

Pentru o abordare mai serioasă, va trebui să știți și:

  • Factorul de calitate mecanic Q ms
  • Factorul de calitate electric Q es
  • Aria difuzorului S d (m 2) sau diametrul acestuia Dia (cm)
  • Sensibilitate SPL (dB)
  • Inductanță L e (Henry)
  • Impedanta Z (Ohm)
  • Putere de vârf Pe (Watt)
  • Masa sistemului în mișcare M ms (g)
  • Rigiditate relativă (flexibilitate mecanică) C ms (metri/newton)
  • Rezistență mecanică R ms (kg/sec)
  • Puterea motorului (produsul inducției în spațiul magnetic prin lungimea firului bobinei vocale) BL (Tesla*m)

Majoritatea acestor parametri pot fi măsurați sau calculați acasă folosind instrumente de măsurare nu deosebit de sofisticate și un computer sau un calculator care poate extrage rădăcini și exponenția. Pentru o abordare și mai serioasă a proiectării designului acustic și ținând cont de caracteristicile difuzoarelor, recomand să citești literatură mai serioasă. Autorul acestei „lucrări” nu pretinde nicio cunoaștere specială în domeniul teoriei, iar tot ceea ce este menționat aici este o compilație din diverse surse - atât străine, cât și ruse.

Măsurarea parametrilor Thiel-Small R e, F s, F c, Q es, Q ms, Q ts, Q tc, V as, C ms, S d, M ms.

Pentru a măsura acești parametri veți avea nevoie de următoarele echipamente:

  1. Voltmetru
  2. Generator de semnal audio. Programele generatoare care generează frecvențele necesare sunt potrivite. Ca Generator de funcții Marchand sau Generator de tonuri NCH. Deoarece nu este întotdeauna posibil să găsiți un frecvențămetru acasă, puteți avea încredere completă în aceste programe și în placa de sunet instalată pe computer.
  3. Rezistor puternic (cel puțin 5 wați) cu o rezistență de 1000 ohmi
  4. Rezistor precis (+- 1%) de 10 ohmi
  5. Fire, cleme și alte deșeuri pentru a le conecta pe toate într-un singur circuit.

Schema de masuratori

Calibrare:

Mai întâi trebuie să calibrați voltmetrul. Pentru a face acest lucru, în locul difuzorului, se conectează o rezistență de 10 Ohmi și prin selectarea tensiunii furnizate de generator este necesar să se realizeze o tensiune de 0,01 volți. Dacă rezistența are o valoare diferită, atunci tensiunea ar trebui să corespundă cu 1/1000 din valoarea rezistenței în ohmi. De exemplu, pentru o rezistență de calibrare de 4 ohmi, tensiunea ar trebui să fie de 0,004 volți. Tine minte! După calibrare, tensiunea de ieșire a generatorului nu poate fi ajustată până la finalizarea tuturor măsurătorilor.

Găsind R e

Acum, conectând un difuzor în loc de o rezistență de calibrare și setând frecvența generatorului la aproape 0 herți, putem determina rezistența acestuia la curentul continuu Re. Va fi citirea voltmetrului înmulțită cu 1000. Cu toate acestea, Re poate fi măsurată direct cu un ohmmetru.

Găsirea Fs și Rmax

Difuzorul în timpul acestei măsurători și al tuturor măsurătorilor ulterioare trebuie să fie în spațiu liber. Frecvența de rezonanță a unui difuzor se găsește la vârful impedanței sale (caracteristică Z). Pentru a-l găsi, schimbați fără probleme frecvența generatorului și uitați-vă la citirile voltmetrului. Frecvența la care tensiunea de pe voltmetru va fi maximă (o modificare suplimentară a frecvenței va duce la o scădere a tensiunii) va fi frecvența de rezonanță principală pentru acest difuzor. Pentru difuzoarele cu un diametru mai mare de 16 cm, această frecvență ar trebui să fie sub 100 Hz. Nu uitați să înregistrați nu numai frecvența, ci și citirile voltmetrului. Înmulțite cu 1000, acestea vor oferi difuzorului rezistență la frecvența de rezonanță Rmax, necesară pentru calcularea altor parametri.

Găsirea Q ms , Q es și Q ts

Acești parametri se găsesc folosind următoarele formule:

După cum puteți vedea, aceasta este o constatare secvențială a parametrilor suplimentari Ro, R x și măsurarea frecvențelor necunoscute anterior F 1 și F 2. Acestea sunt frecvențele la care impedanța difuzorului este egală cu Rx. Deoarece Rx este întotdeauna mai mic decât Rmax, vor exista două frecvențe - una este puțin mai mică decât Fs, iar cealaltă este puțin mai mare. Puteți verifica acuratețea măsurătorilor dvs. cu următoarea formulă:

Dacă rezultatul calculat diferă de cel găsit anterior cu mai mult de 1 hertz, atunci trebuie să repetați totul din nou și cu mai multă atenție. Deci, am găsit și calculat câțiva parametri de bază și putem trage câteva concluzii pe baza acestora:

  1. Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este peste 50Hz, atunci are dreptul să pretindă că funcționează, în cel mai bun caz, ca un midbass. Puteți uita imediat de subwooferul unui astfel de difuzor.
  2. Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este peste 100Hz, atunci nu este deloc un woofer. Îl puteți folosi pentru a reproduce frecvențele medii în sisteme cu trei căi.
  3. Dacă raportul F s /Q ts al unui difuzor este mai mic de 50, atunci acest difuzor este destinat să funcționeze exclusiv în cutii închise. Dacă mai mult de 100 - exclusiv pentru lucrul cu un reflex bas sau în treceri de bandă. Dacă valoarea este între 50 și 100, atunci trebuie să vă uitați cu atenție la alți parametri - spre ce tip de design acustic gravitează difuzorul. Cel mai bine este să utilizați programe speciale de calculator pentru aceasta, care pot simula grafic ieșirea acustică a unui astfel de difuzor în diferite modele acustice. Adevărat, nu se poate face fără alți parametri, nu mai puțin importanți - V as, S d, C ms și L.

Găsirea Sd

Aceasta este așa-numita suprafață radiantă eficientă a difuzorului. Pentru cele mai joase frecvențe (în zona de acțiune a pistonului) aceasta coincide cu cea de proiectare și este egală cu:

Raza R în acest caz va fi jumătate din distanța de la mijlocul lățimii suspensiei de cauciuc pe o parte la mijlocul suspensiei de cauciuc pe partea opusă. Acest lucru se datorează faptului că jumătate din lățimea suspensiei de cauciuc este, de asemenea, o suprafață radiantă. Vă rugăm să rețineți că unitatea de măsură pentru această suprafață este metri pătrați. În consecință, raza trebuie înlocuită în ea în metri.

Aflarea inductanței bobinei difuzorului L

Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de rezultatele uneia dintre citirile de la primul test. Veți avea nevoie de o impedanță (impedanță) a bobinei la o frecvență de aproximativ 1000 Hz. Deoarece componenta reactivă (X L) este separată de R e activ printr-un unghi de 900, putem folosi teorema lui Pitagora:

Deoarece Z (impedanța bobinei la o anumită frecvență) și Re (rezistența bobinei DC) sunt cunoscute, formula se transformă în:

După ce ați găsit reactanța X L la frecvența F, puteți calcula inductanța însăși folosind formula:

V ca măsurători

Există mai multe moduri de a măsura volumul echivalent, dar acasă este mai ușor să folosiți două: metoda „masă suplimentară” și metoda „volum suplimentar”. Prima dintre ele necesită mai multe greutăți de greutate cunoscută din materiale. Puteți folosi un set de greutăți de la cântare de farmacie sau puteți utiliza monede vechi de cupru de 1,2,3 și 5 copeici, deoarece greutatea unei astfel de monede în grame corespunde valorii nominale. A doua metodă necesită o cutie sigilată de un volum cunoscut cu un orificiu corespunzător pentru difuzor. (mospagebreak)

Găsirea V ca folosind metoda masei adăugate

Mai întâi trebuie să încărcați uniform difuzorul cu greutăți și să măsurați din nou frecvența de rezonanță, notându-l ca F" s. Ar trebui să fie mai mic decât F s. Este mai bine dacă noua frecvență de rezonanță este cu 30% -50% mai mică. greutatea greutăților este de aproximativ 10 grame pentru fiecare inch de diametrul difuzorului, adică pentru un cap de 12 inchi aveți nevoie de o încărcătură de aproximativ 120 de grame.

unde M este masa greutăților adăugate în kilograme.

Pe baza rezultatelor obținute, V ca (m 3) se calculează folosind formula:

Găsirea V ca prin metoda volumului suplimentar

Este necesar să sigilați difuzorul în cutia de măsurare. Cel mai bine este să faceți acest lucru cu magnetul îndreptat spre exterior, deoarece difuzorului nu îi pasă pe ce parte are volumul și vă va fi mai ușor să conectați firele. Și sunt mai puține găuri suplimentare. Volumul cutiei este desemnat V b.

Apoi trebuie să măsurați Fc (frecvența de rezonanță a difuzorului într-o cutie închisă) și, în consecință, să calculați Q mc, Q ec și Q tc. Tehnica de măsurare este complet similară cu cea descrisă mai sus. Apoi volumul echivalent se găsește folosind formula:

Datele obținute ca rezultat al tuturor acestor măsurători sunt suficiente pentru calcularea suplimentară a designului acustic al unei legături de joasă frecvență de o clasă suficient de înaltă. Dar modul în care se calculează este o cu totul altă poveste.

Determinarea flexibilității mecanice C ms

Unde S d este aria efectivă a difuzorului cu un diametru nominal D. Cum se calculează este scris mai devreme.

Determinarea masei sistemului mobil Mms

Se calculează ușor folosind formula:

Puterea motorului (produsul inducției în spațiul magnetic și lungimea firului bobinei vocale) BL

Cel mai important, nu uitați că pentru valori de măsurare mai precise ale parametrilor Thiel-Small, este necesar să efectuați experimentul de mai multe ori și apoi să obțineți valori mai precise prin mediere.

Definiția clasică a conceptului nu ne interesează. Esența lui este importantă. Dacă te uiți la rezistența de pe partea amplificatorului, aceasta este sarcina pe care aproape toată puterea pe care o dezvoltă este disipată. Cu alte cuvinte, acesta este un fel de rezistor pe care aproape tot ceea ce produce amplificatorul se transformă în căldură.

Nu electricitatea este transformată în sunet, ci căldură. Doar o mică parte este convertită în energie de unde sonore, mai puțin de o zecime de procente. Acesta este un punct foarte important. Toți kilowații pe care îi furnizați submarinului sunt pur și simplu transformați în căldură.
Aceasta este norma, o realitate obiectivă. Pentru ca difuzorul difuzorului să facă mișcări oscilatorii (adică să sune), este necesar ca un curent să circule printr-o bobină cilindrică atașată difuzorului și plasată în câmpul magnetic al unui magnet permanent, care interacționează cu acest câmp magnetic. . Evident, rezistența bobinei este un factor negativ aici, ceea ce duce pur și simplu la pierderi. În mod ideal, nu ar trebui să existe deloc. Atunci energia semnalului electric nu ar fi cheltuită pentru încălzirea bobinei și ar fi complet convertită în energie sonoră. Dar acest lucru, desigur, nu este posibil. Bobina are o oarecare rezistență, așa că există întotdeauna pierderi și sunt foarte mari.

De ce este impedanța boxelor vechi mai mare decât a celor noi?

Personal, în practica mea am întâlnit difuzoare (sau difuzoare) cu o rezistență de 80 Ohm, 40 Ohm, 16 Ohm, 12 Ohm, 8 Ohm, 4 Ohm, 3 Ohm, 2 Ohm și chiar 1 Ohm. Aici nu este vorba de sub-uri. Există 0,5 și chiar mai mici. Pe baza anului de fabricație, aceste difuzoare sunt aranjate în aceeași ordine. Adică cele mai vechi au cea mai mare rezistență și cu cât difuzoarele sunt mai tinere, cu atât rezistența lor este mai mică. În general, o scădere a rezistenței la sarcină este o tendință generală pentru toate echipamentele audio. Se manifestă mai puternic în audio auto decât în ​​alte domenii. Tocmai au început să apară difuzoarele de 1 ohm și până acum doar în sistemele standard, dar cred că în câțiva ani vom vedea 0,5 ohm. Tendința este clară, pierderile sunt în scădere, acest lucru este important pentru producătorii auto.

De ce, de fapt, acum cincizeci de ani era rezistența acustică mai mare? Răspunsul este destul de simplu. Echipamentul de amplificare din acea vreme nu putea funcționa cu sarcini de impedanță scăzută. În zilele noastre, baza elementului și designul circuitului amplificatoarelor sunt diferite. Este posibil să produceți și să vindeți produse destul de accesibile și fiabile, cu impedanță de ieșire scăzută. Amplificatoarele vechi aveau impedanță mare de ieșire.

„Relația” amplificatorului cu sarcina este ușor de explicat folosind legea lui Ohm pentru un circuit complet.

E=Ir+IR

Unde
Sursa E-emf

Deci aceasta este legea lui Ohm pentru un circuit complet. În cazul unui amplificator și al unui difuzor, este mult mai complex, dar pentru înțelegere va funcționa în această formă.
În rolul sursei emf avem semnalul de ieșire al amplificatorului, I este curentul total care curge prin difuzor și amplificator, r este rezistența de ieșire a amplificatorului, R este rezistența difuzorului.
Dacă înmulțiți ambele părți cu curentul I, obțineți ecuația de echilibru de putere

EI=I2r+I2R

P=P r +P R

P - puterea amplificatorului
P r - puterea disipată la impedanța de ieșire a amplificatorului (pierderi în amplificator)
P R - puterea disipată la bobina difuzorului

Din aceste ecuații este clar că o parte din puterea amplificatorului este disipată în sine, încălzindu-l. Și cu cât impedanța sa de ieșire este mai mică, cu atât pierderile sunt mai mici. Dar, în realitate, acesta nu este cel mai important lucru. Raportul dintre rezistența de sarcină și rezistența de ieșire a amplificatorului este de mare importanță. Se numește coeficient de amortizare sau factor de amortizare. Dacă, de exemplu, impedanța difuzoarelor și a ieșirii amplificatorului sunt aproximativ egale, jumătate din puterea dezvoltată va fi disipată în amplificatorul însuși. Pur și simplu se va încălzi singur. În practică, acest lucru nu se întâmplă. R este de multe ori mai mare decât r, de sute de ori. Adesea, cazul opus apare atunci când R este mic sau aproape de zero - dacă, de exemplu, coloanele sunt scurtcircuitate. Apoi toată puterea amplificatorului este disipată în sine. Se supraincalzeste rapid si, daca nu exista protectie la scurtcircuit, se poate arde.

Să rezumam. Difuzoarele și difuzoarele vechi și vechi aveau impedanță ridicată, deoarece erau conduse de amplificatoare de impedanță de ieșire ridicată. Amplificatoarele și difuzoarele moderne au impedanță mult mai mică pentru a asigura pierderi mai mici. Scăderea impedanței difuzorului - tendință generală

De ce nu ar trebui să conectați o sarcină mai mică decât în ​​mod normal la amplificator?

Instrucțiunile pentru amplificatoare indică întotdeauna rezistența (sau intervalul de valori) a sarcinii. Merită să ne concentrăm asupra lui. Dacă producătorul permite utilizarea unei sarcini de 2 ohmi, nu ar trebui să conectați mai puțin. Echilibrul de putere din sistemul amplificator-sarcină se modifică, iar pierderile din amplificator cresc rapid. Mulți au observat că atunci când amplificatorul este pornit, puntea este de 2 ohmi. încălzirea crește brusc. Deși a funcționat la 4 ohmi și cu greu s-a fierbinte. Același lucru este valabil și pentru conexiunile canal cu canal, dar într-o măsură mai mică.

Cum este distribuită rezistența între canale atunci când este pusă în punte?

Nu este distribuit în niciun fel. Rezistența la sarcină nu are nimic de-a face cu modurile de funcționare ale amplificatorului. Cu bridging, mobilizați resursele a două canale pentru a lucra cu o singură încărcare. Puntea este capabilă să treacă un curent de ieșire mult mai mare, ceea ce este foarte important atunci când lucrați cu un subwoofer. Dar, în același timp, puntea are o rezistență de ieșire mai mare. Prin urmare, ponderea pierderilor de încălzire este mai mare. De aceea nu trebuie să conectați o sarcină mai mică decât în ​​mod normal la pod. Distorsiunea va fi și mai mare. Nu numai că R scade, dar și r crește. L-a îngrămădit și în câteva minute amplificatorul se încălzea ca o sobă.

Reactanţă.

Până acum am vorbit despre rezistență totală sau impedanță, după cum doriți. După cum știți, este format dintr-o parte activă și reactivă. Partea activă este constantă, pe aceasta puterea amplificatorului este disipată și transformată în căldură. Componenta reactivă asociată cu inductanța bobinei crește odată cu creșterea frecvenței. De exemplu, un subwoofer poate avea o rezistență normală în domeniul de funcționare, dar în intervalul mediu este deja de câteva ori mai mare. Inductanța bobinei, așa cum ar fi, servește ca un filtru trece-jos pentru sine și nu permite trecerea mijlocului și a superiului.
Există o altă componentă interesantă a rezistenței totale. Ea nu este aproape niciodată menționată. Orice difuzor, fie că este un sub, un mijloc sau un tweeter, este în esență o mașină electrică. La urma urmei, transformă un semnal electric în mișcări mecanice. Dar nu rotativ, ca un motor electric tipic, ci alternativ. Și ca aproape toate mașinile electrice, difuzorul este o mașină electrică reversibilă. Toată lumea știe că un motor de curent continuu poate fi un generator dacă îi rotiți arborele și eliminați tensiunea din el. La fel și vorbitorul. Dacă mișcați cu forță difuzorul (de exemplu, puteți pompa subwoofer-ul manual), va apărea un semnal la bornele difuzoarelor. Destul de slab, dar va fi acolo. Când difuzorul funcționează, nu este doar o sarcină, ci și un generator de semnal și cu cât amplitudinea oscilațiilor diferențiale este mai mare - cu atât volumul este mai mare - cu atât semnalul generat de difuzor este mai puternic. Acest semnal poate fi atât util, cât și complet dăunător.
Să luăm în considerare sub. Frecvența de rezonanță proprie a subwooferului este întotdeauna în intervalul său de funcționare. Pe el, vibrațiile difuzorului sunt maxime, difuzorul generează un semnal puternic care se opune semnalului amplificatorului. Aceasta este exprimată ca o cocoașă rezonantă în impedanța caracteristică vorbitorului. Acest lucru ajută la limitarea amplitudinii vibrațiilor difuzorului și la prevenirea ruperii acestuia. Deși, pe de altă parte, ieșirea subwooferului scade și ea.
Acest efect nu apare pe difuzoarele cu frecvență medie, deoarece rezonanța proprie, în teorie, este mult mai mică decât domeniul de operare.
Dar cu tweeterele cu corn situația este mult mai rea. Rezonanța lor este foarte aproape de domeniul de operare sau chiar în partea inferioară a acestuia. Mișcarea tweeter-ului generează un semnal destul de puternic în regiunea propriei rezonanțe, care distorsionează foarte mult semnalul amplificatorului. În plus, mișcarea în sine adaugă nuanțe. Acest lucru duce la faptul că tweeter-ul sună cu un sunet de plastic sau metalic și chiar ca și cum ar fi într-un borcan. Dacă acest fenomen nu este stins, sunetul va fi neplăcut cu un sunet care forează în creier.

Cei mai de bază parametrii prin care un subwoofer poate fi calculat și fabricat sunt:

  • Frecvența de rezonanță a difuzorului Fs(Hertz)
  • Volumul echivalent Vas(litri sau picioare cubi)
  • Factorul de calitate complet Qts
  • Rezistenta DC Re(Ohm)

Pentru o abordare mai serioasă, va trebui să știți și:

  • Factorul de calitate mecanic Qms
  • Factorul de calitate electric Qes
  • Zona difuzorului Sd(m2) sau diametrul acestuia Dia(cm)
  • Sensibilitate SPL(dB)
  • Inductanţă Le(Henry)
  • Impedanta Z(Ohm)
  • Putere de vârf Pe(Watt)
  • Masa sistemului în mișcare mms(G)
  • Duritate relativă Cms(metri/newton)
  • Rezistenta mecanica Rms(kg/sec)
  • Puterea motorului B.L.

Majoritatea acestor parametri pot fi măsurați sau calculați acasă folosind instrumente de măsurare nu deosebit de sofisticate și un computer sau un calculator care poate extrage rădăcini și exponenția. Pentru o abordare și mai serioasă a proiectării designului acustic și ținând cont de caracteristicile difuzoarelor, recomand să citești literatură mai serioasă. Autorul acestei „lucrări” nu pretinde nicio cunoaștere specială în domeniul teoriei, iar tot ceea ce este menționat aici este o compilație din diverse surse - atât străine, cât și ruse.

Măsurarea Re, Fs, Fc, Qes, Qms, Qts, Qtc, Vas, Cms, Sd.

Pentru a măsura acești parametri veți avea nevoie de următoarele echipamente:

  • Voltmetru
  • Generator de semnal audio
  • Frecventametru
  • Rezistor puternic (cel puțin 5 wați) cu o rezistență de 1000 ohmi
  • Rezistor precis (+- 1%) de 10 ohmi
  • Fire, cleme și alte deșeuri pentru a le conecta pe toate într-un singur circuit.

Desigur, această listă se poate modifica. De exemplu, majoritatea generatoarelor au propria lor scară de frecvență și nu este necesar un contor de frecvență în acest caz. În loc de generator, puteți utiliza și o placă de sunet de computer și un software corespunzător capabil să genereze semnale sinusoidale de la 0 la 200 Hz din puterea necesară.

Schema de masuratori

Calibrare:

Mai întâi trebuie să calibrați voltmetrul. Pentru a face acest lucru, în locul difuzorului, se conectează o rezistență de 10 Ohmi și prin selectarea tensiunii furnizate de generator este necesar să se realizeze o tensiune de 0,01 volți. Dacă rezistența are o valoare diferită, atunci tensiunea ar trebui să corespundă cu 1/1000 din valoarea rezistenței în ohmi. De exemplu, pentru o rezistență de calibrare de 4 ohmi, tensiunea ar trebui să fie de 0,004 volți. Tine minte! După calibrare, tensiunea de ieșire a generatorului nu poate fi ajustată până la finalizarea tuturor măsurătorilor.

Găsind Re

Acum, conectând un difuzor în loc de o rezistență de calibrare și setând frecvența generatorului la aproape 0 herți, putem determina rezistența acestuia la curentul continuu Re. Va fi citirea voltmetrului înmulțită cu 1000. Cu toate acestea, Re poate fi măsurată direct cu un ohmmetru.

Găsirea Fs și Rmax

Difuzorul în timpul acestei măsurători și al tuturor măsurătorilor ulterioare trebuie să fie în spațiu liber. Frecvența de rezonanță a unui difuzor se găsește la vârful impedanței sale (caracteristică Z). Pentru a-l găsi, schimbați fără probleme frecvența generatorului și uitați-vă la citirile voltmetrului. Frecvența la care tensiunea de pe voltmetru va fi maximă (o modificare suplimentară a frecvenței va duce la o scădere a tensiunii) va fi frecvența de rezonanță principală pentru acest difuzor. Pentru difuzoarele cu un diametru mai mare de 16 cm, această frecvență ar trebui să fie sub 100 Hz. Nu uitați să înregistrați nu numai frecvența, ci și citirile voltmetrului. Înmulțite cu 1000, acestea vor oferi difuzorului rezistență la frecvența de rezonanță Rmax, necesară pentru calcularea altor parametri.

Acești parametri se găsesc folosind următoarele formule:


După cum puteți vedea, aceasta este o constatare secvențială a parametrilor suplimentari Ro, Rx și măsurarea frecvențelor necunoscute anterior F1 și F2. Acestea sunt frecvențele la care impedanța difuzorului este egală cu Rx. Deoarece Rx este întotdeauna mai mic decât Rmax, vor exista două frecvențe - una este puțin mai mică decât Fs, iar cealaltă este puțin mai mare. Puteți verifica acuratețea măsurătorilor dvs. cu următoarea formulă:

Dacă rezultatul calculat diferă de cel găsit anterior cu mai mult de 1 hertz, atunci trebuie să repetați totul din nou și cu mai multă atenție.

Deci, am găsit și calculat câțiva parametri de bază și putem trage câteva concluzii pe baza acestora:

  1. Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este peste 50Hz, atunci are dreptul să pretindă că funcționează, în cel mai bun caz, ca un midbass. Puteți uita imediat de subwooferul unui astfel de difuzor.
  2. Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este peste 100Hz, atunci nu este deloc un woofer. Îl puteți folosi pentru a reproduce frecvențele medii în sisteme cu trei căi.
  3. Dacă raportul Fs/Qts al unui difuzor este mai mic de 50, atunci difuzorul este proiectat să funcționeze exclusiv în cutii închise. Dacă mai mult de 100 - exclusiv pentru lucrul cu un reflex bas sau în treceri de bandă. Dacă valoarea este între 50 și 100, atunci trebuie să vă uitați cu atenție la alți parametri - spre ce tip de design acustic gravitează difuzorul. Cel mai bine este să utilizați programe speciale de calculator pentru aceasta, care pot simula grafic ieșirea acustică a unui astfel de difuzor în diferite modele acustice. Adevărat, nu te poți lipsi de alți parametri, nu mai puțin importanți - Vas, Sd, Cms și L.

Aceasta este așa-numita suprafață radiantă eficientă a difuzorului. Pentru cele mai joase frecvențe (în zona de acțiune a pistonului) aceasta coincide cu cea de proiectare și este egală cu:

Raza R în acest caz va fi jumătate din distanța de la mijlocul lățimii suspensiei de cauciuc pe o parte la mijlocul suspensiei de cauciuc pe partea opusă. Acest lucru se datorează faptului că jumătate din lățimea suspensiei de cauciuc este, de asemenea, o suprafață radiantă. Vă rugăm să rețineți că unitatea de măsură pentru această suprafață este metri pătrați. În consecință, raza trebuie înlocuită în ea în metri.

Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de rezultatele uneia dintre citirile de la primul test. Veți avea nevoie de o impedanță (impedanță) a bobinei la o frecvență de aproximativ 1000 Hz. Deoarece componenta reactivă (XL) este separată de Re activ printr-un unghi de 900, putem folosi teorema lui Pitagora:

Deoarece Z (impedanța bobinei la o anumită frecvență) și Re (rezistența bobinei DC) sunt cunoscute, formula se transformă în:

După ce ați găsit reactanța XL la frecvența F, puteți calcula inductanța însăși folosind formula:

Vas măsurători

Există mai multe moduri de a măsura volumul echivalent, dar acasă este mai ușor să folosiți două: metoda „masă suplimentară” și metoda „volum suplimentar”. Prima dintre ele necesită mai multe greutăți de greutate cunoscută din materiale. Puteți folosi un set de greutăți de la cântare de farmacie sau puteți utiliza monede vechi de cupru de 1,2,3 și 5 copeici, deoarece greutatea unei astfel de monede în grame corespunde valorii nominale. A doua metodă necesită o cutie sigilată cu un volum predeterminat cu un orificiu corespunzător pentru difuzor.

Găsirea lui Vas folosind metoda masei adăugate

Mai întâi trebuie să încărcați uniform difuzorul cu greutăți și să măsurați din nou frecvența de rezonanță, notând-o ca F "s. Ar trebui să fie mai mică decât Fs. Este mai bine dacă noua frecvență de rezonanță este cu 30% -50% mai mică. Greutatea dintre greutăți este considerată a fi de aproximativ 10 grame pe fiecare inch de diametru al difuzorului, adică pentru un cap de 12 inchi aveți nevoie de o greutate de aproximativ 120 de grame.