La complexité de la mesure des paramètres électriques et acoustiques des enceintes conduit souvent au rejet de cette procédure, et par la suite le processus de création d'enceintes s'accompagne d'un guide de formules de calcul simples qui ne prennent en compte que les paramètres électriques des enceintes, et même alors idéaux. Je pense que cela n'a pas de sens une fois de plus de se plonger dans les histoires que le résultat dans ce cas ne répond même pas aux attentes. Je ne serai pas rusé, le processus de mesure est compliqué, il nécessite un équipement spécial et, surtout, des compétences pour travailler avec des programmes de mesure. Il ne suffit pas de mesurer, vous devez le faire aussi objectivement que possible, et la seule limitation dans les mesures devrait rester l'erreur de l'équipement de mesure.
Ensuite, je vais essayer de parler en détail de la méthodologie de mesure dans le package Arta Software. Je suis tombé amoureux de ce programme pour sa commodité et sa facilité d'utilisation, et la possibilité d'une analyse complète des résultats de mesure. La dernière version du programme est disponible sur site développeur . Il s'agit actuellement de la version 1.6.1. Vous pouvez également y télécharger des manuels originaux sur l'utilisation des composants du package, en anglais. Ces guides sont inclus dans le système d'aide du programme. Vous pouvez l'appeler via le menu Aide - Manuel de l'utilisateur.
Pour prendre des mesures, vous avez besoin d'un équipement. Ce qui suit est utilisé avec moi:
- Ordinateur portable Dell Inspiron 1720 avec système d'exploitation Windows XP Professionnel x86 et progiciel installé Arta Software.
- Carte son E-MU 0404 USB.
- Amplificateur Denon PMA-500AE. Il convient car il a pour fonction de contourner la correction du timbre, du volume et de l'équilibre - Source Direct.
- Voltmètre B7-38.
- Magasin de résistance P33.
- Microphone de mesure Nady CM 100.
- Support pour microphone. Son rôle est le support de la caméra, qui a les fonctions d'inclinaison, de rotation et de réglage en hauteur.
- La résistance de «référence» (Rref) requise pour les mesures d'impédance. J'utilise un PEV-10 de 10 ohms. La résistance mesurée est de 9,85 ohms.
- Deux câbles avec séparateurs protégeant l'entrée de la carte son des valeurs de tension dangereuses. Les séparateurs sont soudés à l'intérieur de la prise TRS.
- Câble micro XLR et plusieurs câbles pour connecter les entrées / sorties de la carte son et sa connexion avec l'amplificateur.
Pour mesurer l'impédance, vous devez connecter l'équipement conformément au diagramme de la figure 12.
Figure 12
L'impédance est mesurée en raison de la chute de tension aux bornes de la résistance Rref. Les développeurs d'Arta Software recommandent une valeur Rref de 27 ohms. J'utilise une valeur nominale plus petite - 10 Ohms (la résistance mesurée est de 9,85 Ohms), ce qui me permet de régler une amplitude de tension plus petite à la sortie de l'amplificateur. La résistance réelle de la résistance Rref doit être mesurée avec une erreur minimale. L'erreur dans la mesure de l'impédance et, par conséquent, l'erreur dans le calcul des paramètres Thiel-Small en dépend.
Dans Arta Software, il est possible de mesurer l'impédance des haut-parleurs de basse et moyenne fréquence et de haute fréquence. Pour ce dernier, une technique distincte est utilisée - la mesure sur un signal sinusoïdal à pas dans une gamme de fréquences donnée. Il est impossible de mesurer l'impédance des haut-parleurs haute fréquence au bruit périodique, leur endommagement est possible.
Alors, lancez Limp. Pour ce faire, dans le menu Démarrer de Windows, sélectionnez Tous les programmes - Arta Software - Limp . La fenêtre du programme est illustrée ci-dessous (figure 13).
Figure 13
Ici, comme à Arta, je change la palette de couleurs pour une plus agréable pour les yeux. Modification de la couleur de l'espace de travail à l'aide de la commande de menu Édition - Couleur d'arrière-plan noir et blanc, d'autres couleurs changent dans le menu Édition - Couleurs et style de grille . De plus, je désactive la sélection des lignes via le menu Modifier - Utiliser un stylo épais.
La configuration du programme démarre à partir du menu Configuration - Périphériques audio (Figure 14). Ici, dans les champs Wave Input Device et Wave Output Device, vous devez spécifier la carte son utilisée.
Figure 14
Menu suivant – Configuration - Mesure (Figure 15).
La figure 15
Dans le champ Canal de référence, spécifiez le canal qui sert de référence. Si le circuit de mesure est connecté conformément à la figure 12, le canal de référence est droit. Dans le champ Résistance de référence, indiquez la valeur mesurée de la résistance Rref. Les champs High cut-off et Low cut-off indiquent la plage de fréquence de l'impédance affichée à l'écran. Pas la gamme de fréquences elle-même, dont l'affichage change à travers le menu Configuration - Graphique, mais c'est la plage de fréquences de la courbe d'impédance. Ce qui précède est vrai pour les mesures sur le bruit périodique. Pour les mesures sur un signal sinusoïdal pas à pas, ces champs sont responsables de la plage de mesure. Le champ Incrément de fréquence définit le pas pour les mesures sur le signal sinusoïdal de pas. Je recommande de régler 1/48 d'octave, obtenant ainsi un ton plus petit et une mesure plus précise de l'impédance. Champs Min. le temps d'intégration (ms), le temps transitoire (ms) et la pause intra-salve (ms) déterminent respectivement le temps d'intégration, la longueur de pas du signal sinusoïdal et la pause entre les pas. Si l'ordinateur avec lequel les mesures sont prises n'offre pas de performances appropriées, doublez les valeurs dans ces champs. Le champ de taille FFT définit la taille du bloc FFT. La définition d'une valeur plus élevée améliore la résolution en fréquence, mais augmente le temps de mesure. Les champs restants ajustent la moyenne des résultats de mesure. Ces champs peuvent être utiles pour mesurer l'impédance avec une masse supplémentaire si celle-ci ne peut pas être fixée au diffuseur de haut-parleur. De petites fluctuations dans la masse supplémentaire rendent la réponse en fréquence affichée sur l'écran approximative. La moyenne aide à s'en débarrasser un peu. La moyenne ne fonctionne qu'avec des mesures de bruit périodique.
Ensuite, je décris une technique de mesure d'impédance adaptée aux enceintes basses et moyennes fréquences. Vous ne pouvez pas utiliser cette technique pour mesurer des tweeters. Pour eux, la procédure de mesure sera décrite ci-dessous.
Vous devez maintenant régler l'amplitude du courant à travers la bobine acoustique du haut-parleur mesuré. Compte tenu de la non-linéarité des paramètres des haut-parleurs à différents courants à travers la bobine acoustique, il est conseillé d'utiliser un courant d'au moins 40-50 mA pour les mesures. Pour régler l'amplitude du courant, une résistance ayant une valeur nominale proche de l'impédance nominale du haut-parleur est connectée aux bornes de mesure. J'ai un haut-parleur large bande 4A28 comme sujet de test. Sa résistance nominale est de 12 Ohms, tant et si bien que j'ai mis en place au magasin de résistance. Un voltmètre est connecté en parallèle avec la résistance de test. Le courant à travers la résistance est calculé selon la loi d'Ohm.
Connecté, allez dans le menu - Configuration - Générateur (Figure 16).
Figure 16
Le champ Type définit le type de signal pour les mesures - bruit rose périodique (Pink PN) ou sinus (Sinus). Dans le champ Niveau de sortie, vous pouvez modifier le niveau du signal de test, ce qui est pratique, par exemple, pour évaluer la linéarité des haut-parleurs. Dans le domaine Sine freq. (Hz) définit la fréquence de l'onde sinusoïdale générée. Dans le champ Coupure rose (Hz), la fréquence de coupure du bruit rose. Je ne recommande pas d'utiliser une valeur trop petite (par exemple, 20 Hz), car lors d'une mesure avec une masse supplémentaire, en raison de l'augmentation de l'amplitude aux basses fréquences, les poids sur le diffuseur peuvent provoquer une distorsion de la réponse en fréquence.
Sélectionnez d'abord Sinus dans le champ Type. Dans le domaine Sine freq. (Hz) réglez la fréquence sur 315 Hz. Si vous n'avez pas de voltmètre fonctionnant dans une large gamme de fréquences, utilisez une valeur inférieure, par exemple 100 ou 50 Hz. Dans le champ Niveau de sortie, définissez la valeur sur 0 dB. Cliquez sur le bouton Test. Nous réglons le courant requis à travers la résistance. J'ai réglé la tension de 0,6063 v à la sortie de l'amplificateur, ce qui correspond à un courant d'environ 50 mA à travers une charge de 12 Ohms. Nous arrêtons la génération en appuyant à nouveau sur le bouton Test. Débranchez la résistance des bornes de test et appuyez à nouveau sur le bouton Test. La fenêtre de configuration du générateur affiche les niveaux d'entrée des canaux gauche et droit. En ajustant la sensibilité, nous réglons le niveau dans la plage de -20 ... -10 dB. Il doit être identique pour les deux canaux. Après l'installation, nous arrêtons la génération en appuyant sur le bouton Test. Dans le champ Type, sélectionnez Pink PN, définissant ainsi un bruit rose périodique pour le test. Cliquez OK.
Dans le menu Configuration - Graphique (Figure 17), vous pouvez modifier la plage de fréquences affichée à l'écran et la plage de valeurs de résistance. La case à cocher Afficher la phase est chargée d'afficher la phase d'impédance. Ce menu peut également être appelé en cliquant avec le bouton droit sur le graphique.
Figure 17
Allez au menu Enregistrer - Calibrer (Figure 18).
Figure 18
La procédure d'étalonnage est effectuée ici. Cliquez sur le bouton Générer. L'indicateur montrera le niveau des signaux d'entrée. Le niveau doit être tel qu'il a été défini dans le menu Configuration - Générateur (Figure 16). Nous arrêtons la génération en appuyant à nouveau sur le bouton Générer. Dans le champ Nombre de moyennes (moyennage), définissez la valeur sur 3 ... 5. Cliquez sur le bouton Calibrer. Une fois l'étalonnage terminé, à droite, dans la fenêtre d'état, des informations sur le nombre d'échantillons du signal de test, la fréquence d'échantillonnage et la différence d'amplitude de tension entre les canaux seront affichées (Figure 19). Si cette différence dépasse 2 dB, le programme émet un avertissement. Un bon résultat doit être reconnu comme une valeur de différence inférieure à 0,2 dB. Cliquez OK.
La figure 19
Tout est prêt pour les mesures. Je vais faire une petite digression et donner un tableau avec les valeurs de l'erreur relative dans la mesure de la résistance (figure 20). L'erreur relative est calculée par la formule ((Rm-Rs) / Rs) * 100, où Rs est la valeur de résistance installée sur le magasin de résistances, Rm est la valeur de résistance mesurée par Limp.
La figure 20
Nous mesurons la résistance au courant continu (Re) de la bobine acoustique du haut-parleur avec un ohmmètre et connectons le haut-parleur aux bornes de test. Il n'est pas souhaitable de placer l'enceinte au sol. Un petit rack avec un tampon plus petit que le diamètre de l'aimant du haut-parleur est le mieux adapté. Si vous pouvez fixer le poids du haut-parleur, ce sera une très bonne solution. Référez-vous soigneusement aux enceintes qui ont un trou dans le noyau. Ces enceintes ne peuvent être mesurées qu'en poids.
En Limp, le démarrage et l'arrêt du processus de mesure se fait soit via le menu Record - Début et Enregistrer - Arrêterou à l'aide des boutons de la barre des tâches. Le bouton Démarrer est indiqué par un triangle rouge, le bouton Arrêt par un cercle rouge. Nous commençons le processus de mesure. Une fois l'impédance et la phase affichées à l'écran (figure 21), nous arrêtons les mesures.
La figure 21
Le résultat de la mesure peut être enregistré avec l'extension * .lim ( Fichier - Enregistrer sous ...), ou exporter vers * .txt, * .zma, * .csv ( Fichier - Exporter sous ...) Si vous exportez vers * .csv, le séparateur de partie fractionnaire (point ou virgule) peut être sélectionné via le menu Configuration - format CSV.
Après avoir mesuré l'impédance, une liste incomplète des paramètres Thiel-Small peut être calculée. Pourcela au menu Analyserdoit choisir soit Paramètres des haut-parleurs - Méthode de masse ajoutée soit Paramètres des haut-parleurs - Méthode en boîte fermée . Le premier élément de menu est utilisé pour calculer les paramètres Thiel-Small en utilisant la méthode de masse supplémentaire, et le second en utilisant une boîte de mesure. Dans ce cas, il n'y a pas de différence, mais par habitude j'utilise le menu Extra Mass (Figure 22).
Figure 22
Dans la fenêtre qui s'ouvre, dans le champ Résistance bobine acoustique (ohms), spécifiez la résistance du haut-parleur de la bobine du haut-parleur au courant continu et cliquez sur le bouton Calculer TSP. Pour calculer tous les paramètres du Thiel-Small, il est nécessaire d'effectuer une autre mesure de l'impédance - avec une masse supplémentaire. Fermez la fenêtre courante. Dans le menu Superposition choisir Définir comme superposition. La courbe d'impédance sera fixée par le programme et le graphique changera de couleur.
En tant que masse supplémentaire, j'utilise des pièces de monnaie de l'époque de l'URSS. Leur valeur faciale (1, 2, 3 et 5 kopecks) correspond au poids en grammes. La quantité optimale de masse supplémentaire est telle que la fréquence de la résonance principale du système mobile est réduite de 20 à 50%. Il est impossible de nommer la quantité exacte de cette masse, donc pour commencer, vous devez choisir une petite valeur - 10-15 grammes. À l'avenir, il sera possible d'ajouter (ou de diminuer) et de reprendre la mesure.
Nous plaçons la masse sur le diffuseur du haut-parleur et mesurons (figure 23).
Figure 23
Allez dans le menu. Dans le champ Résistance bobine acoustique (ohms), spécifiez résistance àcourant continu, dans le champ Diamètre de la membrane (cm) - le diamètre de la surface rayonnante en centimètres (mesuré entre les centres de la suspension), dans le champ Masse ajoutée (g) - la masse supplémentaire en grammes, puis appuyez sur le bouton Calculer le TSP (Figure 24).
Figure 24
Les données peuvent être copiées dans le presse-papiers (Copier dans le presse-papiers) ou exportées dans un fichier * .csv (Exporter dans un fichier .CSV).
Pour mesurer l'impédance des tweeters, vous devez apporter quelques modifications aux paramètres du programme. De même qu'avant de commencer la mesure des haut-parleurs basses et moyennes fréquences, une résistance d'impédance nominale égale à l'impédance nominale du haut-parleur est connectée aux bornes de test. Un voltmètre est connecté en parallèle avec la résistance. Utilisation du menu - Configuration - Générateur (Figure 16) nous avons réglé le courant à travers la résistance, similaire à la méthode décrite ci-dessus avec la seule différence - le courant à travers la résistance doit être réglé à moins de 10 mA . Il s'agit d'une valeur de courant sûre pour les tweeters doux. Une fois le réglage actuel terminé, nous ajustons la sensibilité comme décrit précédemment. À la fin de la procédure de configuration, définissez le menu Configuration du générateur dans le champ Type sur Sinus et cliquez sur OK.
Allez au menu – Configuration - Mesure (Figure 15).Sur le terrain Un seuil bas définit la limite inférieure de la plage de fréquence des mesures. Pour les tweeters à dôme avec une fréquence de résonance basse (600-700 Hz), une valeur de 200 Hz peut être utilisée. Installez et cliquez sur OK.
Dans le menu Enregistrer - Calibrer (Figure 18) nous effectuons la procédure d'étalonnage décrite ci-dessus.
La prudence ne fera pas de mal, donc d'abord, au lieu du haut-parleur, nous connectons une résistance aux bornes de mesure et commençons le processus de mesure. Après avoir vérifié que le processus commence à se dérouler conformément aux paramètres spécifiés, nous arrêtons la mesure. Maintenant, nous connectons le haut-parleur mesuré aux bornes de test et recommençons le processus de mesure. À la fin des mesures, le générateur s'arrêtera automatiquement. Le processus de mesure lui-même sur un signal sinusoïdal par étape est une procédure assez longue, soyez patient.
Figure 25
Si vous êtes intéressé par les paramètres Thiel-Small, vous pouvez les calculer via le menuAnalyser - Paramètres des haut-parleurs - Méthode de masse ajoutée . Il suffit d'indiquer la résistance de la bobine mobile au courant continu et d'appuyer sur le bouton Calculer TSP (Figure 26).
Figure 26
Remerciements particuliers à Sirvutis Alexey ( Lexus) pour les informations fournies.
(Pour aider les bassistes débutants )
Chapitre A - Mesures
Faites immédiatement une réservation que la méthode la plus pratique pour mesurer les paramètres des woofers est décrite dans la méthode. Pour les propriétaires de programme, je suggère d'utiliser cette méthode (je ne l'ai pas testée moi-même, mais je pense qu'il n'y a aucun problème). Pour ceux qui n'ont pas ce programme ou qui n'ont pas assez d'équipement de mesure, je décrirai la méthode que j'ai empruntée aux magazines RADIO des dernières années. J'ai utilisé cette méthode et avec un certain degré de précision et de persévérance avec son aide, vous pouvez obtenir des paramètres assez précis (plus précisément que dans le livre de référence ou dans le manuel de l'utilisateur).
Commençons donc:
1) Assemblez le circuit.
Je pense que le haut-parleur testé est clairement dans le diagramme. Les éléments restants du circuit nécessitent une explication détaillée.
Un générateur est soit un générateur de fréquence audio capable de fournir une tension de 10-20 V, soit une combinaison générateur-amplificateur répondant à la même exigence.
1000 Ohm - Résistance de 1000 Ohm qui stabilise le courant à travers le haut-parleur. La valeur de la résistance peut être prise moins, mais cela réduira la précision du calcul de Qts. (Certes, lors de l'utilisation d'une résistance de seulement 200 Ohms, il est peu probable que l'erreur de mesure dépasse 10%, mais, comme on dit, sûre ...).
a, b, c - points pour connecter un voltmètre.
Le voltmètre lui-même n'est pas représenté sur la figure, mais il doit être: - d'une part, courant alternatif; - d'autre part, pouvoir mesurer des tensions de l'ordre de 100 mV. Si le voltmètre n'a pas une telle limite de mesure, il peut être connecté via un amplificateur. Et comme les amplificateurs modernes sont généralement "stéréo" ou plus, cela ne pose aucun problème particulier.
Le circuit est assemblé.
2) Nous plaçons l'enceinte loin des murs, du plafond et du sol (il est souvent recommandé de l'accrocher).
3) Connectez le voltmètre aux points maiset avecet réglez la tension sur 10-20 V à une fréquence de 500-1000 Hz.
4) Connectez le voltmètre aux points danset avecet en changeant la fréquence du générateur, nous trouvons la fréquence à laquelle les lectures du voltmètre sont maximales, voir la figure ci-dessous pour le texte. C'est Fs. Nous enregistrons les lectures Fs et Us du voltmètre.
5) En modifiant la fréquence vers le haut par rapport à Fs, nous trouvons les fréquences auxquelles les lectures du voltmètre sont constantes et nettement inférieures à Us (avec une nouvelle augmentation de la fréquence, la tension recommence à augmenter, proportionnellement à l'augmentation de l'impédance du haut-parleur). Nous écrivons cette valeur, Um.
Le graphique d'impédance du haut-parleur dans l'espace libre et dans une boîte fermée ressemble à ceci.
6) Trouvez selon le calendrier (si nous l'avons construit) ou mesurez les fréquences de coupure F1 et F2 au niveau de U12 \u003d (Us * Um) ^ 0,5;
7) Nous calculons le facteur de qualité acoustique Qa \u003d (Us / Um) ^ 0,5 * Fs / (F2-F1), et
8) Facteur de qualité électrique Qe \u003d Qa * Um / (Us-Um);
9) Et, à la fin, le facteur Q complet Qts \u003d Qa * Qe / (Qa + Qe).
Pour découvrir Vas, nous avons besoin d'une boîte (une bonne boîte scellée, en aucun cas en carton, mais avec des parois épaisses) avec un trou rond correspondant à la taille du diamètre du cône d'enceinte. Le volume de la boîte, V, est préférable de choisir plus près de celui dans lequel nous allons ensuite écouter ce haut-parleur.
10) Installez le haut-parleur dans la boîte et colmatez toutes les fissures;
11) Nous effectuons toutes les mesures et calculs des paragraphes 1) à 6) et obtenons les valeurs Fs "(en fait c'est Fc) et Qts" (Qtc);
12) Calculez Vas \u003d ((Fs "/ Fs) ^ 2-1) * V;
13) Nous calculons Qtc \u003d Qts * (1 + Vas / V) ^ 0,5, si les Qts mesurés "\u003d Qtc, enfin, ou presque égaux, alors tout est fait correctement, et nous pouvons procéder à la conception du système d'enceintes.
Chapitre B - Paramètres FI
La méthodologie de réglage proposée est également radiée de la littérature, mais elle est suffisamment simple pour devenir la propriété des masses curieuses. La seule mise en garde (je l'ai inventé moi-même) est que cette technique vous permet de configurer facilement des FI faites sur la base de haut-parleurs avec un facteur Q de Qts \u003d 0,3 ... 0,5. Pour les autres IF, il est nécessaire d'appliquer en plus du savoir-faire naturel. Alors.
La méthodologie est basée sur la relation qui existe entre les paramètres du FI et du W (case fermée). Si dans un IF avec une réponse en fréquence lisse (par spl) le trou du tunnel est fermé, alors le facteur de qualité total du système, Qtc, sera égal à 0,6, et la fréquence de résonance, Fc, sera liée à la fréquence de l'ajustement FI par la dépendance: Fb \u003d 0,61 ... 0,65 * Fc. Si nous permettons une erreur dans la détermination de la fréquence d'accord de FI à 5%, alors le rapport Fb / Fc pour les structures réelles peut être pris égal à 0,63.
Configuration:
14) Nous fermons l'ouverture du tunnel et assemblons le circuit de mesure de Fc (voir chapitre A).
15) Nous sélectionnons la quantité de matériau insonorisant et atteignons la valeur minimale de Fc;
16) Nous fixons le matériau à l'intérieur de la boîte et mesurons Fc;
17) Calculer Fb \u003d 0,63 * Fc;
18) Calculez la longueur du tunnel: Lv \u003d 31 * 10 ^ 3 * S / (Fb ^ 2 * V) -1,7 * (S / PI) ^ 0,5, où S est la zone du port de port FI en cm carré, V - volume de la boîte en litres;
19) Nous faisons un tunnel, l'insérons à l'intérieur de la boîte (exactement à l'intérieur, s'il est supposé à l'intérieur de la structure finie) et mesurons Fb ".
Il devrait en résulter quelque chose comme:
20) La valeur résultante de Fb "substitue dans la formule 18) et calcule la valeur actualisée de V";
21) Remplacer V "dans le fichier 18) et calculer Lv" pour la valeur calculée de Fb (qui a oublié, cela s'est produit à l'article 17);
22) On raccourcit (il est impossible de l'allonger, donc il vaut mieux prendre des mesures à l'avance) et on mesure à nouveau le tunnel;
23) En utilisant la méthodologie de détermination de Qtc (chapitre A), nous déterminons le facteur de qualité du système et, s'il est inférieur à 1, nous nous calmons. S'il est plus grand, alors quelque chose est probablement mal fait, mais il est trop tard pour le refaire. Nous allons écouter, si c'est vraiment un murmure (qui est complètement facultatif), nous prendrons des mesures.
Mesures possibles:
24) Humidifiez le tunnel FI avec un matériau transparent partiellement acoustique. En d'autres termes - fermez le tunnel avec un hiver synthétique, du coton, de la moquette, etc.
25) Humidifiez l'enceinte elle-même en collant les matériaux ci-dessus sur les fenêtres du diffuseur (seulement pas tous à la fois).
Ces mesures réduiront le facteur de qualité globale du système, Qtc.
Références:
Saltykov O., Calcul des caractéristiques du locuteur, Radio 1981
Zhbanov V., Tuning the bass reflex, Radio 8/1986
Aldoshina I. Où vivent les basses, AM 2/1999
Frunze, Sur l'amélioration de la qualité sonore des haut-parleurs, Radio 9/1992
Dans le monde moderne, les haut-parleurs se sont généralisés, car sans ces appareils, il est impossible de produire des téléviseurs, des téléphones portables, des tablettes, des haut-parleurs, des écouteurs et d'autres équipements audio. Et le plus souvent, leur travail reste invisible pour les gens jusqu'à ce que l'orateur échoue.
Qu'est-ce qu'un haut-parleur
Un haut-parleur (souvent appelé haut-parleurs) est un appareil électrique qui convertit un signal électrique en son. Cette transformation se produit en raison du mouvement oscillatoire de la bobine électrique dans un champ magnétique constant (ce champ fournit un aimant permanent ou, dans des cas plus rares, un électro-aimant). Cette bobine est entraînée par un diffuseur qui, à son tour, crée des vibrations de l'air, ce qui vous permet d'entendre les sons reproduits.
Malgré la simplicité de conception, les dysfonctionnements qui se produisent pendant le fonctionnement des enceintes peuvent toujours se produire périodiquement. Si le haut-parleur a commencé à reproduire le son avec des interférences, des sifflements ou des craquements, ou même a cessé de fonctionner, l'emplacement du problème doit d'abord être localisé.
Vous devez d'abord effectuer une inspection visuelle de l'appareil, à savoir vérifier les dommages:
- logement;
- cordon d'alimentation;
- cordon de signal;
- ondulations;
- diffuseur.
En cas de dommage, cette pièce doit être réparée ou remplacée (si l'ondulation ou le diffuseur est endommagé, l'enceinte devra être changée). Mais si aucun défaut externe n'a été trouvé et que le son se reproduit avec du bruit ou est totalement absent, le problème pourrait survenir dans les contacts ou la bobine du haut-parleur, et dans ce cas, vérifier le haut-parleur avec un multimètre aidera.
Vérification du haut-parleur avec un multimètre
Pour vérifier les contacts, il faut procéder en réglant le multimètre sur le mode de détermination de cette caractéristique. Les sondes doivent être connectées aux contacts en respectant la polarité du haut-parleur et les déplacer avec un diffuseur fixe. Si les lectures sur l'écran du multimètre changent constamment, cela signifie que le câblage est endommagé et doit être remplacé.
Si vous retournez l'enceinte et la tordez, des sons étrangers sont entendus (par exemple, des tapotements), puis, très probablement, plusieurs tours ou l'enroulement entier ont disparu de la gaine dans laquelle se trouve la bobine. Cela peut être corrigé en rembobinant l'enroulement.
Il est également important d'inspecter attentivement la bobine acoustique, qui est située à l'intérieur du haut-parleur et ressemble à un fil enroulé par une spirale. Cette bobine doit avoir un enroulement lisse et soigné, sans tissage et chevauchements accidentels, plis, déchirures et autres dommages mécaniques. Si des défauts mécaniques sont toujours détectés, la bobine doit être remplacée. Un enroulement incorrect (inégal ou se chevauchant) peut être rembobiné indépendamment avec soin. Pour vérifier l'exactitude du rembobinage de la bobine, il suffit d'écouter plusieurs fois deux ou trois chansons bien connues. Pendant l'écoute, vous devez vous concentrer sur le volume (minimum et maximum), la qualité sonore (pas de bruit étranger) et les transitions sonores.
La rotation du diffuseur aidera également à détecter les défauts. Si un cliquetis, un crépitement ou un bruissement se fait entendre au cours de cette action, il est fort probable qu'il y ait des objets étrangers près de l'espace magnétique, par exemple de la ferraille qui pénètre accidentellement dans l'assemblage et d'autres débris. Vous pouvez le réparer simplement en nettoyant le haut-parleur. Si le diffuseur tourne difficilement ou ne tourne pas du tout, le problème réside dans la bobine ou le manchon déplacé, ainsi que le déplacement du noyau, ce qui entraîne à son tour un coincement du manchon. Ce problème peut être résolu en démontant le haut-parleur et en plaçant ces pièces dans la bonne position.
Le remplissage électronique des haut-parleurs peut être vérifié avec un testeur, un ohmmètre ou tout autre appareil pour mesurer la résistance électrique. Pour ce faire, vous devez allumer le multimètre en mode de mesure de résistance et mesurer cette caractéristique d'enceinte. Pour les enceintes polyphoniques, la résistance moyenne est de 8 ohms, et pour les enceintes auditives, d'environ 30 ohms. Si l'appareil de mesure n'affiche aucune donnée, cela signifie que le câblage des haut-parleurs est endommagé, et si c'est tout le problème, c'est que la bobine est cassée. Le câblage ou la bobine endommagés avec une rupture doivent être remplacés par des neufs.
Pour vérifier l'intégrité de la bobine elle-même, il est nécessaire de la faire sonner avec un multimètre. Dans ce mode, les sondes du testeur sont connectées aux contacts des haut-parleurs. Si l'affichage du multimètre montre une valeur supérieure à 0, alors la bobine acoustique est intacte, et si cette valeur est 1 alors une interruption s'est produite dans la bobine et dans ce cas, elle doit être remplacée.
Après avoir vérifié l'électronique, il convient de vérifier la qualité de fabrication du diffuseur et l'ondulation. Pour ce faire, l'enceinte doit reproduire des fréquences infra-basses. Cela permettra de détecter un collage de mauvaise qualité de l'ondulation et du diffuseur.
Enfin, il convient de vérifier la qualité de l'enceinte à l'aide d'un générateur de fréquence. Ce test de haut-parleur doit être effectué dans la plage de 20 Hz à 20 kHz. L'absence de respiration sifflante et de distorsion signifie que le haut-parleur fonctionne correctement et efficacement.
Ces méthodes aideront à résoudre un problème tel que la vérification de la dynamique avec un multimètre.
- Comment! Vous avez une grand-mère qui devine trois cartes d'affilée, et vous ne lui avez toujours pas emprunté son cabalisme?
A.S. Pouchkine, la reine de pique
Aujourd'hui, nous allons parler de ce qu'il est important de savoir sur l'acoustique en fait. A savoir, sur les fameux paramètres de Thiel - Small, dont la connaissance est la clé pour gagner un jeu en audio automobile. Sans diffamation ni cabalisme.
Un mathématicien exceptionnel, selon la légende, donnant des conférences aux étudiants, a déclaré: "Maintenant, nous allons commencer à prouver le théorème, dont j'ai l'honneur de porter le nom." Qui a l'honneur de porter les noms des paramètres de Thiel et Small? Rappelez-vous cela aussi. Le premier du groupe est Albert Neville Thiel (dans l'original A. Neville Thiele, «A» ne se tient presque jamais). Par âge et par bibliographie. Il a maintenant 84 ans et, à 40 ans, il a publié un ouvrage historique dans lequel il était proposé pour la première fois d'effectuer des calculs des caractéristiques des haut-parleurs sur la base d'un seul ensemble de paramètres, de plus, de manière pratique et reproductible.
Là, dans un ouvrage de 1961, il a été dit, en particulier: «Les caractéristiques d'un haut-parleur dans la région des basses fréquences peuvent être décrites de manière adéquate en utilisant trois paramètres: la fréquence de résonance, le volume d'air, la flexibilité acoustique équivalente du haut-parleur et le rapport de la résistance électrique à la résistance au mouvement à la résonance fréquence. Selon les mêmes paramètres, l'efficacité électroacoustique est également déterminée. Je demande aux fabricants de haut-parleurs de publier ces paramètres dans le cadre des informations de base sur leurs produits. »
La demande de Neville Thiel n'a été entendue par l'industrie qu'une décennie plus tard, alors que Thiel travaillait déjà avec Richard Small, originaire de Californie. Richard Small est écrit en Californie, mais pour une raison quelconque, un médecin respecté préfère la prononciation allemande de son propre nom. Soit dit en passant, cette année marque 70 ans - l'anniversaire est plus important que beaucoup. Au début des années 70, Til et Small ont finalement évoqué leur approche proposée pour le calcul des haut-parleurs.
Maintenant, Neville Thiel est professeur honoraire dans l'une des universités de son pays, en Australie, et le dernier poste professionnel du Dr Small, dont nous avons réussi à garder la trace, est l'ingénieur en chef du département audio automobile Harman-Becker. Eh bien, bien sûr, les deux font partie du leadership de la Société internationale des ingénieurs acoustiques (Audio Engineering Society). En général, les deux sont sains.
Jusqu'à gauche, petit à droite, par ordre de contribution à l'électroacoustique. Au fait, la photo est rare, les maîtres n'aimaient pas être photographiés
Accrocher ou ne pas accrocher?
La définition figurative des conditions de mesure de F comme la fréquence de résonance d'un haut-parleur suspendu dans l'air a donné lieu à l'idée fausse que cette fréquence devrait être mesurée de la même manière, et les amateurs se sont efforcés de vraiment accrocher les haut-parleurs sur des fils et des cordes. Les mesures acoustiques seront consacrées à un numéro distinct de "BB", voire plus d'un, je le note ici: dans les laboratoires compétents, la dynamique est serrée dans un étau lors des mesures, plutôt que suspendue au lustre.
Les résultats d'une expérience de calcul qui aidera ceux qui souhaitent comprendre comment les valeurs des facteurs de qualité électriques et mécaniques sont exprimées dans les courbes d'impédance. Nous avons pris un ensemble complet de paramètres électromécaniques d'un haut-parleur réellement existant, puis avons commencé à en modifier certains. Tout d'abord, le facteur de qualité mécanique, comme pour remplacer le matériau ondulé et la rondelle de centrage. Ensuite - électrique, pour cela, il était déjà nécessaire de modifier les caractéristiques de l'entraînement et du système mobile. Voici ce qui s'est passé:
La courbe d'impédance réelle du woofer. Il calcule deux des trois principaux paramètres
Les courbes d'impédance pour différentes valeurs du facteur Q complet, tandis que le Qes électrique est le même, égal à 0,5, et le Qes mécanique varie de 1 à 8. Le facteur Q complet Qts ne semble pas changer beaucoup, et la hauteur de la bosse sur le graphique d'impédance est forte, et très , tandis que moins Qms, plus il devient net
Pression acoustique en fonction de la fréquence pour les mêmes Qts. Lors de la mesure de la pression acoustique, seul le facteur Q complet est important; par conséquent, des courbes d'impédance complètement différentes correspondent à des courbes de pression acoustique pas si différentes de la fréquence
Les mêmes valeurs Qts, mais maintenant partout Qms \u003d 4, et Qes change de manière à atteindre les mêmes valeurs Qts. Les valeurs Qts sont les mêmes, mais les courbes sont complètement différentes et diffèrent beaucoup moins. Les courbes rouges inférieures sont obtenues pour les valeurs qui n'ont pas pu être obtenues dans la première expérience avec un Qes fixe \u003d 0,5
Courbes de pression acoustique pour différents Qts obtenues en changeant Qes. Les quatre courbes supérieures de forme sont exactement les mêmes que lorsque nous avons changé Qms, leur forme est déterminée par les valeurs Qts et elles restent les mêmes. Les courbes rouges inférieures obtenues pour des Qts supérieurs à 0,5 sont, bien sûr, différentes, et une bosse commence à s'y développer, en raison de l'augmentation du facteur de qualité.
Mais maintenant, faites attention: le problème n'est pas seulement qu'à haut Qts une bosse apparaît sur la caractéristique, tandis que la sensibilité du haut-parleur à des fréquences supérieures à la résonance diminue. L'explication est simple: ceteris paribus, Qes ne peut augmenter qu'avec l'augmentation de la masse du système en mouvement ou avec une puissance magnétique décroissante. Cela et un autre conduisent à une baisse de sensibilité aux fréquences moyennes. Ainsi, la bosse à la fréquence de résonance est plutôt une conséquence de la défaillance aux fréquences supérieures à la résonance. Il n'y a rien de gratuit en acoustique ...
Contribution du partenaire junior
Au fait: le fondateur de la méthode A.N. Till destiné à ne prendre en compte que le facteur électrique Q dans les calculs, en supposant (vrai pour son époque) que la proportion de pertes mécaniques est négligeable par rapport aux pertes causées par le "frein électrique" du haut-parleur. La contribution du partenaire junior, pas le seul, cependant, était de prendre en compte Qms, maintenant c'est devenu important: les têtes modernes utilisent des matériaux avec des pertes accrues, ce qui n'était pas au début des années 60, et nous sommes tombés sur des enceintes où la valeur Qms n'était que de 2 - 3, avec électrique sous l'unité. Dans de tels cas, ignorer les pertes mécaniques serait une erreur. Et cela est devenu particulièrement important avec l'introduction du refroidissement des ferrofluides dans les têtes RF, où en raison de l'effet d'amortissement du liquide, la fraction de Qms dans le facteur Q complet devient décisive, et le pic d'impédance à la fréquence de résonance devient presque invisible, comme dans le premier graphique de notre expérience de calcul.
Trois cartes ouvertes par Thiel et Small
1. Fs est la fréquence de la résonance principale du haut-parleur sans boîtier. Il ne caractérise que l'enceinte elle-même, et non un système d'enceintes prêt à l'emploi basé sur lui. Lorsqu'il est installé dans n'importe quel volume ne peut qu'augmenter.
2. Qts - facteur Q complet du haut-parleur, une quantité sans dimension caractérisant la perte relative de dynamique. Plus elle est faible, plus la résonance de rayonnement est supprimée et plus le pic de résistance sur la courbe d'impédance est élevé. Lorsqu'il est installé dans une boîte fermée augmente.
3. Vas - volume de haut-parleur équivalent. Égal au volume d'air avec la même rigidité que la suspension. Plus la suspension est rigide, moins il y a de Vas. Avec la même rigidité, Vas grandit avec la zone du diffuseur.
Deux moitiés faisant une carte n ° 2
1. Qes - la composante électrique du plein Q, caractérise la puissance du frein électrique, ce qui empêche l'accumulation du diffuseur près de la fréquence de résonance. Habituellement, plus le système magnétique est puissant, plus le «frein» est fort et plus la valeur numérique de Qes est petite.
2. Qms - la composante mécanique du Q complet, caractérise la perte des éléments élastiques de la suspension. Les pertes sont ici beaucoup moins importantes que dans le composant électrique, et numériquement Qms est beaucoup plus grand que Qes.
Combien la cloche sonne
Qu'ont en commun les cloches et les haut-parleurs? Eh bien, le fait que les deux sons soient évidents. Plus important encore, les deux sont des systèmes oscillatoires. Quelle est la différence? La cloche, aussi dolby soit-elle, sonnera à la seule fréquence prescrite par le canon. Et vers l'extérieur, le haut-parleur n'est pas si différent de lui - dans une large gamme de fréquences, et peut, si vous le souhaitez, représenter simultanément la sonnerie d'une cloche et le pantalon d'une cloche. Donc: deux des trois paramètres de Thiel - Small quantifient simplement cette différence.
Vous avez juste besoin de vous souvenir fermement et mieux - relisez la citation du fondateur dans la note historique et biographique. Il dit: "aux basses fréquences". En ce qui concerne le comportement de l'enceinte à des fréquences plus élevées, Til, Small et leurs paramètres n'ont aucun rapport et ne sont en aucun cas responsables. Quelles fréquences sont basses pour l'enceinte et lesquelles ne le sont pas? Et c'est ce que dit le premier des trois paramètres.
La première carte, mesurée en hertz
Donc: Thiel - Petit paramètre n ° 1 - fréquence de résonance intrinsèque du haut-parleur. Fs est toujours indiqué, quelle que soit la langue de publication. La signification physique est extrêmement simple: comme le haut-parleur est un système oscillatoire, il doit donc y avoir une fréquence à laquelle le diffuseur va osciller, étant laissé à ses propres appareils. Comme une cloche après un battement ou une ficelle après une pincée. Dans le même temps, il est entendu que l'enceinte est absolument «nue», pas installée en tout cas, comme suspendue dans l'espace. Ceci est important car nous nous intéressons aux paramètres de l'enceinte elle-même, et non à ce qui l'entoure.
La plage de fréquences autour de la résonance, deux octaves vers le haut, deux octaves vers le bas - c'est la zone où les paramètres Thiel-Small opèrent. Pour les têtes de subwoofer qui ne sont pas encore installées dans l'enceinte, les F peuvent varier de 20 à 50 Hz, pour les enceintes médium de 50 (graves «six») à 100 - 120 («quatre»). Pour les fréquences moyennes des diffuseurs - 100 - 200 Hz, pour les dômes - 400 - 800, pour les tweeters - 1000 - 2000 Hz (il y a des exceptions, très rares).
Comment déterminer la fréquence de résonance naturelle de l'enceinte? Non, comme cela est le plus souvent déterminé - il est clair qu'elles sont lues dans la documentation d'accompagnement ou dans le rapport de test. Eh bien, comment l'avez-vous reconnue pour la première fois? Avec une cloche, ce serait plus facile: je lui ai donné quelque chose et mesuré la fréquence du buzz produit. L'orateur, sous une forme explicite, ne sonnera à aucune fréquence. Autrement dit, il veut, mais il ne reçoit pas l'amortissement inhérent aux vibrations du diffuseur inhérent à sa conception. En ce sens, le haut-parleur est très similaire à une suspension de voiture, et j'ai utilisé cette analogie plus d'une fois et le restera. Que se passe-t-il si vous balancez une voiture avec des amortisseurs vides sur la suspension? Au moins quelques fois, il oscillera à sa propre fréquence de résonance (là où il y a un ressort, il y aura une fréquence). Les amortisseurs, qui ne sont que partiellement morts, arrêteront les oscillations après une ou deux périodes, et celles qui sont utilisables - après le premier roulement. En dynamique, l'amortisseur est plus important que le ressort, et il y en a même deux.
Le premier, plus faible, fonctionne car il y a une perte d'énergie dans la suspension. Ce n'est pas une coïncidence si l'ondulation est fabriquée à partir de qualités spéciales de caoutchouc, la balle en un tel matériau ne rebondira guère sur le sol et une imprégnation spéciale avec un grand frottement interne est également choisie pour la rondelle de centrage. C'est comme un frein mécanique aux vibrations du diffuseur. Le second, beaucoup plus puissant - électrique.
Voilà comment ça marche. La bobine d'enceinte de l'enceinte est son moteur. Un courant alternatif provenant de l'amplificateur y circule, et la bobine située dans un champ magnétique commence à se déplacer avec la fréquence du signal fourni, déplaçant, bien sûr, l'ensemble du système mobile, puis elle est là. Mais une bobine se déplaçant dans un champ magnétique est un générateur. Ce qui générera plus d'électricité, plus la bobine se déplacera. Et lorsque la fréquence commence à s'approcher de la résonance, à laquelle le diffuseur «veut» osciller, l'amplitude des oscillations augmentera et la tension produite par la bobine acoustique augmentera. Atteindre le maximum avec précision à la fréquence de résonance. Qu'est-ce que cela a à voir avec le freinage? Pas encore. Mais imaginez que les conclusions de la bobine soient court-circuitées ensemble. Maintenant, un courant le traversera et une force surgira, ce qui, selon la règle de l'école de Lenz, entravera le mouvement qui l'a généré. Mais la bobine acoustique dans la vraie vie est fermée à l'impédance de sortie de l'amplificateur, proche de zéro. Il se révèle, pour ainsi dire, un frein électrique qui s'adapte à la situation: plus le diffuseur essaie de faire des allers-retours, plus cela est empêché par le courant venant en sens inverse dans la bobine mobile. La cloche n'a pas de freins sauf l'atténuation des vibrations dans ses parois, et en bronze - quelle atténuation ...
La deuxième carte, non mesurable en rien
La puissance des freins dynamiques est exprimée numériquement dans le deuxième paramètre Thiel-Small. Il s'agit du facteur de qualité complet de l'enceinte, noté Qts. Il est exprimé numériquement, mais pas littéralement. Je veux dire, plus les freins sont puissants, plus la valeur Qts est faible. D'où le nom de «facteur de qualité» en russe (ou facteur de qualité en anglais, d'où est issue la désignation de cette quantité), qui est une sorte d'évaluation de la qualité du système oscillatoire. Physiquement, le facteur Q est le rapport des forces élastiques dans le système aux forces visqueuses, sinon, aux forces de friction. Les forces élastiques conservent l'énergie dans le système, distillant alternativement l'énergie d'un potentiel (ressort comprimé ou allongé ou suspension du haut-parleur) à la cinétique (énergie d'un diffuseur mobile). Viscous s'efforce de transformer l'énergie de tout mouvement en chaleur et de la dissiper irrévocablement. Un facteur de qualité élevé (et pour la même cloche il sera mesuré en dizaines de milliers) signifie qu'il y a beaucoup plus de forces élastiques que de forces de frottement (visqueuses, c'est une seule et même chose). Cela signifie également que pour chaque oscillation, seule une petite partie de l'énergie stockée dans le système ira en chaleur. Par conséquent, en passant, le facteur de qualité est la seule valeur dans les trois premiers paramètres du Thiel-Small, qui n'a pas de dimension, c'est le rapport d'une force à l'autre. Comment une cloche dissipe-t-elle de l'énergie? Par friction interne en bronze, principalement lentement. Comment fait un haut-parleur, dont le facteur de qualité est beaucoup plus faible, ce qui signifie que le taux de perte d'énergie est beaucoup plus élevé? De deux manières, par le nombre de «freins». Une partie est dissipée par des pertes internes dans les éléments élastiques de la suspension, et cette fraction de pertes peut être estimée par une valeur de mérite distincte, elle est appelée mécanique, notée Qms. La seconde, en grande partie dissipée sous forme de chaleur, provient du courant traversant la bobine acoustique. Courant développé par elle. Il s'agit du facteur Q électrique de Qes. L'effet total des freins serait déterminé très facilement si des facteurs Q n'étaient pas utilisés, mais plutôt des pertes. Nous les plierions simplement. Et puisque nous avons affaire à l'inverse de la perte, nous devons alors ajouter l'inverse de la valeur, il s'avère donc que 1 / Qts \u003d 1 / Qms + 1 / Qes.
Valeurs typiques des facteurs de qualité: mécanique - de 5 à 10. Électrique - de 0,2 à 1. Comme des valeurs réciproques sont impliquées, il s'avère que nous résumons la contribution mécanique aux pertes de l'ordre de 0,1 - 0,2 avec la composante électrique de 1 à 5. Il est clair que le résultat sera déterminé principalement par le facteur de qualité électrique, c'est-à-dire que le frein principal du haut-parleur est électrique.
Alors, comment saisissez-vous les noms des «trois cartes» de l'orateur? Eh bien, au moins les deux premiers, nous allons arriver au troisième. C’est inutile de menacer comme Hermann, l’orateur n’est pas une vieille femme. La même bobine acoustique, un moteur de haut-parleur enflammé, vient à la rescousse. Après tout, nous l'avons déjà réalisé: un moteur enflammé fait également office de générateur de feu au clair de lune. Et à ce titre, c'est comme si surdimensionné l'amplitude des vibrations du diffuseur. Plus la tension apparaît sur la bobine acoustique à la suite de ses oscillations avec le diffuseur, plus l'amplitude des oscillations est grande, plus nous nous rapprochons donc de la fréquence de résonance.
Comment mesurer cette tension, alors que le signal de l'amplificateur est connecté à la bobine acoustique? Autrement dit, comment séparer celui apporté au moteur de celui généré par le générateur, est-ce sur les mêmes conclusions? Mais ne divisez pas, vous devez mesurer le montant résultant.
Pour ce faire, faites-le. Le haut-parleur est connecté à un amplificateur avec la plus grande impédance de sortie possible, dans la vraie vie, cela signifie: en série avec le haut-parleur, une résistance avec une valeur nominale est activée, beaucoup, au moins cent fois plus que la résistance nominale du haut-parleur. Disons 1000 ohms. Maintenant, lorsque le haut-parleur fonctionne, la bobine acoustique génère un contre-EMF, il semble fonctionner pour un frein électrique, mais le freinage ne se produit pas: les sorties de la bobine sont fermées les unes aux autres par une résistance très élevée, le courant est rare, le frein est inutile. Mais la tension, selon la règle de Lenz, qui est inversée en polarité ("générateur de mouvement"), se développe en opposition avec elle, et si à ce moment la résistance apparente de la bobine mobile est mesurée, alors elle semblera être très grande. En fait, dans ce cas, le contre-EMF ne permet pas au courant de l'amplificateur de circuler librement le long de la bobine, l'appareil interprète cela comme une résistance accrue, mais comment d'autre?
En mesurant l'impédance, la résistance très "apparente" (mais en fait complexe, avec toutes sortes de composants actifs et réactifs, ce n'est pas le moment) et deux cartes de trois sont ouvertes. La courbe d'impédance de toute dynamique de diffuseur, de Kellogg et Rice à nos jours, est, en principe, la même, elle apparaît même dans le logo d'une communauté scientifique électro-acoustique, maintenant j'ai oublié laquelle. La bosse aux basses fréquences (pour cette enceinte) indique la fréquence de sa résonance principale. Là où le maximum est, il y a les F convoités. L'élémentaire ne se produit pas. Au-dessus de la résonance, un minimum d'impédance s'installe, il est généralement pris pour l'impédance nominale du haut-parleur, bien que, comme vous pouvez le voir, il ne le reste que dans une petite bande de fréquence. Au-dessus, l'impédance recommence à augmenter, maintenant parce que la bobine mobile n'est pas seulement un moteur, mais aussi une inductance dont la résistance croît avec la fréquence. Mais nous n'y irons pas maintenant, les paramètres qui nous intéressent n'y vivent pas.
Beaucoup plus compliqué avec le facteur de qualité, mais, néanmoins, des informations complètes sur la «deuxième carte» sont également contenues dans la courbe d'impédance. Exhaustif, car une courbe peut être utilisée pour calculer séparément à la fois le Qes électrique et le facteur Q mécanique Qms. Comment alors en faire le Qts complet, ce qui est vraiment nécessaire lors du calcul du design, on sait déjà que c'est une affaire simple, pas le bac de Newton.
Comment exactement les quantités recherchées sont déterminées par la courbe d'impédance, nous discuterons une autre fois, lorsque nous parlerons des méthodes de mesure des paramètres. Nous allons maintenant partir du fait que quelqu'un (un fabricant d'acoustique ou des associés de votre humble serviteur) l'a fait pour vous. Mais voici le point. Il y a deux idées fausses associées aux tentatives d'analyser expressément les paramètres Thiel - Small par la forme de la courbe d'impédance. Le premier est complètement Lochowskie, nous allons le dissiper maintenant sans laisser de trace. C'est alors qu'ils regardent la courbe d'impédance avec une énorme bosse à la résonance et s'exclament: "Wow, le facteur de qualité!" Type - élevé. Et en regardant les petits boutons sur la courbe, ils concluent: puisque le pic de l'impédance est ainsi invoqué, cela signifie que le haut-parleur a un amortissement élevé, c'est-à-dire un facteur de qualité faible.
Donc: dans la version la plus simple, c'est exactement le contraire. Que signifie un pic d'impédance élevé à une fréquence de résonance? Que la bobine acoustique produit beaucoup de contre-emf, conçus pour inhiber électriquement les vibrations du diffuseur. Ce n'est qu'avec cette inclusion, grâce à une résistance élevée, que le courant requis pour le frein ne circule pas. Et quand un tel haut-parleur est allumé non pas pour des mesures, mais normalement, directement à partir de l'amplificateur, le courant de freinage sera sain, la bobine deviendra un obstacle puissant aux oscillations immodérées du diffuseur à sa fréquence préférée.
Toutes choses étant égales par ailleurs, vous pouvez approximativement estimer la valeur du mérite à partir d'une courbe, et rappelez-vous simplement: la hauteur du pic d'impédance caractérise le potentiel du frein électrique du haut-parleur, par conséquent, plus il est élevé, plus la valeur du mérite est BASSE. Une telle évaluation serait-elle complète? Pas tout à fait, comme cela a été dit, elle restera impolie. En effet, dans la courbe d'impédance, comme déjà mentionné, les informations sur Qes et Qms sont enfouies, que vous pouvez extraire (manuellement ou à l'aide d'un programme informatique) en analysant non seulement la hauteur, mais aussi la «largeur d'épaule» de la bosse résonnante.
Mais comment le facteur de qualité affecte-t-il la forme de la réponse en fréquence d'un haut-parleur, est-ce cela qui nous intéresse? En tant qu'elle affecte, elle a un effet décisif. Plus le facteur de qualité est faible, c'est-à-dire que plus les freins internes du haut-parleur sont puissants à la fréquence de résonance, plus ils tombent doucement et en douceur, la courbe caractérisant la pression acoustique créée par le haut-parleur passera près de la résonance. La non-uniformité minimale dans cette bande de fréquences sera à Qts égale à 0,707, ce qui est généralement appelé la caractéristique de Butterworth. À des valeurs élevées du facteur de qualité, la courbe de pression acoustique commencera à "bosse" près de la résonance, il est clair pourquoi: les freins sont faibles.
Y a-t-il un «bon» ou «mauvais» facteur Q complet? En soi - non, car lorsque l'enceinte est installée dans une conception acoustique, à partir de laquelle nous ne considérerons désormais qu'un boîtier fermé, la fréquence de sa résonance et le facteur de qualité complet deviendront différents. Pourquoi? Parce que cela dépend de l'élasticité de la suspension de l'enceinte. La fréquence de résonance ne dépend que de la masse du système mobile et de la rigidité de la suspension. Avec une rigidité croissante, Fs augmente, avec une masse croissante, il diminue. Lorsque le haut-parleur est installé dans une boîte fermée, l'air qu'il contient, ayant de l'élasticité, commence à fonctionner avec un ressort supplémentaire dans la suspension, la rigidité totale augmente, Fs augmente. Le facteur Q complet augmente également, car il s'agit du rapport des forces élastiques aux forces inhibitrices. Les freins du haut-parleur de son installation dans un certain volume ne changeront pas (pourquoi pas?), Et l'élasticité totale augmentera, le facteur de qualité augmentera inévitablement. Et il ne sera jamais plus bas que le haut-parleur «nu». Jamais, c'est la limite inférieure. Combien va augmenter tout cela? Et cela dépend de la force avec laquelle l'enceinte a sa propre suspension. Voir: la même valeur de Fs peut être obtenue avec un diffuseur léger sur une suspension souple ou avec un lourd sur un rigide, la masse et la rigidité agissent dans des directions opposées, et le résultat peut être numériquement égal. Maintenant, si nous mettons un haut-parleur avec une suspension rigide dans un certain volume (ayant l'élasticité reposant sur ce volume), alors il ne remarquera pas une légère augmentation de la rigidité totale, les valeurs de Fs et Qts ne changeront pas beaucoup. Nous mettons le même haut-parleur avec une suspension souple, par rapport à la rigidité dont le «ressort pneumatique» sera déjà significatif, et nous verrons que la rigidité totale a beaucoup changé, ce qui signifie que Fs et Qts, initialement les mêmes que le premier haut-parleur, changeront considérablement.
Dans les temps sombres «Dotilev», afin de calculer de nouvelles valeurs de la fréquence de résonance et du facteur Q (ils, pour ne pas confondre avec les paramètres du haut-parleur «nu», sont désignés par Fc et Qtc), il fallait connaître (ou mesurer) directement l'élasticité de la suspension, en millimètres par newton de force appliquée , connaître la masse du système mobile, puis être intelligent avec les programmes de calcul. Thiel a proposé le concept de "volume équivalent", c'est-à-dire un tel volume d'air dans une boîte fermée, dont l'élasticité est égale à l'élasticité de la suspension du haut-parleur. Cette valeur, notée Vas, est la troisième carte magique.
Carte du volume trois
Comme Vas est mesuré, l'histoire est séparée, il y a des rebondissements amusants, et cela, comme je le dis pour la troisième fois, sera dans un numéro spécial de la série. Pour la pratique, il est important de comprendre deux choses. Premièrement: l'erreur extrêmement Loch (hélas, néanmoins rencontrée) selon laquelle la valeur de Vas donnée dans les documents d'accompagnement à la dynamique est le volume dans lequel l'enceinte doit être réglée. Et ce n'est qu'une caractéristique de l'enceinte, qui ne dépend que de deux quantités: la rigidité de la suspension et le diamètre du diffuseur. Si vous placez le haut-parleur dans une boîte avec un volume égal à Vas, la fréquence de résonance et le facteur Q complet augmenteront de 1,4 fois (c'est la racine carrée de deux). Si dans un volume égal à la moitié de Vas - 1,7 fois (la racine de trois). Si vous faites une boîte avec un volume d'un tiers de Vas, tout le reste double (la racine de quatre, la logique devrait déjà être claire sans formules).
Par conséquent, en effet, plus toutes les autres choses sont égales par ailleurs, la valeur Vas du haut-parleur, plus la conception peut être compacte, tout en maintenant les performances prévues pour Fc et Qtc. Cependant, la compacité n'est pas gratuite. En acoustique, cela ne se produit pas du tout. La faible valeur de Vas à la même fréquence de résonance du haut-parleur est le résultat d'une combinaison d'une suspension rigide avec un système mobile lourd. Et la sensibilité dépend de façon décisive de la masse du «décalage». Par conséquent, toutes les têtes de subwoofer, qui se distinguent par leur capacité à travailler dans des boîtiers fermés compacts, sont caractérisées par une faible sensibilité par rapport à leurs collègues avec des diffuseurs de lumière, mais de grandes valeurs Vas. Il n'y a donc pas non plus de bonnes et de mauvaises valeurs pour Vas, tout a son propre prix.
Préparé à partir des documents du magazine "Car Audio", mars 2005www.avtozvuk.com
Tiré du site du magazine "Car Audio"Contexte
Dans la partie précédente de notre conversation, il s'est avéré quels sont les différents types de conception acoustique bons et mauvais. Il semblerait que maintenant "les objectifs sont clairs, pour le travail, camarades .." Ce n'était pas là. Premièrement, la conception acoustique, dans laquelle le haut-parleur lui-même n'est pas installé, n'est qu'un boîtier assemblé avec différents degrés de minutie. Et souvent, il est impossible de l'assembler tant qu'il n'a pas été déterminé quel haut-parleur y sera installé. Deuxièmement, et c'est le principal plaisir dans la conception et la fabrication de subwoofers de voiture - les caractéristiques d'un subwoofer sont un peu en dehors du contexte des caractéristiques, au moins les plus élémentaires, de la voiture où il fonctionnera. Il y en a aussi un troisième. Un système d'enceintes mobiles adapté à n'importe quelle musique est rarement un idéal. Un installateur compétent peut généralement être reconnu par le fait que, "prenant des mesures" du client commandant l'installation audio, il demande d'apporter des échantillons de ce que le client écoutera sur le système qu'il a commandé après son achèvement.
Comme vous pouvez le voir, il existe de nombreux facteurs qui influencent la décision et il n'y a aucun moyen de tout réduire à des recettes simples et sans ambiguïté, ce qui fait de la création d'installations audio mobiles une activité étroitement liée à l'art. Mais certaines directives générales peuvent encore être décrites.
La figure
Je m'empresse d'avertir les timides, les paresseux et les humanitaires - il n'y aura pratiquement pas de formules. Le plus longtemps possible, nous essaierons de nous passer même d'une calculatrice - une méthode oubliée de comptage oral.
Les subwoofers sont le seul maillon de l'acoustique automobile, où mesurer l'harmonie avec l'algèbre n'est pas une affaire désespérée. Je vais vous en dire plus directement - sans design, concevoir un subwoofer est tout simplement impensable. Comme données initiales pour ce calcul, les paramètres dynamiques sont utilisés. Lesquels? Pas ceux qui vous hypnotisent dans le magasin, assurez-vous! Pour calculer, même les plus approximatives, les caractéristiques d'un haut-parleur basse fréquence, il est nécessaire de connaître ses paramètres électromécaniques, qui sont l'obscurité. Il s'agit de la fréquence de résonance, et de la masse du système mobile, et de l'induction dans l'entrefer du système magnétique, et d'au moins deux douzaines d'indicateurs supplémentaires, compréhensibles et peu nombreux. Êtes-vous contrarié? Pas étonnant. Deux Australiens, Richard Small et Neville Thiel, ont également été bouleversés il y a une vingtaine d'années. Au lieu de montagnes de tsifiri, ils ont suggéré d'utiliser un ensemble universel et assez compact de caractéristiques qui ont perpétué, à juste titre, leurs noms. Maintenant, quand vous voyez dans la description du locuteur un tableau intitulé Thiel / Small parameters (ou simplement T / S), vous savez de quoi il s'agit. Et si vous ne trouvez pas une telle table - passez à l'option suivante - celle-ci est sans espoir.
L'ensemble minimal de caractéristiques que vous devez connaître est:
Fréquence de résonance naturelle du haut-parleur Fs
Facteur Q complet Qts
Volume équivalent de Vas.
En principe, il y a d'autres caractéristiques qu'il serait utile de connaître, mais cela, en général, suffit. (le diamètre du haut-parleur n'est pas inclus ici, car il est déjà visible sans documentation.) Si au moins un paramètre du "Emergency Three" est manquant, le point est les coutures. Eh bien, maintenant - qu'est-ce que tout cela signifie.
Fréquence naturelle - Il s'agit de la fréquence de résonance de l'enceinte sans aucune conception acoustique. Il est mesuré de cette façon - le haut-parleur est suspendu dans l'air à la plus grande distance possible des objets environnants, donc maintenant sa résonance ne dépendra que de ses propres caractéristiques - la masse du système en mouvement et la rigidité de la suspension. Il y a une opinion que plus la fréquence de résonance est basse, plus le caisson de graves sortira mieux. Cela n'est que partiellement vrai; pour certains modèles, une fréquence de résonance trop faible est un obstacle. Pour référence: le bas est de 20 à 25 Hz. En dessous de 20 Hz est une rareté. Au-dessus de 40 Hz - considéré comme élevé pour un subwoofer.
Facteur Q complet.Le facteur de qualité dans ce cas n'est pas la qualité du produit, mais le rapport des forces élastiques et visqueuses existant dans le système de dynamique en mouvement près de la fréquence de résonance. Le système de haut-parleurs mobiles ressemble beaucoup à une suspension de voiture, où il y a un ressort et un amortisseur. Le ressort crée des forces élastiques, c'est-à-dire qu'il accumule et dégage de l'énergie pendant les oscillations, et l'amortisseur est une source de résistance visqueuse, il n'accumule rien, mais absorbe et se dissipe sous forme de chaleur. La même chose se produit avec les vibrations du diffuseur et tout ce qui y est attaché. Une valeur élevée de mérite signifie que les forces élastiques prévalent. C'est comme une voiture sans amortisseurs. Il suffit de courir dans un caillou et la roue commencera à sauter, sans retenue par quoi que ce soit. Sautez à la fréquence très résonnante inhérente à ce système oscillatoire.
Par rapport à un haut-parleur, cela signifie une augmentation de la réponse en fréquence à la fréquence de résonance, plus la douleur est élevée, plus le facteur de qualité global du système est élevé. Le facteur de qualité le plus élevé, mesuré en milliers, concerne une cloche qui, par conséquent, ne veut pas sonner à une fréquence autre qu'une résonance, il est bon que personne ne l'exige.
Une méthode populaire pour diagnostiquer la suspension d'une voiture en se tortillant n'est rien de plus que de mesurer le facteur de qualité d'une suspension de manière improvisée. Si nous remettons maintenant la suspension en ordre, c'est-à-dire fixons l'amortisseur en parallèle avec le ressort, l'énergie accumulée lors de la compression du ressort ne reviendra pas toutes, mais sera partiellement ruinée par l'amortisseur. Il s'agit d'une diminution du facteur de qualité du système. Maintenant, revenons à l'orateur. Rien que nous allions et venons? Cela, disent-ils, est utile ... Tout semble clair avec le ressort sur le haut-parleur. Il s'agit d'une suspension diffuseur. Et l'amortisseur? Amortisseurs - jusqu'à deux, travaillant en parallèle. Le facteur de qualité complet de l'enceinte se compose de deux: mécanique et électrique. Le facteur de qualité mécanique est déterminé principalement par le choix du matériau de suspension, et principalement par la rondelle de centrage, et non par l'ondulation externe, comme on le croit parfois. Il n'y a généralement pas de pertes importantes et la contribution du facteur Q mécanique au total ne dépasse pas 10 à 15%. La contribution principale appartient au facteur de qualité électrique. L'amortisseur le plus résistant fonctionnant dans le système oscillatoire du haut-parleur est un ensemble de bobine acoustique et d'aimant. Étant un moteur électrique de par sa nature, il peut, comme il devrait l'être pour un moteur, fonctionner comme un générateur, et c'est ce qu'il fait près de la fréquence de résonance, lorsque la vitesse et l'amplitude de mouvement de la bobine mobile sont maximales. En se déplaçant dans un champ magnétique, la bobine génère du courant et la charge pour un tel générateur est l'impédance de sortie de l'amplificateur, c'est-à-dire pratiquement zéro. Il s'avère que le même frein électrique que tous les trains électriques sont équipés. Là aussi, lors du freinage, les moteurs de traction sont obligés de fonctionner en mode générateur, et leur charge est la batterie de résistances de freinage sur le toit.
L'amplitude du courant généré sera naturellement plus grande, plus le champ magnétique dans lequel la bobine mobile se déplace est fort. Il s'avère que plus l'aimant du haut-parleur est puissant, plus faible, toutes choses étant égales par ailleurs, son facteur de qualité. Mais, bien sûr, puisque la longueur du fil de bobinage et la largeur de l'entrefer dans le système magnétique sont impliquées dans la formation de cette quantité, il serait prématuré de tirer une conclusion finale uniquement sur la base de la taille de l'aimant. Et préliminaire - pourquoi pas? ...
Concepts de base - le chiffre complet du mérite d'un locuteur est inférieur à 0,3 - 0,35; élevé - plus de 0,5 - 0,6.
Volume équivalent. La plupart des têtes d'enceintes modernes sont basées sur le principe de la «suspension acoustique».
Nous les appelons parfois «compression», ce qui est faux. Les têtes de compression sont une histoire complètement différente liée à l'utilisation des klaxons comme conception acoustique.
Le concept de suspension acoustique consiste à installer l'enceinte dans un tel volume d'air dont l'élasticité est comparable à l'élasticité de la suspension de l'enceinte. Il s'avère qu'en parallèle avec le ressort déjà dans la suspension, ils en mettent un autre. Dans ce cas, le volume équivalent sera tel que le ressort qui est apparu dans le ressort est égal en élasticité à celui déjà existant. Le volume équivalent est déterminé par la rigidité de la suspension et le diamètre du haut-parleur. Plus la suspension est souple, plus la taille de l'airbag est importante, dont la présence commencera à perturber le haut-parleur. La même chose se produit avec une modification du diamètre du diffuseur. Un grand diffuseur au même déplacement compressera l'air à l'intérieur de la boîte plus fortement, subissant ainsi une plus grande force de réponse d'élasticité du volume d'air.
C'est cette circonstance qui détermine souvent le choix de la taille du haut-parleur, en fonction du volume disponible pour s'adapter à sa conception acoustique. Les grands diffuseurs créent les conditions préalables à des rendements élevés du subwoofer, mais nécessitent également de grands volumes. L'argument tiré du répertoire de la salle au bout du couloir de l'école «J'ai plus» doit être utilisé avec prudence.
Un volume équivalent a des relations familiales intéressantes avec une fréquence de résonance, sans laquelle il est facile de manquer. La fréquence de résonance est déterminée par la rigidité de la suspension et la masse du système mobile, et le volume équivalent est déterminé par le diamètre du diffuseur et la même rigidité.
En conséquence, une telle situation est possible. Supposons qu'il y ait deux haut-parleurs de la même taille et avec la même fréquence de résonance. Mais un seul d'entre eux a obtenu cette valeur de fréquence en raison du diffuseur lourd et de la suspension rigide, tandis que l'autre - au contraire, un diffuseur léger avec une suspension souple. Le volume équivalent d'un tel couple avec toutes les similitudes externes peut varier de manière très significative, et lorsqu'il est installé dans le même boîtier, les résultats seront radicalement différents.
Ainsi, après avoir établi ce que signifient les paramètres vitaux, nous commencerons enfin à en choisir un plus restreint. Le modèle sera comme ceci - nous pensons que vous avez décidé, en fonction, disons, des matériaux de l'article précédent de cette série, avec le type de conception acoustique et maintenant vous devez choisir un haut-parleur pour cela parmi des centaines d'alternatives. Ayant maîtrisé ce processus, l'inverse, c'est-à-dire le choix d'un design adapté à l'enceinte sélectionnée, vous sera donné sans difficulté. Dans le sens - presque sans difficulté.
Boîte fermée
Comme mentionné dans l'article, la boîte fermée est la conception acoustique la plus simple, mais loin d'être primitive, au contraire, ayant, en particulier dans la voiture, un certain nombre d'avantages importants par rapport aux autres. Sa popularité dans les applications mobiles ne s'estompe pas du tout, c'est pourquoi nous allons partir de là.
Qu'arrive-t-il aux caractéristiques des enceintes lorsqu'elles sont installées dans une boîte fermée? Cela dépend d'une seule valeur - le volume de la boîte. Si le volume est si important que le haut-parleur ne le remarque pratiquement pas, nous arrivons à l'option d'un écran sans fin. En pratique, cette situation est obtenue lorsque le volume de la boîte (ou tout autre volume fermé situé derrière le diffuseur, ou plus simplement, ce qu'il faut y cacher - le coffre de la voiture) dépasse le volume équivalent du haut-parleur trois fois ou plus. Si ce rapport est satisfait, la fréquence de résonance et le facteur de qualité globale du système resteront presque les mêmes que ceux du haut-parleur. Et cela signifie - ils doivent être choisis en conséquence. Il est connu que le système d'enceintes aura la réponse en fréquence la plus fluide avec un facteur Q total de 0,7. À des valeurs plus faibles, les caractéristiques d'impulsion s'améliorent, mais la décroissance de la fréquence commence assez haut en fréquence. En général - la réponse en fréquence prend une augmentation près de la résonance, et la réponse transitoire se détériore quelque peu. Si vous vous concentrez sur la musique classique, le jazz ou les genres acoustiques, le système quelque peu suramorti avec un facteur de qualité de 0,5 à 0,7 serait le meilleur choix. Pour les genres plus énergiques, souligner l'accent, qui est atteint avec un facteur de qualité de 0,8 à 0,9, ne fera pas de mal. Et enfin, les amateurs de rap seront attirés par le programme complet si le système aura un facteur de qualité de un ou même plus. La valeur de 1,2 devrait peut-être être reconnue comme la limite pour tout genre qui prétend être musical.
Il convient également de garder à l'esprit que lors de l'installation d'un subwoofer dans l'habitacle de la voiture, les basses fréquences augmentent, à partir d'une certaine fréquence, en raison des dimensions de l'habitacle. Valeurs typiques pour le début de l'augmentation de la réponse en fréquence de 40 Hz pour une grande voiture, comme une jeep ou une mini-fourgonnette; 50 - 60 pour la moyenne, comme un chiffre huit ou "longe"; 70 - 75 pour un petit, avec Tavria.
Maintenant, il est clair - pour une installation en mode écran sans fin (ou Freeair, si vous ne vous occupez pas du fait que le nom de famille est toujours breveté par Stillwater Designs), vous avez besoin d'un haut-parleur avec un facteur Q complet d'au moins 0,5, voire supérieur et une fréquence de résonance d'au moins 40 Hz - 60, selon ce que vous mettez. De tels paramètres signifient généralement une suspension plutôt rigide, seulement cela évite au haut-parleur une surcharge en l'absence de "support acoustique" du volume fermé. Voici un exemple - Infinity produit dans les séries Reference et Kappa des variantes des mêmes têtes avec les indices br (bass reflex) et ib (baffle infini). Les paramètres Thiel-Small, par exemple, pour une référence de 10 pouces diffèrent comme suit:
Paramètre T / S 1000w.br 1000w.ib
Fs 26 Hz 40 Hz
Vas 83 L 50 L
On peut voir que la version ib en termes de fréquence de résonance et de facteur Q est prête à fonctionner "telle quelle", et à en juger par la fréquence de résonance et le volume équivalent, cette modification est beaucoup plus difficile que l'autre, optimisée pour fonctionner dans un inverseur de phase, ce qui signifie qu'elle survivra plus probablement conditions difficiles Freeair.
Et que se passe-t-il si, sans prêter attention aux petites lettres, vous enfoncez dans ces conditions un haut-parleur avec l'index br similaire à deux gouttes d'eau? Et voici quoi: en raison du faible facteur de qualité, la réponse en fréquence commencera déjà à chuter à des fréquences d'environ 70 à 80 Hz, et la tête «douce» non contrôlée se sentira très mal à l'aise à l'extrémité inférieure de la plage, et la surcharger est aussi simple que possible.
Nous avons donc convenu:
Pour une utilisation en mode "écran sans fin", vous devez choisir une enceinte avec un facteur Q plein élevé (au moins 0,5) et une fréquence de résonance (au moins 45 Hz), spécifiant ces exigences en fonction du type de matériel musical prédominant et de la taille de la cabine.
Maintenant sur le volume "infini". Si vous placez le haut-parleur dans un volume comparable à son volume équivalent, le système acquiert des caractéristiques qui sont significativement différentes de celles avec lesquelles le haut-parleur est apparu dans ce système. Tout d'abord, lorsqu'elle est installée dans un volume fermé, la fréquence de résonance augmentera. La raideur a augmenté, mais la masse est restée la même. Le facteur qualité augmentera également. Jugez par vous-même - en mettant la rigidité d'un petit volume d'air, c'est-à-dire inflexible pour aider à la rigidité de la suspension, nous avons donc mis un deuxième ressort et laissé l'ancien amortisseur.
Avec une diminution du volume, le facteur de qualité du système et sa fréquence de résonance augmentent également. Donc, si nous avons vu un haut-parleur avec un facteur de qualité de, disons, 0,25, et que nous voulons avoir un système avec un facteur de qualité de, disons, 0,75, alors la fréquence de résonance triplera également. Et quel type de conférencière est-elle là? 35 Hz Cela signifie donc que dans le bon volume, en termes de forme de la réponse en fréquence, il se révélera être 105 Hz, et ce, vous le savez, n'est plus un subwoofer. Donc - ça convient. Vous voyez, et la calculatrice n'était pas nécessaire. Nous en regardons un autre. La fréquence de résonance est de 25 Hz, le facteur de qualité est de 0,4. Il en résulte un système avec un facteur de qualité de 0,75 et une fréquence de résonance d'environ 47 Hz. Assez digne. Essayons juste là, sans quitter le comptoir, pour estimer de combien une boîte aura besoin. Il est écrit que Vas \u003d 160 l (ou 6 pieds cubes, ce qui est plus probable).
(Il y aurait une formule à écrire - c'est simple, mais pas impossible - promis). Par conséquent, pour les calculs au comptoir, je donnerai une feuille de triche: copiez-la et mettez-la dans votre portefeuille si l'achat d'un haut-parleur de graves est inclus dans vos plans d'achat:
La fréquence de résonance et le facteur Q augmentent si le volume du tiroir provient de Vas
1,4 fois 1
1,7 fois 1/2
2 fois 1/3
3 fois 1/8
Nous en avons environ le double, donc nous obtenons une boîte d'un volume de 50 à 60 litres, ce sera un peu trop ... Passons à la suivante. Et ainsi de suite.
Il s'avère que pour produire une conception acoustique concevable, les paramètres du haut-parleur doivent non seulement être dans un certain couloir de valeurs, mais aussi être liés entre eux.
Les personnes expérimentées ont réduit ce lien avec Fs / Qts.
Si Fs / Qts est de 50 ou moins, un haut-parleur est né pour une boîte fermée. Le volume de boîte requis sera le moins, le F le plus bas ou le moins le Vas.
Selon des données externes, le «reclus naturel» peut être identifié par des diffuseurs lourds et des suspensions douces (ce qui donne une faible fréquence de résonance), des aimants pas très grands (de sorte que le facteur de qualité n'est pas trop bas), de longues bobines vocales (car le cours du diffuseur est dans un haut-parleur fonctionnant dans une boîte fermée , peut atteindre des valeurs assez importantes).
Inverseur de phase
Un autre type de conception acoustique populaire est un bass reflex, avec tout le désir ardent, il est impossible de compter au comptoir, même approximativement. Mais estimer la pertinence d'un locuteur pour lui est possible. Et à propos du calcul, nous parlerons généralement séparément.
La fréquence de résonance d'un système de ce type est déterminée non seulement par la fréquence de résonance du haut-parleur, mais également par l'accord du bass-reflex. Il en va de même pour le facteur de qualité du système, qui peut varier considérablement avec une modification de la longueur du tunnel, même si le volume corporel est constant. Étant donné que le bass-reflex peut, contrairement au boîtier fermé, être réglé sur une fréquence proche ou même inférieure à celle du haut-parleur, la fréquence de résonance intrinsèque de la tête est «autorisée» à être plus élevée que dans le cas précédent. Cela signifie, avec un bon choix, un diffuseur plus léger et, par conséquent, une amélioration des caractéristiques d'impulsion, dont un bass-reflex a besoin, car ses caractéristiques transitoires "innées" ne sont pas les meilleures, pires qu'une boîte fermée, du moins. Mais il est souhaitable d'avoir un facteur de qualité le plus bas possible, pas plus de 0,35. En réduisant cela au même indicateur Fs / Qts, la formule de sélection des enceintes pour le bass reflex semble simple:
Pour un fonctionnement dans un bass-reflex, des enceintes avec un Fs / Qts de 90 ou plus conviennent.
Signes extérieurs de roche à inversion de phase: diffuseurs de lumière et aimants puissants.
Bandpasses (très courts)
Les haut-parleurs à bande, pour tous leurs avantages (c'est dans le sens de la plus grande efficacité par rapport aux autres types), sont les plus difficiles à calculer et à fabriquer, et faire correspondre leurs caractéristiques avec l'acoustique interne d'une voiture avec une expérience insuffisante peut se transformer en enfer, donc avec ce genre Le design acoustique vaut mieux passer à travers les galets et profiter des recommandations des fabricants d'enceintes, même s'il se lie les mains. Cependant, si les mains sont toujours dans un état non lié et que ça vous démange d'essayer: pour les bandes passantes simples, pratiquement les mêmes haut-parleurs conviennent que pour les inverseurs de phase, et pour les doubles ou quasi-bandes, ils sont les mêmes ou, plus préférablement, les têtes avec un Fs / Qts de 100 et plus.
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19.01.2006 15:47 # 0+
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Administration de la radio Car Audio ForumIl s'agit d'un groupe de paramètres introduit par A.N. Thiele et plus tard R.H. Petite, à l'aide de laquelle il est possible de décrire entièrement les caractéristiques électriques et mécaniques des têtes de haut-parleur de moyenne et basse fréquence fonctionnant dans la zone de compression, à savoir lorsque les vibrations longitudinales ne se produisent pas dans le diffuseur et peuvent être assimilées à un piston.
Fs (Hz) est la fréquence de résonance naturelle de la tête de haut-parleur dans un espace ouvert. À ce stade, son impédance est maximale.
Fc (Hz) - fréquence de résonance du système d'enceintes pour une enceinte fermée.
Fb (Hz) est la fréquence de résonance du réflexe de basse.
F3 (Hz) est la fréquence de coupure à laquelle le recul de la tête est réduit de 3 dB.
Vas (mètres cubes) - volume équivalent. Il s'agit d'un volume d'air fermé excité par la tête ayant une flexibilité égale à la flexibilité Cms du système de tête mobile.
D (m) est le diamètre effectif du diffuseur.
Sd (m²) est la surface effective du diffuseur (environ 50 à 60% de la surface structurelle).
Xmax (m) est le déplacement maximum du diffuseur.
Vd (mètres cubes) est le volume à exciter (le produit de Sd par Xmax).
Re (Ohm) est la résistance de l'enroulement de la tête au courant continu.
Rg (Ohm) - l'impédance de sortie de l'amplificateur, en tenant compte de l'influence des fils de connexion et des filtres.
Qms (quantité sans dimension) - facteur de qualité mécanique de la tête de haut-parleur à la fréquence de résonance (Fs), prend en compte les pertes mécaniques.
Qes (quantité sans dimension) - le facteur de qualité électrique de la tête de haut-parleur à la fréquence de résonance (Fs), prend en compte les pertes électriques.
Qts (quantité sans dimension) - le facteur de qualité complet de la tête de haut-parleur à la fréquence de résonance (Fs), prend en compte toutes les pertes.
Qmc (grandeur sans dimension) - facteur de qualité mécanique du système acoustique à la fréquence de résonance (Fs), prend en compte les pertes mécaniques.
Qec (quantité sans dimension) - le facteur de qualité électrique du système acoustique à la fréquence de résonance (Fs), prend en compte les pertes électriques.
Qtc (quantité sans dimension) - le facteur de qualité total du système d'enceintes à la fréquence de résonance (Fs), prend en compte toutes les pertes.
Ql (quantité sans dimension) est le facteur de qualité du système d'enceintes à une fréquence (Fb), en tenant compte des pertes par débordement.
Qa (grandeur sans dimension) est le facteur de qualité du système acoustique à la fréquence (Fb), en tenant compte des pertes d'absorption.
Qp (quantité sans dimension) - le facteur de qualité du système d'enceintes à une fréquence (Fb), en tenant compte des autres pertes.
N0 (quantité sans dimension, parfois%) est l'efficacité relative (KPD) du système.
Cms (m / N) - flexibilité du système de déplacement de la tête de haut-parleur (déplacement dû à la charge mécanique).
Mms (kg) - masse effective du système mobile (comprend la masse du diffuseur et l'air oscillant avec lui).
Rms (kg / s) - résistance mécanique active de la tête.
B (T) - induction dans l'espace.
L (m) - la longueur du conducteur de la bobine acoustique.
Bl (m / N) - coefficient d'induction magnétique.
Pa est la puissance acoustique.
Pe est la puissance électrique.
C \u003d 342 m / s est la vitesse du son dans l'air dans des conditions normales.
P \u003d 1,18 kg / m ^ 3 - densité de l'air dans des conditions normales.
Le est l'inductance de la bobine.
BL est la valeur de la densité de flux magnétique multipliée par la longueur de la bobine.
Spl - niveau de pression acoustique en dB.
Re: Thiel-Small paramètres et conception acoustique de l'enceinte.
Le programme cool BassBox 6.0 PRO pour calculer la conception acoustique du haut-parleur 12mb, la série à l'intérieur du fichier * .txt:Le programme possède une énorme base de données des paramètres de teinture d'un grand nombre de fabricants; il peut calculer le volume en tenant compte de l'épaisseur de la paroi. Généralement très confortable.
Paramètres des petits carreaux
Paramètres des petits carreauxJusqu'en 1970, aucune méthode pratique et accessible n'était acceptée comme norme pour l'ensemble de l'industrie pour obtenir des données comparatives sur le fonctionnement des haut-parleurs. Les tests de laboratoire individuels étaient trop chers et prenaient beaucoup de temps. Dans le même temps, des méthodes pour obtenir des données comparatives sur les haut-parleurs étaient nécessaires à la fois pour les acheteurs pour sélectionner le modèle souhaité et pour les fabricants d'équipements pour une description plus précise de leurs produits et une comparaison raisonnée de divers appareils.
Conception des enceintes Au début des années 70, un rapport a été présenté à la conférence AES, parrainée par Neville Thiele et Richard Small. Thiele était l'ingénieur en chef de l'ingénierie et du développement à l'Australian Broadcasting Commission. À cette époque, il dirigeait le Laboratoire fédéral d'ingénierie et s'occupait d'analyser le fonctionnement des équipements et des systèmes de transmission des signaux audio et vidéo. Small a fréquenté une école supérieure à la School of Engineers de l'Université de Sydney.
Le but de Thiele et Small était de montrer comment les paramètres qu'ils ont déduits aident à sélectionner une enceinte pour un haut-parleur spécifique. Cependant, il s'est avéré que ces mesures donnent beaucoup plus d'informations: on peut en tirer des conclusions beaucoup plus profondes sur le fonctionnement du haut-parleur que sur la base des données habituelles sur la taille, la puissance de sortie maximale ou la sensibilité.
La liste des paramètres appelés «Paramètres Small-Tile»: Fs, Re, Le, Qms, Qes, Qts, Vas, Cms, Vd, BL, Mms, Rms, EBP, Xmax / Xmech, Sd, Zmax, plage de fréquences de fonctionnement (Plage de fréquences utilisables), puissance nominale (gestion de l'alimentation), sensibilité (sensibilité).Fs
Re
Ce paramètre décrit la résistance CC du haut-parleur, mesurée avec un ohmmètre. Il est souvent appelé DCR. La valeur de cette résistance est presque toujours inférieure à la résistance nominale de l'enceinte, ce qui inquiète de nombreux acheteurs, car ils craignent que l'amplificateur ne soit surchargé. Cependant, en raison de l'augmentation de l'inductance du haut-parleur avec l'augmentation de la fréquence, il est peu probable qu'une résistance constante affecte la charge.
Le
Ce paramètre correspond à l'inductance de la bobine acoustique mesurée en mH (milligenri). Selon la norme établie, l'inductance est mesurée à une fréquence de 1 kHz. Avec l'augmentation de la fréquence, l'impédance augmentera au-dessus de la valeur Re, car la bobine acoustique agit comme une inductance. De ce fait, l'impédance du haut-parleur n'est pas constante. Il peut être représenté sous la forme d'une courbe qui varie avec la fréquence du signal d'entrée. La valeur maximale de l'impédance (Zmax) a lieu à la fréquence de résonance (Fs).
Paramètres Q
Vas / Cms
Le paramètre Vas vous indique quel doit être le volume d'air qui, lorsqu'il est comprimé à un volume d'un mètre cube, exerce la même résistance que le système de suspension (volume équivalent). Le facteur de flexibilité du système de suspension de ce haut-parleur est noté Cms. Vas est l'un des paramètres les plus difficiles à mesurer, car la pression de l'air change en fonction de l'humidité et de la température et, par conséquent, nécessite un laboratoire de haute technologie pour la mesure. Le Cms est mesuré en mètres par newton (m / N) et représente la force avec laquelle le système de suspension mécanique résiste au mouvement du diffuseur. En d'autres termes, Cms correspond à la mesure de la rigidité de la suspension mécanique de l'enceinte. Le rapport des paramètres Cms et Q peut être comparé au choix entre un confort accru et des performances de conduite améliorées faites par les constructeurs automobiles. Si nous considérons les pics et les minima du signal audio comme des irrégularités sur la route, le système de suspension du haut-parleur est similaire aux ressorts de la voiture - idéalement, il devrait résister à une conduite très rapide sur une route jonchée de gros rochers.
Vd
Ce paramètre indique le volume d'air maximum qui peut être expulsé par le diffuseur (Peak Diaphragm Déplacement Volume). Il est calculé en multipliant Xmax (la longueur maximale de la partie de la bobine acoustique qui s'étend au-delà de l'entrefer magnétique) par Sd (surface de travail du diffuseur). Vd est mesuré en centimètres cubes. Les subwoofers sont généralement caractérisés par les valeurs Vd les plus élevées.
BL
Exprimé en Tesla par mètre, ce paramètre caractérise la force motrice du haut-parleur. En d'autres termes, BL indique clairement combien d'enceintes peuvent «soulever» l'enceinte. Ce paramètre est mesuré comme suit: une certaine force est appliquée au diffuseur dirigé à l'intérieur du haut-parleur, et la force de courant nécessaire pour contrer la force appliquée est mesurée - la masse en grammes est divisée par la force de courant en ampères. Une valeur BL élevée indique une puissance d'enceinte très élevée.
Mms
Ce paramètre est la combinaison du poids de l'ensemble diffuseur et de la masse du flux d'air déplacé par le diffuseur haut-parleur pendant le fonctionnement. Le poids de l'ensemble diffuseur est égal à la somme du poids du diffuseur lui-même, de la rondelle de centrage et de la bobine mobile. Lors du calcul de la masse du flux d'air déplacé par le diffuseur, le volume d'air correspondant au paramètre Vd est utilisé.
Rms
Ce paramètre décrit la perte de résistance mécanique du système de suspension du haut-parleur. Il s'agit d'une mesure des qualités absorbantes d'une suspension de haut-parleur et est mesurée en N s / m.
EBP
Ce paramètre est égal à F divisé par Qes. Il est utilisé dans de nombreuses formules liées à la conception d'enceintes pour systèmes acoustiques, et en particulier pour déterminer quelle armoire est la meilleure à choisir pour un haut-parleur donné - conception fermée ou à inverseur de phase. Lorsque la valeur EBP approche 100, cela signifie qu'un tel haut-parleur est le mieux adapté pour une utilisation dans une enceinte bass-reflex. Si l'EBP est proche de 50, il est préférable d'installer ce haut-parleur dans un boîtier fermé. Cependant, cette règle n'est qu'un point de départ lors de la création d'un système d'enceintes et autorise des exceptions.
Xmax / xmech
Le paramètre détermine l'écart linéaire maximal. La sortie du haut-parleur devient non linéaire lorsque la bobine acoustique commence à sortir de l'espace magnétique. Bien que le système de suspension puisse créer une non-linéarité dans le signal de sortie, les distorsions commencent à augmenter de manière significative au moment où le nombre de tours de la bobine acoustique dans l'espace magnétique commence à diminuer. Pour déterminer Xmax, vous devez calculer la longueur de la partie de la bobine acoustique qui s'étend au-delà de la coupe supérieure de l'aimant et la diviser en deux. Ce paramètre est utilisé pour déterminer la pression acoustique maximale (SPL) que le haut-parleur peut fournir, tout en maintenant la linéarité du signal, c'est-à-dire la valeur THD normalisée.
Lors de la détermination du Xmech, des mesures sont prises de la longueur de déplacement de la bobine mobile avant que l'une des situations suivantes ne se produise: soit le disque de centrage est détruit, soit la bobine acoustique vient en butée contre le capot arrière de protection, soit la bobine acoustique quitte l'espace magnétique, ou d'autres limitations physiques du diffuseur commencent à jouer un rôle. La plus petite des longueurs de course de bobine obtenues est divisée par deux et la valeur obtenue est considérée comme le déplacement mécanique maximal du diffuseur.Sd
Ce paramètre correspond à l'aire de la surface de travail du diffuseur. Mesuré en cm2.
Zmax
Ce paramètre correspond à l'impédance du haut-parleur à la fréquence de résonance.
Gamme de fréquence utilisable
Les fabricants utilisent différentes méthodes pour mesurer la plage de fréquences de fonctionnement. De nombreuses méthodes sont considérées comme acceptables, mais elles conduisent à des résultats différents. À mesure que la fréquence augmente, l'émission hors axe du haut-parleur diminue proportionnellement au diamètre. À un certain moment, il devient pointu. Le tableau montre la dépendance de la fréquence à laquelle cet effet se produit sur la taille du haut-parleur.
Fichier: /// C: /Documents%20and%20Settings/artemk01klg/Desktop/1.jpg
Puissance nominale (gestion de la puissance)
Il s'agit d'un paramètre très important lors du choix d'un haut-parleur. Vous devez savoir avec certitude que l'émetteur résistera à la puissance du signal qui lui est fourni. Par conséquent, vous devez choisir une enceinte qui peut résister à la puissance qui lui est fournie avec une marge. Le critère déterminant pour la puissance d'un haut-parleur est sa capacité à éliminer la chaleur. Les principales caractéristiques de conception qui affectent la dissipation thermique effective sont la taille de la bobine acoustique, la taille de l'aimant, la ventilation de la structure, ainsi que les matériaux modernes de haute technologie utilisés dans la construction de la bobine acoustique. Les grandes dimensions de la bobine acoustique et de l'aimant assurent une dissipation thermique plus efficace et la ventilation assure le refroidissement de la structure.
Lors du calcul de la puissance d'un haut-parleur, en plus de sa capacité à résister à la chaleur, les propriétés mécaniques du haut-parleur sont également importantes. Après tout, l'appareil peut résister à la chaleur qui se produit lorsqu'une puissance de 1 kW est appliquée, mais même avant d'atteindre cette valeur, il échouera en raison de dommages structurels: la bobine acoustique butera contre la paroi arrière ou la bobine acoustique sortira de l'espace magnétique, le diffuseur est déformé, etc. e. Le plus souvent, de tels dommages se produisent lors de la lecture d'un signal basse fréquence trop haute fréquence à un volume élevé. Pour éviter tout dommage, vous devez connaître la plage réelle des fréquences reproduites, le paramètre Xmech, ainsi que la puissance nominale.Sensibilité
Ce paramètre est l'un des plus importants de toute la spécification du haut-parleur. Il vous permet de comprendre avec quelle efficacité et à quel volume l'appareil reproduira le son lors de la sommation d'un signal d'une puissance ou d'une autre. Malheureusement, les fabricants d'enceintes utilisent différentes méthodes pour calculer ce paramètre - il n'y a pas d'ensemble unique. Lors de la détermination de la sensibilité, le niveau de pression acoustique est mesuré à une distance d'un mètre lorsqu'une puissance de 1 W est portée vers le haut-parleur. Le problème est que parfois une distance de 1 m est calculée à partir du capuchon anti-poussière et parfois de la suspension du haut-parleur. Pour cette raison, la détermination de la sensibilité des haut-parleurs peut être assez difficile.
Extrait de
