Măsurarea impedanței și calculul parametrilor RTD cu Arta Software. Cum se determină parametrii difuzorului? Merim Tilya - Mic Cum să aflați parametrii difuzorului acasă

Atenţie! Următoarea tehnică este valabilă doar pentru măsurarea difuzoarelor cu frecvențe de rezonanță sub 100Hz, la frecvențe mai mari eroarea crește.
Pentru a obține cele mai fiabile rezultate, se recomandă ca toate măsurătorile să fie efectuate de mai multe ori (3-5 ori), apoi se ia ca rezultat valoarea medie aritmetică.

Înainte de măsurarea parametrilor, difuzorul trebuie să fie „întins”. Cert este că pentru un difuzor care nu a funcționat de un anumit timp sau pentru un difuzor nou, parametrii vor diferi de cei pe care îi vom măsura după ce difuzorul a jucat un anumit timp și va funcționa regulat. Prin urmare, sensul întinderii difuzorului este de a obține parametri fiabili de măsurare. Există multe păreri despre cum și cât să frământați: doar muzică, un semnal sinus (sinus) la frecvența de rezonanță a difuzorului Fs, un sinus la 1000 Hz, un sinus la frecvențe diferite, zgomot alb și roz, test de utilizare discuri.

Cum să frământați depinde de dvs. - aceasta este o chestiune de capacități și timp, dar frământarea este o necesitate.

Pe cont propriu, vă sfătuiesc să frământați în timpul zilei în diferite combinații ale metodelor de mai sus, merită să începeți cu sinusul frecvenței de rezonanță naturală Fs (preluat din pașaportul vorbitorului) pentru durata maximă, apoi să folosiți cealaltă metode. Puteți folosi discuri de testare, de preferință cele care conțin atât piese muzicale, cât și piese tehnice, de ex. a generat semnale de diferite forme, frecvențe și puteri și este mai bine să începeți cu piste tehnice. Este recomandabil să frământați difuzorul cu 50-100% din puterea nominală, totul depinde de condițiile dvs., de urechi și de nervi.

Cei mai de bază parametrii prin care designul acustic (corp, cutie) poate fi calculat și fabricat sunt parametrii Thiel-Small.

Măsurarea frecvenței de rezonanță Fs, a factorului de calitate al difuzorului Qts și a componentelor acestuia din factorii de calitate electrici și mecanici Qes, Qms.

Metoda 1

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

* Voltmetru
*Generator de semnal audio
* Frecventametru
* Puternic (cel puțin 2 wați) rezistență de 1000 ohmi
* Rezistor precis (+- 1%) de 10 ohmi
* Fire, cleme și alte deșeuri pentru a le conecta pe toate într-un singur circuit.

Desigur, această listă se poate modifica. De exemplu, majoritatea oscilatoarelor au propria lor scară de frecvență și nu este necesar un contor de frecvență în acest caz. În locul unui generator, puteți utiliza și o placă de sunet de computer și un software adecvat (de exemplu, acesta) capabil să genereze semnale sinusoidale de la 0 la 200 Hz din puterea necesară. Sau mai trebuia să fac asta când nu era niciun computer în apropiere: am tăiat piese cu frecvențe de la 20-120 Hz pe un disc, apoi l-am redat pe un DVD conectat la un amplificator și apoi am conectat un difuzor suspendat prin rezistență.

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

Determinarea Fs și Rmax.
Difuzorul în timpul acestei măsurători și al tuturor măsurătorilor ulterioare ar trebui să fie în spațiu liber, de obicei este atârnat (de obicei pe un candelabru) departe de pereți și diferite obiecte. Frecvența de rezonanță a unui difuzor se găsește din impedanța sa de vârf (caracteristica Z). Pentru a-l găsi, creșteți treptat frecvența generatorului, începând de la aproximativ 20 Hz, și uitați-vă la citirile voltmetrului. Frecvența la care tensiunea de pe voltmetru va fi maximă (o modificare suplimentară a frecvenței va duce la o scădere a tensiunii) va fi frecvența de rezonanță principală pentru acest difuzor. Pentru difuzoarele cu diametrul mai mare de 16 cm, această frecvență ar trebui să fie sub 100 Hz. Nu uitați să notați nu numai frecvența, ci și citirile voltmetrului. Înmulțiți cu 1000, vor da impedanța difuzorului la frecvența de rezonanță, Rmax, necesară pentru a calcula ceilalți parametri.

Definiția Qms, Qes și Qts.
Acești parametri sunt determinați prin următoarele formule.

După cum puteți vedea, aceasta este o constatare secvențială a parametrilor suplimentari Ro, Rxși măsurarea frecvențelor necunoscute anterior F1și F2. Acestea sunt frecvențele la care se află impedanța difuzorului Rx. În măsura în care Rxîntotdeauna mai puțin Rmax, atunci vor fi două frecvențe - una este puțin mai mică fs, iar celălalt este puțin mai mare.

Determinarea rezistenței înfășurării capului la curent continuu Re.
Acum, prin conectarea unui difuzor în loc de o rezistență de calibrare și setând o frecvență apropiată de 0 hertzi pe generator, putem determina rezistența acestuia la curent continuu. Re. Acestea vor fi citirea voltmetrului înmulțită cu 1000. Cu toate acestea, Re poate fi măsurat direct cu un ohmmetru.

Metoda 2

Schema de măsurare este aceeași ca în prima metodă, elementele sunt aceleași: o rezistență de 1 kΩ și - un generator - fie un generator de frecvență audio capabil să furnizeze o tensiune de 10-20V, fie o combinație generator-amplificator care îndeplinește aceeași cerință. Așezăm difuzorul departe de pereți, tavan și podea (se recomandă adesea să o atârnăm). Conectam un voltmetru la punctele A și C (adică la ieșirea amplificatorului) și setăm tensiunea la 10-20 V la o frecvență de 500-1000 Hz.
Conectăm voltmetrul la punctele B și C (adică direct la contactele difuzorului) și prin schimbarea frecvenței generatorului găsim frecvența la care citirile voltmetrului sunt maxime (așa cum se arată în figura de mai jos). Aceasta este frecvența de rezonanță naturală a difuzorului. fs. Noi scriem fsși Ne- citirile voltmetrului.

Prin modificarea frecvenței în sus față de fs, găsim frecvențele la care citirile voltmetrului sunt constante și mult mai mici Ne(cu o creștere suplimentară a frecvenței, tensiunea va începe din nou să crească, proporțional cu creșterea impedanței difuzorului). Să scriem această valoare um.

Graficul impedanței difuzorului în spațiul liber și într-o cutie închisă arată cam așa.

Calculăm tensiunea U12 dupa formula:

Schimbând frecvența, obținem citiri pe voltmetru corespunzătoare tensiunii U12, găsim frecvențele F1 și F2.

Calculăm factorul de calitate acustică sau mecanică după formula:

Factorul de calitate electric:

Și în sfârșit, calitate deplină:

Metoda 3 - Măsurătorile mici cu un invertor de fază

Schema de măsurare este aceeași ca în prima metodă, elementele sunt aceleași: un rezistor de calibrare Rk cu o valoare nominală de 10 Ohm și o rezistență activă R, care stabilește curentul în circuit, cu o valoare nominală de 1 kOhm . Puteți lua rezistențele Rk și R ale altor denominații, îndeplinind condițiile:

Rk - poate fi orice, dar aproape de Re

R/Re > 200

Unde Re este rezistența DC a bobinei.
Măsurătorile încep cu determinarea cea mai precisă a rezistenței DC a bobinei Re și a rezistenței de calibrare Rk folosind un voltmetru sau multimetru digital.
Apoi, în loc de difuzor, pornim rezistorul de calibrare Rk și măsurăm tensiunea Uk pe acesta. Tensiunea corespunzătoare rezistenței bobinei la curent continuu se găsește prin formula:

Unde: SD- suprafata radianta eficienta a difuzorului, m2; cms- rigiditate relativă.

Suprafața radiantă a difuzorului pentru frecvențele cele mai joase (în zona de acțiune a pistonului), coincide cu cea constructivă și este egală cu: Raza Rîn acest caz, va fi jumătate din distanța de la mijlocul lățimii suspensiei de cauciuc pe o parte la mijlocul suspensiei de cauciuc pe partea opusă. Acest lucru se datorează faptului că jumătate din lățimea suspensiei de cauciuc este, de asemenea, o suprafață radiantă. Vă rugăm să rețineți că unitatea din această zonă este de metri pătrați. În consecință, raza trebuie înlocuită în ea în metri.

Calculăm rigiditatea relativă Cms pe baza rezultatelor obținute folosind formula:

M/N (metri/Newton), unde M- masa greutăților adăugate în kilograme.

Determinarea volumului echivalent prin metoda volumului suplimentar

Pentru a determina volumul echivalent al difuzorului prin metoda volumului suplimentar, o cutie de măsurare sigilată cu o gaură rotundă care se potrivește ca dimensiune cu diametrul conului difuzorului. Este mai bine să alegem volumul cutiei mai aproape de cel în care urmează să ascultăm ulterior acest difuzor. Este necesar să se fixeze ermetic difuzorul în cutia de măsurare. Cel mai bine este să faceți acest lucru cu magnetul spre exterior, deoarece difuzorului nu îi pasă pe ce parte are volum și vă va fi mai ușor să conectați firele. Și sunt mai puține găuri suplimentare. sigilați toate crăpăturile.

Apoi trebuie să faceți măsurători Fc(frecvența de rezonanță a unui difuzor într-o cutie închisă) și, în consecință, calculați factorul de calitate mecanic și electric Qmcși Qecși factorul de calitate al difuzorului din cutia de măsurare Qts" (Qtc). După aceea, calculăm deja volumul echivalent folosind formula:

Cu aproape aceleași rezultate, puteți utiliza o formulă mai simplă:

Unde: Vb- volumul cutiei de măsurare, m3.

Verificare: Calculatoare iar dacă se măsoară într-o cutie Qts'=Qtc, bine, sau aproape egal, ceea ce înseamnă că totul este făcut corect și puteți trece la proiectarea sistemului de difuzoare.

constatări

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

*unu. Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este peste 50 Hz, atunci are dreptul să pretindă că funcționează în cel mai bun caz ca midbass. Puteți uita imediat de subwooferul unui astfel de difuzor.
*2. Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este mai mare de 100 Hz, atunci acesta nu este deloc un difuzor de joasă frecvență. Îl puteți folosi pentru a reproduce frecvențele medii în sisteme cu 3 căi.
*3. Dacă raportul Fs/Qts difuzorul este mai mic de 50, atunci acest difuzor este conceput pentru a funcționa exclusiv în cutii închise. Dacă mai mult de 100 - exclusiv pentru lucrul cu un invertor de fază sau în treceri de bandă. Dacă valoarea este între 50 și 100, atunci trebuie să vă uitați cu atenție la alți parametri - la ce tip de design acustic tinde difuzorul.

Cel mai bun mod de a face acest lucru este să utilizați programe speciale de calculator care pot simula grafic ieșirea acustică a unui astfel de difuzor în design acustic diferit. Adevărat, în acest caz, nu se poate face fără alți parametri, nu mai puțin importanți - SD, cmsși Le.
Datele obținute ca rezultat al tuturor acestor măsurători sunt suficiente pentru calculul suplimentar al designului acustic al unei legături de joasă frecvență de o clasă suficient de înaltă.

Cei mai de bază parametri prin care puteți calcula și fabrica un subwoofer sunt:

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

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

Factorul de calitate mecanic Qms
Factorul de calitate electric Qes
zona difuzorului SD(m2) sau diametrul acestuia Dia(cm)
Sensibilitate SPL(dB)
Inductanţă Le(Henry)
Impedanta Z(ohm)
putere de vârf Pe(Watt)
Masa sistemului în mișcare mms(G)
Rigiditate relativă cms(metri/newton)
Rezistenta mecanica rms(kg/s)
Puterea motorului BL

Majoritatea acestor parametri pot fi măsurați sau calculați acasă folosind instrumente de măsurare nu foarte sofisticate și un computer sau un calculator care poate lua rădăcini și poate ridica la putere. Pentru o abordare și mai serioasă a proiectării designului acustic și ținând cont de caracteristicile difuzoarelor, recomand să citești literatură mai serioasă. Autorul acestei „lucrări” nu pretinde că are cunoștințe speciale în domeniul teoriei, iar tot ceea ce este afirmat aici este o compilație din diverse surse - atât străine, cât și rusești.

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

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

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

Schema de masuratori

Calibrare:

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

Găsind Re

Acum, prin conectarea unui difuzor în loc de o rezistență de calibrare și setând o frecvență apropiată de 0 herți pe generator, putem determina rezistența sa de curent continuu Re. Va fi citirea voltmetrului înmulțită cu 1000. Cu toate acestea, Re poate fi măsurată direct cu un ohmmetru.

Găsirea Fs și Rmax

Difuzorul în timpul acestei măsurători și al tuturor măsurătorilor ulterioare trebuie să fie în spațiu liber. Frecvența de rezonanță a unui difuzor se găsește din impedanța sa de vârf (caracteristica Z). Pentru a-l găsi, schimbați fără probleme frecvența generatorului și uitați-vă la citirile voltmetrului. Frecvența la care tensiunea de pe voltmetru va fi maximă (o modificare suplimentară a frecvenței va duce la o scădere a tensiunii) va fi frecvența de rezonanță principală pentru acest difuzor. Pentru difuzoarele cu diametrul mai mare de 16 cm, această frecvență ar trebui să fie sub 100 Hz. Nu uitați să notați nu numai frecvența, ci și citirile voltmetrului. Înmulțiți cu 1000, vor da impedanța difuzorului la frecvența de rezonanță, Rmax, necesară pentru a calcula ceilalți parametri.

Acești parametri se găsesc prin următoarele formule:

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

Dacă rezultatul calculat diferă de cel găsit anterior cu mai mult de 1 hertz, atunci trebuie să repetați totul de la început și mai precis.

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

Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este peste 50 Hz, atunci are dreptul să pretindă că funcționează în cel mai bun caz ca midbass. Puteți uita imediat de subwooferul unui astfel de difuzor.
Dacă frecvența de rezonanță a difuzorului este mai mare de 100 Hz, atunci acesta nu este deloc un difuzor de joasă frecvență. Îl puteți folosi pentru a reproduce frecvențele medii în sisteme cu 3 căi.
Dacă raportul Fs / Qts al difuzorului este mai mic de 50, atunci acest difuzor este proiectat să funcționeze exclusiv în cutii închise. Dacă mai mult de 100 - exclusiv pentru lucrul cu un invertor de fază sau în treceri de bandă. Dacă valoarea este între 50 și 100, atunci trebuie să vă uitați cu atenție la alți parametri - la ce tip de design acustic tinde difuzorul. Cel mai bun mod de a face acest lucru este să utilizați programe speciale de calculator care pot simula grafic ieșirea acustică a unui astfel de difuzor în design acustic diferit. Adevărat, nu te poți lipsi de alți parametri la fel de importanți - Vas, Sd, Cms și L.

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

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

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

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

După ce am găsit reactanța XL la frecvența F, putem calcula inductanța însăși folosind formula:

Vas măsurători

Există mai multe moduri de a măsura volumul echivalent, dar două sunt mai ușor de utilizat acasă: metoda „Masa adăugată” și metoda „Volum adăugat”. Prima dintre ele necesită mai multe greutăți de o greutate cunoscută din materiale. Puteți folosi un set de greutăți de la cântare de farmacie sau puteți folosi monede vechi de cupru de 1,2,3 și 5 copeici, deoarece greutatea unei astfel de monede în grame corespunde valorii nominale. A doua metodă necesită o cutie etanșă de volum cunoscut, cu o gaură adecvată pentru difuzor.

Găsirea lui Vas prin metoda masei suplimentare

Mai întâi trebuie să încărcați uniform conul cu greutăți și să măsurați din nou frecvența de rezonanță, scriindu-l ca F "s. Ar trebui să fie mai mic decât Fs. Este mai bine dacă noua frecvență de rezonanță este cu 30% -50% mai mică. Greutatea de greutățile sunt luate cu aproximativ 10 grame pe fiecare inch de diametru de con. Adică, pentru un cap de 12", este nevoie de o greutate de aproximativ 120 de grame.

Complexitatea măsurării parametrilor electrici și acustici ai difuzoarelor împinge adesea pentru abandonarea acestei proceduri, iar ulterior procesul de creare a difuzoarelor are loc cu accent pe formule de calcul simple care iau în considerare doar parametrii electrici ai difuzoarelor și chiar si atunci sunt ideale. Cred că nu are sens să ne adâncim încă o dată în poveștile că rezultatul în acest caz nici măcar nu se apropie de așteptările. Nu voi disimula, procesul de măsurare este complicat, necesită niște echipamente speciale și, ceea ce este foarte important, abilități de lucru cu programe de măsurare. Nu este suficient doar să măsurați, trebuie să o faceți cât mai obiectiv posibil, iar singura limitare a măsurătorilor ar trebui să fie eroarea echipamentului de măsurare.

În continuare, voi încerca să povestesc în detaliu despre tehnica de măsurare din pachetul Arta Software. M-am îndrăgostit de acest program pentru comoditatea și ușurința în utilizare, posibilitatea unei analize cuprinzătoare a rezultatelor măsurătorilor. Cea mai recentă versiune a programului este disponibilă la site-ul dezvoltatorului . Momentan este versiunea 1.6.1. De acolo puteți descărca și manualele originale pentru lucrul cu componentele pachetului, însă în limba engleză. Aceste ghiduri sunt incluse în sistemul de ajutor al programului. Îl poți apela prin meniu Ajutor-Manual utilizator.

Veți avea nevoie de niște echipamente pentru a efectua măsurători. Mai jos este ceea ce folosesc:

Laptop Dell Inspiron 1720 cu Windows XP Professional x86 și software Arta instalat.
Placa de sunet E-MU 0404 USB.
Amplificator Denon PMA-500AE. Este potrivit pentru că are o funcție de bypass pentru corectarea tonului, volumul și echilibrul - Source Direct.
Voltmetru V7-38.
Rezistența magazinului R33.
Microfon de măsurare Nady CM 100.
Suport pentru microfon. In rolul sau se afla standul de la camera, care are functiile de inclinare, rotire si reglare inaltime.
Rezistorul de „referință” (Rref) necesar pentru măsurătorile de impedanță. Folosesc PEV-10 cu o valoare nominală de 10 ohmi. Rezistența măsurată este de 9,85 ohmi.
Două cabluri cu separatoare care protejează intrarea plăcii de sunet de tensiuni periculoase. Divizoarele sunt lipite în interiorul mufei TRS.
Un cablu de microfon XLR și mai multe cabluri pentru conectarea I/O-ului plăcii de sunet și conectarea acesteia la amplificator.

Pentru a măsura impedanța, trebuie să conectați echipamentul conform Figura 12.

Figura 12

Impedanța este măsurată prin căderea de tensiune pe rezistorul Rref. Dezvoltatorii Arta Software recomandă utilizarea valorii Rref de 27 ohmi. Folosesc o valoare mai mică - 10 ohmi (rezistența măsurată este de 9,85 ohmi), ceea ce îmi permite să setez o amplitudine de tensiune mai mică la ieșirea amplificatorului atunci când măsoară. Rezistența reală a rezistenței Rref trebuie măsurată cu o eroare minimă. Aceasta afectează eroarea de măsurare a impedanței și, în consecință, eroarea în calcularea parametrilor Thiel-Small.

În Arta Software, este posibil să se măsoare impedanța atât a difuzoarelor de joasă și medie frecvență, cât și a celor de înaltă frecvență. Pentru acesta din urmă, se utilizează o tehnică separată - măsurarea pe un semnal sinusoidal în trepte într-un interval de frecvență dat. Este imposibil să măsurați impedanța difuzoarelor de înaltă frecvență pe zgomot periodic, acestea pot fi deteriorate.

Deci, să începem Limp. Pentru a face acest lucru, în meniul Start Windows, selectați Toate programele – Arta Software – Limp . Fereastra programului este prezentată mai jos (Figura 13).

Figura 13

Aici, la fel ca și în Arta, schimb schema de culori într-una mai plăcută ochiului. Schimbarea culorii spațiului de lucru se face folosind comanda de meniu Editare – culoare de fundal alb/negru, alte culori sunt modificate prin meniu Editare - Culori și stil grilă . În plus, dezactivez selecția de linii prin meniu Editare – Folosiți un stilou gros.

Configurarea programului începe din meniu Configurare-Dispozitive audio(Figura 14). Aici, în câmpurile Wave Input Device și Wave Output Device, trebuie să specificați placa de sunet pe care o utilizați.

Figura 14

Următorul meniu – Configurare-Măsurare(Figura 15).

figura 15

În câmpul Canal de referință, specificați canalul care servește drept referință. Dacă conectarea circuitului de măsurare se face în conformitate cu imaginea Figura 12, atunci canalul de referință este dreapta (Dreapta). În câmpul Reference Resistor, specificați valoarea măsurată a rezistenței Rref. Câmpurile High cutoff și Low cutoff indică domeniul de frecvență al impedanței afișate pe ecran. Nu intervalul de frecvență în sine, a cărui afișare este schimbată prin meniu Configurare-Grafic, ci tocmai domeniul de frecvență al curbei de impedanță. Cele de mai sus sunt valabile pentru măsurătorile pe zgomot periodic. Pentru măsurătorile pe un semnal sinusoidal treptat, aceste câmpuri sunt responsabile pentru domeniul de măsurare. În câmpul Creștere de frecvență, este setat pasul pentru măsurători pe un semnal sinusoidal în trepte. Recomand să-l setați la 1/48 de octavă, obținând astfel un pas mai mic și o măsurare mai precisă a impedanței. Câmpuri min. timpul de integrare (ms), timpul tranzitoriu (ms) și pauza intra burst (ms) determină timpul de integrare, durata pasului undei sinusoidale și, respectiv, pauza dintre pași. Dacă computerul pe care îl măsurați nu este suficient de rapid, dublați valorile din aceste câmpuri. Câmpul dimensiune FFT setează dimensiunea blocului FFT. Setarea unei valori mai mari îmbunătățește rezoluția frecvenței, dar crește timpul de măsurare. Câmpurile rămase stabilesc media rezultatelor măsurătorilor. Aceste câmpuri pot fi utile atunci când se fac măsurători de impedanță cu masă suplimentară, dacă aceasta din urmă nu poate fi atașată la conul difuzorului. Micile fluctuații ale masei adăugate fac ca HFC afișat să pară dur. Medierea ajută puțin să scapi de acest lucru. Media funcționează numai pentru măsurători pe zgomot periodic.

În continuare, descriu o tehnică de măsurare a impedanței potrivită pentru difuzoarele bas și medii. Nu puteți utiliza această tehnică pentru a măsura tweeterele. Pentru ei, tehnica de măsurare va fi descrisă mai jos.

Acum trebuie să setați amplitudinea curentului prin bobina vocală a difuzorului măsurat. Ținând cont de neliniaritatea parametrilor difuzoarelor la curent diferit prin bobină, este de dorit să se folosească un curent de cel puțin 40-50 mA pentru măsurători. Pentru a seta amplitudinea curentului, la bornele de măsurare este conectat un rezistor cu o valoare apropiată de rezistența nominală a difuzorului. Am un difuzor de bandă largă 4A28 ca subiect de testare. Rezistența sa nominală este de 12 ohmi, care este cât am setat pe magazinul de rezistență. Un voltmetru este conectat în paralel cu rezistența de testare. Curentul prin rezistor este calculat folosind legea lui Ohm.

Conectat, accesați meniul - Setup-Generator(Figura 16).

Figura 16

În câmpul Tip este setat tipul de semnal pentru măsurători - zgomot roz periodic (Pink PN) sau sinus (Sine). În câmpul Nivel de ieșire, puteți modifica nivelul semnalului de testare, ceea ce este convenabil, de exemplu, atunci când evaluați liniaritatea difuzoarelor. În câmpul Sine freq. (Hz) setează frecvența undei sinusoidale generate. În câmpul Pink cut-off (Hz) – frecvența de tăiere a zgomotului roz. Nu recomand folosirea unei valori prea mici (de exemplu, 20 Hz), deoarece la măsurarea cu masă suplimentară, datorită creșterii amplitudinii la frecvențe joase, greutățile de pe con pot provoca distorsiuni IFC.

Mai întâi, selectați Sine în câmpul Tip. În câmpul Sine freq. (Hz) setați frecvența la 315 Hz. Dacă nu este disponibil un voltmetru cu gamă largă, utilizați o valoare mai mică, cum ar fi 100 sau 50 Hz. În câmpul Nivel de ieșire, setați valoarea la 0 dB. Apăsați butonul Test. Setăm curentul necesar prin rezistor. Am setat tensiunea de ieșire a amplificatorului la 0,6063 v, ceea ce corespunde unui curent de aproximativ 50 mA printr-o sarcină de 12 ohmi. Oprim generarea apăsând din nou butonul Test. Deconectați rezistorul de la bornele de testare și apăsați din nou butonul Test. Fereastra Generator Setup afișează nivelurile semnalului de intrare ale canalelor stânga și dreapta. Prin reglarea sensibilității, setăm nivelul în intervalul -20 ... -10 dB. Ar trebui setat identic pentru ambele canale. După instalare, oprim generarea apăsând butonul Test. În câmpul Tip, selectați Pink PN, setând astfel zgomotul roz periodic pentru test. Apăsăm OK.

În meniu Configurare-Grafic(Figura 17) Puteți modifica intervalul de frecvență afișat și intervalul de valori de impedanță pe ecran. Caseta de selectare View Phase este responsabilă pentru afișarea fazei impedanței. Acest meniu poate fi apelat și făcând clic dreapta pe diagramă.

Figura 17

Accesați meniul Înregistrare-Calibrare(Figura 18).

Figura 18

Iată procedura de calibrare. Apăsați butonul Generare. Indicatorul va arăta nivelul semnalelor de intrare. Nivelul ar trebui să fie același cu cel setat în meniu Setup-Generator(Figura 16). Oprim generarea apăsând din nou butonul Generare. În câmpul Număr de medii (medie) setați valoarea 3 ... 5. Apăsați butonul Calibrare. La finalizarea calibrării, în partea dreaptă, în fereastra Stare, vor fi afișate informații despre numărul de probe de semnal de testare, frecvența de eșantionare și diferența de amplitudine a tensiunii dintre canale (Figura 19). Dacă această diferență depășește 2 dB, programul va emite un avertisment. Un rezultat bun ar trebui recunoscut ca o valoare a diferenței mai mică de 0,2 dB. Apăsăm OK.

figura 19

Totul este pregătit pentru măsurători. Voi face o mică digresiune și voi da un tabel cu valorile erorii relative în măsurarea rezistenței (Figura 20). Eroarea relativă este calculată prin formula ((Rm-Rs)/Rs)*100, unde Rs este valoarea rezistenței setată pe caseta de rezistență, Rm este valoarea rezistenței măsurată de Limp.

figura 20

Măsurăm rezistența DC (Re) a bobinei difuzorului cu un ohmmetru și conectăm difuzorul la bornele pentru test. Nu este de dorit să plasați difuzorul pe podea. Un suport mic cu o platformă mai mică decât diametrul magnetului difuzorului funcționează cel mai bine. Dacă este posibil să fixați difuzorul în funcție de greutate, aceasta va fi o soluție foarte bună. Aveți grijă la difuzoarele care au o gaură în miez. O astfel de dinamică poate fi măsurată doar prin greutate.

În Limp, pornirea și oprirea procesului de măsurare se face fie prin meniu Înregistrare – Începeși Înregistrare-Oprire, sau folosind butoanele din bara de activități. Butonul Start este indicat printr-un triunghi roșu, butonul Stop cu un cerc roșu. Începem procesul de măsurare. După afișarea impedanței și fazei pe ecran (Figura 21), opriți măsurarea.

figura 21

Rezultatul măsurătorii poate fi salvat cu extensia *.lim ( Fișier - Salvare ca...), sau exportați în format *.txt, *.zma, *.csv ( Fișier-Exportați ca...). Dacă exportați în *.csv, separatorul zecimal (punct sau virgulă) poate fi selectat prin meniu Configurare-format CSV.

După măsurarea impedanței, poate fi calculată o listă incompletă de parametri Thiel-Small. Pentru este in meniu A analiza trebuie să aleagă fie Parametri difuzor – Metoda masei adăugate , sau Parametri difuzor – Metoda cutie închisă . Primul element de meniu este destinat calculării parametrilor Thiel-Small prin metoda masei suplimentare, al doilea - folosind o casetă de măsurare. În acest caz nu există nicio diferență, dar folosesc meniul de masă extra din obișnuință (Figura 22).

Figura 22

În fereastra care se deschide, în câmpul Voice coil Resistance (ohmi), specificați rezistența DC a bobinei difuzorului și apăsați butonul Calculate TSP. Pentru a calcula toți parametrii Thiel-Small, trebuie efectuată încă o măsurătoare de impedanță - cu o masă suplimentară. Închideți fereastra curentă. În meniu acoperire alege Setați ca suprapunere. Curba de impedanță va fi fixată de program și își va schimba culoarea pe grafic.

Ca masă suplimentară, folosesc monede din vremurile URSS. Valoarea lor nominală (1, 2, 3 și 5 copeici) corespunde greutății în grame. Cantitatea optimă de masă suplimentară este astfel încât frecvența rezonanței principale a sistemului în mișcare să fie redusă cu 20-50%. Este imposibil să numiți cantitatea exactă a acestei mase, prin urmare, pentru început, ar trebui să alegeți o valoare mică - 10-15 grame. În viitor, va fi posibil să se adună (sau să scadă) și să se măsoare din nou.

Așezăm masa pe conul difuzorului, efectuăm măsurarea (Figura 23).

Figura 23

Să mergem la meniu. În câmpul Rezistență bobină (ohmi), specificați rezistenta la curent continuu , în câmpul Diametrul membranei (cm) - diametrul suprafeței radiante în centimetri (măsurat între centrele de suspensie ), în câmpul Masă adăugată (g) - masa suplimentară în grame , după care apăsăm butonul Calculați TSP (Figura 24).

Figura 24

Datele pot fi copiate în clipboard (Copy to Clipboard) sau exportate într-un fișier *.csv (Export în fișier .CSV).

Pentru a măsura impedanța difuzoarelor de înaltă frecvență, trebuie să faceți câteva modificări la setările programului. De asemenea, ca înainte de a începe măsurătorile difuzoarelor de joasă și medie frecvență, la bornele de testare este conectat un rezistor cu o rezistență nominală egală cu rezistența nominală a difuzorului. Un voltmetru este conectat în paralel cu rezistența. Folosind meniul - Setup-Generator(Figura 16) setăm curentul prin rezistor, similar cu metoda descrisă mai sus, cu singura diferență - curentul prin rezistor trebuie setat la 10 mA . Aceasta este o valoare curentă sigură pentru tweetere blânde. După finalizarea setării curente, reglam sensibilitatea așa cum este descris mai devreme. La sfârșitul procedurii de configurare, setați meniul Configurare generator din câmpul Tip la Sine și faceți clic pe OK.

Accesați meniul – Configurare-Măsurare(Figura 15).În câmp Low cutoff setează limita inferioară a intervalului de frecvență de măsurare. Pentru tweetere cu dom cu o frecvență de rezonanță joasă (600-700 Hz), se poate folosi o valoare de 200 Hz. Instalați și faceți clic pe OK.

În meniu Înregistrare-Calibrare(Figura 18) efectuați procedura de calibrare descrisă mai sus.

Atenția nu strica, așa că mai întâi, în loc de difuzor, conectăm un rezistor la bornele de măsurare și începem procesul de măsurare. După ce ne asigurăm că procesul începe să meargă în conformitate cu setările specificate, oprim măsurarea. Acum conectăm difuzorul măsurat la bornele de testare și începem din nou procesul de măsurare. La sfârșitul măsurătorilor, generatorul se va opri automat. Însuși procesul de măsurare pe un semnal sinusoidal treptat este o procedură destul de lungă, aveți răbdare.

Figura 25

Dacă sunteți interesat de parametrii Thiel-Small, îi puteți calcula prin meniuAnaliză – Parametri difuzor – Metoda masei adăugate . Este suficient să specificați rezistența DC a bobinei și să apăsați butonul Calculate TSP (Figura 26).

Figura 26

Mulțumiri speciale lui Sirvutis Alexey ( Lexus) pentru informațiile furnizate.

(Pentru a-i ajuta pe basiştii începători )

Capitolul A - Măsurători

Voi face imediat o rezervare că cea mai convenabilă modalitate de a măsura parametrii wooferelor este stabilită în metodă. Sugerez ca proprietarii programului să folosească această metodă (eu însumi nu am testat-o, dar cred că nu există erori acolo). Pentru cei care nu au acest program sau nu au suficient echipament de măsurare, voi descrie metoda pe care am adunat-o din revistele RADIO din anii trecuți. Am folosit această metodă și, cu un anumit grad de acuratețe și perseverență, cu ajutorul ei, puteți obține parametri destul de precisi (mai precis decât în cartea de referință sau în manualul de utilizare).

Deci, să începem:

1) Să asamblam circuitul.

Unde în diagramă este difuzorul testat, cred că este clar. Elementele rămase ale schemei necesită o explicație detaliată.

Generator - fie un generator de frecvență audio capabil să furnizeze o tensiune de 10-20 V, fie o combinație oscilator-amplificator care îndeplinește aceeași cerință.

Rezistor de 1000 ohmi - 1000 ohmi care stabilizează curentul prin difuzor. Valoarea rezistorului poate fi luată mai puțin, dar aceasta va reduce acuratețea calculului Qts. (Adevărat, atunci când utilizați un rezistor de numai 200 ohmi, este puțin probabil ca eroarea de măsurare să depășească 10%, dar, după cum se spune, aveți grijă ...).

a, c, c - puncte pentru conectarea unui voltmetru.

Voltmetrul în sine nu este indicat în figură, dar trebuie să fie: - în primul rând, curent alternativ; - în al doilea rând, să se poată măsura tensiuni de ordinul a 100 mV. Dacă voltmetrul nu are o astfel de limită de măsurare, acesta poate fi conectat printr-un amplificator. Și din moment ce amplificatoarele moderne sunt de obicei „stereo” și nu numai, nu există probleme speciale în acest sens.

Schema este asamblată.

2) Amplasăm difuzorul departe de pereți, tavan și podea (se recomandă adesea să o atârnăm).

3) Conectați voltmetrul la puncte Ași cu,și setați tensiunea la 10-20 V la o frecvență de 500-1000 Hz.

4) Conectam voltmetrul la puncte înși cu, iar prin modificarea frecvenței generatorului găsim frecvența la care citirile voltmetrului sunt maxime, vezi figura de mai jos din text. Acesta este Fs. Notăm citirile Fs și Us ale voltmetrului.

5) Schimbând frecvența în sus față de Fs, găsim frecvențe la care citirile voltmetrului sunt constante și mult mai mici decât Us (cu o creștere suplimentară a frecvenței, tensiunea va începe din nou să crească, proporțional cu creșterea difuzorului impedanta). Să notăm această valoare, Um.

Graficul impedanței difuzorului în spațiul liber și într-o cutie închisă arată cam așa.

6) Găsim conform graficului (dacă l-am construit) sau măsurăm frecvențele de tăiere F1 și F2 după nivelul U12=(Us*Um)^0,5;

7) Calculați factorul Q acustic Qa=(Us/Um)^0,5*Fs/(F2-F1) și

8) Factorul de calitate electric Qe=Qa*Um/(Us-Um);

9) Și, în sfârșit, factorul de calitate total Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe).

Pentru a-l recunoaște pe Vas avem nevoie de o cutie (o cutie bună etanșată, deloc din carton, ci cu pereți groși) cu un orificiu rotund de aceeași dimensiune cu diametrul conului difuzorului. Volumul cutiei, V, este mai bine să alegem mai aproape de cel în care urmează să ascultăm apoi acest difuzor.

10) Instalăm difuzorul în cutie și etanșăm toate crăpăturile;

11) Efectuăm toate măsurătorile și calculele conform punctelor 1)-6) și obținem valorile Fs „(de fapt este Fc) și Qts” (Qtc);

12) Calculați Vas=((Fs"/Fs)^2-1)*V;

13) Calculați Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, dacă Qts"=Qtc măsurați, bine, sau aproape egal, atunci totul este făcut corect și puteți trece la proiectarea sistemului acustic.

Capitolul B - Setarea PHI

Tehnica de acordare propusă este, de asemenea, eliminată din Literatură, dar este suficient de simplă pentru a deveni proprietatea maselor curioase. Singurul avertisment (am venit chiar eu) este că această tehnică vă permite să reglați cu ușurință FI, realizată pe baza difuzoarelor cu un factor de calitate Qts = 0,3 ... 0,5. Pentru alte FI, va trebui să utilizați suplimentar ingeniozitatea naturală. Asa de.

Metoda se bazează pe dependența care există între parametrii FI și CL (cutie închisă). Dacă gaura tunelului este închisă într-un FI cu un răspuns de frecvență neted (prin spl), atunci factorul de calitate total al sistemului, Qtc, va fi egal cu 0,6, iar frecvența de rezonanță, Fc, va fi legată de reglarea FI. frecventa prin dependenta: Fb=0,61…0,65*Fc. Dacă presupunem o eroare în determinarea frecvenței de acord FI de 5%, atunci raportul Fb/Fc pentru structurile reale poate fi luat egal cu 0,63.

Personalizare:

14) Inchidem ermetic deschiderea tunelului si asambleam circuitul de masurare a Fc (vezi capitolul A).

15) Selectăm cantitatea de material fonoabsorbant și obținem valoarea minimă a Fc;

16) Fixăm materialul în interiorul cutiei și măsurăm Fc;

17) Calculați Fb=0,63*Fc;

18) Calculați lungimea tunelului: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1,7*(S/PI)^0,5, unde S este aria deschiderii portului FI în sq.cm, V - volumul cutiei în litri;

19) Facem un tunel, îl introducem în interiorul cutiei (exact în interior, dacă ar trebui să fie în interior în structura finită) și măsuram Fb".

Ar trebui să iasă ceva de genul:

20) Valoarea rezultată a lui Fb" este înlocuită în formula 18) și se calculează valoarea corectată a lui V";

21) Înlocuim V „în f-lu 18) și calculăm Lv” pentru valoarea calculată a lui Fb (cine a uitat, asta s-a întâmplat în paragraful 17);

22) Scurtăm (este imposibil să-l lungim, deci este mai bine să luăm măsuri în avans) tunelul și măsurăm din nou;

23) Conform metodei de determinare a Qtc (Capitolul A), determinăm factorul de calitate al sistemului și, dacă este mai mic de 1, ne liniștim. Dacă este mai mare, atunci probabil că s-a făcut ceva greșit undeva, dar este prea târziu să o repet. Ascultă, dacă chiar mormăie (ceea ce nu este deloc necesar), vom lua măsuri.

Masuri posibile:

24) Umeziți tunelul FI cu un material parțial transparent acustic. Cu alte cuvinte, închideți tunelul cu iernizator sintetic, vată, covor etc.;

25) Umeziți difuzorul în sine prin lipirea materialelor enumerate mai sus pe geamurile suportului difuzorului (dar nu pe toate odată).

Aceste măsuri vor reduce factorul general de calitate al sistemului, Qtc.

Literatură:
Saltykov O., Calculul caracteristicilor difuzorului, Radio 1981
Zhbanov V., Instalarea unui inversor de fază, Radio 8/1986
Aldoshina I. Unde traiesc bass, AM 2/1999
Frunze, Despre îmbunătățirea calității sunetului difuzoarelor, Radio 9/1992

) dinamica. Metodele descrise mai jos sunt suficiente pentru începătorii auto-stop și permit măsurători T/S cu un minim de echipament.

Pentru a măsura acești parametri folosind metoda descrisă mai jos, veți avea nevoie de următoarele elemente:

Un (1) amplificator
Un (1) generator de tonuri
Un (1) multimetru digital
Un (1) rezistor de 5 wați (aproximativ 4 sau 8 ohmi)
Două (2) perechi de fire de aligator

De preferință, multimetrul ar trebui să fie capabil să măsoare frecvența, precum și tensiunea, rezistența și curentul. Amplificatorul trebuie să poată reproduce de la 20 Hz la 200 Hz fără posibilitatea unei modificări a puterii de ieșire și trebuie să fie insensibil la sarcini de peste 4 ohmi. De asemenea, generatorul de tonuri de frecvență trebuie să poată reproduce un semnal a cărui tensiune nu se modifică pe măsură ce frecvența este reglată.

Metoda de măsurare a parametrilor Thiel-Small

Măsurați direct rezistența (Re) difuzorului.
Măsurați rezistența (Rs) peste rezistor.
Conectați generatorul de tonuri la bornele de intrare ale amplificatorului.
Conectați un multimetru la bornele de ieșire acustică ale amplificatorului.
Setați generatorul de tonuri la aproximativ 100 Hz.
Setați ieșirea amplificatorului la Vs, unde Vs~0,5 până la 1,0 volți. Poate fi necesar să experimentați cu tensiuni diferite, în funcție de precizia contorului.
Calculați este unde Is = Vs/(Re+Rs)
Conectați următorul circuit (folosind cleme crocodiș când este necesar):
- Atașați un picior al rezistenței la borna pozitivă a amplificatorului
- Atașați al doilea picior al rezistenței la terminalul pozitiv al difuzorului
- Conectați borna negativă a difuzorului la borna negativă de pe amplificator
- Atașați cablurile multimetrului pe fiecare parte a rezistenței
Reglați frecvența până când tensiunea pe rezistor atinge nivelul minim.
Fixăm valoarea frecvenței, Fs
Fixăm tensiunea pe rezistor, Vm
Calculați curentul, Im = Vm/Rs, care curge prin circuit
Calculăm impedanța difuzorului la frecvența de rezonanță, РRm = (Vs-Vm) / Im
Obținem curent -3dB, Ir = (Im*Is)^0,5
Calculați r0=Is/Im
Calculați tensiunea de -3dB, Vr = Ir*Rs
Obținem frecvențele Fl și Fh, pentru care tensiunea prin rezistor este Vr
Asigurați-vă că (Fl*Fh)^0,5 = Fs
Dacă totul se potrivește, atunci Qes, Qms și Qts pot fi calculate după cum urmează:
- Qms = Fs*(r0^0,5)/(Fh-Fl)
- Qes = (Qms/(r0-1))*(Re/(Rs+Re))
- Qts = Qms*Qes/(Qms+Qes)

Puteți utiliza următorul tabel pentru a efectua automat calcule:

Măsurarea Vas (volum echivalent al difuzorului)

Pentru a măsura Vas, ar trebui să folosiți o carcasă bună, robustă, cu volum cunoscut, care se potrivește cu dimensiunea nominală a difuzorului. Instalați difuzorul cu conul spre exterior și oferiți acces ușor la contacte. Calculați volumul carcasei, ținând cont de pierderea de la difuzorul instalat în interior. Măsurați frecvența de rezonanță în această poziție.

Vas = Vb((Fb/Fs)^2 - 1)

VB este volumul conului difuzorului plus volumul cutiei
Fb - frecvența de rezonanță a difuzorului din cutie