Складність вимірювань електричних і акустичних параметрів динаміків часто підштовхує на відмову від даної процедури і надалі процес створення АС відбувається з орієнтиром на прості формули розрахунку, що враховують тільки електричні параметри динаміків, та й то ідеальних. Думаю, немає сенсу зайвий раз заглиблюватися в розповіді про те, що результат в такому випадку навіть близько не виправдовує очікування. Лукавити не буду, процес вимірювань складний, вимагає деякого спеціального обладнання і, що дуже важливо, навичок роботи з програмами для проведення вимірювань. Мало просто виміряти, потрібно зробити це максимально об'єктивно, і єдиним обмеженням при вимірах повинна залишатися похибка вимірювального обладнання.
Далі я постараюся докладно розповісти про методику проведення вимірювань в пакеті Arta Software. Цю програму я полюбив за зручність і легкість в роботі, можливість всебічного аналізу результатів вимірювань. Остання версія програми доступна на сайті розробників . На даний момент це версія 1.6.1. Там же можна завантажити оригінальні керівництва по роботі з компонентами пакету, правда, англійською мовою. Ці керівництва входять в довідкову систему програми. Викликати її можна через меню Help - User Manual.
Для проведення вимірювань знадобиться деяке обладнання. Нижче перераховано те, що використовується у мене:
- Ноутбук Dell Inspiron 1720 з операційною системою Windows XP Professional x86 і встановленим програмним пакетом Arta Software.
- Звукова карта E-MU 0404 USB.
- Підсилювач Denon PMA-500AE. Він підходить, оскільки має функцію обходу корекції тембру, тонкомпенсації і балансу - Source Direct.
- Вольтметр В7-38.
- Магазин опорів Р33.
- Мікрофон вимірювальний Nady CM 100.
- Стійка для мікрофону. В її ролі виступає стійка від фотоапарата, що володіє функціями нахилу, повороту і регулювання висоти.
- "Референсний" резистор (Rref), необхідний при вимірах імпедансу. Я використовую ПЕВ-10 номіналом 10 Ом. Виміряний опір становить 9.85 Ом.
- Два кабелі з дільниками, що захищають вхід звукової карти від небезпечних для неї величин напруги. Подільники розпаяні всередині TRS-джека.
- Мікрофонний кабель XLR і кілька кабелів для з'єднання входів / виходів звукової карти і її з'єднання з підсилювачем.
Для вимірювання імпедансу потрібно підключити обладнання за схемою Figure 12.
Figure 12
Вимірювання імпедансу проводиться за рахунок падіння напруги на резисторі Rref. Розробники Arta Software рекомендують використовувати величину Rref 27 Ом. Я використовую менший номінал - 10 Ом (виміряний опір становить 9.85 Ом), що дозволяє при вимірюванні встановлювати на виході підсилювача меншу амплітуду напруги. Реальне опір резистора Rref має бути виміряна з мінімальною похибкою. Від цього залежить похибка вимірювання імпедансу і, як наслідок, похибка розрахунку параметрів Тіля-Смолла.
У Arta Software можливо вимірювати імпеданс як низько- і середньо частотних динаміків, так і високочастотних. Для останніх використовується окрема методика - вимір на шаговом синусоїдальній сигналі в заданому діапазоні частот. Вимірювати на періодичному шумі імпеданс високочастотних динаміків не можна, можливо їх пошкодження.
Отже, запускаємо Limp. Для цього в Windows меню "Пуск" необхідно вибрати Всі програми - Arta Software - Limp . Вікно програми показано нижче (Figure 13).
Figure 13
Тут я також, як і в Arta, зраджую колірну гамму на більш приємну для очей. Зміна кольору робочої області проводиться за допомогою команди меню Edit - B / W background color, Інші кольори змінюються через меню Edit - Colors and grid style . Додатково відключаю виділення ліній через меню Edit - Use thick pen.
Налаштування програми починається з меню Setup - Audio devices (Figure 14). Тут, в полях Wave Input Device і Wave Output Device, необхідно вказати використовувану звукову карту.
Figure 14
наступне меню – Setup - Measurement (Figure 15).
Figure 15
В поле Reference Channel вказуємо канал, службовець опорним. Якщо з'єднання схеми вимірювань вироблено відповідно до зображенням Figure 12, то опорний канал - правий (Right). В поле Reference Resistor вказуємо виміряне значення резистора Rref. У полях High cut-off і Low cut-off вказується відображається на екрані частотний діапазон імпедансу. Чи не сам частотний діапазон, відображення якого змінюється через меню Setup - Graph, Але саме частотний діапазон кривої імпедансу. Сказане справедливо для вимірювань на періодичному шумі. Для вимірювань на шаговом синусоїдальній сигналі ці поля відповідають за діапазон вимірювань. В поле Frequency increment встановлюється крок для вимірювань на шаговом синусоїдальній сигналі. Рекомендую встановити 1/48 октави, отримавши тим самим менший крок і більш точне вимірювання імпедансу. Поля Min. integration time (ms), Transient time (ms) і Intra burst pause (ms) визначають відповідно час інтегрування, тривалість кроку синусоїдального сигналу і паузу між кроками. Якщо комп'ютер, за допомогою якого проводяться вимірювання, не забезпечує належного швидкодії, збільште значення в цих полях вдвічі. В поле FFT size встановлюється розмір блоку FFT. Установка більшого значення покращує дозвіл по частоті, але збільшує час вимірювань. Решта поля налаштовують усереднення результатів вимірювань. Ці поля можуть бути корисні при вимірах імпедансу з додатковою масою, якщо остання не може бути закріплена на дифузорі динаміка. Невеликі коливання додаткової маси роблять відображається на екрані ІЧХ шорсткою. Усереднення трохи допомагає від цього позбутися. Працює усереднення тільки при вимірах на періодичному шумі.
Далі я описую методику вимірювання імпедансу, яка підходить для низько- і середньо частотних динаміків. Використовувати цю методику для вимірювання високочастотних динаміків не можна. Для них методика вимірювань буде описана трохи нижче.
Тепер необхідно встановити амплітуду струму через звукову котушку вимірюваного динаміка. З огляду на нелінійність параметрів динаміків при різному струмі через звукову котушку, бажано використовувати для вимірювань струм не менше 40-50 mA. Для установки амплітуди струму, до клем для вимірювання підключається резистор номіналом, близьким до номінального опору динаміка. У мене в якості піддослідного виступає широкосмуговий динамік 4А28. Його номінальний опір - 12 Ом, стільки я і виставляю на магазині опорів. Паралельно резистору для тесту підключається вольтметр. Струм через резистор розраховується за законом Ома.
Підключили, переходимо в меню - Setup - Generator (Figure 16).
Figure 16
В поле Type встановлюється тип сигналу для вимірів - періодичний рожевий шум (Pink PN) або синус (Sine). В поле Output level можна змінити рівень тестового сигналу, що зручно, наприклад, при оцінці лінійності динаміків. В поле Sine freq. (Hz) встановлюється частота генерованого синусоїдального сигналу. В поле Pink cut-off (Hz) - частота зрізу рожевого шуму. Не рекомендую використовувати занадто мале значення (наприклад, 20 Hz), оскільки при вимірах з додатковою масою, через зростання амплітуди на низьких частотах, важки на дифузорі можуть викликати спотворення ІЧХ.
Спочатку вибираємо в полі Type значення Sine. В поле Sine freq. (Hz) встановлюємо частоту 315 Hz. Якщо в наявності немає вольтметра, що працює в широкому діапазоні частот, використовуйте менше значення, наприклад, 100 або 50 Hz. В поле Output level встановлюємо значення 0 dB. Натискаємо кнопку Test. Встановлюємо через резистор необхідний струм. Я встановив на виході підсилювача напруга 0.6063 v, що відповідає струму близько 50 mA через навантаження опором 12 Ом. Зупиняємо генерацію повторним натисканням кнопки Test. Відключаємо резистор від клем для тесту і знову натискаємо кнопку Test. У вікні Generator Setup відображаються рівні вхідних сигналів лівого і правого каналів. За допомогою регулювання чутливості встановлюємо рівень в діапазоні -20 ... -10 dB. Слід встановити його ідентичним для обох каналів. Після установки зупиняємо генерацію натисканням кнопки Test. В поле Type вибираємо Pink PN, тим самим встановивши для тесту періодичний рожевий шум. Натискаємо ОК.
У меню Setup - Graph (Figure 17) можна змінити відображається на екрані частотний діапазон і діапазон значень опору. Галочка View Phase відповідає за відображення фази імпедансу. Це меню також можна викликати натисканням правої кнопки миші на графіку.
Figure 17
Переходимо в меню Record - Calibrate (Figure 18).
Figure 18
Тут проводиться процедура калібрування. Натискаємо кнопку Generate. На індикаторі відобразиться рівень вхідних сигналів. Рівень повинен бути таким, яким його встановлювали в меню Setup - Generator (Figure 16). Зупиняємо генерацію повторним натисканням кнопки Generate. В поле Number of averages (усереднення) встановлюємо значення 3 ... 5. Натискаємо кнопку Calibrate. По завершенні калібрування, праворуч, у вікні Status, відобразиться інформація про кількість семплів тестового сигналу, частоті дискретизації і різниці амплітуди напруг між каналами (Figure 19). Якщо ця різниця перевищить значення 2 dB, програма видасть попередження. Хорошим результатом слід визнати значення різниці менше 0.2 dB. Натискаємо ОК.
Figure 19
Все готово для проведення вимірювань. Я зроблю невеличкий відступ і приведу таблицю зі значеннями відносної похибки при вимірюванні опору (Figure 20). Відносна похибка обчислена за формулою ((Rm-Rs) / Rs) * 100, де Rs - значення опору, встановленого на магазині опорів, Rm - значення опору, виміряне Limp.
Figure 20
Вимірюємо опір постійному струму (Re) звукової котушки динаміка за допомогою омметра і підключаємо динамік до клем для тесту. Розташовувати динамік на підлозі небажано. Найкраще підходить невелика стійка з майданчиком менше діаметра магніту динаміка. Якщо є можливість закріпити динамік на вазі, це буде дуже хорошим рішенням. Уважно поставтеся до динаміків, що має отвір в керна. Такі динаміки можна вимірювати тільки у висячому положенні.
У Limp запуск і зупинка процесу вимірювань проводиться або через меню Record - Start і Record - Stop, Або за допомогою кнопок на панелі завдань. Кнопка Start позначена червоним трикутником, кнопка Stop - червоним кружком. Запускаємо процес вимірювань. Коли нарешті з'явиться на екрані імпедансу і фази (Figure 21), зупиняємо вимірювання.
Figure 21
Результат вимірювань можна зберегти з розширенням * .lim ( File - Save As ...), Або експортувати в формат * .txt, * .zma, * .csv ( File - Export as ...). Якщо проводиться експорт в * .csv, роздільник дробової частини (точка, або кома) може бути обраний через меню Setup - CSV format.
Після вимірювання імпедансу можна розрахувати неповний перелік параметрів Тіля-Смолла. дляцього в меню Analyzeнеобхідно вибрати або Loudspeaker parameters - Added mass method , або Loudspeaker parameters - Closed box method . Перший пункт меню призначений для розрахунку параметрів Тіля-Смолла методом додаткової маси, другий - з використанням вимірювального ящика. В даному випадку різниці немає, але я за звичкою використовую меню додаткової маси (Figure 22).
Figure 22
У вікні, в полі Voice coil Resistance (ohms) вказуємо опір звукової котушки динаміка постійному струму і натискаємо кнопку Calculate TSP. Для розрахунку всіх параметрів Тіля-Смолла необхідно провести ще один вимір імпедансу - з додатковою масою. Закриваємо поточне вікно. У меню Overlay вибираємо Set as overlay. Крива імпедансу буде зафіксована програмою і на графіку змінить свій колір.
В якості додаткової маси я використовую монети часів СРСР. Їх номінал (1, 2, 3 і 5 копійок) відповідає вазі в грамах. Оптимальна кількість додаткової маси таке, при якому частота основного резонансу рухомої системи зменшується на 20-50%. Назвати точну кількість цієї маси неможливо, тому для початку слід вибрати невелику величину - 10-15 грам. Надалі можна буде додати (або відняти) і провести вимір повторно.
Маємо в своєму розпорядженні масу на дифузорі динаміка, проводимо вимір (Figure 23).
Figure 23
Переходимо в меню. В поле Voice coil Resistance (ohms) вказуємо опір попостійному струму, в поле Membrane diameter (cm) - діаметр поверхні, що випромінює в сантиметрах (вимірюється між центрами підвісу), в поле Added mass (g) - додаткову масу в грамах, після чого натискаємо кнопку Calculate TSP (Figure 24).
Figure 24
Дані можна скопіювати в буфер обміну (Copy to Clipboard), або експортувати в файл * .csv (Export in .CSV file).
Для вимірювання імпедансу високочастотних динаміків необхідно внести деякі зміни в налаштування програми. Також, як і перед початком вимірювань низько- і середньо частотних динаміків, до клем для тесту підключається резистор номінальним опором, рівним номінальним опору динаміка. Паралельно резистору підключається вольтметр. За допомогою меню - Setup - Generator (Figure 16) виробляємо установку струму через резистор, аналогічно описаної вище методики з єдиною відмінністю - струм через резистор необхідно встановити в межах 10 mA . Це безпечне значення струму для ніжних твитеров. По завершенні установки струму виробляємо налаштування чутливості так, як це було описано раніше. Після закінчення процедури налаштування встановлюємо в меню Generator Setup в поле Type значення Sine і натискаємо ОК.
Переходимо в меню – Setup - Measurement (Figure 15).В полі Low cut-off встановлюємо нижню межу частотного діапазону вимірювань. Для купольних твитеров з низькою (600-700 Hz) частотою резонансу можна використовувати значення 200 Hz. Встановлюємо і натискаємо ОК.
У меню Record - Calibrate (Figure 18) проводимо процедуру калібрування, описану вище.
Обережність не завадить, тому спочатку замість динаміка підключаємо до клем для вимірювання резистор і запускаємо процес вимірювань. Переконавшись, що процес починає протікати відповідно до заданих установок, зупиняємо вимір. Тепер підключаємо до клем для тесту вимірюваний динамік і знову запускаємо процес вимірювань. Після закінчення вимірювань зупинка генератора відбудеться автоматично. Сам процес вимірювань на шаговом синусоїдальній сигналі - досить тривала процедура, наберіться терпіння.
Figure 25
Якщо цікавлять параметри Тіля-Смолла, розрахувати їх можна через менюAnalyze - Loudspeaker parameters - Added mass method . Досить вказати опір звукової котушки постійному струму і натиснути кнопку Calculate TSP (Figure 26).
Figure 26
Окреме спасибі Сірвутісу Олексію ( Lexus) За надану інформацію.
(На допомогу початківцям басовік )
Глава А - Вимірювання
Відразу обмовлюся, що найзручніший спосіб вимірювання параметрів НЧ динаміків викладено в методі. Власникам програми пропоную скористатися цим методом (сам я його не перевіряв, але думаю, там глюків немає). Для тих же, у кого цієї програми немає або не вистачає вимірювального обладнання, я опишу спосіб зачерпнути мною з журналів "РАДІО" минулих років. Я цей спосіб використовував і при певній мірі акуратності і посидючості з його допомогою можна отримати досить точні (вже точніше, ніж в довіднику або в інструкції користувача) параметри.
Тож почнемо:
1) Зберемо схему.
Де на схемі випробуваний динамік, я думаю, ясно. Інші елементи схеми вимагають розгорнутої пояснення.
Генератор - або генератор звукової частоти здатний видавати напругу 10-20 В, або поєднання генератор-підсилювач, що задовольняє тією ж вимогою.
1000 Ом - резистор 1000 Ом, стабілізуючий струм через динамік. Номінал резистора можна брати менше, але це буде знижувати точність обчислення Qts. (Правда при використанні резистора всього 200 Ом похибка вимірювання навряд чи перевищить 10%, але, так би мовити, береженого ...).
а, в, с - точки для підключення вольтметра.
Сам вольтметр на малюнку не вказано, але він повинен бути: - по-перше, змінного струму; - по-друге, вміти вимірювати напруги порядку 100 мВ. При відсутності у вольтметра такої межі вимірювань, його можна підключити через підсилювач. А так як сучасні підсилювачі зазвичай "стерео" і більше, особливих проблем з цим немає.
Схема зібрана.
2) Розміщуємо динамік далеко від стін, стелі та підлоги (часто рекомендують підвішувати).
3) Підключаємо вольтметр до крапок аі с,і встановлюємо напругу рівним 10-20 В на частоті 500-1000 Гц.
4) Підключаємо вольтметр до крапок ві с,і змінюючи частоту генератора знаходимо частоту, на якій показання вольтметра максимальні, див. малюнок нижче по тексту. Це і є Fs. Записуємо Fs і Us-свідчення вольтметра.
5) Змінюючи частоту вгору щодо Fs, знаходимо частоти, на яких показання вольтметра постійні і значно менше Us (при подальшому підвищенні частоти напруга знову почне збільшуватися, паралельно зі збільшенням імпедансу динаміка). Запишемо це значення, Um.
Графік імпедансу динаміка у вільному просторі і в закритому ящику виглядає приблизно так.
6) Знаходимо за графіком (якщо ми його будували) або вимірюємо частоти зрізу F1 і F2 за рівнем U12 \u003d (Us * Um) ^ 0.5;
7) Обчислюємо акустичну добротність Qa \u003d (Us / Um) ^ 0.5 * Fs / (F2-F1), і
8) Електричну добротність Qe \u003d Qa * Um / (Us-Um);
9) І, на кінець, повну добротність Qts \u003d Qa * Qe / (Qa + Qe).
Щоб дізнатися Vas нам буде потрібно ящик (хороший герметичний ящик, ні в якому разі не картонний, а з товстими стінками) з круглою діркою збігається за розміром з діаметром дифузора динаміка. Обсяг скриньки, V, краще вибрати ближче до того, в якому ми потім збираємося цей динамік слухати.
10) Встановлюємо динамік в ящик і герметизируем всі щілини;
11) Проводимо всі виміри й обчислення по пунктам 1) -6) і отримуємо значення Fs "(насправді це Fc) і Qts" (Qtc);
12) Обчислюємо Vas \u003d ((Fs "/ Fs) ^ 2-1) * V;
13) Обчислюємо Qtc \u003d Qts * (1 + Vas / V) ^ 0.5, якщо виміряна Qts "\u003d Qtc, ну або майже дорівнює, значить - все зроблено правильно, і можна переходити до проектування акустичної системи.
Глава B - Налаштування ФМ
Пропонована методика настройки теж списана з Літератури, але досить проста, що б стати надбанням цікавих мас. Єдине застереження (її я сам придумав) в тому, що ця методика дозволяє легко налаштовувати ФМ, виготовлені на базі динаміків з добротністю Qts \u003d 0,3 ... 0,5. Для інших ФМ доведеться додатково застосовувати природну кмітливість. Отже.
В основі методики лежить залежність, яка існує між параметрами ФМ і ЗЯ (закритого ящика). Якщо в ФМ з гладкою АЧХ (по spl) закрити отвір тунелю, то повна добротність системи, Qtc, виявиться рівною 0.6, а резонансна частота, Fc, буде пов'язана з частотою настройки ФМ залежністю: Fb \u003d 0.61 ... 0.65 * Fc. Якщо допустити похибку визначення частоти настройки ФМ в 5%, то ставлення Fb / Fc для реальних конструкцій можна прийняти рівним 0.63.
Налаштування:
14) Закриваємо герметично отвір тунелю, і збираємо схему для вимірювання Fc (див. Розділ А).
15) Підбираємо кількість звукопоглащающіе матеріалу і добиваємося мінімального значення Fc;
16) Закріплюємо матеріал всередині ящика і вимірюємо Fc;
17) Обчислюємо Fb \u003d 0.63 * Fc;
18) Обчислюємо довжину тунелю: Lv \u003d 31 * 10 ^ 3 * S / (Fb ^ 2 * V) -1,7 * (S / ПІ) ^ 0.5, де S - площа отвору порту ФМ в кв.см., V - обсяг ящика в літрах;
19) Робимо тунель, вставляємо його всередину ящика (саме всередину, якщо в готової конструкції він передбачається всередині) і вимірюємо Fb ".
Має вийти, щось на кшталт:
20) Отримане значення Fb "підставляємо в формулу 18) і обчислюємо уточнене значення V";
21) Підставляємо V "в ф-лу 18) і обчислюємо Lv" для розрахункового значення Fb (хто забув, це сталося в п.17);
22) вкорочують (подовжити його неможливо, тому заходи краще прийняти заздалегідь) тунель і знову вимірюємо;
23) За методикою визначення Qtc (глава А) визначаємо добротність системи і, якщо вона менше 1, заспокоюємось. Якщо вона більша, то ймовірно, що щось десь було зроблено не так, але переробляти вже пізно. Послухаємо, якщо дійсно бубонить (що зовсім необов'язково), будемо вживати заходів.
Можливі заходи:
24) задемпфированная частково-акустично-прозорим матеріалом тунель ФИ. Іншими словами - закрити тунель синтепоном, ватою, карпетом і т.д;
25) задемпфированная сам динамік, наклеївши на вікна діффузородержателя перераховані вище матеріали (тільки не всі відразу).
Ці заходи знизять загальну добротність системи, Qtc.
література:
Салтиков О., Розрахунок характеристик гучномовця, Радіо 1981
Жбанів В., Налаштування фазоінвертора, Радіо 8/1986
Алдошина І. Там, де живуть баси, АМ 2/1999
Фрунзе, Про підвищення якості звучання АС, Радіо 9/1992
У сучасному світі динаміки набули широкого поширення, адже без цих пристроїв неможливо виробляти телевізори, мобільні телефони, планшети, колонки, навушники і іншу аудіо апаратуру. І найчастіше їхня робота залишається непомітною для людей до тих пір, поки динамік не вийде з ладу.
Що таке динамік
Динамік (часто називаються гучномовцями) являє собою електричний пристрій, що перетворює електричний сигнал в звук. Це перетворення відбувається за рахунок коливального руху електричної котушки в постійному магнітному полі (це поле забезпечує постійний магніт або, в більш рідкісних випадках, електромагніт). Ця котушка рухає дифузор, який, в свою чергу, створює коливання повітря, а це дозволяє чути відтворювані звуки.
Незважаючи на простоту конструкції, несправності, що виникають під час експлуатації динаміків, все ж можуть періодично виникати. Якщо динамік почав відтворювати звук з перешкодами, шипінням або тріском або взагалі перестав працювати, в першу чергу слід локалізувати проблемне місце.
Для початку необхідно провести візуальний огляд пристрою, а саме, перевірити на наявність пошкоджень:
- корпусу;
- шнура електроживлення;
- шнура сигналу;
- гофри;
- дифузора.
В такому випадку, дану деталь коштує відремонтувати або замінити (якщо пошкоджені гофра або дифузор, динамік доведеться міняти). Але якщо зовнішніх дефектів не виявлено, а звук не відтворюється належним чином або взагалі відсутня, то проблема могла виникнути в контактах або котушці динаміка і в даному випадку допоможе перевірка динаміка мультиметром.
Перевірка динаміка мультиметром
Для перевірки контактів необхідно провести, встановивши мультиметр в режим визначення даної характеристики. Щупи необхідно підключити до контактів дотримуючись полярності динаміка і при нерухомому диффузоре посувати ними. Якщо на дисплеї мультиметра свідчення постійно змінюються, то це буде означати що проводка пошкоджена і її необхідно замінити.
У разі якщо перевернути динамік і покриття його, чутні сторонні звуки (наприклад, постукування), то, швидше за все від гільзи, в якій розташована котушка, відпало кілька витків або вся обмотка. Це можна виправити, заново намотавши обмотку.
Також важливо уважно оглянути звукову котушку, яка розташована всередині динаміка і виглядає як намотаний спіраллю дріт. Ця котушка повинна мати рівну, акуратну обмотку, без переплетень і випадкових нахлестов, зламів, розривів та інших механічних пошкоджень. Якщо механічні дефекти все ж виявлені, котушку слід замінити. Неправильну обмотку (нерівну або з нахлестом) можна самостійно, акуратно перемотати. Для перевірки правильності перемотування котушки досить кілька разів прослухати дві-три добре знайомих пісень. Під час прослуховування потрібно акцентувати увагу на гучності (як мінімальної, так і максимальної), якість звуку (відсутність сторонніх шумів) і переходах звуку.
Провертання дифузора також допоможуть виявити дефекти. Якщо при виконанні цієї дії можна почути скрегіт, тріск або шерех, то, швидше за все, біля магнітного зазору знаходиться сторонні предмети, наприклад, металобрухт випадково потрапив при складанні та інше сміття. Виправити то можна просто чищенням динаміка. Якщо дифузор провертається з працею або взагалі не крутиться, то проблема полягає в змістилася котушці або гільзі, а також зміщення керна що в свою чергу призводить до заклинювання гільзи. Дану проблему можна виправити, розібравши динамік і встановивши ці деталі в правильне положення.
Електронне начиння динаміків можна перевірити тестером, омметром або будь-яким іншим пристроєм для вимірювання електричного опору. Для цього необхідно мультиметр включити в режим виміру опору і поміряти цю характеристику динаміка. Для поліфонічних динаміків опір в середньому становить 8 Ом, а для слухових - близько 30 Ом. У разі, якщо вимірювальний пристрій не вказує жодних даних, значить що пошкоджена проводка динаміка, а якщо вона ціла то проблема полягає в обриві котушки. Пошкоджену проводки або котушку з обривом потрібно замінити на нові.
Для перевірки цілісності безпосередньо котушки, за допомогою мультиметра необхідно продзвонити її. В цьому режимі щупи тестера приєднуються до контактів динаміка. Якщо на дисплеї мультиметра показано значення більше 0, то звукова котушка ціла, а якщо це значення дорівнює 1 то в котушці стався обрив і в цьому випадку її необхідно замінити.
Після перевірки електроніки варто перевірити якість збірки дифузора і гофра. Для цього динаміком необхідно відтворити Інфранизьких частоти. Це дозволить виявити неякісну склейку гофра і дифузора.
В останню чергу варто перевірити якість роботи динаміка за допомогою генератора частот. Дана перевірка динаміків повинна виконуватися в діапазоні від 20 Гц до 20 кГц. Відсутність хрипів і спотворень означатиме, що динамік працює справно і якісно.
Дані методи допоможуть вирішити задачу таку як перевірка динаміка мультиметром.
- Як! У тебе є бабуся, яка вгадує три карти підряд, а ти досі не перейняв у неї її кабалістики?
А.С. Пушкін, «Пікова дама»
Сьогодні мова піде про те, що важливо знати про акустику насправді. А саме - про знаменитих параметрах Тіля - Смолла, знання яких - запорука виграшу в азартній грі в автозвук. Без шельмовства і кабалістики.
Один видатний математик, за переказами, читаючи студентам лекції, говорив: «А зараз ми приступимо до доведення теореми, ім'я якої я маю честь носити». Кому випала честь носити імена параметрів Тіля і Смолл? Згадаймо і це. Першим в зв'язці йде Альберт Невіл Тіль (в оригіналі A. Neville Thiele, «А» майже ніколи не розшифровується). І за віком, і за бібліографії. Тіля зараз 84 роки, а коли йому було 40, він опублікував історичну роботу, в якій вперше було запропоновано проводити розрахунки характеристик гучномовців на основі єдиного набору параметрів, причому зручним і відтвореним чином.
Там, в роботі 1961 року, що було, зокрема, сказано: «Характеристики гучномовця в області низьких частот можуть бути адекватно описані за допомогою трьох параметрів: резонансної частоти, обсягу повітря, еквівалентного акустичної гнучкості гучномовця, і відносини електричного опору до опору руху на резонансної частоті. За цим же параметрам визначається і електроакустична ефективність. Я звертаюся до виробників гучномовців з проханням публікувати ці параметри як частина основних відомостей про їхні вироби ».
Прохання Невілла Тіля була почута індустрією тільки через десятиліття, в цей час Тіль вже працював разом з Ріхардом Смолл, уродженцем Каліфорнії. Як і каліфорнійськи пишеться Richard Small, але чомусь шановний доктор воліє німецький варіант вимови власного імені. Смолл в цьому році виповнюється 70, між іншим - ювілей важливіші багатьох. На початку сімдесятих Тіль і Смолл остаточно довели до розуму запропонований ними підхід до розрахунку гучномовців.
Зараз Невілл Тіль - почесний професор одного з університетів у себе на батьківщині, в Австралії, а остання професійна позиція Д-ра Смолл, за якою нам вдалося встежити - головний інженер департаменту автомобільної аудіотехніки Harman-Becker. Ну і, само собою, обидва - в складі керівництва міжнародного товариства інженерів-акустиків (Audio Engineering Society). Загалом, обидва живі здорові.
Зліва Тіль, праворуч - Смолл, в порядку вкладу в електроакустику. Між іншим, знімок рідкісний, метри не любили фотографуватися
Вішати або не вішати?
Образне визначення умов вимірювання Fs як резонансної частоти динаміка, що висить в повітрі, породило оману, що так і треба цю частоту вимірювати, і ентузіасти намагалися дійсно підвішувати динаміки на дротах і мотузках. Вимірам параметрів акустики буде присвячений окремий випуск «ВВ», а то й не один, тут же відзначу: у грамотних лабораторіях динаміки при вимірах затискають в лещата, а не підвішують до люстри.
Підсумки обчислювального експерименту, які допоможуть бажаючим зрозуміти, як величини електричної і механічної добротності виражаються в імпедансних кривих. Ми взяли повний набір електромеханічних параметрів реально існуючого динаміка, а потім стали змінювати деякі з них. Спершу - механічну добротність, наче замінювали матеріал гофра і центрує шайби. Потім - електричну, для цього вже знадобилося змінювати характеристики приводу і рухомий системи. Ось що вийшло:
Реальна імпедансна крива низькочастотного динаміка. По ній обчислюються два з трьох головних параметрів
Криві імпедансу для різних значень повної добротності, при цьому електрична Qes одна і та ж, що дорівнює 0,5, а механічна змінюється від 1 до 8. Повна добротність Qts змінюється начебто не сильно, а висота горба на графіку імпедансу - сильно, і дуже , при цьому чим менше Qms, тим він стає гостріше
Залежність звукового тиску від частоти при тих же значеннях Qts. При вимірюванні звукового тиску важлива тільки повна добротність Qts, тому зовсім несхожим кривим імпедансу відповідають не такі вже різні криві звукового тиску від частоти
Ті ж значення Qts, але тепер всюди Qms \u003d 4, а Qes змінюється так, щоб вийти на ті ж значення Qts. Значення Qts ті ж, а криві зовсім інші і розрізняються між собою набагато менше. Нижні, червоні криві отримані для тих значень, які не можна було отримати в першому досвіді при фіксованій Qes \u003d 0,5
Криві звукового тиску для різних Qts, отриманих зміною Qes. Чотири верхні криві за формою - точно такі ж, як коли ми міняли Qms, їх форма визначається значеннями Qts, а вони залишилися колишніми. Нижні, червоні криві, отримані для Qts більше 0,5, зрозуміло, інші, і на них починає рости горб, обумовлений підвищеною добротністю.
А ось тепер зверніть увагу: справа не тільки в тому, що при високих Qts на характеристиці з'являється горб, при цьому знижується чутливість динаміка на частотах вище резонансної. Пояснення просте: при інших рівних Qes може зростати тільки з ростом маси рухомої системи або зі зменшенням потужності магніту. І те й інше веде до падіння чутливості на середніх частотах. Так що горб на резонансній частоті - це, скоріше, наслідок провалу на частотах вище резонансної. В акустиці нічого безкоштовного не буває ...
Внесок молодшого партнера
Між іншим: основоположник методу А.Н. Тіль мав намір враховувати в розрахунках тільки електричну добротність, вважаючи (справедливо для свого часу), що частка механічних втрат дуже мала в порівнянні з втратами, викликаними роботою «електричного гальма» динаміка. Внесок молодшого партнера, не єдиний, втім, полягав в обліку Qms, тепер це стало важливим: у сучасних голівках використовуються матеріали з підвищеними втратами, яких не було на початку 60-х, і нам траплялися динаміки, де величина Qms становила всього лише 2 - 3, при електричної під одиницю. При таких справах не враховувати механічні втрати було б помилкою. І особливо важливим це стало з впровадженням феррожідкостного охолодження в ВЧ-голівках, там через демпфуючого дії рідини частка Qms в повній добротності стає вирішальною, а пік імпедансу на частоті резонансу стає майже не видно, як на першому графіку нашого обчислювального експерименту.
Три карти, відкриті Тилем і Смолл
1. Fs - частота основного резонансу динаміка без всякого корпусу. Характеризує тільки сам динамік, а не готову акустичну систему на його базі. При установці в будь-який обсяг може тільки зростати.
2. Qts - повна добротність динаміка, безрозмірна величина, що характеризує відносні втрати в динаміці. Чим вона нижче, тим більше пригнічений резонанс випромінювання і тим вище пік опору на імпедансній кривої. При установці в закритий ящик зростає.
3. Vas - еквівалентний обсяг динаміка. Дорівнює обсягу повітря з такою ж жорсткістю, що і у підвісу. Чим жорсткіше підвіс, тим менше Vas. При одній і тій же жорсткості Vas росте з ростом площі дифузора.
Дві половинки, складові карту №2
1. Qes - електрична складова повної добротності, характеризує потужність електричного гальма, що перешкоджає розгойдування дифузора поблизу резонансної частоти. Зазвичай чим потужніший магнітна система, тим сильніше «гальмо» і тим менше чисельно величина Qes.
2. Qms - механічна складова повної добротності, характеризує втрати в пружних елементах підвісу. Втрат тут набагато менше, ніж в електричної складової, і чисельно Qms набагато більше Qes.
Почім дзвенить дзвін
Що спільного у дзвони і гучномовця? Ну, те, що обидва звучать, - це очевидно. Важливіше, що і те і інше - коливальні системи. А в чому відмінність? Дзвін, як по ньому ні довбай, буде звучати на єдиною частоті, запропонованої каноном. А зовні не так вже несхожий на нього динамік - в широкому діапазоні частот, і може, при бажанні, одночасно зобразити і дзвін, і сопіння дзвонаря. Так ось: два з трьох параметрів Тіля - Смолла якраз і описують кількісно ця різниця.
Тільки треба твердо запам'ятати, а краще - перечитати цитату з основоположника в історико-біографічній довідці. Там сказано: «на низьких частотах». До того, як поведе себе динамік на частотах вищих, Тіль, Смолл і їх параметри ніякого відношення не мають і ніякої відповідальності за це не несуть. Які частоти для динаміка низькі, а які - ні? А про це і говорить перший з трійки параметрів.
Карта перша, яка вимірюється в герцах
Отже: параметр Тіля - Смолла №1 - власна резонансна частота динаміка. Позначається завжди Fs, незалежно від мови публікації. Фізичний сенс гранично простий: раз динамік - коливальна система, значить, повинна бути частота, на якій дифузор буде коливатися, будучи наданий сам собі. Як дзвін після удару або струна після щипка. При цьому мається на увазі, що динамік абсолютно «голий», не встановлено ні в який корпус, як би висить в просторі. Це важливо, оскільки нас цікавлять параметри власне динаміка, а не того, що його оточує.
Діапазон частот навколо резонансної, дві октави вгору, дві октави вниз - це і є область, де діють параметри Тіля - Смолла. Для сабвуферних головок, ще не встановлених в корпус, Fs може становити від 20 до 50 Гц, у Мідбасові динаміків від 50 (басовиті «шістки») до 100 - 120 ( «четвірки»). У діффузорних среднечастотников - 100 - 200 Гц, у купольних - 400 - 800, у пискавок - 1000 - 2000 Гц (бувають винятки, дуже рідкісні).
Як визначають власну резонансну частоту динаміка? Ні, як найчастіше визначають - ясно, читають в супровідній документації або в звіті про тест. Ну а як її спочатку дізналися? З дзвоном було б простіше: дав по ньому чим-небудь і виміряв частоту виробленого гудіння. Динамік же в явній формі ні на якій частоті гудіти не буде. Тобто він хоче, але йому не дає властиве його конструкції загасання коливань дифузора. У цьому сенсі динамік дуже схожий з автомобільної підвіскою, і цією аналогією я користувався не раз і ще буду. Що станеться, якщо качнути на підвісці автомобіль з порожніми амортизаторами? Він хоч кілька разів, але хитнеться на власній резонансній частоті (де є пружина, там буде і частота). Амортизатори, здохлих тільки частково, зупинять коливання після одного-двох періодів, а справні - після першого ж качка. В динаміці амортизатор найголовніше пружини, причому тут їх навіть два.
Перший, більш слабкий, працює завдяки тому, що відбувається втрата енергії в підвісі. Не випадково гофр робиться зі спеціальних сортів каучуку, м'ячик з такого матеріалу від статі майже не буде відскакувати, спеціальне просочення з великим внутрішнім тертям вибирається і для центрирующей шайби. Це як би механічний гальмо коливань дифузора. Другий, набагато більш потужний - електричний.
Ось як він працює. Звукова котушка динаміка - його мотор. У ній тече змінний струм від підсилювача, і котушка, яка перебуває в магнітному полі, починає рухатися з частотою подведенного сигналу, рухаючи, зрозуміло, і всю рухливу систему, потім вона і тут. Але ж котушка, що рухається в магнітному полі - це генератор. Який буде виробляти тим більше електрики, чим сильніше рухається котушка. І коли частота стане наближатися до резонансної, на якій дифузор «хоче» коливатися, амплітуда коливань зросте, і напруга, вироблене звуковою котушкою, буде рости. Досягнувши максимуму точно на резонансній частоті. Яке це відношення має до гальмування? Поки ніякого. Але уявіть собі, що висновки котушки замкнули між собою. Тепер вже по ній потече струм і виникне сила, яка по шкільному правилом Ленца буде перешкоджати руху, його породив. А адже звукова котушка в реальному житті замкнута на вихідний опір підсилювача, близьке до нуля. Виходить як би електричний гальмо, пристосовується до обстановки: чим з великим розмахом намагається ходити туди-сюди дифузор, тим більше цьому перешкоджає зустрічний струм в звуковий котушці. У дзвони гальм немає, крім загасання вібрацій в його стінках, а в бронзі - яке загасання ...
Карта друге, не вимірюється ні в чому
Потужність гальм динаміка чисельно виражається в другому параметрі Тіля - Смолла. Це - повна добротність динаміка, позначається Qts. Виражається чисельно, але не буквально. У сенсі, чим потужніший гальма, тим менше величина Qts. Звідси і назва «добротність» в російській (або quality factor в англійському, з якого виникло позначення цієї величини), що це як би оцінка якості коливальні системи. Фізично добротність - відношення пружних сил в системі до в'язким, інакше - до сил тертя. Пружні сили зберігають енергію в системі, поперемінно переганяючи енергію з потенційною (стисла або розтягнута пружина або ж підвіс динаміка) в кінетичну (енергія рухомого дифузора). В'язкі норовлять енергію будь-якого руху перетворити в тепло і безповоротно розвіяти. Висока добротність (а у того ж дзвони вона буде вимірюватися десятками тисяч) означає, що пружних сил набагато більше, ніж сил тертя (в'язких, це одне й те саме). Це ж означає, що на кожне коливання в тепло буде переходити тільки мала частина енергії, запасеної в системі. Тому, до речі, добротність - єдина величина в трійці параметрів Тіля - Смолла, яка не має розмірності, це ставлення одних сил до інших. Як розсіює енергію дзвін? Через внутрішнє тертя в бронзі, головним чином, потихеньку. Як це робить динамік, у якого добротність набагато менше, а значить, темпи втрати енергії набагато вище? Двома способами, по числу «гальм». Частина розсіюється через внутрішні втрати в пружних елементах підвісу, і цю частку втрат можна оцінити окремої величиною добротності, вона носить назву механічної, позначається Qms. Друга, більша частина розсіюється у вигляді тепла від струму, що проходить по звуковій котушці. Струму, їй же виробленого. Це - електрична добротність Qes. Сумарна дія гальм визначалося б дуже легко, якби в ходу були величини добротності, а навпаки, величини втрат. Ми б їх просто склали. А раз ми маємо справу з величинами, зворотними втрат, то і складати доведеться зворотні величини, тому і виходить, що 1 / Qts \u003d 1 / Qms + 1 / Qes.
Типові значення добротностей: механічна - від 5 до 10. Електрична - від 0,2 до 1. Оскільки в справу йдуть зворотні величини, то виходить, що ми підсумовуємо механічний внесок в втрати близько 0,1 - 0,2 с електричним, що становить від 1 до 5. Ясно, що результат буде визначатися в основному електричної добротністю, тобто головне гальмо динаміка - електричний.
Так як же вирвати у динаміка імена «трьох карт»? Ну хоча б двох перших, до третьої ще доберемося. Пістолетом, як Германн, загрожувати марно, динаміка не стара. На допомогу приходить все та ж звукова котушка, полум'яний мотор динаміка. Адже ми вже усвідомили: полум'яний мотор підробляє і полум'яним генератором. І в цій якості як би ябедничає про амплітуду коливань дифузора. Чим більша напруга з'явиться на звуковій котушці як результат її коливань разом з дифузором, тим більше, значить, розмах коливань, тим ближче, значить, ми до резонансної частоти.
Як це напруга виміряти, притому що до звукової котушці підведений сигнал від підсилювача? Тобто як розділити підведене до мотору від виробленого генератором, це ж на одних і тих же висновках? А не треба розділяти, треба виміряти яка утворюється суму.
Для цього надходять так. Динамік приєднують до підсилювача з максимальною вихідним опором, в реальному житті це означає: послідовно з динаміком включають резистор з номіналом набагато, в сто, як мінімум, раз більше номінального опору динаміка. Скажімо, 1000 Ом. Тепер при роботі динаміка звукова котушка буде виробляти протидії ЕРС, ніби як для роботи електричного гальма, але гальмування не відбудеться: висновки котушки замкнуті між собою через дуже великий опір, струм мізерний, гальмо - нікудишній. Зате напруга, за правилом Ленца протилежне по полярності підведеної ( «породжує рух»), складеться з ним в протифазі, і якщо в цей момент виміряти здається опір звукової котушки, то здасться, що воно дуже велике. Насправді при цьому протидії ЕРС не дає току від підсилювача безперешкодно протікати по котушці, прилад це тлумачить як зросле опір, а як ще?
Через вимір імпедансу, того самого «удаваного» (а на ділі - комплексного, з усякими активними і реактивними складовими, зараз про це не час) опору і відкриваються дві карти з трьох. Крива імпедансу будь-якого диффузорного динаміка, від Келлога і Райса до наших днів, виглядає, в принципі, однаково, вона навіть фігурує в логотипі якогось електроакустичного наукової спільноти, зараз забув, якого. Горб на низьких (для цього динаміка) частотах позначає частоту його основного резонансу. Де максимум - там і жадана Fs. Елементарніше не буває. Вище резонансу настає мінімум повного опору, його-то зазвичай і беруть за номінальне опір динаміка, хоча, як бачите, воно залишається таким тільки в невеликій смузі частот. Вище повне опір починає знову зростати, тепер уже через те, що звукова котушка - не тільки мотор, але і індуктивність, опір якої росте з частотою. Але туди ми зараз ходити не будемо, там цікавлять нас параметри не живуть.
Куди складніше з величиною добротності, але, тим не менш, вичерпна інформація про «другий карті» теж міститься в імпедансної кривої. Вичерпна, тому що по одній кривій можна обчислити і електричну Qes, і механічну добротність Qms, окремо. Як потім зробити з них повну Qts, реально необхідну при розрахунку оформлення, ми вже знаємо, справа нехитра, що не біном Ньютона.
Як саме визначаються шукані величини по імпедансної кривої, ми обговоримо іншим разом, коли розмова піде про методи вимірювання параметрів. Зараз будемо виходити з того, що хтось (виробник акустики або соратники вашого покірного слуги) це за вас зробили. Але зазначу ось що. Існує два омани, пов'язаних зі спробами експрес-аналізу параметрів Тіля - Смолла з вигляду кривої імпедансу. Перше - зовсім Лоховського, його ми зараз розвіємо без сліду. Це коли дивляться на криву імпедансу з величезним горбом на резонансі і вигукують: «Нічого собі добротність!» Типу - висока. А дивлячись на маленький пупиришек на кривій, укладають: раз пік імпедансу так пригладжений, значить, у динаміка висока демпфірування, тобто - низька добротність.
Так ось: в найпростішому варіанті це рівно навпаки. Що означає високий пік імпедансу на частоті резонансу? Що звукова котушка виробляє багато протидії ЕРС, призначеної для електричного гальмування коливань дифузора. Тільки при такому включенні, через великий опір, струм, необхідний для роботи гальма, не протікає. А коли такий динамік виявиться включено не для вимірювань, а нормально, безпосередньо від підсилювача, що гальмує ток піде будь здоров, котушка стане могутнім перешкодою на шляху непомірних коливань дифузора на його улюбленої частоті.
За інших рівних можна грубо оцінити добротність по кривій, причому саме пам'ятаючи: висота імпедансного піку характеризує потенціал електричного гальма динаміка, отже, чим він вищий, тим НИЖЧЕ добротність. Чи буде така оцінка вичерпної? Не зовсім, як було сказано, вона залишиться грубою. Адже в імпедансної кривої, як уже говорилося, закопана інформація і про Qes, і про Qms, викопати яку можна (вручну або за допомогою комп'ютерної програми), проаналізувавши не тільки висоту, але і «ширину плечей» резонансного горба.
А як добротність позначається на формі АЧХ динаміка, нас адже саме це цікавить? Як позначається - вирішальним чином позначається. Чим нижче добротність, тобто чим потужніший внутрішні гальма динаміка на резонансній частоті, тим нижче і більш плавно спадаючи, пройде поблизу резонансу крива, що характеризує створюване динаміком звуковий тиск. Мінімальна нерівномірність в цій смузі частот буде при Qts, рівній 0,707, що прийнято називати характеристикою Баттерворта. При високих значеннях добротності крива звукового тиску почне «горбиться» поблизу резонансу, з якогось дива: гальма слабкі.
Чи буває «хороша» або «погана» повна добротність? Сама по собі - ні, тому що, коли динамік виявиться встановлений в акустичне оформлення, в якості якого зараз будемо розглядати тільки закритий ящик, і частота його резонансу, і повна добротність стануть іншими. Чому? Тому що і те і те залежить від пружності підвісу динаміка. Резонансна частота залежить тільки від маси рухомої системи і жорсткості підвісу. З ростом жорсткості Fs росте, з ростом маси - падає. Коли динамік встановлений в закритий ящик, повітря в ньому, що володіє пружністю, починає працювати додаткової пружиною в підвісі, загальна жорсткість підвищується, Fs росте. Зростає і повна добротність, оскільки вона - відношення пружних сил до гальмуючим. Можливості гальм динаміка від його установки в якийсь обсяг не зміняться (з чого б?), А сумарна пружність - зросте, добротність - неминуче зросте. І ніколи не стане нижче, ніж була у «голого» динаміка. Ніколи, це - нижня межа. Наскільки все це зросте? А це залежить від того, наскільки жорсткий у динаміка власний підвіс. Дивіться: одне і те ж значення Fs можна отримати при легкому диффузоре на м'якому підвісі або при важкому - на жорсткому, маса і жорсткість діють в протилежних напрямках, а результат може виявитися чисельно рівним. Тепер якщо ми поставимо в якийсь обсяг (володіє належним цього обсягу пружністю) динамік з жорстким підвісом, то він невеликого зростання сумарної жорсткості і не помітить, величини Fs і Qts зміняться не сильно. Поставимо туди ж динамік з м'яким підвісом, в порівнянні з жорсткістю якого «повітряна пружина» буде вже суттєвою, і побачимо, що сумарна жорсткість змінилася сильно, а значить, Fs і Qts, початково такі ж, як у першого динаміка, зміняться суттєво.
У темні «дотілевскіе» часи для розрахунку нових значень частоти резонансу і добротності (вони, щоб не плутати з параметрами «голого» динаміка, позначаються як Fc і Qtc) потрібно було знати (або виміряти) безпосередньо пружність підвісу, в міліметрах на ньютон прикладеної сили , знати масу рухомої системи, а потім мудрувати з програмами розрахунку. Тіль запропонував концепцію «еквівалентного обсягу», тобто такого обсягу повітря в закритому ящику, пружність якого дорівнює пружності підвісу динаміка. Ця величина, що позначається Vas, і є третя чарівна карта.
Карта третя, об'ємна
Як вимірюють Vas - історія окрема, там є забавні повороти, і про це, як кажу вже в третій раз, буде в спеціальному випуску серії. Для практики важливо зрозуміти дві речі. Перша: гранично Лоховського оману (на жаль, проте зустрічається), що наведене в супровідних документах до динаміка значення Vas - це обсяг, в який динамік треба ставити. А це всього лише - характеристика динаміка, що залежить тільки від двох величин: жорсткості підвісу і діаметра дифузора. Якщо поставити динамік в ящик з об'ємом, рівним Vas, резонансна частота і повна добротність зростуть в 1,4 рази (це квадратний корінь з двох). Якщо в обсяг, рівний половині Vas - в 1,7 рази (корінь з трьох). Якщо зробити ящик об'ємом в одну третину від Vas, все інше зросте вдвічі (корінь з чотирьох, логіка повинна бути вже зрозуміла і без формул).
В результаті, дійсно, чим менше за інших рівних величина Vas у динаміка, тим на більш компактне оформлення можна розраховувати, зберігаючи планові показники по Fc і Qtc. Компактність, однак, не дається безкоштовно. В акустиці безкоштовного взагалі не буває. Мале значення Vas при тій же резонансній частоті динаміка - результат поєднання жорсткого підвісу з важкої рухомий системою. А від маси «зрушення» найрішучішим чином залежить чутливість. Тому все сабвуферні головки, що відрізняються можливістю роботи в компактних закритих корпусах, характеризуються і низькою чутливістю в порівнянні з колегами з легкими дифузорами, але великими значеннями Vas. Так що хороших і поганих значень Vas теж не буває, всьому своя ціна.
Підготовлено за матеріалами журналу "Автозвук" березень 2005 рwww.avtozvuk.com
Взято з сайту журналу "Автозвук"контекст
У попередній частині нашої розмови з'ясувалося, чим хороші різні типи акустичного оформлення і чим погані. Здавалося б, тепер "цілі ясні, за роботу, товариші .." Чи не так сталося як гадалося. По-перше, акустичне оформлення, в яке не встановлено власне динамік - всього лише з тим або іншим ступенем ретельності зібрана коробка. А часто і зібрати щось її не можна, поки не буде визначено, який динамік виявиться в неї встановлений. По-друге, і в цьому головна потіха в проектуванні і виготовленні автомобільних сабвуферів - характеристики сабвуфера небагато чого варті поза контекстом характеристик, хоча б самих основних, автомобіля, де він буде працювати. Є ще і по-третє. Мобільна акустична система, однаково пристосована для будь-якої музики - рідко досягається ідеал. Грамотного установника можна дізнатися зазвичай по тому, що, "знімаючи показання" з клієнта, що замовляє аудіоустановка, він просить принести зразки того, що клієнт буде слухати на замовленої їм системі після її завершення.
Як видно, факторів, що впливають на рішення - дуже багато і звести все до простих і однозначним рецептами немає ніякої можливості, що і перетворює створення мобільних аудіоустановок в заняття сильно родинне мистецтву. Але деякі загальні орієнтири намітити все ж можна.
цифра
Боязких, ледачих і гуманітарно освічених поспішаю попередити - формул практично не буде. Поки можливо, спробуємо обійтися навіть без калькулятора - забутим методом усного рахунку.
Сабвуфери - єдина ланка автомобільної акустики, де вимір гармонії алгеброю - справа НЕбезнадійна. Пряміше скажу - без розрахунку спроектувати сабвуфер просто немислимо. Як же вихідних даних для цього розрахунку виступають параметри динаміка. Які? Та вже не ті, якими вас гіпнотизують в магазині, будьте впевнені! Для розрахунку, навіть самого приблизного, характеристик сабвуфера потрібно знати його електромеханічні параметри, яких - тьма. Це і резонансна частота, і маса рухомої системи, і індукція в зазорі магнітної системи і ще щонайменше два десятки показників, зрозумілих і не дуже. Засмучені? Не дивно. Так само засмучені виявилися років близько двадцяти назад два австралійця - Річард Смолл і Невіл Тіль. Вони запропонували замість гір цифр використовувати універсальний і досить компактний набір характеристик, який увічнив, цілком заслужено, їх імена. Тепер, коли ви побачите в описі динаміка таблицю, озаглавлену Thiel / Small parameters (або просто T / S) - ви знаєте, про що йдеться. А якщо такої таблиці ви не знайдете - переходите до наступного варіанта - цей - безнадійний.
Мінімальний набір характеристик, які вам знадобиться з'ясувати - це:
Власна резонансна частота динаміка Fs
Повна добротність Qts
Еквівалентний обсяг Vas.
В принципі, є й інші характеристики, які корисно було б знати, але цього, в общем-то, вистачить. (Сюди не включено діаметр динаміка, оскільки його і так видно, без документації.) Якщо хоча б одного параметра з "надзвичайною трійки" не вистачає, справа - швах. Ну а тепер - що все це означає.
власна частота - це частота резонансу динаміка без будь-якого акустичного оформлення. Вона так і вимірюється - динамік підвішують у повітрі на якомога більшій відстані від навколишніх предметів, так що тепер його резонанс буде залежати тільки від його власних характеристик - маси рухливої \u200b\u200bсистеми і жорсткості підвіски. Існує думка, що чим нижче резонансна частота, тим краще вийде сабвуфер. Це вірно лише частково, для деяких конструкцій зайве низька частота резонансу - перешкода. Для орієнтиру: низька - це 20 - 25 Гц. Нижче 20 Гц - рідкість. Вище 40 Гц - вважається високою, для сабвуфера.
Повна добротність.Добротність в даному випадку-не якість виробу, а співвідношення пружних і в'язких сил, існуючих в рухомий системі динаміка поблизу частоти резонансу. Рухома система динаміка в багато схоже на підвісці автомобіля, де є пружина і амортизатор. Пружина створює пружні сили, тобто накопичує і віддає енергію в процесі коливань, а амортизатор - джерело в'язкого опору, він нічого не накопичує, а поглинає і розсіює у вигляді тепла. Те ж саме відбувається при коливаннях дифузора і всього, що до нього прикріплене. Високе значення добротності означає, що переважають пружні сили. Це - як автомобіль без амортизаторів. Досить наїхати на камінчик і колесо почне стрибати, нічим не стримуване. Стрибати на тій самій резонансній частоті, яка властива цієї коливальної системі.
Стосовно до гучномовця це означає викид частотної характеристики на частоті резонансу, тим больій, чим вище повна добротність системи. Найвища добротність, яка вимірюється тисячами - у дзвони, який в результаті ні на якій частоті, крім резонансної звучати не бажає, благо ще, що цього від нього ніхто і не вимагає.
Популярний метод діагностики підвіски машини погойдуванням - не що інше як вимір добротності підвіски кустарним способом. Якщо тепер привести підвіску в порядок, тобто причепити паралельно пружині амортизатор, накопичена при стисненні пружини енергія вже не вся повернеться назад, а частково буде загублена амортизатором. Це - зниження добротності системи. Тепер знову повернемося до динаміка. Нічого, що ми туди-сюди ходимо? Це, кажуть, корисно ... З пружиною у динаміка все, начебто, ясно. Це - підвіска дифузора. А амортизатор? Амортизаторів - цілих два, що працюють паралельно. Повна добротність динаміка складається з двох: механічної та електричної. Механічна добротність визначається головним чином вибором матеріалу підвісу, причому в основному - центрирующей шайби, а не зовнішнього гофра, як іноді вважають. Великих втрат тут зазвичай не буває і внесок механічної добротності в повну не перевищує 10 - 15%. Основний внесок належить електричній добротності. Найжорсткіший амортизатор, що працює в коливальній системі динаміка - це ансамбль зі звукової котушки і магніту. Будучи за своєю природою електромотором, він як і годиться мотору, може працювати як генератор і саме цим і зайнятий поблизу частоти резонансу, коли швидкість і амплітуда переміщення звукової котушки - максимальні. Рухаючись в магнітному полі, котушка виробляє струм, а навантаженням для такого генератора служить вихідний опір підсилювача, тобто практично - нуль. Виходить такий же електричний гальмо, яким забезпечені всі електрички. Там теж при гальмуванні тягові двигуни змушують працювати в режимі генераторів, а навантаження їх - батареї гальмівних опорів на даху.
Величина струму, що виробляється буде, природно, тим більше, ніж сильніше магнітне поле, в якому рухається звукова котушка. Виходить, що чим потужніший магніт динаміка, тим нижче, при інших рівних, його добротність. Але, звичайно, оскільки у формуванні цієї величини беруть участь і довжина проводу обмотки, і ширина зазору в магнітній системі, остаточний висновок тільки на підставі розміру магніту було б робити передчасно. А попередній - чому ні? ...
Базові поняття - низькою вважається повна добротність динаміка менше 0,3 - 0,35; високою - більше 0,5 - 0,6.
Еквівалентний обсяг. Більшість сучасних головок гучномовців засновано на принципі "акустичного підвісу".
У нас їх іноді називають "компресійними", що неправильно. Компресійні головки - це зовсім інша історія, пов'язана із застосуванням в ролі акустичного оформлення рупорів.
Концепція акустичного підвісу полягає в установці динаміка в такий обсяг повітря, пружність якого порівнянна з пружністю підвісу динаміка. При цьому виходить, що в паралель до вже наявної в підвісці пружині поставили ще одну. Еквівалентним об'ємом буде при цьому такий, при якому венів з'явилася пружина дорівнює по пружності вже наявної. Величина еквівалентного обсягу визначається жорсткістю підвісу і діаметром динаміка. Чим м'якше підвіс, тим більше буде величина повітряної подушки, присутність якої почне турбувати динамік. Те ж відбувається зі зміною діаметра дифузора. Великий дифузор при одному і тому ж зміщенні буде сильніше стискати повітря всередині ящика, тим самим відчуваючи велику відповідну силу пружності повітряного обсягу.
Саме ця обставина найчастіше визначає вибір розміру динаміка, виходячи з наявного обсягу для розміщення його акустичного оформлення. Великі дифузори створюють передумови для високої віддачі сабвуфера, але вимагають і більших обсягів. Аргумент з репертуару кімнати в кінці шкільного коридору "а у мене більше" тут треба застосовувати обережно.
У еквівалентного обсягу цікаві родинні зв'язки з резонансною частотою, без усвідомлення яких легко промахнутися. Резонансна частота визначається жорсткістю підвісу і масою рухомої системи, а еквівалентний об'єм - діаметром дифузора і тієї ж жорсткістю.
В результаті можлива така ситуація. Припустимо, є два динаміка однакового розміру і з однаковою частотою резонансу. Але тільки у одного з них це значення частоти вийшло внаслідок важкого дифузора і жорсткої підвіски, а в іншого - навпаки, легкого дифузора на м'якому підвісі. Еквівалентний обсяг у такий парочки при всій зовнішній схожості може розрізнятися дуже істотно, і при установці в один і той же ящик результати будуть драматично різні.
Отже, встановивши, що означають життєво важливі параметри, почнемо нарешті вибирати судженого. Модель буде така - вважаємо, що ви визначилися, на основі, скажімо, матеріалів попередньої статті цієї серії, з типом акустичного оформлення і тепер треба вибрати для нього динамік із сотень альтернатив. Освоївши цей процес, зворотний, тобто вибір відповідного оформлення під обраний динамік, дасться вам без праці. У сенсі - майже без праці.
закритий ящик
Як було сказано в наведеній статті, закритий ящик - найпростіше акустічнское оформлення, але далеко не примітивне, навпаки, має, особливо в автомобілі, ряд найважливіших переваг перед іншими. Популярність його в мобільних додатках анітрохи не згасає, тому з нього і почнемо.
Що відбувається з характеристиками динаміка при установці в закритий ящик? Це залежить від однієї-єдиної величини - обсягу ящика. Якщо обсяг настільки великий, що динамік його практично не помічає, ми приходимо до варіанту нескінченного екрану. На практиці така ситуація досягається, коли обсяг ящика (або іншого замкнутого обсягу, що знаходиться позаду дифузора, а простіше кажучи, що там приховувати - багажника автомобіля) перевищує еквівалентний обсяг динаміка втричі або більше. Якщо таке співвідношення виконується, резонансна частота і повна добротність системи залишаться практично такими ж, якими вони були у динаміка. А значить - їх і вибирати треба відповідно. Відомо, що акустична система буде володіти найбільш гладкою частотної характеристикою при величині повної добротності, що дорівнює 0,7. При менших значеннях поліпшуються імпульсні характеристики, але спад частотка починається досить високо по частоті. При великих - частотна характеристика набуває підйом поблизу резонансу, а перехідні характеристики трохи погіршуються. Якщо ви орієнтуєтеся на класичну музику, джаз або акустичні жанри - оптимальним вибором буде кілька передемпфірованная система з добротністю 0,5 - 0,7. Для більш енергійних жанрів не зашкодить підкреслення низів, яке досягається при добротності 0,8 - 0,9. І нарешті, любителі репу відтягнутися по повній програмі, якщо з система буде володіти добротністю, що дорівнює одиниці або навіть вище. Значення 1,2 треба, мабуть, визнати граничним для будь-якого жанру, який претендує на музикальність.
Треба ще мати на увазі, що при установці сабвуфера в салоні машини відбувається підйом низьких частот, починаючи з певної частоти, обумовленою розмірами салону. Типові значення для початку підйому АЧХ 40 Гц для великої машини, на зразок джипа або міні-вена; 50 - 60 для середньої, на зразок вісімки або "корейки"; 70 - 75 для маленької, з Таврію.
Тепер ясно - для установки в режимі нескінченного екрану (або Freeair, якщо вас не бентежить, що остання назва запатентовано Stillwater Designs) потрібен динамік з повною добротністю не нижче 0,5, а то і вище і резонансною частотою ніяк не нижче герц так 40 - 60, в залежності від того, у що будете ставити. Такі параметри зазвичай означають досить жорсткий підвіс, тільки це і рятує динамік від перевантаження в умовах відсутності "акустичної підтримки" з боку закритого обсягу. Ось приклад - фірма Infinity випускає в серіях Reference і Kappa варіанти одних і тих же головок з індексами br (bass reflex) і ib (infinite baffle) .Параметри Тіля-Смолла, наприклад, у десятидюймові Reference розрізняються так:
Параметр T / S 1000w.br 1000w.ib
Fs 26 Гц 40 Гц
Vas 83 л 50 л
Видно, що варіант ib по резонансній частоті і добротності - готовенький для роботи "як є", а судячи і по частоті резонансу і по еквівалентному обсягом - ця модифікація набагато жорсткіше інший, оптимізованої для роботи в фазоінвертора, а, значить, більш ймовірно виживе в нелегких умовах Freeair.
А що трапиться, якщо, не звернувши уваги на маленькі букви, ви заженете в ці умови схожий, як дві краплі води динамік з індексом br? А ось що: через низьку добротності частотна характеристика почне завалюватися вже на частотах близько 70 - 80 Гц, а нічим не стримувана "м'яка" головка буде себе почувати дуже незатишно на нижньому краю діапазону, причому перевантажити її там - простіше простого.
Отже, домовилися:
Для застосування в режимі "нескінченного екрану" треба вибирати динамік з високою повною добротністю (незгірш від 0,5) і резонансною частотою (не нижче 45 Гц), уточнивши ці вимоги в залежності від типу переважного музичного матеріалу і розміру салону.
Тепер про "небесконечни" обсязі. Якщо поставити динамік в обсяг, який можна порівняти з його еквівалентним об'ємом, система придбає характеристики, що істотно відрізняються від тих, з якими в цю систему з'явився динамік. Перш за все при установці в закритий обсяг зросте резонансна частота. Жорсткість-то збільшилася, а маса - залишилася колишньою. Зросте і добротність. Судіть самі - приставивши в допомогу жорсткості підвісу жорсткість невеликого, тобто непоступливого повітряного обсягу, ми тим самим як би поставили другу пружину, а амортизатор залишили старий.
Зі зменшенням обсягу добротність системи і її резонансна частота зростають однаково. Значить, якщо ми побачили динамік з добротністю, скажімо, 0,25, а хочемо мати систему з добротністю, скажімо, 0,75, то резонансна частота теж збільшиться втричі. А яка вона там у динаміка? 35 Гц? Так значить, в правильному, з точки зору форми частотної характеристики, обсязі вона виявиться 105 Гц, а це, знаєте, вже не сабвуфер. Значить - на підходить. Ось бачите, і калькулятор не знадобився. Дивимося інший. Резонансна частота 25 Гц, добротність 0,4. Виходить система з добротністю 0,75 і частотою резонансу десь близько 47 Гц. Цілком гідно. Спробуємо тут же, не відходячи від прилавка, прикинути, якого обсягу знадобиться ящик. Написано, що Vas \u003d 160 л (або ж 6 cu.ft, що більш ймовірно).
(Тут би формулу написати - вона простенька, але не можна - обіцяв). Тому для розрахунків у прилавка дам шпаргалку: скопіюйте і покладіть в гаманець, якщо покупка басового динаміка входить в плани вашого шопінгу:
Резонансна частота і добротність зростуть в Якщо обсяг ящика становить від Vas
1,4 рази 1
1,7 рази 1/2
2 рази 1/3
3 рази 1/8
У нас - приблизно вдвічі, так що виходить скриньку обсягом літрів 50 - 60. Забагато буде ... .Давайте наступний. І так далі.
Виходить, що для того, щоб вийшло мислиме акустичне оформлення, параметри динаміка мало того, що повинні знаходитися в якомусь певному коридорі значень, але ще і бути пов'язані між собою.
Цю ув'язку досвідчені люди звели в показник Fs / Qts.
Якщо величина Fs / Qts становить 50 або менше, динамік народжений для закритого ящика. Необхідний обсяг ящика при цьому буде тим менше, чим нижче Fs або чим менше Vas.
За зовнішніми даними "природжених затворників" можна дізнатися по важким дифузорами і м'яким підвісів (що дає низьку резонансну частоту), не дуже великим магнітів (щоб добротність була не надто низькою), довгим звуковим котушок (оскільки хід дифузора у динаміка, що працює в закритому ящику , може досягати досить великих значень).
фазоинвертор
Інший тип популярного акустичного оформлення - фазоінвертор, за всього палкого бажання біля прилавка порахувати не можна, навіть приблизно. Але прикинути придатність для нього динаміка - можна. А про розрахунок ми взагалі будемо говорити окремо.
Резонансна частота системи цього типу визначається вже не однієї тільки резонансною частотою динаміка, але і налаштуванням фазоінвертора. Це саме можна сказати і до добротності системи, яка може істотно змінюватися зі зміною довжини тунелю навіть при незмінному обсязі корпусу. Оскільки фазоинвертор може бути, на відміну від закритого ящика, налаштований на частоту, близьку або навіть нижче, ніж у динаміка, власної резонансної частоті головки "дозволено" бути вище, ніж в попередньому випадку. Це означає, при вдалому виборі, більш легкий дифузор і, як наслідок, поліпшення імпульсних характеристик, у чому фазоинвертор потребує, оскільки його "вроджені" перехідні характеристики не з кращих, гірше, ніж у закритого ящика, по крайней мере. Зате добротність бажано мати якомога нижче, не більше 0,35. Зводячи це в той же показник Fs / Qts, формула вибору динаміка для фазоінвертора виглядає просто:
Для роботи в фазоінвертора підходять динаміки, у яких показник Fs / Qts становить 90 і більше.
Зовнішні ознаки фазоінверсного породи: легкі дифузори і потужні магніти.
Бандпасс (зовсім коротко)
Смугові гучномовці, при всіх своїх гучних достоїнства (це в сенсі найбільшої ефективності, в порівнянні з іншими типами) - найбільш складні в розрахунку і виготовленні, а узгодження їх характеристик з внутрішньої акустикою автомобіля при недостатньому досвіді може перетворитися на справжнє пекло, тому з цим видом акустичного оформлення краще йти по камінцях і скористатися рекомендаціями виробників динаміків, хоч це і зв'язує руки. Однак, якщо руки все ж знаходяться в розв'язала стані і сверблять спробувати: для одиночних Бандпасс підходять практично ті ж динаміки, що і для фазоінверторів, а для подвійних або квазіполосових - вони ж або, що більш бажано, головки з показником Fs / Qts рівним 100 і вище.
Корисні теми:
19.01.2006 15:47 # 0+
Якщо Ви вперше на нашому Форумі:
- Зверніть увагу на список корисних тем в першому повідомленні.
- Терміни і найбільш популярні моделі в повідомленнях підсвічуються швидкими підказками і посиланнями на відповідні статті в МагВікіпедіі і Каталозі.
- Для вивчення Форуму не обов'язково реєструватися - практично весь профільний контент, включаючи файли, картинки і відео, відкриті для гостей.
З найкращими побажаннями,
Адміністрація Форуму автозвуку МагнитолаЦе група параметрів, введених A.N. Thiele і пізніше R.H. Small, за допомогою яких можна повністю описати електричні і механічні характеристики середньо - і низькочастотних головок гучномовців, що працюють вкомпрессіонной області, тобто тоді, коли в дифузорі не виникають поздовжні коливання і його можна уподібнити поршню.
Fs (Гц) - частота власного резонансу головки гучномовця у відкритому просторі. У цій точці її імпеданс максимальний.
Fc (Гц) - частота резонансу акустичної системи для закритого корпусу.
Fb (Гц) - частота резонансу фазоінвертора.
F3 (Гц) - частота зрізу, на якій віддача головки знижується на 3 dB.
Vas (куб.м) - еквівалентний об'єм. Це порушуваний головкою закритий обсяг повітря, що має гнучкість, рівну гнучкості Cms рухомої системи головки.
D (м) - ефективний діаметр дифузора.
Sd (кв.м) - ефективна площа дифузора (приблизно 50-60% конструктивної площі).
Xmax (м) - максимальне зміщення дифузора.
Vd (куб.м) - порушувати обсяг (твір Sd на Xmax).
Re (Ом) - опір обмотки головки постійному струму.
Rg (Ом) - вихідний опір підсилювача з урахуванням впливу з'єднувальних проводів і фільтрів.
Qms (безрозмірна величина) - механічна добротність головки гучномовця на резонансній частоті (Fs), враховує механічні втрати.
Qes (безрозмірна величина) - електрична добротність головки гучномовця на резонансній частоті (Fs), враховує електричні втрати.
Qts (безрозмірна величина) - повна добротність головки гучномовця на резонансній частоті (Fs), враховує всі втрати.
Qmc (безрозмірна величина) - механічна добротність акустичної системи на резонансній частоті (Fs), враховує механічні втрати.
Qec (безрозмірна величина) - електрична добротність акустичної системи на резонансній частоті (Fs), враховує електричні втрати.
Qtc (безрозмірна величина) - повна добротність акустичної системи на резонансній частоті (Fs), враховує всі втрати.
Ql (безрозмірна величина) - добротність акустичної системи на частоті (Fb), що враховує втрати перетікання.
Qa (безрозмірна величина) - добротність акустичної системи на частоті (Fb), що враховує втрати поглинання.
Qp (безрозмірна величина) - добротність акустичної системи на частоті (Fb), що враховує інші втрати.
N0 (безрозмірна величина, іноді%) - відносна ефективність (К.К.Д.) системи.
Cms (м / Н) - гнучкість рухомої системи головки гучномовця (зміщення під впливом механічного навантаження).
Mms (кг) - ефективна маса рухомої системи (включає масу дифузора і коливається разом з ним повітря).
Rms (кг / с) - активне механічне опір головки.
B (Тл) - індукція в зазорі.
L (м) - довжина провідника звукової котушки.
Bl (м / Н) - коефіцієнт магнітної індукції.
Pa - акустична потужність.
Pe - електрична потужність.
C \u003d 342 м / с - швидкість звуку в повітрі в нормальних умовах.
P \u003d 1.18 кг / м ^ 3 - щільність повітря в нормальних умовах.
Le - індуктивність котушки.
BL - значення щільності магнітного потоку, помножений на довжину котушці.
Spl - рівень звукового тиску в дБ.
Re: Параметри Тіля-Смолла і акустичне оформлення динаміка.
Класна програма BassBox 6.0 PRO для розрахунку акустичного оформлення динаміка 12Мб, серійний номер всередині в файлі * .txt:Програма має величезну базу даних по параметрах динов великої кількості виробників, вміє рахувати обсяг з урахуванням товщини стінок. Вообщем дуже зручна.
Параметри Смолл-Тіле
Параметри Смолл-ТілеАж до 1970 року не існувало зручних і доступних, прийнятих в якості стандартних для всієї індустрії методів отримання порівняльних даних про роботу гучномовців. Окремі тести, проведені лабораторіями, були занадто дорогі і трудомісткі. При цьому методи отримання порівняльних даних про гучномовцях були потрібні як покупцям для вибору потрібної моделі, так і виробникам апаратури для більш точного опису своєї продукції і аргументованого порівняння різних пристроїв.
Конструкція громкоговорітеляВ початку сімдесятих на конференції AES була представлена \u200b\u200bдоповідь, авторами якого були Невілл Тіле (Neville Thiele) і Річард Смолл (Richard Small). Тіле був головним інженером по розробках і розвитку в Австралійської телерадіомовної комісії (Australian Broadcasting Commission). У той час він завідував Федеральної інженерної лабораторією (Federal Engineering Laboratory) і займався аналізом роботи апаратури і систем для передачі аудіо- та відеосигналів. Смолл навчався в аспірантурі Школи інженерів університету Сіднея.
Метою Тіле і Смолл було показати, як виведені ними параметри допомагають підібрати кабінет до конкретного гучномовцю. Однак в результаті вийшло, що ці вимірювання дають значно більше інформації: по ним можна зробити набагато глибші висновки про те, як працює гучномовець, ніж на основі звичних даних про розмір, максимальної вихідної потужності або чутливості.
Перелік параметрів, які отримали назву «Параметри Смолл-Тіля»: Fs, Re, Le, Qms, Qes, Qts, Vas, Cms, Vd, BL, Mms, Rms, EBP, Xmax / Xmech, Sd, Zmax, робочий діапазон відтворюваних частот (Usable Freq. Range), номінальна потужність (Power Handling), чутливість (Sensitivity).Fs
Re
Цей параметр описує опір гучномовця по постійному струму, виміряний за допомогою омметра. Його часто називають DCR. Значення цього опору майже завжди менше номінального опору гучномовця, що турбує багатьох покупців, так як вони бояться, що підсилювач буде перевантажений. Однак, завдяки тому що індуктивність гучномовця зростає зі збільшенням частоти, малоймовірно, що постійний опір буде впливати на навантаження.
Le
Цей параметр відповідає індуктивності звукової котушки, яка вимірюється в мГн (міллігенрі). За встановленим стандартом вимірювання індуктивності проводиться на частоті 1 кГц. При підвищенні частоти буде відбуватися зростання повного опору вище значення Re, так як звукова котушка працює як індуктор. В результаті цього повний опір (Impedance) гучномовця не є постійною величиною. Воно може бути представлено у вигляді кривої, яка змінюється зі зміною частоти вхідного сигналу. Максимальне значення повного опору (Zmax) має місце на резонансній частоті (Fs).
Q-параметри
Vas / Cms
Параметр Vas говорить про те, яким повинен бути обсяг повітря, який при стисненні до обсягу в один кубічний метр надає таке ж опір, що і система підвісу (еквівалентний об'єм). Коефіцієнт гнучкості системи підвісу для даного гучномовця позначається як Cms. Vas є одним з найбільш складних для вимірювання параметрів, так як тиск повітря змінюється відповідно до вологістю і температурою і, таким чином, вимагає для вимірювання дуже високотехнологічну лабораторію. Cms вимірюється в метрах на ньютон (м / Н) і являє собою силу, з якою механічна система підвісу пручається руху дифузора. Іншими словами, Cms відповідає вимірюванню жорсткості механічного підвісу гучномовця. Співвідношення Cms і Q-параметрів можна порівняти з вибором між підвищеним комфортом і покращеними ходовими якостями, який роблять виробники автомобілів. Якщо розглядати піки і мінімуми аудіосигналу як нерівності автомобільної дороги, то система підвісу гучномовця аналогічна ресорам автомобіля - в ідеалі вона повинна витримувати дуже швидку їзду по дорозі, заваленої великими валунами.
Vd
Цей параметр позначає максимальний обсяг повітря, який може бути виштовхнуть дифузором (Peak Diaphragm Displacement Volume). Він обчислюється шляхом множення Xmax (максимальної довжини тієї частини звукової котушки, яка виходить за межі магнітного зазору) на Sd (площа робочої поверхні дифузора). Vd вимірюється в кубічних сантиметрах. Субвуферів зазвичай характеризуються найвищими значеннями Vd.
BL
Виражається в тесла на метр, цей параметр характеризує рушійну силу гучномовця. Іншими словами, BL дає зрозуміти, наскільки велику масу може «підняти» гучномовець. Вимірюється цей параметр наступним чином: на дифузор впливає певна сила, спрямована всередину гучномовця, і при цьому вимірюється сила струму, потрібна для того, щоб протидіяти доданої силі - маса в грамах ділиться на силу струму в амперах. Високе значення параметра BL говорить про дуже велику силу гучномовця.
Mms
Цей параметр є об'єднанням ваги дифузора в зборі і маси повітряного потоку, зрушуваної дифузором гучномовця під час роботи. Вага дифузора в зборі дорівнює сумі ваги самого дифузора, що центрує шайби і звукової котушки. При обчисленні маси повітряного потоку, зміщується дифузором, використовується обсяг повітря, відповідний параметру Vd.
Rms
Цей параметр описує втрати на механічне опір системи підвісу гучномовця. Він являє собою вимір абсорбуючих якостей підвісу гучномовця і вимірюється в Н і с / м.
EBP
Цей параметр дорівнює Fs, поділеній на Qes. Він використовується в багатьох формулах, пов'язаних з конструюванням кабінетів для акустичних систем, і зокрема, щоб визначити, який кабінет краще вибрати для даного гучномовця - закритий або фазіонверторной конструкції. Коли значення EBP наближається до 100, це означає, що такий гучномовець найкраще підійде для роботи в фазоінверторний корпусі. У разі, якщо EBP близький до 50, даний гучномовець краще встановити в закритий корпус. Однак це правило є лише відправною точкою при створенні акустичної системи і допускає виключення.
Xmax / Xmech
Параметр визначає максимальне лінійне відхилення. Вихідний сигнал гучномовця стає нелінійним, коли звукова котушка починає виходити з магнітного зазору. Хоча і система підвісу може створювати нелінійність в вихідному сигналі, спотворення починають значно збільшуватися в той момент, коли число витків звукової котушки в магнітному зазорі починає зменшуватися. Для визначення Xmax потрібно обчислити довжину частини звукової котушки, що вийшла за межі верхнього зрізу магніту, і розділити її навпіл. Цей параметр використовується для визначення максимального звукового тиску (SPL), яке може забезпечити гучномовець, зберігаючи при цьому лінійність сигналу, тобто нормоване значення КНІ.
При визначенні Xmech проводяться вимірювання довжини ходу звукової котушки до виникнення однієї з наступних ситуацій: або руйнується центрирующая шайба, або звукова котушка впирається в охороняє задню кришку, або звукова котушка виходить з магнітного зазору, або починають грати роль інші фізичні обмеження дифузора. Найменша з отриманих довжин ходу котушки ділиться навпіл і отримане значення приймається за максимальне механічне зміщення дифузора.Sd
Цей параметр відповідає площі робочої поверхні дифузора. Вимірюється в см2.
Zmax
Цей параметр відповідає повного опору гучномовця на резонансній частоті.
Робочий діапазон відтворюваних частот (Usable frequency range)
Виробники використовують різні способи для вимірювання робочого діапазону частот. Багато методи вважаються прийнятними, проте вони приводять до різних результатів. У міру підвищення частоти внеосевой випромінювання гучномовця зменшується пропорційно діаметру. В певній точці воно стає гостронаправленим. У таблиці наведено залежність частоти, на якій має місце цей ефект, від розміру гучномовця.
File: /// C: /Documents%20and%20Settings/artemk01klg/Desktop/1.jpg
Номінальна потужність (Power handling)
Це дуже важливий параметр при виборі гучномовця. Необхідно точно знати, що випромінювач витримає потужність підводиться до нього сигналу. Тому потрібно підібрати такий гучномовець, який зможе з запасом витримати підводиться до нього потужність. Визначальним критерієм того, яку потужність матиме гучномовець, є його здатність відводити тепло. Основними конструктивними особливостями, що впливають на ефективне відведення тепла, є розмір звукової котушки, розмір магніту, вентиляція конструкції, а також високотехнологічні сучасні матеріали, використані в конструкції звукової котушки. Великі розміри звукової котушки і магніту забезпечують більш ефективне розсіювання тепла, а вентиляція забезпечує охолодження конструкції.
При обчисленні потужності гучномовця крім здатності витримувати нагрівання важливі також механічні властивості гучномовця. Адже пристрій може витримувати нагрівання, що виникає при підведенні потужності в 1 кВт, але ще до досягнення цього значення воно вийде з ладу через конструктивні пошкоджень: звукова котушка буде впиратися в задню стінку або звукова котушка вийде з магнітного зазору, дифузор деформується і т. д. Найбільш часто подібні поломки трапляються при відтворенні занадто потужного НЧ-сигналу на великій гучності. Щоб уникнути поломок, необхідно знати реальний діапазон відтворюваних частот, параметр Xmech, а також номінальну потужність.Чутливість (Sensitivity)
Цей параметр є одним з найважливіших у всій специфікації гучномовця. Він дозволяє зрозуміти, наскільки ефективно і з якою гучністю апарат буде відтворювати звук при підведенні сигналу тієї чи іншої потужності. На жаль, виробники гучномовців використовують різні методи для обчислення цього параметра - єдиного встановленого не існує. При визначенні чутливості вимірюють рівень звукового тиску на відстані одного метра при підведенні до гучномовцю потужності 1 Вт. Проблема полягає в тому, що іноді відстань в 1 м розраховується від пилозахисні ковпачка, а іноді від підвісу гучномовця. Через це визначити чутливість гучномовців буває досить складно.
взято з
