Basové reproduktory s veľmi nízkou rezonančnou frekvenciou. Základné parametre wooferov

Ahojte všetci! Dnes sa pokúsim povedať o hlavných parametroch subwooferov do auta. Na čo môžu byť potrebné? A sú potrebné na správne zostavenie krabice pre váš reproduktor. Ak nevypočítate budúci box, subwoofer bude hučať a nebudú tam žiadne hlasné a hlboké basy. Vo všeobecnosti je subwoofer nezávislý akustický systém, ktorý hrá nízke frekvencie od 20 Hz do 80 Hz. Dá sa povedať, že bez subwoofera v aute nikdy nedostanete kvalitné basy. Reproduktory sa, samozrejme, snažia nahradiť basový reproduktor, ale ukazuje sa to, mierne povedané, slabo. Subwoofer môže pomôcť vyložiť reproduktory tým, že prevezme rozsah nízkych frekvencií, zatiaľ čo predné a zadné reproduktory budú musieť hrať iba stredné a vysoké frekvencie. Vďaka tomu sa môžete zbaviť skreslenia zvuku a získať harmonickejší zvuk hudby.

Teraz poďme diskutovať o hlavných parametroch basového reproduktora. Ich pochopenie bude veľmi užitočné pri stavbe subwooferového boxu. Minimálny súbor údajov vyzerá takto: FS (rezonančná frekvencia reproduktora), VAS (ekvivalentný objem) a QTS (celkový faktor kvality). Ak je hodnota aspoň jedného parametra neznáma, je lepšie tento reproduktor opustiť, pretože... Nebude možné vypočítať objem krabice.

Rezonančná frekvencia (Fs)

Rezonančná frekvencia je rezonančná frekvencia hlavy woofera bez konštrukcie, t.j. bez poličky, krabice... Meria sa nasledovne: reproduktor je zavesený vo vzduchu, čo najďalej od okolitých predmetov. Takže jeho rezonancia bude závisieť len od neho samotného, t.j. na hmotnosti jeho pohyblivého systému a tuhosti zavesenia. Existuje názor, že nízka rezonančná frekvencia vám umožňuje vytvoriť vynikajúci subwoofer. To nie je úplne pravda pre určité konštrukcie, príliš nízka rezonančná frekvencia bude len prekážkou. Pre informáciu: nízka rezonančná frekvencia je 20-25 Hz. Je zriedkavé nájsť reproduktor, ktorého rezonančná frekvencia je nižšia ako 20 Hz. No nad 40 Hz to bude pre subwoofer príliš vysoké.

Celkový faktor kvality (Qts)

V tomto prípade nejde o kvalitu produktu, ale o pomer viskóznych a elastických síl existujúcich v pohyblivom systéme LF hlavy v blízkosti rezonančnej frekvencie. Pohyblivý systém reproduktora je veľmi podobný zaveseniu auta, ktoré obsahuje tlmič a pružinu. Pružina vytvára elastické sily, to znamená, že počas pohybu zbiera a uvoľňuje energiu. Tlmič je zase zdrojom viskózneho odporu, nič neakumuluje, iba absorbuje a odvádza vo forme tepla. Podobný proces nastáva, keď difúzor a všetko, čo je k nemu pripojené, vibruje. Čím vyšší je faktor kvality, tým viac elastických síl prevláda. Je to ako auto bez tlmičov. Narazíte na malý hrbolček a kolesá naskočia na jednu pružinu. Ak hovoríme o dynamike, znamená to prekmit z frekvenčnej odozvy na rezonančnej frekvencii, čím väčší je celkový faktor kvality systému. Najvyšší faktor kvality sa meria v tisíckach, a to len pre zvonček. Znie výlučne na rezonančnej frekvencii. Bežným spôsobom kontroly odpruženia auta je kývanie zo strany na stranu, čo je domáci spôsob merania faktora kvality odpruženia. Tlmič ničí energiu, ktorá sa objavila pri stlačení pružiny, t.j. Nie všetko sa vráti. Množstvo zbytočnej energie je faktorom kvality systému. Zdá sa, že s pružinou je všetko jasné - jej úlohu zohráva zavesenie difúzora. Ale kde je tlmič? A sú dve a fungujú paralelne. Celkový faktor kvality pozostáva z dvoch: elektrického a mechanického.

Faktor mechanickej kvality je zvyčajne určený výberom závesného materiálu, hlavne centrovacej podložky. Straty sú tu spravidla minimálne a celkový faktor kvality pozostáva iba z 10-15% mechanických.

Väčšinu tvorí elektrická kvalita. Najtuhší tlmič nárazov dostupný v systéme pohonu reproduktorov je tandemový magnet a kmitacia cievka. Keďže ide v podstate o elektromotor, funguje ako generátor v blízkosti rezonančnej frekvencie, keď je rýchlosť a amplitúda pohybu kmitacej cievky maximálna. Pohybom v magnetickom poli cievka generuje prúd a záťažou generátora je výstupný odpor zosilňovača, t.j. nula. Výsledkom je rovnaká elektrická brzda ako na elektrických vlakoch. Tam, približne rovnakým spôsobom, sú trakčné motory nútené pracovať ako generátory a batérie brzdových odporov na streche fungujú ako záťaž. Množstvo generovaného prúdu bude závisieť od magnetického poľa. Čím silnejšie je magnetické pole, tým väčší bude prúd. V dôsledku toho sa ukazuje, že čím silnejší je magnet reproduktora, tým nižší je jeho kvalitatívny faktor. Ale pretože Pri výpočte tejto hodnoty je potrebné vziať do úvahy dĺžku drôtu vinutia a šírku medzery v magnetickom systéme, nebude správne vyvodiť konečný záver na základe veľkosti magnetu.

Pre porovnanie: Q nízkeho reproduktora bude menšie ako 0,3 a vysoké Q bude väčšie ako 0,5.

Ekvivalentný objem (Vas)

Väčšina moderných reproduktorov je založená na princípe „akustického zavesenia“. Ide o to, že musíte zvoliť objem vzduchu, pri ktorom bude jeho elasticita zodpovedať elasticite zavesenia reproduktora. To znamená, že k zaveseniu reproduktorov sa pridáva ďalšia pružina. Ak má nová pružina rovnakú elasticitu ako stará, tento objem bude ekvivalentný. Jeho hodnota je určená priemerom reproduktora a tuhosťou zavesenia.

Čím je pruženie mäkšie, tým väčší bude vzduchový vankúš, ktorého prítomnosť začne vibrovať hlavou. To isté sa deje pri zmene priemeru difúzora. Väčší difúzor s rovnakým objemom stlačí vzduch v boxe silnejšie, a tým zaznamená väčší výkon. Presne na to by ste si pri výbere reproduktora mali dať pozor, pretože od toho závisí hlasitosť boxu. Čím väčší je difúzor, tým vyšší bude výkon subwoofera, no pôsobivá bude aj veľkosť boxu. Ekvivalentná hlasitosť silne súvisí s rezonančnou frekvenciou, bez toho, aby ste vedeli, v ktorej môžete urobiť chybu. Rezonančná frekvencia je určená hmotnosťou pohyblivého systému a tuhosťou závesu a ekvivalentný objem je určený rovnakou tuhosťou závesu a priemerom difúzora. Môže to dopadnúť takto: existujú dva basové reproduktory rovnakej veľkosti a rovnakej rezonančnej frekvencie, ale pre jeden z nich rezonančná frekvencia závisí od ťažkého difúzora a tvrdého zavesenia a pre druhý - od ľahkého difúzora a mäkké odpruženie. Ekvivalentný objem sa v tomto prípade môže veľmi výrazne líšiť a pri inštalácii do rovnakej skrinky budú výsledky veľmi odlišné.

Dúfam, že som trochu pomohol pochopiť základné parametre wooferov.

- Ako! Máte babičku, ktorá uhádne tri karty za sebou, a ešte ste sa od nej nenaučili jej kabalistiku?
A.S. Puškin, Piková dáma

Dnes si povieme, čo je naozaj dôležité vedieť o akustike. Konkrétne o slávnych parametroch Thiel-Small, ktorých znalosť je kľúčom k výhre v hazardnej hre o audio do auta. Bez ohovárania a kabalizmu.

Jeden vynikajúci matematik podľa legendy pri prednášaní študentom povedal: „A teraz začneme dokazovať vetu, ktorej meno mám tú česť niesť.“ Kto mal tú česť niesť mená parametrov Thiel a Small? Pripomeňme si aj toto. Prvým v skupine je Albert Neville Thiele (v origináli A. Neville Thiele sa „A“ takmer nikdy nerozlúšti). Podľa veku aj bibliografie. Thiel má teraz 84 rokov a keď mal 40 rokov, publikoval prelomový dokument, ktorý bol priekopníkom v schopnosti vypočítať výkon reproduktorov pomocou jediného súboru parametrov pohodlným a opakovateľným spôsobom.

V dokumente z roku 1961 bolo čiastočne povedané: „Nízkofrekvenčný výkon reproduktora možno primerane opísať tromi parametrami: rezonančnou frekvenciou, objemom vzduchu ekvivalentným akustickej pružnosti reproduktora a pomer elektrického odporu k odporu voči pohybu pri rezonančnej frekvencii Rovnaké parametre sa používajú na určenie elektroakustickej účinnosti. Odporúčam výrobcom reproduktorov, aby tieto parametre zverejnili ako súčasť základných informácií o svojich produktoch.“

Požiadavku Nevilla Thiela vypočul priemysel až o desaťročie neskôr, v tom čase už Thiel spolupracoval s Richardom Smallom, rodákom z Kalifornie. Richard Small sa píše v kalifornskom jazyku, no uznávaný lekár z nejakého dôvodu uprednostňuje nemeckú výslovnosť svojho mena. Small oslavuje tento rok 70 rokov, čo je, mimochodom, dôležitejšie výročie ako väčšina ostatných. Začiatkom sedemdesiatych rokov Thiel a Small konečne dokončili svoj navrhovaný prístup k výpočtu reproduktorov.

Neville Thiel je teraz emeritným profesorom na univerzite vo svojej domovskej krajine Austrálii a posledná profesionálna pozícia Dr. Smalla, ktorú sme mohli sledovať, bola hlavný inžinier automobilového audio oddelenia Harman-Becker. A, samozrejme, obaja sú členmi vedenia Medzinárodnej spoločnosti akustických inžinierov (Audio Engineering Society). Vo všeobecnosti sú obaja živí a zdraví.

Vľavo je Thiel, vpravo Malý, v poradí prínosu k elektroakustike. Mimochodom, fotka je vzácna, majstri sa fotiť nechceli

Zavesiť či nezavesiť?

Obrazná definícia podmienok na meranie Fs ako rezonančnej frekvencie reproduktora visiaceho vo vzduchu vyvolala mylnú predstavu, že takto sa má táto frekvencia merať a nadšenci sa skutočne pokúsili zavesiť reproduktory na drôty a laná. Samostatné číslo „BB“, alebo dokonca viac ako jedno, bude venované meraniu akustických parametrov, ale tu si všimnem: v kompetentných laboratóriách sú reproduktory počas meraní upnuté vo zveráku a nie zavesené na lustre.

Výsledky výpočtového experimentu, ktorý pomôže tým, ktorí chcú pochopiť, ako sú hodnoty elektrických a mechanických faktorov kvality vyjadrené v krivkách impedancie. Zobrali sme celú sadu elektromechanických parametrov skutočného reproduktora a potom sme začali niektoré z nich meniť. Po prvé, mechanická kvalita, ako keby bol vymenený materiál zvlnenia a centrovacej podložky. Potom - elektrický, na to bolo potrebné zmeniť charakteristiky pohonu a pohyblivého systému. Tu je to, čo sa stalo:

Krivka skutočnej impedancie basového reproduktora. Vypočítava dva z troch hlavných parametrov

Impedančné krivky pre rôzne hodnoty celkového faktora kvality, pričom elektrický Qes je rovnaký, rovný 0,5 a mechanický sa mení od 1 do 8. Zdá sa, že celkový faktor kvality Qts sa príliš nemení, ale výška hrboľ na grafe impedancie sa výrazne mení a veľmi, zatiaľ čo čím je Qms nižšia, tým je ostrejšia

Závislosť akustického tlaku od frekvencie pri rovnakých hodnotách Qts. Pri meraní akustického tlaku je dôležitý iba celkový faktor kvality Qts, takže úplne odlišné krivky impedancie zodpovedajú nie až tak rozdielnym krivkám akustického tlaku v závislosti od frekvencie

Rovnaké hodnoty Qts, ale teraz Qms = 4 všade a Qes sa mení tak, aby sa dosiahli rovnaké hodnoty Qts. Hodnoty Qts sú rovnaké, ale krivky sú úplne odlišné a líšia sa od seba oveľa menej. Nižšie, červené krivky boli získané pre tie hodnoty, ktoré nebolo možné získať v prvom experimente pri pevnom Qes = 0,5

Krivky akustického tlaku pre rôzne Qts získané zmenou Qes. Štyri horné krivky majú presne rovnaký tvar, ako keď sme menili Qms, ich tvar je určený hodnotami Qts, ale zostávajú rovnaké. Nižšie, červené krivky získané pre Qts väčšie ako 0,5 sú samozrejme iné a kvôli zvýšenému faktoru kvality na nich začína rásť hrb.

Teraz dávajte pozor: nejde len o to, že pri vysokých Qts sa na charakteristike objaví hrb a citlivosť reproduktora pri frekvenciách nad rezonančnou hodnotou klesá. Vysvetlenie je jednoduché: ak sú ostatné veci rovnaké, Qes sa môže zvyšovať iba s nárastom hmotnosti pohybujúceho sa systému alebo so znížením sily magnetu. Oba vedú k zníženiu citlivosti pri stredných frekvenciách. Takže hrb na rezonančnej frekvencii je skôr dôsledkom poklesu frekvencií nad rezonančnou frekvenciou. V akustike nie je nič zadarmo...

Príspevok juniorského partnera

Mimochodom: zakladateľ metódy A.N. Thiel zamýšľal pri výpočtoch brať do úvahy iba faktor elektrickej kvality, domnievajúc sa (na svoju dobu správne), že podiel mechanických strát je zanedbateľný v porovnaní so stratami spôsobenými činnosťou „elektrickej brzdy“ reproduktora. Príspevok juniorského partnera však nebol jediný, berúc do úvahy Qms, to sa teraz stalo dôležitým: moderné meniče používajú materiály so zvýšenými stratami, ktoré na začiatku 60. rokov neexistovali, a narazili sme na reproduktory, kde Hodnota Qms bola len 2 - 3, s elektrickou pod jednotkou. V takýchto prípadoch by bolo chybou nebrať do úvahy mechanické straty. A to sa stalo obzvlášť dôležitým so zavedením ferofluidového chladenia do RF hláv, kde sa v dôsledku tlmiaceho účinku kvapaliny stáva rozhodujúcim podiel Qms na celkovom faktore kvality a vrchol impedancie na rezonančnej frekvencii sa stáva takmer neviditeľným, pretože v prvom grafe nášho výpočtového experimentu.

Thiel a Small odhalili tri karty

1. Fs - hlavná rezonančná frekvencia reproduktora bez akéhokoľvek krytu. Charakterizuje iba samotný reproduktor a nie hotový reproduktorový systém na ňom založený. Pri inštalácii v akomkoľvek objeme sa môže len zväčšiť.

2. Qts - celkový faktor kvality reproduktora, bezrozmerná veličina charakterizujúca relatívne straty v dynamike. Čím je nižšia, tým viac je potlačená rezonancia žiarenia a tým vyšší je vrchol odporu na impedančnej krivke. Zvyšuje sa pri inštalácii v uzavretej krabici.

3. Vas - ekvivalentná hlasitosť reproduktora. Rovnaký objem vzduchu s rovnakou tuhosťou ako odpruženie. Čím tuhšie odpruženie, tým menej Vas. Pri rovnakej tuhosti sa Vas zvyšuje so zväčšujúcou sa plochou difúzora.

Dve polovice tvoria kartu č. 2

1. Qes - elektrická zložka celkového činiteľa kvality, charakterizuje výkon elektrickej brzdy, ktorá zabraňuje rozkývaniu difúzora v blízkosti rezonančnej frekvencie. Typicky, čím silnejší je magnetický systém, tým silnejšia je „brzda“ a tým menšia je číselná hodnota Qes.

2. Qms - mechanická zložka celkového činiteľa kvality, charakterizuje straty v pružných prvkoch zavesenia. Straty sú tu oveľa menšie ako v elektrickom komponente a Qms je číselne oveľa väčšie ako Qes.

Ako dlho zvoní zvonček?

Čo majú spoločné zvonček a reproduktor? To, že oboje znejú, je zrejmé. Ešte dôležitejšie je, že oba sú oscilačné systémy. Aký je rozdiel? Zvon, bez ohľadu na to, ako naň udriete, bude znieť na jedinej frekvencii predpísanej kánonom. A navonok sa reproduktor od neho až tak nelíši - v širokom rozsahu frekvencií a môže, ak je to žiaduce, súčasne zobrazovať zvonenie zvončeka aj pofukovanie zvoníka. Takže: dva z troch parametrov Thiel-Small presne popisujú tento rozdiel kvantitatívne.

Treba si len pevne zapamätať, alebo ešte lepšie, znovu si prečítať citát zakladateľa v historickej a životopisnej poznámke. Píše sa tam „pri nízkych frekvenciách“. Thiel, Small a ich parametre nemajú nič spoločné s tým, ako sa reproduktor správa na vyšších frekvenciách a nenesú za to žiadnu zodpovednosť. Ktoré frekvencie reproduktora sú nízke a ktoré nie? A o tom hovorí prvý z troch parametrov.

Mapa jedna, meraná v hertzoch

Takže: Thiel-Small parameter č. 1 je vlastná rezonančná frekvencia reproduktora. Označuje sa vždy Fs, bez ohľadu na jazyk publikácie. Fyzikálny význam je extrémne jednoduchý: keďže reproduktor je oscilačný systém, znamená to, že musí existovať frekvencia, pri ktorej bude difúzor oscilovať, keď sa nechá na svoje vlastné zariadenia. Ako zvon po údere alebo struna po drhnutí. To znamená, že reproduktor je úplne „nahý“, nie je nainštalovaný v žiadnom kryte, akoby visel v priestore. Je to dôležité, pretože nás zaujímajú parametre samotného reproduktora a nie to, čo ho obklopuje.

Frekvenčný rozsah okolo rezonančnej jednotky, dve oktávy hore, dve oktávy dole - to je oblasť, kde fungujú Thiel-Small parametre. Pre subwooferové hlavy, ktoré ešte nie sú nainštalované v kryte, sa Fs môže pohybovať od 20 do 50 Hz, pre stredobasové reproduktory od 50 (basové „šestky“) do 100 – 120 („štvorky“). Pre stredné frekvencie difúzora - 100 - 200 Hz, pre kupolové - 400 - 800, pre výškové reproduktory - 1000 - 2000 Hz (existujú výnimky, veľmi zriedkavé).

Ako sa určuje prirodzená rezonančná frekvencia reproduktora? Nie, ako sa najčastejšie definuje - jasne, prečítajte si v sprievodnej dokumentácii alebo v protokole o skúške. Ako ju na začiatku spoznali? So zvončekom by to bolo jednoduchšie: niečím doň udrite a zmerajte frekvenciu vydávaného bzučania. Reproduktor nebude vyslovene bzučať pri žiadnej frekvencii. Teda chce, ale tlmenie vibrácií difúzora, ktoré je vlastné jeho konštrukcii, mu to neumožňuje. V tomto zmysle je reproduktor veľmi podobný závesu auta a toto prirovnanie som použil viac ako raz a budem v tom pokračovať. Čo sa stane, ak rozkývete auto s prázdnymi tlmičmi? Na vlastnej rezonančnej frekvencii (kde je pružina, tam bude frekvencia) sa aspoň niekoľkokrát rozkýva. Tlmiče, ktoré sú len čiastočne mŕtve, zastavia oscilácie po jednej alebo dvoch periódach, zatiaľ čo tie, ktoré sú v dobrom prevádzkovom stave, sa zastavia po prvom výkyve. V dynamike je tlmič dôležitejší ako pružina a tu sú dokonca dva.

Prvý, slabší, funguje vďaka tomu, že sa v pružení stráca energia. Nie je náhoda, že zvlnenie je vyrobené zo špeciálnych druhov gumy, loptička z takéhoto materiálu sa len ťažko odrazí od podlahy, špeciálna impregnácia s vysokým vnútorným trením je tiež zvolená pre centrovaciu podložku. Je to ako mechanická brzda vibrácií difúzora. Druhý, oveľa výkonnejší, je elektrický.

Tu je návod, ako to funguje. Hlasová cievka reproduktora je jeho motor. Preteká ním striedavý prúd zo zosilňovača a cievka umiestnená v magnetickom poli sa začne pohybovať frekvenciou privádzaného signálu, rozhýbe samozrejme celý pohyblivý systém, vtedy je tu. Ale cievka pohybujúca sa v magnetickom poli je generátor. Čo bude generovať viac elektriny, čím viac sa cievka pohybuje. A keď sa frekvencia začne približovať k rezonančnej frekvencii, pri ktorej difúzor „chce“ oscilovať, amplitúda oscilácií sa zvýši a napätie produkované kmitacou cievkou sa zvýši. Dosiahnutie maxima presne na rezonančnej frekvencii. Čo to má spoločné s brzdením? Zatiaľ žiadne. Ale predstavte si, že cievky sú navzájom spojené. Teraz ním pretečie prúd a vznikne sila, ktorá podľa Lenzovho školského pravidla bude brániť pohybu, ktorý ho vytvoril. Ale v reálnom živote je kmitacia cievka uzavretá na výstupnú impedanciu zosilňovača, ktorá je blízka nule. Vyzerá to ako elektrická brzda, ktorá sa prispôsobuje situácii: čím viac sa difúzor snaží pohybovať tam a späť, tým viac tomu bráni protiprúd v kmitacej cievke. Zvon nemá brzdy, okrem tlmenia vibrácií v jeho stenách a v bronze - aké tlmenie...

Druhá mapa, ničím nemeraná

Brzdný výkon reproduktora je číselne vyjadrený v druhom Thiel-Small parametri. Toto je celkový faktor kvality reproduktora, označovaný ako Qts. Vyjadrené číselne, ale nie doslovne. Myslím tým, že čím sú brzdy výkonnejšie, tým je hodnota Qts nižšia. Odtiaľ pochádza názov „faktor kvality“ v ruštine (alebo faktor kvality v angličtine, z ktorého pochádza označenie tejto veličiny), čo je akoby hodnotenie kvality oscilačného systému. Fyzicky je faktorom kvality pomer elastických síl v systéme k viskóznym silám, inak - k trecím silám. Elastické sily ukladajú energiu v systéme a striedavo prenášajú energiu z potenciálu (stlačená alebo natiahnutá pružina alebo zavesenie reproduktora) na kinetickú (energiu pohybujúceho sa difúzora). Viskózne sa snažia premeniť energiu akéhokoľvek pohybu na teplo a nenávratne sa rozptýliť. Vysoký kvalitatívny faktor (a pri tom istom zvone sa bude merať v desiatkach tisíc) znamená, že sú oveľa viac elastické sily ako trecie sily (viskózne, to je to isté). To tiež znamená, že pri každej oscilácii sa len malá časť energie uloženej v systéme premení na teplo. Preto, mimochodom, faktor kvality je jedinou hodnotou v troch parametroch Thiel-Small, ktorá nemá rozmer, je to pomer jednej sily k druhej. Ako zvon rozptýli energiu? Cez vnútorné trenie v bronze, hlavne pomaly. Ako to robí reproduktor, ktorého kvalitatívny faktor je oveľa nižší, a teda aj miera straty energie je oveľa vyššia? Dvoma spôsobmi, v závislosti od počtu „brzd“. Časť sa rozptýli vnútornými stratami v pružných prvkoch zavesenia a tento podiel strát možno odhadnúť pomocou samostatnej hodnoty faktora kvality, ktorý sa nazýva mechanický, označuje sa Qms. Druhá, väčšia časť sa odvádza vo forme tepla z prúdu prechádzajúceho kmitacou cievkou. Prúd, ktorý produkuje. Toto je elektrický faktor kvality Qes. Celkový účinok bŕzd by sa dal určiť veľmi jednoducho, keby sa nepoužívali hodnoty akostného faktora, ale naopak hodnoty strát. Len by sme ich zložili. A keďže máme čo do činenia s veličinami, ktoré sú prevrátenými hodnotami strát, potom budeme musieť tieto prevrátené veličiny sčítať, a preto sa ukazuje, že 1/Qts = 1/Qms + 1/Qes.

Typické hodnoty faktora kvality: mechanické - od 5 do 10. Elektrické - od 0,2 do 1. Keďže ide o inverzné veličiny, ukazuje sa, že mechanický príspevok k stratám rádovo 0,1 - 0,2 spočítame s elektrickým príspevok, ktorý je od 1 do 5. Je jasné, že výsledok bude určený hlavne faktorom elektrickej kvality, to znamená, že hlavná brzda reproduktora je elektrická.

Ako teda vytrhnúť názvy „troch kariet“ z reproduktora? Teda aspoň prvé dva, dostaneme sa k tretiemu. Je zbytočné vyhrážať sa pištoľou, ako Hermann, hovorca nie je stará žena. Na pomoc prichádza rovnaká hlasová cievka, ohnivý motor reproduktora. Koniec koncov, už sme si uvedomili: plameňový motor funguje aj ako generátor plameňa. A v tejto funkcii sa zdá, že sa zakráda o amplitúdu vibrácií difúzora. Čím väčšie je napätie na kmitacej cievke v dôsledku jej kmitov spolu s difúzorom, tým väčší je rozsah kmitov, čo znamená, že sme bližšie k rezonančnej frekvencii.

Ako zmerať toto napätie vzhľadom na to, že signál zo zosilňovača je pripojený k kmitacej cievke? To znamená, ako oddeliť to, čo sa dodáva do motora, od toho, čo generuje generátor, je to na rovnakých svorkách? Nemusíte deliť, musíte merať výslednú sumu.

Toto je dôvod, prečo to robia. Reproduktor je pripojený k zosilňovaču s najvyššou možnou výstupnou impedanciou v reálnom živote, to znamená: do série s reproduktorom je zapojený odpor s hodnotou mnoho, sto, minimálne, nominálny odpor reproduktora. Povedzme 1000 ohmov. Teraz, keď je reproduktor v prevádzke, kmitacia cievka generuje spätné EMF, niečo ako pri prevádzke elektrickej brzdy, ale brzdenie nenastane: vodiče cievky sú navzájom uzavreté veľmi vysokým odporom, prúd je zanedbateľný, brzda je zbytočná. Ale napätie, podľa Lenzovho pravidla, má opačnú polaritu ako dodávané („generujúci pohyb“), bude s ním v protifáze a ak v tomto okamihu zmeriate zdanlivý odpor kmitacej cievky, bude sa zdať, že je veľmi veľký. V skutočnosti v tomto prípade back-EMF neumožňuje, aby prúd zo zosilňovača pretekal bez prekážok cez cievku, zariadenie to interpretuje ako zvýšený odpor, ale čo iné?

Meraním impedancie, toho istého „zdanlivého“ (ale v skutočnosti zložitého, so všetkými druhmi aktívnych a reaktívnych komponentov, teraz nie je čas o tom hovoriť) odporu, sa odhalia dve karty z troch. Impedančná krivka akéhokoľvek kužeľového reproduktora, od Kellogga a Ricea až po súčasnosť, vyzerá v princípe rovnako, dokonca sa objavuje aj v logu nejakej elektroakustickej vedeckej komunity, už som zabudol ktorej. Hrb pri nízkych (pre tento reproduktor) frekvenciách indikuje frekvenciu jeho základnej rezonancie. Kde je maximum, tam je vytúžené Fs. Elementárnejšie to už nemôže byť. Nad rezonanciou je minimálna impedancia, ktorá sa zvyčajne berie ako nominálna impedancia reproduktora, aj keď, ako vidíte, zostáva len v malom frekvenčnom pásme. Vyššie začína opäť narastať celkový odpor, teraz kvôli tomu, že kmitacia cievka nie je len motor, ale aj indukčnosť, ktorej odpor sa zvyšuje s frekvenciou. Ale teraz tam nepôjdeme; parametre, ktoré nás zaujímajú, tam nežijú.

Oveľa zložitejšie je to s hodnotou kvalitatívneho faktora, no napriek tomu komplexnú informáciu o „druhej karte“ obsahuje aj impedančná krivka. Komplexné, pretože z jednej krivky môžete samostatne vypočítať elektrické Qes aj mechanický faktor kvality Qms. Už vieme, ako z nich potom vytvoriť kompletné Qts, čo je skutočne potrebné pri výpočte dizajnu, je to jednoduchá záležitosť, nie Newtonov binom.

Ako presne sa z impedančnej krivky určujú požadované hodnoty, si povieme inokedy, keď budeme hovoriť o metódach merania parametrov. Teraz budeme predpokladať, že to niekto (výrobca reproduktorov alebo spoločníci vášho skromného sluhu) urobil za vás. Ale toto si všimnem. S pokusmi o výslovnú analýzu Thiel-Small parametrov na základe tvaru krivky impedancie sú spojené dve mylné predstavy. Prvý je úplne falošný, teraz ho rozptýlime bez stopy. To je, keď sa pozerajú na krivku impedancie s obrovským hrbom pri rezonancii a zvolajú: "Wow, dobrá kvalita!" Akosi vysoko. A pri pohľade na malý hrbolček na krivke došli k záveru: keďže vrchol impedancie je taký hladký, znamená to, že reproduktor má vysoké tlmenie, teda nízky faktor kvality.

Takže: v najjednoduchšej verzii je to presne naopak. Čo znamená vrchol vysokej impedancie pri rezonančnej frekvencii? Že kmitacia cievka produkuje veľa spätného EMF, určeného na elektrické brzdenie oscilácií kužeľa. Len pri tomto zapojení cez veľký odpor netečie prúd potrebný na činnosť brzdy. A keď sa takýto reproduktor zapne nie na meranie, ale normálne, priamo zo zosilňovača, bude prúdiť brzdný prúd, bude zdravý, cievka sa stane silnou prekážkou nadmerných oscilácií difúzora na jeho obľúbenej frekvencii.

Ak sú všetky ostatné veci rovnaké, môžete približne odhadnúť faktor kvality z krivky a zapamätajte si: výška špičky impedancie charakterizuje potenciál elektrickej brzdy reproduktora, preto čím je vyššia, tým je faktor kvality NIŽŠÍ. Bude takéto hodnotenie vyčerpávajúce? Nie presne, ako bolo povedané, zostane hrubá. V impedančnej krivke, ako už bolo spomenuté, sú skutočne pochované informácie o Qes aj Qms, ktoré možno vykopať (ručne alebo pomocou počítačového programu) analýzou nielen výšky, ale aj „šírky ramien“ rezonančného hrb.

A ako ovplyvňuje faktor kvality tvar frekvenčnej odozvy reproduktora, toto nás zaujíma, však? Ako to ovplyvňuje - to má rozhodujúci účinok. Čím nižší je faktor kvality, to znamená, že čím sú výkonnejšie vnútorné brzdy reproduktora pri rezonančnej frekvencii, tým nižšia a plynulejšia bude krivka prechádzať blízko rezonancie, charakterizujúca akustický tlak vytváraný reproduktorom. Minimálne zvlnenie v tomto frekvenčnom pásme bude pri Qts rovné 0,707, čo sa bežne nazýva Butterworthova charakteristika. Pri vysokých hodnotách Q sa krivka akustického tlaku začne „hrbiť“ blízko rezonancie, je jasné prečo: brzdy sú slabé.

Existuje „dobrý“ alebo „zlý“ faktor celkovej kvality? Sám o sebe nie, pretože pri inštalácii reproduktora v akustickom prevedení, ktoré teraz budeme považovať len za uzavretú skrinku, sa zmení jeho rezonančná frekvencia aj celkový kvalitatívny faktor. prečo? Pretože oboje závisí od elasticity zavesenia reproduktorov. Rezonančná frekvencia závisí len od hmotnosti pohyblivého systému a tuhosti zavesenia. Keď sa tuhosť zvyšuje, Fs sa zvyšuje a keď sa zvyšuje hmotnosť, znižuje sa. Keď je reproduktor nainštalovaný v uzavretej krabici, vzduch v ňom, ktorý má elasticitu, začne pôsobiť ako prídavná pružina v zavesení, celková tuhosť sa zvýši, Fs sa zvýši. Zvyšuje sa aj celkový faktor kvality, keďže ide o pomer elastických síl k brzdným silám. Brzdné schopnosti reproduktora sa jeho nainštalovaním na určitú hlasitosť nezmenia (prečo by aj?), ale celková elasticita sa zvýši, faktor kvality sa nevyhnutne zvýši. A nikdy nebude nižšia ako „nahá“ dynamika. Nikdy, to je spodná hranica. O koľko sa toto všetko zvýši? A to závisí od toho, aké pevné je zavesenie samotného reproduktora. Pozrite sa: rovnakú hodnotu Fs je možné získať s ľahkým difúzorom na mäkkom zavesení alebo s ťažkým na tvrdom zavesení, hmotnosť a tuhosť pôsobia v opačných smeroch a výsledok môže byť číselne rovnaký. Ak teraz umiestnime reproduktor s pevným zavesením do nejakého objemu (ktorý má elasticitu potrebnú pre tento objem), tak nezaznamená mierny nárast celkovej tuhosti, hodnoty Fs a Qts sa príliš nezmenia. Dajme tam reproduktor s mäkkým odpružením, v porovnaní s ktorého tuhosťou už bude výrazná „vzduchová pružina“ a uvidíme, že celková tuhosť sa výrazne zmenila, čo znamená, že Fs a Qts, spočiatku rovnaké ako tí prvého rečníka sa výrazne zmenia.

V tmavých časoch „pre-Tile“, aby sa vypočítali nové hodnoty rezonančnej frekvencie a faktora kvality (aby nedošlo k zámene s parametrami „holého“ reproduktora, sú označené ako Fc a Qtc ), bolo potrebné priamo poznať (alebo merať) pružnosť pruženia v milimetroch na newton aplikovanej sily, poznať hmotnosť pohybujúceho sa systému a potom si zahrať s výpočtovými programami. Thiel navrhol koncept „ekvivalentného objemu“, teda objemu vzduchu v uzavretom boxe, ktorého elasticita sa rovná elasticite zavesenia reproduktora. Táto hodnota, označená ako Vas, je treťou magickou kartou.

Mapa trojrozmerná

Ako sa Vas meria, je samostatný príbeh, sú tam vtipné zvraty a toto, ako hovorím už tretíkrát, bude v špeciálnom vydaní seriálu. Pre prax je dôležité pochopiť dve veci. Po prvé: extrémne mylná Lokhovova predstava (žiaľ, napriek tomu sa s ňou stretávame), že hodnota Vas uvedená v sprievodných dokumentoch pre reproduktor je objem, v ktorom by mal byť reproduktor umiestnený. A to je práve charakteristika reproduktora, závislá len od dvoch veličín: tuhosti zavesenia a priemeru difúzora. Ak reproduktor vložíte do škatule s hlasitosťou rovnajúcou sa Vas, rezonančná frekvencia a celkový faktor kvality sa zvýši o faktor 1,4 (to je druhá odmocnina z dvoch). Ak je v objeme rovnajúcom sa polovici Vas - 1,7 krát (koreň z troch). Ak urobíte krabicu s objemom jednej tretiny Vas, všetko ostatné sa zdvojnásobí (odmocnina zo štyroch, logika by už mala byť jasná bez vzorcov).

V dôsledku toho skutočne platí, že čím menšia je hodnota Vas reproduktora, tým je kompaktnejší dizajn, na ktorý sa môžete spoľahnúť pri zachovaní plánovaných ukazovateľov pre Fc a Qtc. Kompaktnosť však nie je zadarmo. V akustike nič také zadarmo neexistuje. Nízka hodnota Vas pri rovnakej rezonančnej frekvencii reproduktora je výsledkom kombinácie tuhého zavesenia s ťažkým pohyblivým systémom. A citlivosť v rozhodujúcej miere závisí od hmotnosti „pohybu“. Preto sa všetky hlavy subwoofera, vyznačujúce sa schopnosťou prevádzky v kompaktných uzavretých ozvučniach, vyznačujú aj nízkou citlivosťou v porovnaní s kolegami s ľahkými difúzormi, ale vysokými hodnotami Vas. Neexistujú teda ani dobré alebo zlé hodnoty Vas, všetko má svoju cenu.

Pripravené na základe materiálov z časopisu "Avtozvuk", marec 2005.www.avtozvuk.com

Rezonancia pohyblivého systému. Frekvencia hlavnej (prirodzenej) rezonancie. Fs

Udáva sa rezonancia pohybujúceho sa systému alebo frekvencia hlavnej (prirodzenej) rezonancie bez akustického dizajnu Fs.
Tieto videá ukazujú rezonanciu pohyblivého systému reproduktorov.

Fyzikálny význam je extrémne jednoduchý: keďže reproduktor je oscilačný systém, znamená to, že musí existovať frekvencia, pri ktorej bude difúzor oscilovať, keď sa nechá na svoje vlastné zariadenia. Ako zvon po údere alebo struna po drhnutí. To znamená, že reproduktor je úplne „nahý“, nie je nainštalovaný v žiadnom kryte, akoby visel v priestore. Je to dôležité, pretože nás zaujímajú parametre samotného reproduktora a nie to, čo ho obklopuje.
Frekvenčný rozsah okolo rezonančnej jednotky, dve oktávy hore, dve oktávy dole - to je oblasť, kde fungujú Thiel-Small parametre. Pre subwooferové hlavy, ktoré ešte nie sú nainštalované v kryte, sa Fs môže pohybovať od 20 do 50 Hz, pre stredobasové reproduktory od 50 (basové „šestky“) do 100 – 120 („štvorky“). Pre stredné frekvencie difúzora - 100 - 200 Hz, pre kupolové - 400 - 800, pre výškové reproduktory - 1000 - 2000 Hz (existujú výnimky, veľmi zriedkavé).
Ako sa určuje prirodzená rezonančná frekvencia reproduktora? Nie, ako sa najčastejšie definuje - jasne, prečítajte si v sprievodnej dokumentácii alebo v protokole o skúške. Ako ju na začiatku spoznali? So zvončekom by to bolo jednoduchšie: niečím doň udrite a zmerajte frekvenciu vydávaného bzučania. Reproduktor nebude vyslovene bzučať pri žiadnej frekvencii. Teda chce, ale tlmenie vibrácií difúzora, ktoré je vlastné jeho konštrukcii, mu to neumožňuje. V tomto zmysle je reproduktor veľmi podobný zaveseniu auta. Čo sa stane, ak rozkývete auto s prázdnymi tlmičmi? Na vlastnej rezonančnej frekvencii (kde je pružina, tam bude frekvencia) sa aspoň niekoľkokrát rozkýva. Tlmiče, ktoré sú len čiastočne mŕtve, zastavia oscilácie po jednej alebo dvoch periódach, zatiaľ čo tie, ktoré sú v dobrom prevádzkovom stave, sa zastavia po prvom výkyve. V dynamike je tlmič dôležitejší ako pružina a tu sú dokonca dva.
Prvý, slabší, funguje vďaka tomu, že sa v pružení stráca energia. Nie je náhoda, že zvlnenie je vyrobené zo špeciálnych druhov gumy, loptička z takéhoto materiálu sa len ťažko odrazí od podlahy, špeciálna impregnácia s vysokým vnútorným trením je tiež zvolená pre centrovaciu podložku. Je to ako mechanická brzda vibrácií difúzora. Druhý, oveľa výkonnejší, je elektrický.
Tu je návod, ako to funguje. Hlasová cievka reproduktora je jeho motor. Preteká ním striedavý prúd zo zosilňovača a cievka umiestnená v magnetickom poli sa začne pohybovať frekvenciou privádzaného signálu, rozhýbe samozrejme celý pohyblivý systém, vtedy je tu. Ale cievka pohybujúca sa v magnetickom poli je generátor. Čo bude generovať viac elektriny, čím viac sa cievka pohybuje. A keď sa frekvencia začne približovať k rezonančnej frekvencii, pri ktorej difúzor „chce“ oscilovať, amplitúda oscilácií sa zvýši, a napätie produkované kmitacou cievkou sa zvýši. Dosiahnutie maxima presne na rezonančnej frekvencii. Čo to má spoločné s brzdením? Zatiaľ žiadne. Ale predstavte si, že cievky sú navzájom spojené. Teraz ním pretečie prúd a vznikne sila, ktorá podľa Lenzovho školského pravidla bude brániť pohybu, ktorý ho vytvoril. Ale v reálnom živote je kmitacia cievka uzavretá na výstupnú impedanciu zosilňovača, ktorá je blízka nule. Vyzerá to ako elektrická brzda, ktorá sa prispôsobuje situácii: čím viac sa difúzor snaží pohybovať tam a späť, tým viac tomu bráni protiprúd v kmitacej cievke.
Na meranie FS je reproduktor pripojený k zosilňovaču s najvyššou možnou výstupnou impedanciou v reálnom živote, to znamená: rezistor s hodnotou mnoho, sto, minimálne, nominálny odpor reproduktora je zapojený do série; s reproduktorom. Povedzme 1000 ohmov.
Teraz, keď je reproduktor v prevádzke, kmitacia cievka generuje spätné EMF, niečo ako pri prevádzke elektrickej brzdy, ale brzdenie nenastane: vodiče cievky sú navzájom uzavreté veľmi vysokým odporom, prúd je zanedbateľný, brzda je zbytočná. Ale napätie, podľa Lenzovho pravidla, má opačnú polaritu ako dodávané („generujúci pohyb“), bude s ním v protifáze a ak v tomto okamihu zmeriate zdanlivý odpor kmitacej cievky, bude sa zdať, že je veľmi veľký. V skutočnosti v tomto prípade spätné EMF neumožňuje, aby prúd zo zosilňovača voľne pretekal cez cievku, zariadenie to interpretuje ako zvýšený odpor.
Fs sa určuje meraním impedancie. Krivka impedancie akéhokoľvek kužeľového reproduktora vyzerá v princípe rovnako. Hrb na nízkych frekvenciách udáva frekvenciu jeho základnej rezonancie. Kde je maximum, tam je vytúžené Fs.

Prevzaté z webovej stránky časopisu "Avtozvuk"
Kontext
V predchádzajúcej časti nášho rozhovoru sa ukázalo, čo je dobré a čo zlé na rôznych typoch akustického dizajnu. Zdalo by sa, že teraz „ciele sú jasné, poďme do práce, súdruhovia...“ Ale nebolo to tak. Po prvé, akustický dizajn, v ktorom nie je nainštalovaný samotný reproduktor - iba krabica zostavená s rôznou mierou starostlivosti. A často je nemožné ho zostaviť, kým sa nezistí, ktorý reproduktor do neho bude inštalovaný. Po druhé, a to je hlavná zábava pri navrhovaní a výrobe subwooferov do auta – vlastnosti subwoofera majú len malú hodnotu mimo kontextu charakteristík, aspoň tých najzákladnejších, auta, kde bude fungovať. Existuje aj tretia vec. Mobilný reproduktorový systém, ktorý je rovnako vhodný pre akúkoľvek hudbu, je málokedy dosiahnutý ideál. Kompetentného inštalatéra väčšinou spoznáte podľa toho, že pri „odčítaní“ od klienta objednávajúceho audioinštaláciu žiada priniesť ukážky toho, čo bude klient na objednanom systéme po jeho dokončení počúvať.
Ako vidíte, na rozhodnutie vplýva množstvo faktorov a nedá sa všetko zredukovať na jednoduché a jednoznačné recepty, čím sa tvorba mobilných audio inštalácií mení na činnosť veľmi podobnú umeniu. Stále je však možné načrtnúť niektoré všeobecné usmernenia.
Tsifir
Ponáhľam sa varovať bojazlivých, lenivých a humanitne vzdelaných - prakticky žiadne vzorce nebudú. Pokiaľ to bude možné, pokúsime sa zaobísť bez kalkulačky - zabudnutej metódy mentálneho výpočtu.
Subwoofery sú jedinou časťou automobilovej akustiky, kde meranie harmónie s algebrou nie je beznádejnou úlohou. Aby som to povedal otvorene, je jednoducho nemysliteľné navrhnúť subwoofer bez výpočtov. Počiatočnými údajmi pre tento výpočet sú parametre reproduktorov. Ktoré? Áno, nie tie, ktorými vás hypnotizujú v obchode, buďte si istí! Na výpočet, aj tých najpribližnejších charakteristík nízkofrekvenčného reproduktora, potrebujete poznať jeho elektromechanické parametre, ktorých je tuna. To zahŕňa rezonančnú frekvenciu, hmotnosť pohybujúceho sa systému, indukciu v medzere magnetického systému a najmenej dva tucty ďalších indikátorov, niektoré zrozumiteľné a niektoré nie také jasné. Rozčúlený? Niet sa čomu čudovať. Podobne na tom boli pred dvadsiatimi rokmi aj dvaja Austrálčania Richard Small a Neville Thiel. Navrhli použiť univerzálny a pomerne kompaktný súbor charakteristík namiesto hôr Tsifiri, ktoré zvečnili, celkom zaslúžene, ich mená. Teraz, keď v popise reproduktora vidíte tabuľku s názvom Thiel/Small parametre (alebo jednoducho T/S) - viete, o čom hovoríme. A ak nenájdete takýto stôl, prejdite na ďalšiu možnosť - táto je beznádejná.
Minimálny súbor charakteristík, ktoré budete musieť zistiť, je:
Prirodzená rezonančná frekvencia reproduktora Fs
Plná kvalita Qts
Ekvivalentný objem Vas.
V zásade existujú ďalšie charakteristiky, ktoré by bolo užitočné poznať, ale vo všeobecnosti to stačí. (Priemer reproduktora tu nie je zahrnutý, pretože je už viditeľný bez dokumentácie.) Ak chýba aspoň jeden parameter z „výnimočnej trojky“, problém je vo švíkoch. No a čo to všetko znamená?
Prirodzená frekvencia- toto je rezonančná frekvencia reproduktora bez akéhokoľvek akustického dizajnu. Takto sa to meria - reproduktor je zavesený vo vzduchu v čo najväčšej vzdialenosti od okolitých predmetov, takže teraz bude jeho rezonancia závisieť len od jeho vlastných charakteristík - hmotnosti pohyblivého systému a tuhosti zavesenia. Existuje názor, že čím nižšia je rezonančná frekvencia, tým lepší bude subwoofer. Pre niektoré konštrukcie je to len čiastočne pravda, príliš nízka rezonančná frekvencia je prekážkou. Pre informáciu: nízka je 20 - 25 Hz. Menej ako 20 Hz sú zriedkavé. Nad 40 Hz sa pre subwoofer považuje za vysokú frekvenciu.
Kompletná kvalita. Faktorom kvality v tomto prípade nie je kvalita produktu, ale pomer elastických a viskóznych síl existujúcich v pohyblivom reproduktorovom systéme blízko rezonančnej frekvencie. Pohyblivý systém reproduktorov je podobný zaveseniu auta, kde je pružina a tlmič. Pružina vytvára elastické sily, to znamená, že počas kmitov akumuluje a uvoľňuje energiu a tlmič nárazov je zdrojom viskózneho odporu, ktorý nič neakumuluje, ale absorbuje a odvádza vo forme tepla. To isté sa stane, keď difúzor a všetko, čo je k nemu pripojené, vibruje. Vysoký faktor kvality znamená, že prevládajú elastické sily. Je to ako auto bez tlmičov. Stačí prejsť cez kamienok a koleso začne skákať, ničím nepripútané. Skočte na veľmi rezonančnej frekvencii, ktorá je vlastná tomuto oscilačnému systému.
Vo vzťahu k reproduktoru to znamená prekmit frekvenčnej odozvy na rezonančnej frekvencii, čím väčšia, tým vyšší je celkový faktor kvality systému. Najvyšší kvalitatívny faktor meraný v tisíckach má zvon, ktorý vo výsledku nechce znieť na inej frekvencii ako rezonančnej, to od neho našťastie nikto nevyžaduje.
Obľúbenou metódou diagnostiky pruženia auta kývaním nie je nič iné ako meranie kvalitatívneho faktora pruženia domácou metódou. Ak teraz dáte pruženie do poriadku, teda pripojíte tlmič rovnobežne s pružinou, energia nahromadená počas stláčania pružiny sa nevráti, ale čiastočne ju zničí tlmič. Ide o zníženie faktora kvality systému. Teraz sa vráťme k dynamike. Je v poriadku, že ideme tam a späť? Toto je vraj užitočné... Zdá sa, že s pružinou na reproduktore je všetko jasné. Toto je zavesenie difúzora. A čo tlmič? Existujú dva tlmiče, ktoré pracujú paralelne. Celkový faktor kvality reproduktora pozostáva z dvoch vecí: mechanickej a elektrickej. Faktor mechanickej kvality je určený najmä výberom závesného materiálu, hlavne strediacou podložkou, a nie vonkajším zvlnením, ako sa niekedy verí. Väčšinou tu nedochádza k veľkým stratám a príspevok mechanického činiteľa kvality k celku nepresahuje 10 - 15%. Hlavným prínosom je faktor elektrickej kvality. Najtuhší tlmič nárazov pracujúci v oscilačnom systéme reproduktora je súbor kmitacej cievky a magnetu. Keďže ide o elektromotor, ako sa na motor patrí, môže pracovať ako generátor a to je presne to, čo robí v blízkosti rezonančnej frekvencie, kedy je rýchlosť a amplitúda pohybu kmitacej cievky maximálna. Cievka, ktorá sa pohybuje v magnetickom poli, generuje prúd a záťaž pre takýto generátor je výstupná impedancia zosilňovača, teda prakticky nulová. Ukazuje sa, že ide o rovnakú elektrickú brzdu, ktorou sú vybavené všetky elektrické vlaky. Aj tam sú pri brzdení trakčné motory nútené pracovať ako generátory a ich záťažou je batéria brzdových odporov na streche.
Množstvo generovaného prúdu bude prirodzene tým väčšie, čím silnejšie bude magnetické pole, v ktorom sa kmitacia cievka pohybuje. Ukazuje sa, že čím silnejší je magnet reproduktora, tým nižší je jeho kvalitatívny faktor, pričom ostatné veci sú rovnaké. Ale samozrejme, keďže sa na tvorbe tejto hodnoty podieľa dĺžka drôtu vinutia aj šírka medzery v magnetickom systéme, bolo by predčasné robiť konečný záver len na základe veľkosti magnetu. A ten predbežný - prečo nie?...
Základné pojmy – celkový faktor kvality hovoriaceho sa považuje za nízky, ak je menší ako 0,3 – 0,35; vysoká - viac ako 0,5 - 0,6.
Ekvivalentný objem. Väčšina moderných meničov reproduktorov je založená na princípe „akustického odpruženia“.
Niekedy ich nazývame „kompresia“, čo je nesprávne. Kompresné hlavy sú úplne iný príbeh spojený s použitím rohov ako akustického dizajnu.
Koncept akustického zavesenia spočíva v inštalácii reproduktora v objeme vzduchu, ktorého elasticita je porovnateľná s elasticitou zavesenia reproduktora. V tomto prípade sa ukázalo, že ďalšia pružina bola inštalovaná paralelne s pružinou už existujúcou v závese. V tomto prípade bude ekvivalentný objem ten, pri ktorom sa novoobjavená pružina rovná elasticite už existujúcej. Množstvo ekvivalentného objemu je určené tuhosťou zavesenia a priemerom reproduktora. Čím je pruženie mäkšie, tým väčší bude vzduchový vankúš, ktorého prítomnosť začne reproduktora rušiť. To isté sa deje so zmenou priemeru difúzora. Veľký difúzor pri rovnakom výtlaku stlačí vzduch vo vnútri boxu silnejšie, čím zažije väčšiu odozvu elasticity objemu vzduchu.
Práve táto okolnosť často určuje výber veľkosti reproduktora na základe dostupnej hlasitosti, aby sa prispôsobil jeho akustickému dizajnu. Veľké difúzory vytvárajú predpoklady pre vysoký výkon zo subwoofera, ale vyžadujú aj veľké objemy. Tu treba opatrne použiť argument z repertoáru miestnosti na konci školskej chodby „Mám naviac“.
Ekvivalentná hlasitosť má zaujímavé vzťahy s rezonančnou frekvenciou, bez vedomia ktorej je ľahké ju prehliadnuť. Rezonančná frekvencia je určená tuhosťou zavesenia a hmotnosťou pohyblivého systému a ekvivalentný objem je určený priemerom difúzora a rovnakou tuhosťou.
V dôsledku toho je takáto situácia možná. Predpokladajme, že existujú dva reproduktory rovnakej veľkosti a rovnakej rezonančnej frekvencie. Ale iba jeden z nich dosiahol túto frekvenčnú hodnotu vďaka ťažkému difúzoru a tuhému zaveseniu, zatiaľ čo druhý mal naopak ľahký difúzor s mäkkým odpružením. Ekvivalentný objem takéhoto páru sa napriek všetkej vonkajšej podobnosti môže veľmi výrazne líšiť a pri inštalácii do rovnakej škatule budú výsledky dramaticky odlišné.
Keď sme teda zistili, čo znamenajú dôležité parametre, začnime si konečne vyberať snúbenca. Model bude takýto – veríme, že ste sa rozhodli, povedzme na základe materiálov predchádzajúceho článku tejto série, pre typ akustického prevedenia a teraz si k nemu musíte vybrať reproduktor zo stoviek alternatív. Po zvládnutí tohto procesu bude pre vás jednoduchý opačný proces, teda výber vhodného dizajnu pre vybraný reproduktor. Teda takmer bez ťažkostí.
Uzavretá krabica
Ako už bolo povedané vo vyššie uvedenom článku, uzavretá skrinka je najjednoduchší akustický dizajn, ale nie je ani zďaleka primitívny, má, najmä v aute, niekoľko dôležitých výhod oproti iným. Jeho popularita v mobilných aplikáciách vôbec neutícha, takže začneme s ním.
Čo sa stane s výkonom reproduktora pri inštalácii v uzavretej krabici? Závisí to od jednej jedinej veličiny – objemu škatule. Ak je hlasitosť taká veľká, že ju reproduktor prakticky nevníma, dostávame sa k možnosti nekonečnej obrazovky. V praxi sa táto situácia dosiahne, keď objem škatule (alebo iného uzavretého objemu umiestneného za difúzorom, alebo jednoduchšie povedané toho, čo sa tam skrýva - kufra auta) presahuje ekvivalentný objem reproduktora o tri krát alebo viac. Ak je tento vzťah splnený, rezonančná frekvencia a celkový faktor kvality systému zostanú takmer rovnaké ako v prípade reproduktora. To znamená, že ich treba podľa toho vyberať. Je známe, že akustický systém bude mať najhladšiu frekvenčnú odozvu s celkovým faktorom kvality 0,7. Pri nižších hodnotách sa impulzné charakteristiky zlepšujú, ale frekvenčný pokles začína dosť vysoko. Pri veľkých hodnotách sa frekvenčná odozva stáva vyššou blízko rezonancie a prechodové charakteristiky sa trochu zhoršujú. Ak sa zameriavate na klasickú hudbu, jazz alebo akustické žánre, optimálnou voľbou by bol mierne pretlmený systém s faktorom kvality 0,5 - 0,7. Energickejším žánrom nezaškodí zvýraznenie minim, ktoré je dosahované s faktorom kvality 0,8 - 0,9. A nakoniec, fanúšikovia rapu si prídu na svoje, ak má systém faktor kvality rovný jednej alebo dokonca vyšší. Hodnota 1,2 by sa snáď mala považovať za hranicu pre každý žáner, ktorý tvrdí, že je hudobný.
Musíme mať tiež na pamäti, že pri inštalácii subwoofera do interiéru auta stúpajú nízke frekvencie, začínajúc od určitej frekvencie, určenej veľkosťou kabíny. Typické hodnoty pre začiatok nárastu frekvenčnej odozvy sú 40 Hz pre veľké auto, ako je džíp alebo minivan; 50 - 60 pre stredné, ako je osmička alebo karé; 70 - 75 pre malého, z Tavria.
Teraz je to jasné - na inštaláciu v režime nekonečnej obrazovky (alebo Freeair, ak vám neprekáža, že druhý názov je patentovaný Stillwater Designs), potrebujete reproduktor s celkovým faktorom kvality najmenej 0,5 alebo dokonca vyšším a rezonančná frekvencia nie nižšia ako 40 hertzov - 60, v závislosti od toho, čo vsadíte. Takéto parametre zvyčajne znamenajú pomerne tuhé zavesenie, čo je jediná vec, ktorá chráni reproduktor pred preťažením pri absencii „akustickej podpory“ uzavretého objemu. Tu je príklad – Infinity vyrába vo verziách série Reference a Kappa rovnaké hlavy s indexmi br (bassreflex) a ib (nekonečná ozvučnica) Parametre Thiel-Small sa napríklad pri desaťpalcovej Reference líšia nasledovne :
Parameter T/S 1000w.br 1000w.ib
Fs 26 Hz 40 Hz
Vas 83 l 50 l
Je vidieť, že verzia ib, pokiaľ ide o jej rezonančnú frekvenciu a faktor kvality, je pripravená pracovať „tak, ako je“, a súdiac podľa rezonančnej frekvencie a ekvivalentného objemu, táto modifikácia je oveľa tvrdšia ako druhá, optimalizované pre prevádzku v bassreflexe, a preto s väčšou pravdepodobnosťou prežije v náročných podmienkach Freeair.
Čo sa však stane, ak bez toho, aby ste venovali pozornosť malým písmenám, vrazíte do týchto podmienok reproduktor s indexom br, ktorý vyzerá ako dva hrášky v struku? Ale tu je to, čo: kvôli nízkemu faktoru kvality začne frekvenčná odozva klesať pri frekvenciách približne 70 - 80 Hz a neobmedzená „mäkká“ hlava sa bude cítiť veľmi nepríjemne na spodnom okraji rozsahu a je to jednoduché. aby som to tam preťažil.
Tak sme sa dohodli:
Na použitie v režime „nekonečnej obrazovky“ musíte vybrať reproduktor s vysokým celkovým faktorom kvality (nie menej ako 0,5) a rezonančnou frekvenciou (nie menej ako 45 Hz), pričom tieto požiadavky špecifikujte v závislosti od typu prevládajúceho hudobného materiálu. a veľkosť kabíny.
Teraz o „nenekonečnom“ objeme. Ak umiestnite reproduktor do hlasitosti porovnateľnej s jeho ekvivalentnou hlasitosťou, systém nadobudne charakteristiky, ktoré sú výrazne odlišné od tých, s ktorými reproduktor prišiel do tohto systému. Po prvé, pri inštalácii v uzavretom objeme sa zvýši rezonančná frekvencia. Tuhosť sa zvýšila, ale hmotnosť zostala rovnaká. Zvýši sa aj faktor kvality. Posúďte sami - pridaním tuhosti malého, to znamená nepoddajného objemu vzduchu, ktorý pomôže vystužiť odpruženie, sme tak akoby namontovali druhú pružinu a nechali starý tlmič.
So znižovaním hlasitosti sa rovnako zvyšuje kvalitatívny faktor systému a jeho rezonančná frekvencia. To znamená, že ak by sme videli reproduktor s faktorom kvality povedzme 0,25 a chceme mať systém s faktorom kvality povedzme 0,75, tak sa aj rezonančná frekvencia strojnásobí. Ako je to na reproduktore? 35 Hz? To znamená, že v správnej hlasitosti, čo sa týka tvaru frekvenčnej odozvy, to bude 105 Hz a toto, viete, už nie je subwoofer. Takže to nesedí. Vidíte, nepotrebovali ste ani kalkulačku. Pozrime sa na ten druhý. Rezonančná frekvencia 25 Hz, faktor kvality 0,4. Výsledkom je systém s faktorom kvality 0,75 a rezonančnou frekvenciou niekde okolo 47 Hz. Celkom hodný. Skúsme priamo tam, bez opustenia pultu, odhadnúť, aká veľká bude krabica potrebná. Je napísané, že Vas = 160 l (alebo 6 kubických stôp, čo je pravdepodobnejšie).
(Prial by som si, aby som tu mohol napísať vzorec - je to jednoduché, ale nemôžem - sľúbil som). Preto vám na výpočty pri pulte dám cheat sheet: skopírujte a vložte do peňaženky, ak je nákup basového reproduktora súčasťou vašich nákupných plánov:
Rezonančná frekvencia a faktor kvality sa zvýši v roku Ak je objem škatule od Vas
1,4 krát 1
1,7 krát 1/2
2 krát 1/3
3 krát 1/8
Pre nás je to asi dvojnásobok, takže to bude krabica s objemom 50 - 60 litrov, bude to trochu veľa... Poďme na ďalšiu. A tak ďalej.
Ukazuje sa, že na to, aby vznikol mysliteľný akustický dizajn, parametre reproduktorov musia byť nielen v určitom rozsahu hodnôt, ale musia byť aj navzájom prepojené.
Skúsení ľudia spojili tento vzťah do indikátora Fs/Qts.
Ak je hodnota Fs/Qts 50 alebo menej, reproduktor je zrodený pre uzavretú skrinku. Požadovaný objem boxu bude menší, čím nižšie Fs alebo menšie Vas.
Podľa externých údajov možno „prirodzené samotárky“ rozpoznať podľa ťažkých difúzorov a mäkkých odpružení (ktoré poskytujú nízku rezonančnú frekvenciu), nie príliš veľkých magnetov (takže faktor kvality nie je príliš nízky), dlhých kmitacích cievok (od zdvihu kužeľa reproduktora pracujúceho v uzavretom boxe, môže dosiahnuť pomerne veľké hodnoty).
Bassreflex
Ďalším typom obľúbeného akustického dizajnu je bassreflex, ktorý pri všetkej vrúcnej túžbe nemožno pri pulte počítať ani približne. Vhodnosť reproduktora na to ale odhadnete. A o výpočte budeme vo všeobecnosti hovoriť samostatne.
Rezonančná frekvencia systému tohto typu je určená nielen rezonančnou frekvenciou reproduktora, ale aj nastavením basreflexu. To isté platí pre faktor kvality systému, ktorý sa môže výrazne meniť so zmenami dĺžky tunela aj pri konštantnom objeme krytu. Keďže bassreflex môže byť na rozdiel od uzavretého boxu naladený na frekvenciu blízku alebo dokonca nižšiu ako je frekvencia reproduktora, je „dovolená“ vlastná rezonančná frekvencia hlavy byť vyššia ako v predchádzajúcom prípade. To pri úspešnom výbere znamená ľahší difúzor a v dôsledku toho vylepšené impulzné charakteristiky, ktoré bassreflex potrebuje, keďže jeho „vrodené“ prechodové charakteristiky nie sú najlepšie, prinajmenšom horšie ako u uzavretého boxu. Ale je vhodné mať faktor kvality čo najnižší, nie viac ako 0,35. Keď to znížime na rovnaký indikátor Fs/Qts, vzorec na výber reproduktora pre bassreflex vyzerá jednoducho:
Na použitie v bassreflexe sú vhodné reproduktory s hodnotou Fs/Qts 90 a viac.
Vonkajšie znaky fázovo prevrátenej horniny: difúzory svetla a silné magnety.
Pásmové priepusty (veľmi krátko)
Pásmové reproduktory sa so všetkými svojimi hlasitými prednosťami (to je v zmysle najväčšej účinnosti v porovnaní s inými typmi) najnáročnejšie počítajú a vyrábajú a zosúladenie ich vlastností s vnútornou akustikou auta s nedostatočnými skúsenosťami sa môže zmeniť na absolútne peklo, tak pri tomto type Pri akustickom dizajne je lepšie chodiť po skalách a využívať odporúčania výrobcov reproduktorov, hoci vám to zväzuje ruky. Ak sú však vaše ruky stále vo voľnom stave a svrbia vás na vyskúšanie: pre jednopásmové priepusty sú vhodné takmer rovnaké reproduktory ako pre bassreflexy a pre dvojpásmové alebo kvázipásmové priepusty sú to rovnaké alebo výhodnejšie hlavy s index Fs/Qts 100 a vyšší.
Užitočné témy:

19.01.2006 15:47 # 0+

Ak ste na našom fóre prvýkrát:

Všimnite si zoznam užitočných tém v prvej správe.

Výrazy a najobľúbenejšie modely v správach sú zvýraznené rýchlymi tipmi a odkazmi na relevantné články v MagWikipedii a katalógu.

Na preskúmanie fóra sa nemusíte registrovať – takmer všetok relevantný obsah vrátane súborov, obrázkov a videí je otvorený pre hostí.

Všetko najlepšie,
Správa Car Audio Fóra

Parametre Thiele & Small
Toto je skupina parametrov zavedená A.N. Thiele a neskôr R.H. Malý, pomocou ktorého je možné plne popísať elektrické a mechanické charakteristiky stredo- a nízkofrekvenčných reproduktorových hláv pracujúcich v oblasti kompresie, t.j. keď v difúzore nevznikajú pozdĺžne vibrácie a možno ho prirovnať k piestu.
Fs (Hz) je prirodzená rezonančná frekvencia hlavy reproduktora v otvorenom priestore. V tomto bode je jeho impedancia maximálna.
Fc (Hz) - rezonančná frekvencia akustického systému pre uzavretý kryt.
Fb (Hz) - basreflexná rezonančná frekvencia.
F3 (Hz) - medzná frekvencia, pri ktorej je výstup hlavy znížený o 3 dB.
Vas (kubický m) - ekvivalentný objem. Ide o uzavretý objem vzduchu vybudeného hlavou, ktorý má pružnosť rovnajúcu sa ohybnosti Cms pohyblivého systému hlavy.
D (m) je efektívny priemer difúzora.
Sd (m2) - efektívna plocha difúzora (približne 50-60% projektovanej plochy).
Xmax (m) - maximálny výtlak difúzora.
Vd (kubický m) - excitovaný objem (súčin Sd Xmax).
Re (Ohm) - odpor vinutia hlavy voči jednosmernému prúdu.
Rg (Ohm) - výstupná impedancia zosilňovača, berúc do úvahy vplyv spojovacích vodičov a filtrov.
Qms (bezrozmerná veličina) - mechanický činiteľ kvality hlavy reproduktora pri rezonančnej frekvencii (Fs), zohľadňuje mechanické straty.
Qes (bezrozmerná kvantita) - elektrický faktor kvality hlavy reproduktora pri rezonančnej frekvencii (Fs), zohľadňuje elektrické straty.
Qts (bezrozmerná kvantita) - celkový činiteľ kvality hlavy reproduktora pri rezonančnej frekvencii (Fs), zohľadňuje všetky straty.
Qmc (bezrozmerná veličina) - mechanický činiteľ kvality akustického systému pri rezonančnej frekvencii (Fs), zohľadňuje mechanické straty.
Qec (bezrozmerná kvantita) - elektrický faktor kvality akustického systému pri rezonančnej frekvencii (Fs), zohľadňuje elektrické straty.
Qtc (bezrozmerná veličina) - celkový činiteľ kvality akustického systému pri rezonančnej frekvencii (Fs), zohľadňuje všetky straty.
Ql (bezrozmerná veličina) je kvalitatívny faktor akustického systému pri frekvencii (Fb), berúc do úvahy straty z úniku.
Qa (bezrozmerná kvantita) je kvalitatívny faktor akustického systému pri frekvencii (Fb), berúc do úvahy straty absorpciou.
Qp (bezrozmerná veličina) je činiteľ kvality akustického systému pri frekvencii (Fb) s prihliadnutím na ostatné straty.
N0 (bezrozmerná veličina, niekedy %) - relatívna účinnosť (účinnosť) systému.
Cms (m/N) - flexibilita pohyblivého systému reproduktorovej hlavy (posunutie pod vplyvom mechanického zaťaženia).
Mms (kg) - efektívna hmotnosť pohyblivého systému (zahŕňa hmotnosť difúzora a vzduchu, ktorý s ním osciluje).
Rms (kg/s) - aktívny mechanický odpor hlavy.
B (T) - indukcia v medzere.
L (m) - dĺžka vodiča kmitacej cievky.
Bl (m/N) - koeficient magnetickej indukcie.
Pa - akustický výkon.
Pe - elektrická energia.
C=342 m/s - rýchlosť zvuku vo vzduchu za normálnych podmienok.
P=1,18 kg/m^3 - hustota vzduchu za normálnych podmienok.
Le je indukčnosť cievky.
BL je hodnota hustoty magnetického toku vynásobená dĺžkou cievky.
Spl – hladina akustického tlaku v dB.

Re: Thiel-Small parametre a akustické prevedenie reproduktora.

Skvelý program BassBox 6.0 PRO na výpočet akustického dizajnu 12MB reproduktora, sériové číslo vnútri v súbore *.txt:
Program má obrovskú databázu parametrov din od veľkého počtu výrobcov a dokáže vypočítať objem s prihliadnutím na hrúbku steny. Vo všeobecnosti veľmi pohodlné.

Parametre Small-Thiele

Parametre Small-Thiele
Až do roku 1970 neexistovali žiadne pohodlné, dostupné a štandardné priemyselné metódy na získanie porovnávacích údajov o výkone reproduktorov. Jednotlivé testy vykonávané laboratóriami boli príliš drahé a časovo náročné. Zároveň boli potrebné metódy na získanie porovnávacích údajov o reproduktoroch tak pre kupujúcich, aby si vybrali požadovaný model, ako aj pre výrobcov zariadení, aby presnejšie opísali svoje produkty a zdôvodnili porovnanie rôznych zariadení.
Dizajn reproduktorov Začiatkom sedemdesiatych rokov bol na konferencii AES prezentovaný príspevok, ktorého autormi sú Neville Thiele a Richard Small. Thiele bol hlavným inžinierom a vývojovým inžinierom v Austrálskej komisii pre vysielanie. V tom čase viedol Federálne strojárske laboratórium a analyzoval činnosť zariadení a systémov na prenos audio a video signálov. Small bol postgraduálnym študentom na Technickej škole na univerzite v Sydney.
Cieľom Thieleho a Smalla bolo ukázať, ako môžu parametre, ktoré odvodili, pomôcť zladiť skrinku s konkrétnym reproduktorom. Výsledkom však je, že tieto merania poskytujú podstatne viac informácií: dokážu vyvodiť oveľa hlbšie závery o výkone reproduktora, než na základe zvyčajných údajov o veľkosti, maximálnom výstupnom výkone alebo citlivosti.
Zoznam parametrov s názvom „Parametre Small-Thiele“: Fs, Re, Le, Qms, Qes, Qts, Vas, Cms, Vd, BL, Mms, Rms, EBP, Xmax/Xmech, Sd, Zmax, rozsah prevádzkovej frekvencie (použiteľné Frekv. rozsah), menovitý výkon (Power Handling), citlivosť (Sensitivity).
Fs
Re
Tento parameter popisuje jednosmerný odpor reproduktora meraný pomocou ohmmetra. Často sa nazýva DCR. Hodnota tohto odporu je takmer vždy menšia ako menovitý odpor reproduktora, čo znepokojuje mnohých kupujúcich, pretože sa obávajú preťaženia zosilňovača. Pretože sa však indukčnosť reproduktora zvyšuje s frekvenciou, je nepravdepodobné, že konštantná impedancia ovplyvní záťaž.
Le
Tento parameter zodpovedá indukčnosti kmitacej cievky, meranej v mH (milihenry). Podľa zavedenej normy sa merania indukčnosti vykonávajú pri frekvencii 1 kHz. Keď sa frekvencia zvyšuje, impedancia sa zvýši nad hodnotu Re, pretože kmitacia cievka funguje ako induktor. V dôsledku toho nie je impedancia reproduktora konštantná. Môže byť znázornená ako krivka, ktorá sa mení s frekvenciou vstupného signálu. Maximálna hodnota impedancie (Zmax) sa vyskytuje pri rezonančnej frekvencii (Fs).
Q parametre
Vas/Cms
Parameter Vas napovedá, aký by mal byť objem vzduchu, ktorý by po stlačení na objem jeden meter kubický mal rovnaký odpor ako závesný systém (ekvivalentný objem). Faktor flexibility závesného systému pre daný reproduktor sa označuje ako Cms. Vas je jedným z najťažšie merateľných parametrov, pretože tlak vzduchu sa mení v závislosti od vlhkosti a teploty, a preto na meranie vyžaduje veľmi moderné laboratórium. Cms sa meria v metroch na newton (m/N) a predstavuje silu, ktorou mechanický závesný systém odoláva pohybu difúzora. Inými slovami, Cms zodpovedá meraniu tuhosti mechanického zavesenia reproduktora. Vzťah medzi parametrami Cms a Q možno porovnať s voľbou výrobcov automobilov medzi zvýšeným komfortom a zlepšenými jazdnými vlastnosťami. Ak si predstavíme vrcholy a prepady zvukového signálu ako hrbole na ceste, potom je systém zavesenia reproduktorov podobný pružinám auta – v ideálnom prípade by mal vydržať veľmi rýchlu jazdu po ceste posiatej veľkými balvanmi.
Vd
Tento parameter udáva maximálny objem vzduchu, ktorý môže byť vytlačený difúzorom (Peak Diaphragm Displacement Volume). Vypočíta sa vynásobením Xmax (maximálna dĺžka časti kmitacej cievky, ktorá presahuje magnetickú medzeru) a Sd (pracovná plocha difúzora). Vd sa meria v kubických centimetroch. Subwoofery majú zvyčajne najvyššie hodnoty Vd.
B.L.
Tento parameter, vyjadrený v tesle na meter, charakterizuje hnaciu silu reproduktora. Inými slovami, BL označuje, koľko hmoty môže reproduktor „zdvihnúť“. Tento parameter sa meria takto: na kužeľ pôsobí určitá sila smerujúca do reproduktora a meria sa prúd potrebný na pôsobenie proti pôsobiacej sile - hmotnosť v gramoch sa vydelí prúdom v ampéroch. Vysoká hodnota BL označuje veľmi silný reproduktor.
mms
Tento parameter je kombináciou hmotnosti zostavy kužeľa a množstva prúdu vzduchu pohybovaného kužeľom reproduktora počas prevádzky. Hmotnosť zostavy difúzora sa rovná súčtu hmotnosti samotného difúzora, centrovacej podložky a kmitacej cievky. Pri výpočte hmotnosti prúdu vzduchu vytlačeného difúzorom sa použije objem vzduchu zodpovedajúci parametru Vd.
Rms
Tento parameter popisuje straty mechanického odporu systému zavesenia reproduktorov. Ide o meranie absorpčných vlastností priestorového reproduktora a meria sa v N i s/m.
EBP
Tento parameter sa rovná Fs delené Qes. Používa sa v mnohých vzorcoch súvisiacich s dizajnom reproduktorových skríň a najmä na určenie, ktorú skrinku je lepšie zvoliť pre daný reproduktor - uzavretú alebo fázovo-reflexnú konštrukciu. Keď sa hodnota EBP blíži k 100, znamená to, že reproduktor je najvhodnejší na použitie v basreflexovej ozvučnici. Ak sa EBP blíži k 50, je lepšie nainštalovať tento reproduktor do uzavretého krytu. Toto pravidlo je však len východiskovým bodom pri vytváraní akustického systému a pripúšťa výnimky.
Xmax/Xmech
Parameter definuje maximálnu lineárnu odchýlku. Keď sa kmitacia cievka začne pohybovať z magnetickej medzery, výstup reproduktora sa stane nelineárnym. Aj keď závesný systém môže vytvárať nelinearitu výstupného signálu, skreslenie začne výrazne narastať v momente, keď sa začne znižovať počet závitov kmitacej cievky v magnetickej medzere. Na určenie Xmax je potrebné vypočítať dĺžku časti kmitacej cievky, ktorá presahuje horný rez magnetu, a rozdeliť ju na polovicu. Tento parameter sa používa na určenie maximálnej hladiny akustického tlaku (SPL), ktorú môže reproduktor poskytnúť pri zachovaní linearity signálu, t.j. normalizovanej hodnoty THD.
Pri určovaní Xmech sa meria dĺžka zdvihu kmitacej cievky, kým nenastane jedna z nasledujúcich situácií: buď sa zlomí centrovacia podložka, alebo sa kmitacia cievka opiera o bezpečnostný zadný kryt, alebo sa kmitacia cievka vysunie z magnetickej medzery, alebo iná fyzická obmedzenia kužeľa začínajú hrať úlohu. Najmenšia zo získaných dĺžok zdvihu cievky sa rozdelí na polovicu a výsledná hodnota sa berie ako maximálny mechanický posun difúzora.
SD
Tento parameter zodpovedá pracovnej ploche difúzora. Merané v cm2.
Zmax
Tento parameter zodpovedá impedancii reproduktora pri rezonančnej frekvencii.
Použiteľný frekvenčný rozsah
Výrobcovia používajú rôzne metódy na meranie prevádzkového frekvenčného rozsahu. Mnohé metódy sa považujú za prijateľné, ale vedú k rôznym výsledkom. Keď sa frekvencia zvyšuje, vyžarovanie mimo osi reproduktora klesá úmerne k priemeru. V určitom bode sa stáva ostro nasmerovaným. V tabuľke je uvedená závislosť frekvencie, pri ktorej sa tento efekt vyskytuje, od veľkosti reproduktora.
File:///C:/Documents%20and%20Settings/artemk01klg/Desktop/1.jpg
Menovitý výkon (ovládanie výkonu)
Toto je veľmi dôležitý parameter pri výbere reproduktora. Je potrebné s istotou vedieť, že vysielač odolá výkonu signálu, ktorý je do neho dodávaný. Preto si treba vybrať reproduktor, ktorý s rezervou znesie do neho dodávaný výkon. Určujúcim kritériom pre výkon reproduktora je jeho schopnosť odvádzať teplo. Hlavnými konštrukčnými prvkami, ktoré ovplyvňujú efektívny odvod tepla, sú veľkosť kmitacej cievky, veľkosť magnetu, dizajnová ventilácia a high-tech, pokročilé materiály použité v dizajne kmitacej cievky. Väčšia kmitacia cievka a magnet poskytujú efektívnejší odvod tepla a ventilácia udržuje dizajn v pohode.
Pri výpočte výkonu reproduktora sú okrem jeho tepelnej odolnosti dôležité aj mechanické vlastnosti reproduktora. Koniec koncov, zariadenie vydrží zahrievanie, ku ktorému dochádza pri dodávaní výkonu 1 kW, ale ešte pred dosiahnutím tejto hodnoty zlyhá kvôli štrukturálnemu poškodeniu: kmitacia cievka sa opiera o zadnú stenu alebo sa kmitacia cievka vysunie magnetickej medzery, dôjde k deformácii difúzora atď. d Najčastejšie k takýmto poruchám dochádza pri prehrávaní príliš silného nízkofrekvenčného signálu pri vysokej hlasitosti. Aby ste sa vyhli poruchám, potrebujete poznať skutočný rozsah reprodukovaných frekvencií, parameter Xmech, ako aj menovitý výkon.
Citlivosť
Tento parameter je jedným z najdôležitejších v celej špecifikácii reproduktora. Umožňuje vám pochopiť, ako efektívne a pri akej hlasitosti bude zariadenie reprodukovať zvuk, keď je dodávaný signál jedného alebo druhého napájania. Bohužiaľ, výrobcovia reproduktorov používajú rôzne metódy na výpočet tohto parametra - neexistuje jediný zavedený. Pri určovaní citlivosti sa hladina akustického tlaku meria vo vzdialenosti jedného metra pri výkone 1 W na reproduktor. Problém je v tom, že niekedy sa vzdialenosť 1 m počíta od krytu proti prachu a niekedy od vešiaka reproduktora. Z tohto dôvodu môže byť určenie citlivosti reproduktorov dosť ťažké.
Prevzaté z

Spodná hranica frekvenčného rozsahu reprodukovaného reproduktorom je určená hlavnou rezonančnou frekvenciou hlavy. Bohužiaľ, veľmi zriedkavo sú v predaji hlavy, ktoré majú hlavnú rezonančnú frekvenciu pod 60-80 Hz. Preto sa na rozšírenie rozsahu pracovných frekvencií akustických systémov javí ako veľmi dôležité znížiť hlavnú rezonančnú frekvenciu hláv v nich používaných. Ako je známe, systém pohyblivej hlavy (difúzor s kmitacou cievkou) v hlavnej rezonančnej oblasti je jednoduchý oscilačný systém pozostávajúci z hmoty a pružnosti závesu. Rezonančná frekvencia takéhoto systému je určená vzorcom:

Kde m je hmotnosť difúzora, kmitacej cievky a pripojeného vzduchu, g, C je pružnosť zavesenia, cm/din.

Aby sa teda znížila hlavná rezonančná frekvencia hlavy, je potrebné zvýšiť buď hmotnosť difúzora a kmitacej cievky, alebo pružnosť ich zavesenia, prípadne oboje. Najjednoduchším spôsobom je zväčšiť hmotnosť difúzora pripojením ďalšieho závažia. Zvyšovanie hmotnosti systému pohyblivej hlavy je však nerentabilné, pretože sa tým zníži nielen rezonančná frekvencia, ale aj akustický tlak vytvorený hlavou. Faktom je, že sila F vytvorená prúdom I v kmitacej cievke dynamickej hlavy sa rovná

Kde B je magnetická indukcia v medzere, l je dĺžka vodiča kmitacej cievky.

Na druhej strane, podľa zákonov mechaniky je táto sila rovná F=m*a, kde je hmotnosť pohybujúcej sa sústavy, a je kmitavé zrýchlenie.

Keďže sila pôsobiaca na kmitaciu cievku závisí pre danú hlavu len od aktuálnej hodnoty, zväčšením hmotnosti znížime o rovnakú hodnotu kmitavé zrýchlenie cievky a difúzora; a keďže akustický tlak generovaný hlavou v tejto frekvenčnej oblasti je úmerný zrýchleniu kužeľa, zníženie zrýchlenia je ekvivalentné zníženiu akustického tlaku. Ak by sme sa pokúsili znížiť hlavnú rezonančnú frekvenciu hlavy na polovicu, vyžadovalo by to štvornásobné zvýšenie hmotnosti pohyblivého systému a o rovnakú hodnotu by sa znížil akustický tlak vytvorený hlavou pri konštantnom prúde v cievke. Okrem toho zvýšenie hmotnosti by zvýšilo kvalitatívny faktor pohyblivého systému a zvýšilo rezonančný vrchol a s ním aj nerovnomernosť frekvenčnej odozvy, čo by zase zhoršilo prechodové charakteristiky reproduktora.

Preto je na zníženie rezonančnej frekvencie hlavy účelnejšie zvýšiť pružnosť zavesenia difúzora a centrovacieho kotúča, teda znížiť tuhosť pohyblivého systému. Toto sa robí nasledovne. Najprv odlúpnite alebo odrežte objímku difúzora ostrým skalpelom alebo čepeľou (pozdĺž krúžku držiaka difúzora). Potom sa odpájkujú ohybné vodiče kmitacej cievky, odskrutkuje sa krúžok centrovacieho kotúča a „pavúk“ getinax (ak existuje), alebo sa centrovací kotúč odlepí od držiaka difúzora.

Pružnosť centrovacieho kotúča so zvlnením sa zvýši tým, že sa v ňom rovnomerne po obvode vyrežú tri alebo štyri kužeľovité otvory (pozri obr. 1). Celková plocha týchto otvorov by mala byť 0,4-0,5-násobok plochy zvlnenia centrovacieho disku. Na ochranu magnetickej medzery pred prachom je gáza prilepená k výrezom alebo celému disku pomocou bežného gumového lepidla alebo lepidla BF-6. Ak je kmitacia cievka vycentrovaná pomocou getinaxového (textolitového) „pavúka“, flexibilita sa zvýši zmenšením šírky jej ramien (vypilovaním pilníkom alebo ich opatrným prehryznutím nožnicami na drôty). Potom sa odreže časť okrajového zvlnenia na difúzore tak, aby medzi okrajom difúzora a prstencom držiaka difúzora zostala medzera asi 200 mm. Ak je zároveň na okraji difúzora zvlnenie, vyrovná sa na dĺžku asi 10 mm a nalepí sa naň záves v podobe ramienok z pavinolu alebo mäkkej textílie. Na zvýšenie pružnosti by sa mal textilný alebo pletený podklad podľa možnosti odstrániť.

Veľmi flexibilné a elastické ramená je možné vyrobiť pomocou silikónového lepidla - tmelu "Elastosil" z tenkých nylonových pančúch. Vrch pančuchy sa pozdĺžne rozreže a na výslednú látku sa urobia značky v šírke 24-28 cm (pozri obr. 2). Pri označovaní by mali byť oblúky umiestnené cez pančuchu (pozri obr. 2), pretože elasticita pančuchy je väčšia v pozdĺžnom smere. Potom položte kúsok hladkej plastovej fólie na nejakú dosku alebo hrubú lepenku, položte na ňu pančuchovú látku a zaistite ju pozdĺž okrajov gombíkmi alebo klincami. Potom sa „Elastosil“ nanáša na úplet špachtľou alebo koncom kovového pravítka, takže vlákna úpletu nie sú viditeľné. Po dni (čas polymerizácie „elastosilu“) sa úplet prevráti a na druhú stranu sa nanesie „elastosil“.

Na vystrihnutie ramien vytvorte kartónovú šablónu. Difuzér je vhodné zavesiť najviac na tri alebo štyri ramená tak, aby každé rameno zaberalo tretinu, respektíve štvrtinu obvodu difuzéra. Na ramenách a na okraji difúzora označte ceruzkou plochy, ktorými by sa mali lepiť, šírka týchto plôch by mala byť 7-10 mm; Hotové ramená jedno po druhom natrieme lepidlom a prilepíme k vyznačenému okraju difúzora „elastosilom“ alebo silikónovým lepidlom KT-30 alebo MSN-7. Oblúky z pavinolu alebo textilu sa lepia na povrch, kde sa nachádzal textil pomocou lepidla BF-2, 88 alebo AB-4. Odporúča sa najskôr skontrolovať vhodnosť (zhodu) lepidla s materiálom nalepením kúska materiálu na hrubý papier.

Spoje medzi ramenami by mali byť tiež zlepené, aby neboli žiadne medzery. Najlepšie je to urobiť pomocou „elastosilu“ pre pavinolové alebo textové vinylové chrámy, odporúča sa upevniť okraje závitmi a vyplniť ich v niekoľkých fázach obyčajným gumovým lepidlom.

Po ukončení zavesenia sa difúzor nainštaluje do držiaka difúzora tak, aby kmitacia cievka zapadla do medzery. Potom sa zosilní krúžok centrovacieho kotúča a predbežne sa vycentruje kmitacia cievka (pred nalepením závesu). Potom sa závesné ramená difúzora jedno po druhom prilepia na krúžok držiaka difúzora. Na ohýbanie ramien pri nanášaní lepidla na krúžok držiaka difúzora je vhodné použiť krokosvorky s jednopólovými zátkami (pre hmotnosť). Po nalepení závesu sa vykoná konečné zarovnanie kmitacej cievky a zaistia sa krúžky centrovacieho kotúča alebo getinakov "pavúka". Ak centrovací kotúč nemá kovový krúžok a je odlúpnutý, prilepte najskôr záves difúzora a potom centrovací kotúč, pričom súčasne centrujte kmitaciu cievku v medzere. Nakoniec sú prispájkované vodiče kmitacej cievky a k držiaku difúzora sa prilepia nosné ramená z kartónu, špongiovej gumy alebo plsti.

Ak má difúzor prasklinu (roztrhnutie), je najlepšie ho utesniť lepidlom „elastosil“ alebo ho v niekoľkých fázach vyplniť gumovým lepidlom.

Pomocou opísanej metódy je možné znížiť frekvenciu hlavnej rezonancie hlavy 1,5-2 krát. Napríklad na obr. Obrázok 3 zobrazuje frekvenčné charakteristiky impedancie hlavy 4A-18 pred (bodkovaná čiara) a po úprave.

Táto hlava bola vyrobená v Leningradskom závode na filmové zariadenia "Kinap" v roku 1954; jeho úprava spočívala vo vyrezaní troch okienok v strediacom kotúči a nahradení okrajového zvlnenia pavinolovými oblúkmi, pričom textilný podklad nebol odstránený. Rezonančná frekvencia sa znížila zo 105 Hz na 70 Hz, teda 1,5-krát. Je zaujímavé poznamenať, že rovnaký pokles rezonančnej frekvencie dáva dodatočnú hmotnosť 25 g.

Môže byť užitočné prečítať si: