В съвременния свят високоговорителите са широко разпространени, тъй като без тези устройства е невъзможно да се произвеждат телевизори, мобилни телефони, таблети, високоговорители, слушалки и друго аудио оборудване. И по-често работата им остава незабелязана от хората, докато високоговорителят не успее.

Какво е говорител

Високоговорителят (често наричан високоговорител) е електрическо устройство, което преобразува електрически сигнал в звук. Тази трансформация възниква поради осцилаторно движение на електрическа намотка в постоянно магнитно поле (това поле се осигурява от постоянен магнит или, в по-редки случаи, от електромагнит). Тази намотка движи дифузора, който от своя страна създава въздушни вибрации, а това ви позволява да чувате възпроизвежданите звуци.

Въпреки простотата на дизайна, неизправностите, които възникват по време на работа на високоговорителите, все още могат да се появят периодично. Ако високоговорителят започне да възпроизвежда звук със смущения, съскане или пукане или спре да работи напълно, първата стъпка е да локализирате проблемната зона.

Първо, трябва да извършите визуална проверка на устройството, а именно да проверите за повреда:

• корпуси;
• захранващ кабел;
• сигнален кабел;
• гофри;
• дифузьор

Ако има повреда, тази част трябва да бъде поправена или заменена (ако гофрирането или дифузьорът са повредени, високоговорителят ще трябва да бъде сменен). Но ако не се открият външни дефекти и звукът се възпроизвежда със смущения или липсва изобщо, тогава проблемът може да възникне в контактите или бобината на високоговорителя и в този случай проверката на високоговорителя с мултицет ще помогне.

Проверка на високоговорителя с мултицет

За да проверите контактите, трябва да настроите мултиметъра в режим за определяне на тази характеристика. Сондите трябва да бъдат свързани към контактите, като се спазва полярността на високоговорителя, и при неподвижен дифузьор ги преместете. Ако показанията на дисплея на мултиметъра се променят постоянно, това ще означава, че окабеляването е повредено и трябва да се смени.

Ако обърнете високоговорителя и го завъртите, чувате външни звуци (например почукване), тогава най-вероятно няколко завъртания или цялата намотка са паднали от ръкава, в който се намира намотката. Това може да се коригира чрез пренавиване на намотката.

Също така е важно внимателно да разгледате звуковата намотка, която се намира вътре в високоговорителя и изглежда като жица, навита в спирала. Тази намотка трябва да има равномерна, чиста намотка, без преплитане и произволни припокривания, прегъвания, счупвания и други механични повреди. Ако все още се открият механични дефекти, бобината трябва да се смени. Можете сами внимателно да пренавиете неправилно навиване (неравномерно или припокриващо се). За да проверите правилното пренавиване на макарата, е достатъчно да слушате няколко пъти две или три добре познати песни. Докато слушате, трябва да се съсредоточите върху силата на звука (минимална и максимална), качеството на звука (липса на външен шум) и звуковите преходи.

Завъртането на дифузора също ще помогне за откриване на дефекти. Ако чуете смилане, пращене или шумолене, когато извършвате това действие, тогава най-вероятно има чужди предмети в близост до магнитната междина, например метален скрап, случайно паднал по време на сглобяването, и други отломки. Това може да се коригира просто чрез почистване на високоговорителя. Ако дифузьорът се върти трудно или изобщо не се върти, тогава проблемът е в изместената бобина или втулка, както и в изместването на сърцевината, което от своя страна води до заклинване на втулката. Този проблем може да бъде коригиран чрез разглобяване на високоговорителя и монтиране на тези части в правилната позиция.

Електрониката на колоните може да се провери с тестер, омметър или друг уред за измерване на електрическо съпротивление. За да направите това, трябва да включите мултиметъра в режим на измерване на съпротивлението и да измерите тази характеристика на високоговорителя. За полифоничните високоговорители средното съпротивление е 8 ома, а за слуховите е около 30 ома. Ако измервателният уред не показва никакви данни, това означава, че окабеляването на високоговорителя е повредено, а ако е непокътнато, проблемът е в счупена бобина. Повреденото окабеляване или счупената бобина трябва да се сменят с нови.

За да проверите целостта на самата бобина, трябва да я позвъните с помощта на мултицет. В този режим сондите на тестера са свързани към контактите на високоговорителя. Ако дисплеят на мултиметъра показва стойност, по-голяма от 0, тогава звуковата намотка е непокътната, а ако тази стойност е 1, тогава намотката има счупване и в този случай трябва да се смени.

След проверка на електрониката си струва да проверите качеството на изработката на дифузора и гофрирането. За да направите това, високоговорителят трябва да възпроизвежда инфра-ниски честоти. Това ще ви позволи да откриете некачествено залепване на гофрирането и дифузора.

Последното нещо, което трябва да направите, е да проверите качеството на високоговорителя с помощта на честотен генератор. Този тест на високоговорителите трябва да се извърши в диапазона от 20 Hz до 20 kHz. Липсата на хрипове и изкривяване ще означава, че високоговорителят работи правилно и ефективно.

Тези методи ще помогнат за решаването на проблем като проверка на високоговорителя с мултицет.

(В помощ на начинаещи басисти )

Глава A - Измервания

Веднага ще направя резервация, че най-удобният начин за измерване на параметрите на високоговорителите е описан в метода. Предлагам на собствениците на програми да използват този метод (не съм го тествал сам, но мисля, че там няма проблеми). За тези, които нямат тази програма или нямат достатъчно измервателно оборудване, ще опиша метода, който научих от списанията „РАДИО“ от минали години. Използвах този метод и с известна степен на точност и постоянство можете да го използвате, за да получите доста точни (по-точно отколкото в справочника или ръководството за потребителя) параметри.

И така, нека започнем:

1) Нека съставим диаграма.

Мисля, че е ясно къде в диаграмата е тестваният говорител. Останалите елементи на диаграмата изискват подробно обяснение.

Генератор - или генератор на звукова честота, способен да произвежда напрежение от 10-20 V, или комбинация генератор-усилвател, която отговаря на същото изискване.

1000 Ohm – резистор от 1000 Ohm, който стабилизира тока през високоговорителя. Стойността на резистора може да бъде взета по-малко, но това ще намали точността на изчислението на Qts. (Вярно е, че когато използвате резистор от само 200 ома, грешката при измерване едва ли ще надхвърли 10%, но, както се казва, спестете ...).

a, b, c – точки за свързване на волтметър.

Самият волтметър не е показан на фигурата, но трябва да бъде: - първо, променлив ток; - второ, да може да измерва напрежения от порядъка на 100 mV. Ако волтметърът няма такава граница на измерване, той може да бъде свързан чрез усилвател. И тъй като съвременните усилватели обикновено са "стерео" или повече, няма специални проблеми с това.

Диаграмата е сглобена.

2) Поставете високоговорителя далеч от стените, тавана и пода (често се препоръчва да го окачите).

3) Свържете волтметъра към точките АИ с,и настройте напрежението на 10-20 V при честота 500-1000 Hz.

4) Свържете волтметъра към точките VИ с,и чрез промяна на честотата на генератора намираме честотата, при която показанията на волтметъра са максимални, вижте фигурата по-долу в текста. Това е Fs. Записваме показанията Fs и Us на волтметъра.

5) Чрез промяна на честотата нагоре спрямо Fs, намираме честоти, при които показанията на волтметъра са постоянни и значително по-малки от Us (с по-нататъшно увеличаване на честотата, напрежението ще започне да се увеличава отново, пропорционално на увеличаването на импеданса на високоговорителя ). Нека запишем тази стойност, Хм.

Графиката на импеданса на високоговорител в свободно пространство и в затворена кутия изглежда по следния начин.

6) Намерете го от графиката (ако сме го построили) или измерете граничните честоти F1 и F2 на ниво U12=(Us*Um)^0.5;

7) Изчислете акустичния качествен фактор Qa=(Us/Um)^0,5*Fs/(F2-F1) и

8) Електрически качествен фактор Qe=Qa*Um/(Us-Um);

9) И накрая, общият качествен фактор Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe).

За да разберем Vas, имаме нужда от кутия (добра запечатана кутия, в никакъв случай не картонена, но с дебели стени) с кръгъл отвор, който съответства на диаметъра на конуса на високоговорителя. По-добре е да изберете обема на кутията, V, по-близо до този, в който след това ще слушаме този високоговорител.

10) Инсталирайте високоговорителя в кутията и запечатайте всички пукнатини;

11) Извършваме всички измервания и изчисления съгласно точки 1)-6) и получаваме стойностите на Fs" (всъщност това е Fc) и Qts" (Qtc);

12) Изчислете Vas=((Fs"/Fs)^2-1)*V;

13) Изчисляваме Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, ако измереното Qts"=Qtc е добре или почти равно, тогава всичко е направено правилно и можете да продължите към проектирането на акустичната система.

Глава B – Настройка на FI

Предложеният метод за настройка също е копиран от литературата, но е достатъчно прост, за да стане достояние на любопитните маси. Единственото предупреждение (аз го измислих сам) е, че тази техника ви позволява лесно да настройвате FI, направени на базата на високоговорители с качествен фактор Qts = 0,3...0,5. За други FI ще трябва допълнително да използвате естествената си изобретателност. И така.

Методологията се основава на връзката, която съществува между параметрите на ФИ и затворената кутия (closed box). Ако във FI с гладка честотна характеристика (според spl) тунелният отвор е затворен, тогава общият качествен фактор на системата Qtc ще бъде равен на 0,6, а резонансната честота Fc ще бъде свързана с FI честота на настройка по зависимостта: Fb=0.61…0.65*Fc. Ако допуснем грешка при определяне на честотата на настройка на FI от 5%, тогава съотношението Fb / Fc за реални структури може да се приеме равно на 0,63.

Настройка:

14) Затваряме херметически отвора на тунела и сглобяваме верига за измерване на Fc (виж глава A).

15) Избираме количеството звукопоглъщащ материал и постигаме минималната стойност на Fc;

16) Фиксираме материала вътре в кутията и измерваме Fc;

17) Изчислете Fb=0,63*Fc;

18) Изчислете дължината на тунела: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1.7*(S/PI)^0.5, където S е площта на отвора на FI порта в кв. см., V – обем на кутията в литри;

19) Правим тунел, вмъкваме го вътре в кутията (вътре, ако в готовия дизайн се предполага, че е вътре) и измерваме Fb."

Трябва да изглежда нещо като:

20) Заместваме получената стойност Fb" във формула 18) и изчисляваме коригираната стойност V";

21) Заместете V" във формула 18) и изчислете Lv" за изчислената стойност на Fb (който е забравил, това се случи в стъпка 17);

22) Скъсяваме (невъзможно е да го удължим, затова е по-добре да вземем мерки предварително) тунела и измерваме отново;

23) Използвайки метода за определяне на Qtc (Глава А), определяме коефициента на качество на системата и ако е по-малък от 1, се успокояваме. Ако е по-голям, вероятно нещо някъде е направено погрешно, но е твърде късно да го ремонтирате. Да го слушаме, ако наистина мрънка (което изобщо не е необходимо), ще вземем мерки.

Възможни мерки:

24) Навлажнете FI тунела с частично акустично прозрачен материал. С други думи, затворете тунела с подложка от полиестер, вата, килим и др.;

25) Навлажнете самия високоговорител, като залепите изброените по-горе материали към прозорците на държача на дифузора (но не всички наведнъж).

Тези мерки ще намалят общия фактор на качеството на системата, Qtc.

Литература:
Салтиков О., Изчисляване на характеристиките на високоговорителя, Радио 1981 г
Жбанов В., Настройка на басрефлекса, Радио 8/1986
Алдошина И. Къде живеят басите, AM 2/1999
Фрунзе, За подобряване на качеството на звука на високоговорителите, Радио 9/1992

Сложността на измерването на електрическите и акустичните параметри на високоговорителите често кара тази процедура да се изостави и впоследствие процесът на създаване на високоговорители се извършва с фокус върху прости формули за изчисление, които вземат предвид само електрическите параметри на високоговорителите и дори тогава идеалните. Мисля, че няма смисъл да се задълбочаваме в историите, че резултатът в този случай дори не отговаря на очакванията. Няма да лъжа, процесът на измерване е сложен, изисква специално оборудване и, което е много важно, умения за работа с програми за измерване. Не е достатъчно просто да измервате, трябва да го направите възможно най-обективно и единственото ограничение в измерванията трябва да бъде грешката на измервателното оборудване.

След това ще се опитам да говоря подробно за методологията за извършване на измервания в софтуерния пакет Arta. Влюбих се в тази програма заради нейното удобство и лекота на използване и възможността за изчерпателен анализ на резултатите от измерванията. Най-новата версия на програмата е достъпна на уебсайт за разработчици . В момента това е версия 1.6.1. Там можете да изтеглите и оригинални ръководства за работа с компонентите на пакета, макар и на английски. Тези ръководства са включени в системата за помощ на програмата. Можете да го извикате през менюто Помощ – Ръководство за потребителя.

За да направите измервания, ще ви трябва малко оборудване. По-долу е какво използвам:

1. Лаптоп Dell Inspiron 1720 с операционна система Windows XP Professional x86 и инсталиран Arta Software.
2. Звукова карта E-MU 0404 USB.
3. Усилвател Denon PMA-500AE. Подходящ е, защото има функцията да заобикаля корекцията на тона, силата на звука и баланса - Source Direct.
4. Волтметър V7-38.
5. Магазин за резистори P33.
6. Измервателен микрофон Nady CM 100.
7. Стойка за микрофон. Неговата роля играе стойка за камера, която има функции за накланяне, завъртане и регулиране на височината.
8. „Референтен“ резистор (Rref), необходим за измерване на импеданса. Използвам PEV-10 с номинална стойност 10 ома. Измереното съпротивление е 9,85 ома.
9. Два кабела с разделители, които предпазват входа на звуковата карта от опасни нива на напрежение. Разделителите са запоени вътре в жака TRS.
10. XLR кабел за микрофон и няколко кабела за свързване на входовете/изходите на звуковата карта и свързването й към усилвателя.

За да измерите импеданса, трябва да свържете оборудването съгласно диаграмата на Фигура 12.

Фигура 12

Импедансът се измерва чрез спада на напрежението върху резистора Rref. Разработчиците на Arta Software препоръчват използването на Rref стойност от 27 ома. Използвам по-малка номинална стойност - 10 ома (измереното съпротивление е 9,85 ома), което ми позволява да задам по-малка амплитуда на напрежението на изхода на усилвателя при измерване. Действителното съпротивление на резистора Rref трябва да се измерва с минимална грешка. Грешката при измерване на импеданса и, като следствие, грешката при изчисляване на параметрите на Thiel-Small зависи от това.

В Arta Software е възможно измерване на импеданса както на ниско- и средночестотни говорители, така и на високочестотни. За последното се използва отделна техника - измерване на стъпков синусоидален сигнал в даден честотен диапазон. Невъзможно е да се измери импедансът на високочестотните високоговорители с периодичен шум, те могат да се повредят.

И така, нека стартираме Limp. За да направите това, в Windows трябва да изберете менюто "Старт". Всички програми – Arta Software – Limp . Прозорецът на програмата е показан по-долу (Фигура 13).

Фигура 13

Тук, както и в Arta, променям цветовата схема на нещо по-приятно за окото. Промяната на цвета на работната зона става чрез командата от менюто Редактиране – черно-бял фонов цвят, други цветове могат да се променят чрез менюто Редактиране – Цветове и стил на мрежата . Освен това деактивирам маркирането на редове през менюто Редактиране – Използвайте дебел химикал.

Настройката на програмата започва с менюто Настройка – Аудио устройства(Фигура 14). Тук в полетата Wave Input Device и Wave Output Device трябва да посочите звуковата карта, която използвате.

Фигура 14

Следващо меню – Настройка – Измерване(Фигура 15).

Фигура 15

В полето Референтен канал посочваме канала, който служи като референтен. Ако измервателната верига е свързана в съответствие с Фигура 12, тогава референтният канал е Десен. В полето Reference Resistor посочваме измерената стойност на резистора Rref. Полетата High cut-off и Low cut-off показват честотния диапазон на импеданса, показан на екрана. Не самият честотен диапазон, чийто дисплей може да се променя чрез менюто Настройка - графика, а точно честотния диапазон на импедансната крива. Горното е вярно за измервания на периодичен шум. За измервания на стъпков синусоидален сигнал тези полета отговарят за обхвата на измерване. В полето Frequency increment се задава стъпката за измерване на стъпков синусоидален сигнал. Препоръчвам да го настроите на 1/48 октава, като по този начин получавате по-малка стъпка и по-точно измерване на импеданса. Полета Мин. време на интегриране (ms), преходно време (ms) и пауза в пакет (ms) определят съответно времето на интегриране, продължителността на синусоидална стъпка и паузата между стъпките. Ако компютърът, който използвате за извършване на измервания, не работи възможно най-бързо, удвоете стойностите в тези полета. Полето FFT size задава размера на FFT блока. Задаването на по-висока стойност подобрява честотната разделителна способност, но увеличава времето за измерване. Останалите полета конфигурират осредняването на резултатите от измерването. Тези полета могат да бъдат полезни при извършване на измервания на импеданс с добавена маса, ако последната не може да бъде закрепена към конуса на високоговорителя. Малките колебания в добавената маса правят IFC, показан на екрана, груб. Осредняването помага малко да се отървете от това. Осредняването работи само при измерване на периодичен шум.

След това описвам техника за измерване на импеданс, подходяща за нискочестотни и средночестотни високоговорители. Тази техника не може да се използва за измерване на пищялки.За тях техниката на измерване ще бъде описана по-долу.

Сега трябва да зададете амплитудата на тока през звуковата намотка на измервания високоговорител. Като се има предвид нелинейността на параметрите на високоговорителя при различни токове през звуковата намотка, препоръчително е да се използва ток от най-малко 40-50 mA за измервания. За да зададете амплитудата на тока, към клемите за измерване се свързва резистор със стойност, близка до номиналното съпротивление на високоговорителя. Моят тестов обект е широколентовият високоговорител 4A28. Номиналното му съпротивление е 12 ома, което съм задал в магазина за съпротивление. Паралелно на тестовия резистор е свързан волтметър. Токът през резистор се изчислява с помощта на закона на Ом.

Свързан, отидете в менюто - Настройка - Генератор(Фигура 16).

Фигура 16

В полето Type се задава вида на сигнала за измерване – периодичен розов шум (Pink PN) или синусоидален (Sine). В полето Изходно ниво можете да промените нивото на тестовия сигнал, което е удобно, например, когато оценявате линейността на високоговорителите. В полето за синусова честота. (Hz) задава честотата на генерирания синусоидален сигнал. В полето Pink cut-off (Hz) – граничната честота на розовия шум. Не препоръчвам да използвате твърде ниска стойност (например 20 Hz), тъй като при измерване с допълнителна маса, поради увеличаването на амплитудата при ниски честоти, тежестите върху дифузора могат да причинят изкривяване в IFR.

Първо изберете стойността на синуса в полето Тип. В полето за синусова честота. (Hz) настройте честотата на 315 Hz. Ако не е наличен волтметър, който работи в широк честотен диапазон, използвайте по-ниска стойност, например 100 или 50 Hz. В полето Output level задайте стойността на 0 dB. Щракнете върху бутона Тест. Задаваме необходимия ток през резистора. Настроих изходното напрежение на усилвателя на 0,6063 v, което съответства на ток от около 50 mA през товар от 12 ома. Спрете генерирането, като натиснете отново бутона Test. Изключете резистора от тестовите клеми и натиснете отново бутона Test. Прозорецът за настройка на генератора показва входните нива на левия и десния канал. С помощта на настройката на чувствителността задаваме нивото в диапазона -20...-10 dB. Трябва да се настрои еднакво и за двата канала. След инсталирането спрете генерирането, като натиснете бутона Тест. В полето Type изберете Pink PN, като по този начин зададете периодичен розов шум за теста. Натиснете OK.

В менюто Настройка - графика(Фигура 17), можете да промените честотния диапазон и диапазона на съпротивление, показани на екрана. Квадратчето View Phase е отговорно за показване на фазата на импеданса. Това меню може да бъде извикано и чрез щракване с десен бутон върху графиката.

Фигура 17

Отидете в менюто Запис – Калибриране(Фигура 18).

Фигура 18

Това е мястото, където се извършва процедурата по калибриране. Щракнете върху бутона Генериране. Индикаторът ще покаже нивото на входните сигнали. Нивото трябва да е същото, както е зададено в менюто Настройка - Генератор(Фигура 16). Спрете генерирането, като натиснете отново бутона Генериране. В полето Брой средни стойности задайте стойност 3...5. Щракнете върху бутона Калибриране. След завършване на калибрирането, вдясно, в прозореца за състояние, ще се покаже информация за броя на пробите на тестовия сигнал, честотата на дискретизация и разликата в амплитудата на напрежението между каналите (Фигура 19). Ако тази разлика надвишава 2 dB, програмата ще издаде предупреждение. Добър резултат е разлика по-малка от 0,2 dB. Натиснете OK.

Фигура 19

Всичко е готово за измервания. Ще направя малко отклонение и ще предоставя таблица със стойностите на относителната грешка при измерване на съпротивлението (Фигура 20). Относителната грешка се изчислява с помощта на формулата ((Rm-Rs)/Rs)*100, където Rs е стойността на съпротивлението, инсталирано на пълнителя за съпротивление, Rm е стойността на съпротивлението, измерено от Limp.

Фигура 20

Измерваме DC съпротивлението (Re) на звуковата намотка на високоговорителя с помощта на омметър и свързваме високоговорителя към тестовите клеми. Не е препоръчително да поставяте високоговорителя на пода. Най-добра е малка стойка с платформа, по-малка от диаметъра на магнита на високоговорителя. Ако има възможност колоната да се монтира на тежест, това би било много добро решение. Внимавайте с високоговорителите, които имат дупка в сърцевината. Такива високоговорители могат да бъдат измерени само по тегло.

В Limp стартирането и спирането на процеса на измерване се извършва или през менюто Запис – СтартИ Запис – Стоп, или чрез бутоните на лентата на задачите. Бутонът Старт е обозначен с червен триъгълник, бутонът Стоп е обозначен с червен кръг. Започваме процеса на измерване. След като импедансът и фазата се изведат на екрана (Фигура 21), спираме измерванията.

Фигура 21

Резултатът от измерването може да бъде записан с разширение *.lim ( Файл – Запиши като…), или експортирайте във формат *.txt, *.zma, *.csv ( Файл – Експортиране като...). Ако експортирате в *.csv, дробният разделител (точка или запетая) може да бъде избран от менюто Настройка – CSV формат.

След измерване на импеданса може да се изчисли частичен списък от параметри на Thiel-Small. Заима го в менюто Анализирайтетрябва да изберете едното от двете Параметри на високоговорителя – Добавен масов метод , или Параметри на високоговорителя – метод на затворена кутия . Първият елемент от менюто е предназначен за изчисляване на параметрите на Thiel-Small с помощта на метода на добавената маса, вторият - с помощта на измервателна кутия. В този случай няма разлика, но по навик използвам допълнителното масово меню (Фигура 22).

Фигура 22

В прозореца, който се отваря, в полето Voice coil Resistance (ohms) посочете DC съпротивлението на звуковата бобина на високоговорителя и натиснете бутона Calculate TSP. За да се изчислят всички параметри на Thiel-Small, е необходимо да се извърши още едно измерване на импеданса - с допълнителна маса. Затваряне на текущия прозорец. В менюто Наслагванеизберете Задайте като наслагване. Импедансната крива ще бъде записана от програмата и ще промени цвета си на графиката.

Като допълнителна маса използвам монети от времето на СССР. Техният номинал (1, 2, 3 и 5 копейки) съответства на теглото им в грамове. Оптималното количество допълнителна маса е такова, че честотата на основния резонанс на движещата се система намалява с 20-50%. Невъзможно е да се назове точното количество от тази маса, така че първо трябва да изберете малко количество - 10-15 грама. В бъдеще можете да добавите (или извадите) и да направите измерването отново.

Поставяме масата върху конуса на високоговорителя и правим измервания (Фигура 23).

Фигура 23

Да отидем в менюто. В полето Voice coil Resistance (ohms) посочваме съпротива отпостоянен ток, в полето Диаметър на мембраната (cm) – диаметърът на излъчващата повърхност в сантиметри (измерен между центровете на окачването), в полето Добавена маса (g) – допълнителна маса в грамове, след което натиснете бутона Изчисли TSP (Фигура 24).

Фигура 24

Данните могат да бъдат копирани в клипборда (Копиране в клипборда) или експортирани в *.csv файл (Експортиране в .CSV файл).

За да измерите импеданса на пищялките, трябва да направите някои промени в настройките на програмата. Точно както преди да започнете измерванията на ниско- и средночестотни високоговорители, резистор с номинално съпротивление, равно на номиналното съпротивление на високоговорителя, се свързва към тестовите клеми. Паралелно на резистора е свързан волтметър. Използване на менюто - Настройка - Генератор(Фигура 16) задаваме тока през резистора, подобно на описания по-горе метод с единствената разлика - токът през резистора трябва да бъде настроен в рамките на 10 mA . Това е безопасна стойност на тока за деликатни пищялки. След завършване на текущата настройка, ние регулираме чувствителността, както е описано по-горе. В края на процедурата по настройка задайте полето Тип на Синус в менюто Настройка на генератора и щракнете върху OK.

Отидете в менюто – Настройка – Измерване(Фигура 15).В полето Low cut-off задава долната граница на честотния диапазон на измерване. За куполни пищялки с ниска (600-700 Hz) резонансна честота може да се използва стойност от 200 Hz. Инсталирайте и щракнете върху OK.

В менюто Запис – Калибриране(Фигура 18) извършваме процедурата за калибриране, описана по-горе.

Вниманието няма да навреди, така че първо, вместо високоговорителя, свързваме резистор към измервателните клеми и започваме процеса на измерване. След като се уверим, че процесът започва да протича в съответствие с зададените настройки, спираме измерването. Сега свързваме измервания високоговорител към тестовите клеми и започваме процеса на измерване отново. В края на измерванията генераторът ще спре автоматично. Самият процес на измерване на стъпков синусоидален сигнал е доста продължителна процедура, бъдете търпеливи.

Фигура 25

Ако се интересувате от параметрите на Thiel-Small, можете да ги изчислите чрез менютоАнализ – Параметри на високоговорителя – Добавен масов метод . Просто задайте DC съпротивлението на звуковата бобина и натиснете бутона Calculate TSP (Фигура 26).

Фигура 26

Специални благодарности на Алексей Сирвутис ( Lexus) за предоставената информация.

Затова реших сам да напиша статия, която е много важна за акустиците. В тази статия искам да опиша начини за измерване на най-важните параметри на динамичните глави - параметрите на Thiel-Small.

Запомнете! Техниката по-долу е ефективна само за измерване на параметрите на Thiel-Small на високоговорители с резонансни честоти под 100 Hz (т.е. басови говорители), грешката се увеличава при по-високи честоти.

Най-основните параметри Тиля-Смолла, чрез които е възможно да се изчисли и произведе акустичен дизайн (с други думи, кутия), са:

• Резонансна честота на високоговорителя F s (херца)
• Еквивалентен обем V като (литри или кубични футове)
• Общ качествен фактор Q ts
• DC съпротивление R e (Ohm)

За по-сериозен подход ще трябва да знаете също:

• Механичен качествен фактор Q ms
• Електрически качествен фактор Q es
• Площ на дифузора S d (m 2) или неговия диаметър Dia (cm)
• Чувствителност SPL (dB)
• Индуктивност L e (Хенри)
• Импеданс Z (Ohm)
• Пикова мощност Pe (Watt)
• Маса на движещата се система M ms (g)
• Относителна коравина (механична гъвкавост) C ms (метри/нютон)
• Механична устойчивост R ms (kg/sec)
• Мощност на двигателя (продукт на индукцията в магнитната междина по дължината на проводника на звуковата намотка) BL (Tesla*m)

Повечето от тези параметри могат да бъдат измерени или изчислени у дома, като се използват не особено сложни измервателни инструменти и компютър или калкулатор, който може да извлича корени и да степенува. За още по-сериозен подход към проектирането на акустичен дизайн и като се вземат предвид характеристиките на високоговорителите, препоръчвам да прочетете по-сериозна литература. Авторът на тази „работа“ не претендира за специални познания в областта на теорията и всичко, изложено тук, е компилация от различни източници - както чуждестранни, така и руски.

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

За измерване на тези параметри ще ви трябва следното оборудване:

1. Волтметър
2. Генератор на аудио честотен сигнал. Подходящи са генераторни програми, които генерират необходимите честоти. като Функционален генератор на Marchandили NCH ​​тон генератор. Тъй като не винаги е възможно да намерите честотомер у дома, можете напълно да се доверите на тези програми и вашата звукова карта, инсталирана на вашия компютър.
3. Мощен (поне 5 вата) резистор със съпротивление 1000 ома
4. Точен (+- 1%) резистор 10 ома
5. Жици, скоби и други боклуци, за да свържете всичко това в една верига.

Схема за измервания

Калибриране:

Първо трябва да калибрирате волтметъра. За да направите това, вместо високоговорител е свързано съпротивление от 10 ома и чрез избор на напрежението, подавано от генератора, е необходимо да се постигне напрежение от 0,01 волта. Ако резисторът е с различна стойност, тогава напрежението трябва да съответства на 1/1000 от стойността на съпротивлението в ома. Например, за съпротивление за калибриране от 4 ома, напрежението трябва да бъде 0,004 волта. Запомнете! След калибриране изходното напрежение на генератора не може да се регулира, докато не бъдат завършени всички измервания.

Намиране на R e

Сега, чрез свързване на високоговорител вместо съпротивление за калибриране и настройка на честотата на генератора близо до 0 херца, можем да определим неговата устойчивост на постоянен ток Re. Това ще бъде показанието на волтметъра, умножено по 1000. Re обаче може да се измери директно с омметър.

Намиране на Fs и Rmax

Говорителят по време на това и всички следващи измервания трябва да е в свободно пространство. Резонансната честота на високоговорител се намира на върха на неговия импеданс (Z-характеристика). За да го намерите, плавно променете честотата на генератора и погледнете показанията на волтметъра. Честотата, при която напрежението на волтметъра ще бъде максимално (по-нататъшна промяна на честотата ще доведе до спад на напрежението), ще бъде основната резонансна честота за този високоговорител. За високоговорители с диаметър, по-голям от 16 см, тази честота трябва да е под 100 Hz. Не забравяйте да запишете не само честотата, но и показанията на волтметъра. Умножени по 1000, те ще дадат съпротивление на високоговорителя при резонансната честота Rmax, необходимо за изчисляване на други параметри.

Намиране на Q ms, Q es и Q ts

Тези параметри се намират с помощта на следните формули:

Както можете да видите, това е последователно намиране на допълнителни параметри R o, R x и измерване на неизвестни досега честоти F 1 и F 2. Това са честотите, при които импедансът на високоговорителя е равен на Rx. Тъй като Rx винаги е по-малко от Rmax, ще има две честоти - едната е малко по-ниска от Fs, а другата е малко по-висока. Можете да проверите точността на вашите измервания със следната формула:

Ако изчисленият резултат се различава от предварително намерения с повече от 1 херц, тогава трябва да повторите всичко отначало и по-внимателно. И така, намерихме и изчислихме няколко основни параметъра и можем да направим някои заключения въз основа на тях:

1. Ако резонансната честота на високоговорителя е над 50Hz, тогава той има право да твърди, че работи в най-добрия случай като мидбас. Можете веднага да забравите за субуфера на такъв високоговорител.
2. Ако резонансната честота на високоговорителя е над 100Hz, тогава това изобщо не е високоговорител. Можете да го използвате за възпроизвеждане на средни честоти в трилентови системи.
3. Ако съотношението F s /Q ts на високоговорител е по-малко от 50, тогава този високоговорител е предназначен да работи изключително в затворени кутии. Ако повече от 100 - изключително за работа с бас рефлекс или в ленти. Ако стойността е между 50 и 100, тогава трябва внимателно да разгледате други параметри - към какъв тип акустичен дизайн гравитира високоговорителят. Най-добре е да използвате специални компютърни програми за това, които могат графично да симулират акустичния изход на такъв високоговорител в различни акустични дизайни. Вярно е, че не може без други, не по-малко важни параметри - V as, S d, C ms и L.

Намиране на Sd

Това е така наречената ефективна излъчваща повърхност на дифузора. За най-ниските честоти (в зоната на действие на буталото) тя съвпада с проектната и е равна на:

Радиусът R в този случай ще бъде половината от разстоянието от средата на ширината на гуменото окачване от едната страна до средата на гуменото окачване от противоположната страна. Това се дължи на факта, че половината от ширината на гуменото окачване също е излъчваща повърхност. Моля, имайте предвид, че мерната единица за тази площ е квадратен метър. Съответно радиусът трябва да бъде заменен в него в метри.

Намиране на индуктивността на бобината на високоговорителя L

Тъй като Z (импеданс на бобина при определена честота) и R e (съпротивление на бобина DC) са известни, формулата се преобразува в:

След като намерите реактивното съпротивление X L при честота F, можете да изчислите самата индуктивност по формулата:

V като измервания

Има няколко начина за измерване на еквивалентен обем, но у дома е по-лесно да използвате два: методът „допълнителна маса“ и методът „допълнителен обем“. Първият от тях изисква няколко тежести с известно тегло от материали. Можете да използвате набор от тежести от аптечни везни или да използвате стари медни монети от 1,2,3 и 5 копейки, тъй като теглото на такава монета в грамове съответства на номиналната стойност. Вторият метод изисква запечатана кутия с известен обем със съответния отвор за високоговорителя. (mospagebreak)

Намиране на V чрез използване на метода на добавената маса

Първо трябва равномерно да натоварите дифузора с тежести и отново да измерите неговата резонансна честота, като я запишете като F" s. Тя трябва да е по-ниска от F s. По-добре е новата резонансна честота да е с 30% -50% по-ниска. теглото на тежестите е приблизително 10 грама за всеки инч от диаметъра на дифузора, което означава, че за глава от 12" ви трябва товар с тегло около 120 грама.

където M е масата на добавените тежести в килограми.

Въз основа на получените резултати V as (m 3) се изчислява по формулата:

Намиране на V по метода на допълнителния обем

Необходимо е да запечатате високоговорителя в измервателната кутия. Най-добре е да направите това с магнита навън, тъй като високоговорителят не се интересува от коя страна има звук и ще ви бъде по-лесно да свържете кабелите. И има по-малко допълнителни дупки. Обемът на кутията е обозначен с V b.

След това трябва да измерите Fc (резонансната честота на високоговорителя в затворена кутия) и съответно да изчислите Q mc, Q ec и Q tc. Техниката на измерване е напълно подобна на описаната по-горе. Тогава еквивалентният обем се намира по формулата:

Данните, получени в резултат на всички тези измервания, са достатъчни за по-нататъшно изчисляване на акустичния дизайн на нискочестотна връзка от достатъчно висок клас. Но как се изчислява е съвсем друга история.

Определяне на механична гъвкавост C ms

Където S d е ефективната площ на дифузора с номинален диаметър D. Как да се изчисли е написано по-рано.

Определяне на масата на подвижната система Mms

Лесно се изчислява по формулата:

Мощност на двигателя (продукт на индукцията в магнитната междина и дължината на проводника на звуковата бобина) BL

Най-важното е, че не забравяйте, че за по-точни стойности на измерване на параметрите на Thiel-Small е необходимо да проведете експеримента няколко пъти и след това да получите по-точни стойности чрез осредняване.

здравейте всички Днес ще се опитам да говоря за основните параметри на автомобилните субуфери. За какво може да са необходими? И те са необходими, за да сглобите правилно кутията за вашия високоговорител. Ако не изчислите бъдещата кутия, субуферът ще бръмчи и няма да има силен и дълбок бас. Като цяло субуферът е независима акустична система, която възпроизвежда ниски честоти от 20 Hz до 80 Hz. Безопасно е да се каже, че без субуфер никога няма да получите висококачествен бас в кола. Високоговорителите, разбира се, се опитват да заменят високоговорителя, но се оказва слабо, меко казано. Субуферът може да помогне за разтоварване на високоговорителите, като поеме нискочестотния диапазон, докато предните и задните високоговорители ще трябва да възпроизвеждат само средните и високите честоти. Благодарение на това можете да се отървете от изкривяванията в звука и да получите по-хармоничен звук на музиката.

Сега нека обсъдим основните параметри на високоговорителя. Тяхното разбиране ще бъде много полезно при изграждането на кутия за субуфер. Минималният набор от данни изглежда така: FS (резонансна честота на високоговорителя), VAS (еквивалентен обем) и QTS (общ фактор на качеството). Ако стойността на поне един параметър е неизвестна, по-добре е да изоставите този говорител, защото... Няма да е възможно да се изчисли обемът на кутията.

Резонансна честота (Fs)

Резонансната честота е резонансната честота на главата на високоговорителя без дизайн, т.е. без рафт, кутия... Измерва се по следния начин: високоговорителят е окачен във въздуха, възможно най-далеч от околните предмети. Така че неговият резонанс ще зависи само от самия него, т.е. върху масата на подвижната му система и твърдостта на окачването. Има мнение, че ниската резонансна честота ви позволява да направите отличен субуфер. Това не е съвсем вярно; за определени дизайни твърде ниската резонансна честота ще бъде само пречка. За справка: ниската резонансна честота е 20-25 Hz. Рядко се среща високоговорител, чиято резонансна честота е под 20 Hz. Е, над 40 Hz ще е твърде високо за субуфер.

Общ качествен фактор (Qts)

В този случай това не означава качеството на продукта, а съотношението на вискозни и еластични сили, съществуващи в движещата се система на LF главата близо до резонансната честота. Движещата се система на високоговорителя е много подобна на окачването на автомобил, което съдържа амортисьор и пружина. Пружината създава еластични сили, тоест събира и освобождава енергия по време на движение. От своя страна амортисьорът е източник на вискозно съпротивление, той не натрупва нищо, а само абсорбира и разсейва под формата на топлина. Подобен процес възниква, когато дифузьорът и всичко, свързано с него, вибрира. Колкото по-висок е качественият фактор, толкова повече еластични сили преобладават. Това е като кола без амортисьори. Удряте малка неравност и колелата скачат на една пружина. Ако говорим за динамика, това означава превишаване на честотната характеристика на резонансната честота, колкото по-голямо е, толкова по-голям е общият качествен фактор на системата. Най-високият коефициент на качество се измерва в хиляди и то само за камбаната. Звучи изключително на резонансната честота. Често срещан начин за проверка на окачването на автомобила е като го разклатите от една страна на друга, което е домашен начин за измерване на качествения фактор на окачването. Амортисьорът унищожава енергията, която се е появила при свиването на пружината, т.е. Не всичко ще се върне. Количеството изразходвана енергия е качественият фактор на системата. Изглежда, че всичко е ясно с пружината - нейната роля играе окачването на дифузора. Но къде е амортисьора? А те са две и работят паралелно. Общият фактор на качеството се състои от два: електрически и механичен.

Механичният качествен фактор обикновено се определя от избора на материал за окачване, главно центриращата шайба. По правило загубите тук са минимални, а общият коефициент на качество се състои само от 10-15% механични.

По-голямата част е електрическо качество. Най-твърдият амортисьор, наличен в системата за задвижване на високоговорители, е тандемен магнит и звукова намотка. Като по същество електрически двигател, той работи като генератор близо до резонансната честота, когато скоростта и амплитудата на движение на звуковата намотка са максимални. Движейки се в магнитно поле, намотката генерира ток, а товарът на генератора е изходното съпротивление на усилвателя, т.е. нула. Резултатът е същата електрическа спирачка като при електрическите влакове. Там, приблизително по същия начин, тяговите двигатели са принудени да работят като генератори, а спирачните резисторни батерии на покрива действат като товар. Количеството генериран ток ще зависи от магнитното поле. Колкото по-силно е магнитното поле, толкова по-голям ще бъде токът. В резултат на това се оказва, че колкото по-мощен е магнитът на високоговорителя, толкова по-нисък е неговият качествен фактор. Но, защото Когато изчислявате тази стойност, трябва да вземете предвид както дължината на намотката, така и ширината на пролуката в магнитната система; няма да е правилно да се направи окончателно заключение въз основа на размера на магнита.

За справка: нисък високоговорител Q ще бъде по-малък от 0,3, а висок Q ще бъде повече от 0,5.

Еквивалентен обем (Vas)

Повечето съвременни високоговорители се основават на принципа на „акустичното окачване“. Въпросът е, че трябва да изберете обем въздух, при който неговата еластичност ще съответства на еластичността на окачването на високоговорителя. Тоест към окачването на високоговорителя се добавя още една пружина. Ако новата пружина е равна по еластичност на старата, този обем ще бъде еквивалентен. Стойността му се определя от диаметъра на високоговорителя и твърдостта на окачването.

Колкото по-меко е окачването, толкова по-голяма ще бъде въздушната възглавница, присъствието на която ще започне да вибрира главата. Същото се случва и при промяна на диаметъра на дифузора. По-голям дифузьор със същия работен обем ще компресира въздуха в кутията по-силно и по този начин ще има по-голяма мощност. Точно на това трябва да обърнете внимание при избора на високоговорител, защото от това зависи обемът на кутията. Колкото по-голям е дифузьорът, толкова по-висока мощност ще има субуферът, но размерът на кутията също ще бъде впечатляващ. Еквивалентният обем е силно свързан с резонансната честота, без да знаете кое можете да направите грешка. Резонансната честота се определя от масата на движещата се система и твърдостта на окачването, а еквивалентният обем се определя от същата твърдост на окачването и диаметъра на дифузора. Може да се окаже така: има два високоговорителя с еднакъв размер и еднаква резонансна честота, но за единия от тях резонансната честота зависи от тежък дифузьор и твърдо окачване, а за втория - от лек дифузьор и меко окачване. Еквивалентният обем в този случай може да се различава значително и когато се инсталира в една и съща кутия, резултатите ще бъдат много различни.

Надявам се, че помогнах малко за разбирането на основните параметри на високоговорителите.