Subvoice - Избор на високоговорители - 1
18 януари 2006 г., изменено: 29 април 2020 г.
Структура на високоговорителите
Първоначално исках да избегна обсъждането на структурата на оратора, но все пак трябва да говоря малко за това, защото се позовавам на него на толкова много места. И аз нямах всичко чисто, тъй като не ги произвеждам, а ги използвам. За щастие Laci Pázmándi помогна да сложа всичко на място - така поне картината ми стана по-ясна.
Фигурата показва разрез на участък от електродинамичен високоговорител. Този калъф е напълно традиционен динамичен високоговорител. "Двигателят" на високоговорителя се състои от желязна сърцевина/полюсно желязо [1], магнит [2], покривна плоча [3], намотка/макара [4] и тяло на макарата [5] (последните две са наричани колективно махалната макара). В високоговорителя желязната сърцевина, магнитът и капакът създават много силно фиксирано магнитно поле във въздушната междина, където също се намира люлеещата се бобина. Към тялото на макарата е прикрепена диафрагма [10], която е центрирана от хапче [6], прикрепено към кошницата [7], и джанта на мембраната [11], така че люлеещата се бобина може да се движи само напред и назад във въздуха празнина. Чрез свързване на изходите на усилвателя към клемите на високоговорителите [9], електрическият ток преминава през входящия проводник [8] към намотката, която генерира променлива посока и величина на магнитната сила във фиксираното магнитно поле на въздуха празнина в зависимост от входния сигнал. Тази сила измества тялото на бобината, прикрепено към бобината, в зависимост от привличането-отблъскване, което премества прикрепената към нея мембрана. Капачката за прах [12] в средата на мембраната предотвратява навлизането на мръсотия във въздушната междина.
Предаване на честота, чувствителност, импеданс, мощност
Изборът на високоговорители вече е една от фазите на дизайна, така че трябва да планирате предварително и настройката и чейнджъра. Симулационният софтуер е голяма помощ в това, струва си да го използвате още по време на търсенето. За симулацията обаче е от съществено значение измерванията и параметрите на производителя на високоговорителите да са налични.
Говорител се описва с много параметри. Най-важната от всички е кривата на честотния трансфер.
Хоризонталната ос на кривата показва честотата (в логаритмична скала), а вертикалната ос показва звуковото налягане (в dB). Графиката показва звуковото налягане, генерирано от високоговорителя при фиксирано входно напрежение като функция от честотата. Измервателният сигнал по подразбиране е с ниво на напрежение 1 W при номиналния импеданс на високоговорителя. Прекъснатата линия представлява фазовата прогресия на говорителя. Можете да прочетете повече за фазата в по-късна публикация. 1
Измерването обикновено се извършва на IEC измервателна плоча, която е 1,35 × 1,65 метра лист (различните условия на измерване обикновено са посочени отделно). За измерване високоговорителят се центрира върху измервателната платка и се спуска. Страничният ефект на таблото е приблизително. 3 dB усилване на честотното предаване около 100 Hz. Премереното по този начин предаване дава много добра картина на поведението на високоговорителя, вграден в кутията над 300 - 400 Hz. През това време трансферът, изчислен от параметрите Thiele/Small (виж по-късно), е решаващ.
Чувствителността на звуковото налягане (крива на трансфер на честота), измерена в полезния честотен диапазон на високоговорителя към едно число, е чувствителността.
Емпирично е установено, че ухото е приблизително. Той възприема 3 dB увеличение на звуковото налягане по-силно и приблизително. 10 dB за удвоен обем. От електрическа страна увеличаването с 3 dB изисква двойна мощност, а 10 dB изисква десет пъти по-голяма мощност. Звуковото налягане от 100 dB изисква 100 W за високоговорител с 80 dB/1 W, 10 W за високоговорител с 90 dB/1 W и само 1 W за високоговорител със 100 dB/1 W.
Удвояването на разстоянието намалява звуковото налягане с 6 dB. Система, която произвежда 90 dB звуково налягане на разстояние 1 m, може да измерва 84 на разстояние 2 m и само 78 на 4 m.
Импедансът е важен параметър за усилвателя, който задвижва високоговорителя. Диаграмата на импеданса показва съпротивлението на високоговорителя като функция от честотата.
Има пик на резонансната честота (при 40 Hz на диаграмата) и след това след като той "утихва", той започва да се покачва (това е ефектът от жицата, навита върху калерчето). Импедансът се измерва, когато високоговорителят не е инсталиран. Кривата на импеданса ще бъде важна при проектирането на пасивен преобразувател.
При 80% от номиналния импеданс, импедансът на високоговорителя не трябва да е по-нисък в обхвата на предаване на полезната честота. За високоговорителя, показан в кривата, номиналният импеданс е 8 Ω. Разбира се, не всички производители спазват това правило.
Мощността е тясно свързана с импеданса. Високоговорителят може да се зареди с максимум от тази входна мощност в краткосрочен/дългосрочен план без повреди (товароносимост). Името заблуждава мнозина, тъй като не е обичайно говорителят да измерва своите акустични характеристики. Максималният звук на високоговорителя се определя както от чувствителността, така и от капацитета на натоварване.
В случай на средни и високи честоти, товароносимостта често се дава по отношение на цялата система и честота на пресичане, напр. 100 W 3 kHz 12 dB/октава. Това трябва да се тълкува в смисъл, че 3 kHz вторичен филтър няма да повреди високоговорителя под 100 W (обикновено розов шум) широколентов товар, покриващ целия аудио спектър. Можете да прочетете повече за филтрите в чейнджър 1.
Товароносимостта се затруднява предимно от лоша ефективност на високоговорителите (η). Hi-fi високоговорител с над средното ниво от 92 dB/1 W е едва 1%, а отличният професионален високоговорител с 102 dB/1 W е само 10%. Съответно 99 и 90% от входната мощност просто се преобразуват в топлина на бобината на високоговорителя. Ако тази топлинна топлина не може да излезе достатъчно бързо, макарата ще се прегрее, лепилата ще се разтопят и махалото ще се разпадне или жицата, използвана в намотката, ще изгори (разкъса). Кое от двете настъпи първо зависи от материалите, използвани в люлеещата се бобина.
Високоговорителят трябва да съответства на усилвателя, който го задвижва по отношение на товароносимост и импеданс. Всеки усилвател има минимален импеданс на натоварване, посочен от производителя, който не трябва да пада по-долу, защото може да се повреди поради прекомерни токове. Ако усилвателят е "4 ома", не свързвайте кутия за високоговорители с импеданс по-малък от 4 ома. Ако импедансът е по-висок, тогава усилвателят няма да има проблем, само изходната мощност ще намалее (двоен импеданс = половината мощност). Мощността трябва да бъде обърната, товароносимостта на високоговорителя трябва да е по-голяма от мощността на усилвателя при дадения импеданс.
Тиеле/Малки параметри
Наречен на техните изобретатели, Thiele/Small, накратко T/S, може да се използва за моделиране на басовата предавка, вградена в кутията на високоговорителите.
Свободно измерената резонансна честота (Fs) е авторезонансът на немонтирания високоговорител, който е равен на честотата в най-високия пик на импедансната крива. Колкото по-ниска е тази стойност, толкова по-добре се очаква дълбокото предаване. Честотата на "типичен" субуфер обикновено резонира в диапазона от 40 до 50 Hz, а тази на субуферите варира от 25 до 35 Hz.
Еквивалентен обем (желязо) е обемът на въздуха със същата сила на плъзгане като окачването на високоговорителите. Ако приемем същия диаметър на диафрагмата, колкото по-голям е ютията, толкова по-чувствителен е високоговорителят (който също има по-голям размер на кутията).
Общата доброта (Qts) на високоговорителя е затихването на високоговорителя при резонансната честота. Колкото по-ниска е стойността на параметъра, толкова по-ниска е чувствителността на високоговорителя в басовия диапазон (авторезонансът е силно затихнал). Общоприет факт е, че затворена кутия с Qts от 0,4 до 0,7 и рефлекторна кутия с Qts под 0,4 са благоприятни. Разбира се, можете да се отклоните от това, ако зоната на употреба изисква това (можете да прочетете повече за настройката тук 2).