Jaká je základní rezonanční frekvence reproduktoru. Informační rezonance mobilního systému. Základní rezonanční frekvence. Fs. V jako měření

Ahoj všichni! Dnes se pokusím mluvit o hlavních parametrech subwooferů do auta. K čemu mohou být potřeba? A jsou potřeba pro správné sestavení krabice pro váš reproduktor. Pokud budoucí bednu nespočítáte, bude subwoofer hučet a nebudou se ozývat hlasité a hluboké basy. Obecně platí, že subwoofer je nezávislý akustický systém, který hraje nízké frekvence od 20 Hz do 80 Hz. S jistotou lze říci, že bez subwooferu v autě nikdy nedostanete kvalitní basy. Reproduktory se samozřejmě snaží vyměnit basový reproduktor, ale ukazuje se to mírně řečeno slabě. Subwoofer může pomoci odlehčit reproduktory tím, že převezme nízkofrekvenční rozsah, zatímco přední a zadní reproduktory budou muset hrát pouze střední a vysoké frekvence. Díky tomu se můžete zbavit zkreslení zvuku a získat harmoničtější zvuk hudby.

Nyní si proberme hlavní parametry wooferu. Jejich pochopení bude velmi užitečné při stavbě subwooferového boxu. Minimální datová sada vypadá takto: FS (rezonanční frekvence reproduktoru), VAS (ekvivalentní objem) a QTS (celkový faktor kvality). Pokud je hodnota alespoň jednoho parametru neznámá, je lepší tento reproduktor opustit, protože... Objem krabice nebude možné vypočítat.

Rezonanční frekvence (Fs)

Rezonanční frekvence je rezonanční frekvence hlavy wooferu bez provedení, tzn. bez police, krabice... Měří se následovně: reproduktor je zavěšen ve vzduchu, co nejdále od okolních předmětů. Takže jeho rezonance bude záviset jen na něm samotném, tzn. na hmotnosti jeho pohyblivého systému a tuhosti zavěšení. Existuje názor, že nízká rezonanční frekvence umožňuje vytvořit vynikající subwoofer. To není úplně pravda, u určitých konstrukcí bude příliš nízká rezonanční frekvence pouze překážkou. Pro informaci: nízká rezonanční frekvence je 20-25 Hz. Je vzácné najít reproduktor, jehož rezonanční frekvence je nižší než 20 Hz. No, nad 40 Hz to bude na subwoofer moc.

Celkový faktor kvality (Qts)

V tomto případě se nejedná o kvalitu produktu, ale o poměr viskózních a elastických sil existujících v pohyblivém systému LF hlavy v blízkosti rezonanční frekvence. Pohyblivý systém reproduktoru je velmi podobný zavěšení automobilu, který obsahuje tlumič a pružinu. Pružina vytváří elastické síly, to znamená, že během pohybu shromažďuje a uvolňuje energii. Tlumič je zase zdrojem viskózního odporu, nic neakumuluje, ale pouze absorbuje a odvádí ve formě tepla. K podobnému procesu dochází, když difuzér a vše k němu připojené vibruje. Čím vyšší je činitel jakosti, tím více elastických sil převládá. Je to jako auto bez tlumičů. Narazíte na malý hrbolek a kola naskočí na jedné pružině. Pokud mluvíme o dynamice, znamená to překmit od frekvenční charakteristiky na rezonanční frekvenci, čím větší, tím větší je celkový činitel jakosti systému. Nejvyšší kvalitativní faktor se měří v tisících, a to pouze u zvonu. Zní výhradně na rezonanční frekvenci. Běžným způsobem, jak zkontrolovat odpružení auta, je houpání ze strany na stranu, což je domácí způsob, jak měřit faktor kvality odpružení. Tlumič ničí energii, která se objevila při stlačení pružiny, tzn. Ne všechno se vrátí. Množství promarněné energie je faktorem kvality systému. Zdá se, že s pružinou je vše jasné - její roli hraje zavěšení difuzoru. Ale kde je tlumič? A jsou dva a fungují paralelně. Celkový faktor kvality se skládá ze dvou: elektrického a mechanického.

Faktor mechanické kvality je obvykle dán volbou materiálu závěsu, zejména středící podložky. Ztráty jsou zde zpravidla minimální a celkový faktor jakosti tvoří pouze 10-15 % mechanických.

Většinu tvoří elektrická kvalita. Nejtužší tlumič nárazů dostupný v systému pohonu reproduktorů je tandemový magnet a kmitací cívka. Protože jde v podstatě o elektromotor, funguje jako generátor v blízkosti rezonanční frekvence, kdy je rychlost a amplituda pohybu kmitací cívky maximální. Cívka při pohybu v magnetickém poli generuje proud a zátěží generátoru je výstupní odpor zesilovače, tzn. nula. Výsledkem je stejná elektrická brzda jako na elektrických vlacích. Tam jsou přibližně stejným způsobem nuceny trakční motory pracovat jako generátory a baterie brzdných odporů na střeše fungují jako zátěž. Velikost generovaného proudu bude záviset na magnetickém poli. Čím silnější je magnetické pole, tím větší bude proud. Ve výsledku se ukazuje, že čím je magnet reproduktoru silnější, tím je jeho kvalitativní faktor nižší. Ale protože Při výpočtu této hodnoty je třeba vzít v úvahu jak délku navíjecího drátu, tak šířku mezery v magnetickém systému, nebude správné vyvodit konečný závěr na základě velikosti magnetu.

Pro informaci: Q nízkého reproduktoru bude menší než 0,3 a vysoké Q bude větší než 0,5.

Ekvivalentní objem (Vas)

Většina moderních reproduktorů je založena na principu „akustického zavěšení“. Jde o to, že je potřeba zvolit objem vzduchu, při kterém bude jeho pružnost odpovídat pružnosti zavěšení reproduktoru. To znamená, že k zavěšení reproduktoru je přidána další pružina. Pokud má nová pružina stejnou pružnost jako stará, bude tento objem ekvivalentní. Jeho hodnota je dána průměrem reproduktoru a tuhostí odpružení.

Čím měkčí odpružení, tím větší bude vzduchový polštář, jehož přítomnost začne vibrovat hlavou. Totéž se děje při změně průměru difuzoru. Větší difuzor se stejným zdvihovým objemem bude stlačovat vzduch v boxu silněji, a tím dosáhnout většího výkonu. Právě na to byste si při výběru reproduktoru měli dát pozor, od toho se totiž odvíjí hlasitost boxu. Čím větší difuzor, tím vyšší výkon bude mít subwoofer, ale působivá bude i velikost boxu. Ekvivalentní hlasitost silně souvisí s rezonanční frekvencí, aniž byste věděli, ve které můžete udělat chybu. Rezonanční frekvence je určena hmotností pohyblivého systému a tuhostí závěsu a ekvivalentní objem je určen stejnou tuhostí závěsu a průměrem difuzoru. Může to dopadnout takto: existují dva basové reproduktory stejné velikosti a se stejnou rezonanční frekvencí, ale u jednoho z nich rezonanční frekvence závisí na těžkém difuzoru a tvrdém zavěšení a na druhém - na lehkém difuzoru a měkké odpružení. Ekvivalentní objem se v tomto případě může velmi výrazně lišit a při instalaci do stejné krabice budou výsledky velmi odlišné.

Doufám, že jsem trochu pomohl pochopit základní parametry wooferů.

Rozhodl jsem se tedy napsat článek, který je pro akustiku velmi důležitý. V tomto článku chci popsat způsoby měření nejdůležitějších parametrů dynamických hlav – parametry Thiel-Small.

Pamatovat si! Níže uvedená technika je účinná pouze pro měření Thiel-Small parametrů reproduktorů s rezonančními frekvencemi pod 100 Hz (tj. wooferů), při vyšších frekvencích se chyba zvyšuje.

Nejzákladnější parametry Tilya-Smolla, podle kterých je možné vypočítat a vyrobit akustický návrh (jinými slovy krabice) jsou:

Rezonanční frekvence reproduktoru Fs (Hertz)
Ekvivalentní objem V jako (litry nebo kubické stopy)
Celkový faktor kvality Q ts
DC odpor R e (Ohm)

Pro serióznější přístup budete také potřebovat vědět:

Mechanický činitel jakosti Q ms
Faktor kvality elektrické energie Q es
Plocha difuzoru S d (m 2) nebo jeho průměr Dia (cm)
Citlivost SPL (dB)
Indukčnost L e (Henry)
Impedance Z (Ohm)
Špičkový výkon Pe (Watt)
Hmotnost pohybujícího se systému M ms (g)
Relativní tuhost (mechanická flexibilita) C ms (metry/newton)
Mechanická odolnost R ms (kg/s)
Výkon motoru (součin indukce v magnetické mezeře délkou vodiče kmitací cívky) BL (Tesla*m)

Většinu těchto parametrů lze změřit nebo vypočítat doma pomocí nepříliš sofistikovaných měřicích přístrojů a počítače nebo kalkulačky, která dokáže extrahovat odmocniny a umocňovat. Pro ještě serióznější přístup k navrhování akustického designu a zohlednění vlastností reproduktorů doporučuji přečíst serióznější literaturu. Autor tohoto „práce“ si nenárokuje žádné zvláštní znalosti v oblasti teorie a vše zde uvedené je kompilací z různých zdrojů - zahraničních i ruských.

Měření Thiel-Smallových parametrů R e, F s, F c, Q es, Q ms, Q ts, Q tc, V as, C ms, S d, M ms.

K měření těchto parametrů budete potřebovat následující vybavení:

Voltmetr
Generátor audiofrekvenčního signálu. Vhodné jsou generátorové programy, které generují potřebné frekvence. Jako Generátor Marchandových funkcí nebo NCH tónový generátor. Vzhledem k tomu, že není vždy možné doma najít měřič frekvence, můžete těmto programům a své zvukové kartě nainstalované v počítači zcela důvěřovat.
Výkonný (alespoň 5 wattů) rezistor s odporem 1000 ohmů
Přesný (+- 1%) odpor 10 ohmů
Dráty, svorky a další odpadky, aby se to všechno spojilo do jednoho okruhu.

Schéma pro měření

Kalibrace:

Nejprve musíte zkalibrovat voltmetr. K tomu je místo reproduktoru připojen odpor 10 Ohm a volbou napětí dodávaného generátorem je nutné dosáhnout napětí 0,01 voltu. Pokud má odpor jinou hodnotu, pak by napětí mělo odpovídat 1/1000 hodnoty odporu v ohmech. Například pro kalibrační odpor 4 ohmy by mělo být napětí 0,004 voltu. Pamatovat si! Po kalibraci nelze výstupní napětí generátoru upravit, dokud nebudou dokončena všechna měření.

Nalezení R e

Nyní, když místo kalibračního odporu připojíme reproduktor a nastavíme frekvenci na generátoru blízko 0 hertzů, můžeme určit jeho odpor vůči stejnosměrnému proudu Re. Bude to údaj voltmetru vynásobený 1000. Re však lze měřit přímo ohmmetrem.

Zjištění Fs a Rmax

Reproduktor během tohoto a všech následujících měření musí být ve volném prostoru. Rezonanční frekvence reproduktoru se nachází na vrcholu jeho impedance (Z-charakteristika). Chcete-li to najít, plynule změňte frekvenci generátoru a podívejte se na hodnoty voltmetru. Frekvence, při které bude napětí na voltmetru maximální (další změna frekvence povede k poklesu napětí), bude pro tento reproduktor hlavní rezonanční frekvencí. U reproduktorů s průměrem větším než 16 cm by tato frekvence měla být pod 100 Hz. Nezapomeňte zaznamenat nejen kmitočet, ale také údaje z voltmetru. Vynásobené 1000 dají reproduktoru odpor při rezonanční frekvenci Rmax, nezbytné pro výpočet dalších parametrů.

Nalezení Q ms, Q es a Q ts

Tyto parametry se zjišťují pomocí následujících vzorců:

Jak vidíte, jedná se o sekvenční zjištění dalších parametrů R o, R x a měření dříve neznámých frekvencí F 1 a F 2. To jsou frekvence, při kterých je impedance reproduktoru rovna Rx. Protože Rx je vždy menší než Rmax, budou zde dvě frekvence – jedna je o něco menší než Fs a druhá o něco více. Přesnost svých měření můžete zkontrolovat pomocí následujícího vzorce:

Pokud se vypočítaný výsledek liší od dříve nalezeného o více než 1 hertz, musíte vše opakovat znovu a pečlivěji. Našli jsme a vypočítali několik základních parametrů a na jejich základě můžeme vyvodit některé závěry:

Pokud je rezonanční frekvence reproduktoru nad 50Hz, pak má právo tvrdit, že funguje v lepším případě jako středobas. Na subwoofer u takového reproduktoru můžete rovnou zapomenout.
Pokud je rezonanční frekvence reproduktoru nad 100Hz, tak to vůbec není woofer. Můžete jej použít k reprodukci středních frekvencí v třípásmových systémech.
Pokud je poměr F s/Q ts reproduktoru menší než 50, pak je tento reproduktor určen k provozu výhradně v uzavřených boxech. Pokud je více než 100 - výhradně pro práci s bassreflexem nebo v pásmových propustech. Pokud je hodnota mezi 50 a 100, pak je třeba se pečlivě podívat na další parametry – k jakému typu akustického provedení reproduktor tíhne. K tomu je nejlepší použít speciální počítačové programy, které dokážou graficky simulovat akustický výstup takového reproduktoru v různých akustických provedeních. Je pravda, že bez dalších, neméně důležitých parametrů - V as, S d, C ms a L se člověk neobejde.

Nalezení Sd

Jedná se o tzv. efektivní vyzařovací plochu difuzoru. Pro nejnižší frekvence (v oblasti působení pístu) se shoduje s návrhovou a rovná se:

Poloměr R v tomto případě bude poloviční vzdálenost od středu šířky pryžového závěsu na jedné straně do středu pryžového závěsu na opačné straně. Je to dáno tím, že polovina šířky pryžového závěsu je zároveň vyzařovací plochou. Vezměte prosím na vědomí, že měrnou jednotkou pro tuto oblast jsou metry čtvereční. V souladu s tím do něj musí být dosazen poloměr v metrech.

Zjištění indukčnosti cívky reproduktoru L

K tomu potřebujete výsledky jednoho ze čtení z úplně prvního testu. Budete potřebovat impedanci (impedanci) kmitací cívky na frekvenci asi 1000 Hz. Protože reaktivní složka (X L) je oddělena od aktivní R e úhlem 900, můžeme použít Pythagorovu větu:

Protože jsou známy Z (impedance cívky při určité frekvenci) a R e (stejnosměrný odpor cívky), vzorec se převádí na:

Po nalezení reaktance X L na frekvenci F můžete vypočítat samotnou indukčnost pomocí vzorce:

V jako měření

Existuje několik způsobů, jak měřit ekvivalentní objem, ale doma je jednodušší použít dva: metodu „přídavné hmotnosti“ a metodu „přídavného objemu“. První z nich vyžaduje několik závaží o známé hmotnosti z materiálů. Můžete použít sadu závaží z lékárenských vah nebo použít staré měděné mince 1,2,3 a 5 kopejek, protože hmotnost takové mince v gramech odpovídá nominální hodnotě. Druhá metoda vyžaduje zapečetěnou krabici známého objemu s odpovídajícím otvorem pro reproduktor.(mospagebreak)

Nalezení V as pomocí metody přidané hmotnosti

Nejprve je třeba rovnoměrně zatížit difuzér závažím a znovu změřit jeho rezonanční frekvenci, zapsat ji jako F" s. Měla by být nižší než F s. Je lepší, když je nová rezonanční frekvence o 30 % -50 % nižší. hmotnost závaží je přibližně 10 gramů na každý palec průměru difuzoru To znamená, že pro 12" hlavu potřebujete zátěž o hmotnosti asi 120 gramů.

kde M je hmotnost přidaných závaží v kilogramech.

Na základě získaných výsledků se V as (m 3) vypočítá pomocí vzorce:

Nalezení V jako metodou dodatečného objemu

Reproduktor je nutné utěsnit v měřicí krabici. Nejlepší je to udělat tak, aby magnet směřoval ven, protože reproduktoru je jedno, na které straně má zapnutou hlasitost, a pro vás bude snazší zapojit vodiče. A je tam méně děr navíc. Objem krabice je označen jako Vb.

Poté musíte změřit Fc (rezonanční kmitočet reproduktoru v uzavřené krabici) a podle toho vypočítat Q mc, Q ec a Q tc. Technika měření je zcela podobná výše popsané. Poté se ekvivalentní objem zjistí pomocí vzorce:

Data získaná jako výsledek všech těchto měření jsou dostatečná pro další výpočet akustického návrhu nízkofrekvenčního spoje dostatečně vysoké třídy. Ale jak se to počítá, to je úplně jiný příběh.

Stanovení mechanické pružnosti C ms

Kde S d je efektivní plocha difuzoru se jmenovitým průměrem D. Jak vypočítat, je napsáno dříve.

Stanovení hmotnosti mobilního systému Mms

Vypočítá se snadno pomocí vzorce:

Výkon motoru (součin indukce v magnetické mezeře a délky vodiče kmitací cívky) BL

A co je nejdůležitější, nezapomeňte, že pro přesnější hodnoty pro měření parametrů Thiel-Small je nutné provést experiment několikrát a poté získat přesnější hodnoty průměrováním.

Spodní hranice frekvenčního rozsahu reprodukovaného reproduktorem je určena hlavní rezonanční frekvencí hlavy. Bohužel velmi zřídka jsou v prodeji hlavy, které mají hlavní rezonanční frekvenci pod 60-80 Hz. Proto se pro rozšíření rozsahu pracovních frekvencí akustických systémů jeví jako velmi relevantní snížit hlavní rezonanční frekvenci hlav v nich používaných. Jak je známo, systém pohyblivé hlavy (difuzor s kmitací cívkou) v hlavní rezonanční oblasti je jednoduchý oscilační systém sestávající z hmoty a pružnosti závěsu. Rezonanční frekvence takového systému je určena vzorcem:

kde m je hmotnost difuzoru, kmitací cívky a připojené hmotnosti vzduchu, g;
C - pružnost odpružení, cm/din.

Pro snížení hlavní rezonanční frekvence hlavy je tedy nutné zvýšit buď hmotnost difuzoru a kmitací cívky, nebo pružnost jejich zavěšení, případně obojí. Nejjednodušší způsob je zvýšit hmotnost difuzoru připojením dalšího závaží. Zvyšování hmotnosti systému pohyblivé hlavy je však nerentabilní, protože se tím sníží nejen rezonanční frekvence, ale také akustický tlak vytvářený hlavou. Faktem je, že síla F vytvořená proudem I v kmitací cívce dynamické hlavy je rovna

F=V*l*I,
kde B je magnetická indukce v mezeře;
l je délka vodiče kmitací cívky.

Na druhou stranu, podle zákonů mechaniky je tato síla rovna

F=m*a,
kde m je hmotnost pohybujícího se systému; a je oscilační zrychlení.

Protože síla působící na kmitací cívku závisí pro danou hlavu pouze na aktuální hodnotě, zvýšením hmotnosti snížíme o stejnou hodnotu kmitavé zrychlení cívky a difuzoru; a protože akustický tlak generovaný hlavou v této frekvenční oblasti je úměrný zrychlení kužele, pokles zrychlení je ekvivalentní poklesu akustického tlaku. Pokud bychom se pokusili snížit hlavní rezonanční frekvenci hlavy na polovinu, vyžadovalo by to čtyřnásobné zvýšení hmotnosti pohybujícího se systému a o stejnou hodnotu by poklesl akustický tlak vytvářený hlavou při konstantním proudu v cívce. Zvýšení hmotnosti by navíc zvýšilo činitel jakosti pohyblivého systému a zvýšilo rezonanční špičku a s tím i nerovnoměrnost frekvenční charakteristiky, což by naopak zhoršilo přechodové charakteristiky reproduktoru.

Pro snížení rezonanční frekvence hlavy je proto účelnější zvýšit pružnost zavěšení difuzoru a středícího kotouče, tedy snížit tuhost pohyblivého systému. To se provádí následovně. Nejprve ostrým skalpelem nebo čepelí sloupněte nebo odřízněte límec difuzoru (podél kroužku držáku difuzoru). Poté se odpájejí ohebné přívody kmitací cívky, odšroubuje se kroužek centrovacího kotouče a getinaky.<паук" (если таковые имеются) или отклеивают центрирующий диск от диффузородержателя.

Pružnost středícího kotouče se zvlněním se zvýší tím, že se v něm rovnoměrně po obvodu vyříznou tři nebo čtyři kuželovité otvory (viz obr. 1). Celková plocha těchto otvorů by měla být 0,4-0,5krát větší než plocha zvlnění středícího disku. Pro ochranu magnetické mezery před prachem se na výřezy nebo celý disk nalepí gáza pomocí běžného gumového lepidla nebo lepidla BF-6. Pokud je kmitací cívka vycentrována pomocí getinaxového (textolitového) „pavouka“, pak se flexibilita zvýší zmenšením šířky jejích ramen (jejich vypilováním pilníkem nebo jejich pečlivým kousáním pomocí nůžek na drát). Poté se odřízne část okrajového zvlnění u difuzoru tak, aby mezi okrajem difuzoru a kroužkem držáku difuzoru byla mezera cca 200 mm. Pokud je zároveň na okraji difuzoru zvlnění, pak se narovná na délku asi 10 mm a nalepí se na něj závěs v podobě ramen z povinolu nebo měkké textilie. Pro zvýšení pružnosti by měl být pokud možno odstraněn textilní nebo pletený podklad.

Velmi flexibilní a elastická ramena lze vyrobit pomocí silikonového lepidla - tmelu "Elastosil" z tenkých nylonových punčoch. Vršek punčochy se podélně rozstřihne a na výslednou látku se udělají značky o šířce 24-28 cm (viz obr. 2). Při značení by měly být oblouky umístěny napříč punčochou (viz obr. 2), protože elasticita punčochy je větší v podélném směru. Poté položte kus hladké plastové fólie na nějakou desku nebo silnou lepenku, položte na ni punčochovou látku a zajistěte ji podél okrajů knoflíky nebo hřebíky. Poté pomocí špachtle nebo konce kovového pravítka naneseme elastosil na pleteninu tak, aby nebyly vidět nitě pleteniny. Po dni (doba polymerace elastosilu) se pletenina obrátí a nanese se olastosil na druhou stranu.

Chcete-li vystřihnout ramena, vytvořte kartonovou šablonu. Difuzér je vhodné zavěsit maximálně na tři nebo čtyři ramena tak, aby každé rameno zabíralo třetinu, respektive čtvrtinu obvodu difuzoru. Na ramenech a na okraji difuzoru označte tužkou plochy, kterými by měly být lepeny, šířka těchto ploch by měla být 7-10 mm; Hotová ramena se jedno po druhém potře lepidlem a přilepí k vyznačenému okraji difuzoru „elastosilem“ nebo silikonovým lepidlem KT-30 nebo MSN-7. Oblouky z pavinolu nebo textilu se lepí na povrch, kde se textilie nacházela, pomocí lepidla BF-2, 88 nebo AB-4. Doporučuje se nejprve zkontrolovat vhodnost (soulad) lepidla s materiálem nalepením kousku hmoty na silný papír.

Spoje mezi rameny by měly být také lepeny, aby nebyly žádné mezery. Nejlepší je to udělat s „elastosilem“ pro pavinolové nebo textové vinylové chrámy, doporučuje se upevnit okraje nitěmi a vyplnit je v několika fázích běžným gumovým lepidlem.

Při nanášení lepidla na kroužek držáku difuzoru je vhodné použít krokosvorky s vloženými jednopólovými zátkami (kvůli hmotnosti). Po nalepení závěsu se provede konečné vyrovnání kmitací cívky a zajistí se kroužky centrovacího kotouče nebo getinaků "pavouka". Pokud centrovací kotouč nemá kovový kroužek a je odlepený, pak nejprve přilepte závěs difuzoru a poté centrovací kotouč za současného centrování kmitací cívky v mezeře. Nakonec se připájejí vodiče kmitací cívky a k držáku difuzoru se přilepí nosná ramena z lepenky, houbové pryže nebo plsti.

Pokud má difuzér prasklinu (roztržení), je nejlepší jej utěsnit lepidlem „elastosil“ nebo jej v několika krocích naplnit gumovým lepidlem.

Pomocí popsané metody je možné snížit frekvenci hlavní rezonance hlavy 1,5-2krát. Například na Obr. Obrázek 3 ukazuje frekvenční charakteristiky impedance hlavy 4A-18 před (tečkovaná čára) a po úpravě.

Tato hlava byla vyrobena v Leningradském závodě na filmové vybavení "Kinap" v roce 1954; jeho úprava spočívala ve vyříznutí tří okének ve středícím kotouči a nahrazení okrajového zvlnění pavinolovými oblouky, textilní podklad nebyl odstraněn. Rezonanční frekvence se snížila ze 105 Hz na 70 Hz, tedy 1,5krát. Je zajímavé poznamenat, že stejný pokles rezonanční frekvence dává dodatečnou hmotnost 25 g.

Kde m je hmotnost difuzoru, kmitací cívky a připojené vzduchové hmoty, g, C je pružnost závěsu, cm/din.

Kde B je magnetická indukce v mezeře, l je délka vodiče kmitací cívky.

Na druhou stranu, podle zákonů mechaniky je tato síla rovna F=m*a, kde je hmotnost pohybujícího se systému, a je zrychlení kmitání.

Pro snížení rezonanční frekvence hlavy je proto účelnější zvýšit pružnost zavěšení difuzoru a středícího kotouče, tedy snížit tuhost pohyblivého systému. To se provádí následovně. Nejprve ostrým skalpelem nebo čepelí sloupněte nebo odřízněte límec difuzoru (podél kroužku držáku difuzoru). Poté se odpájejí ohebné vodiče kmitací cívky, odšroubuje se kroužek centrovacího kotouče a „pavouk“ getinax (pokud existuje) nebo se centrovací kotouč odlepí od držáku difuzoru.

Pružnost středícího kotouče se zvlněním se zvýší tím, že se v něm rovnoměrně po obvodu vyříznou tři nebo čtyři kuželovité otvory (viz obr. 1). Celková plocha těchto otvorů by měla být 0,4-0,5krát větší než plocha zvlnění středícího disku. Pro ochranu magnetické mezery před prachem se na výřezy nebo celý disk nalepí gáza pomocí běžného gumového lepidla nebo lepidla BF-6. Pokud je kmitací cívka vycentrována pomocí getinaxového (textolitového) „pavouka“, pak se flexibilita zvýší zmenšením šířky jejích ramen (jejich vypilováním pilníkem nebo jejich pečlivým kousáním pomocí nůžek na drát). Poté se odřízne část okrajového zvlnění u difuzoru tak, aby mezi okrajem difuzoru a kroužkem držáku difuzoru byla mezera cca 200 mm. Pokud je zároveň na okraji difuzoru zvlnění, pak se narovná na délku asi 10 mm a nalepí se na něj závěs v podobě ramen z pavinolu nebo měkké textilie. Pro zvýšení pružnosti by měl být pokud možno odstraněn textilní nebo pletený podklad.

Velmi flexibilní a elastická ramena lze vyrobit pomocí silikonového lepidla - tmelu "Elastosil" z tenkých nylonových punčoch. Vršek punčochy se podélně rozstřihne a na výslednou látku se udělají značky o šířce 24-28 cm (viz obr. 2). Při značení by měly být oblouky umístěny napříč punčochou (viz obr. 2), protože elasticita punčochy je větší v podélném směru. Poté položte kus hladké plastové fólie na nějakou desku nebo silnou lepenku, položte na ni punčochovou látku a zajistěte ji podél okrajů knoflíky nebo hřebíky. Poté se „Elastosil“ nanese na pleteninu špachtlí nebo koncem kovového pravítka tak, aby nebyly vidět nitě pleteniny. Po dni (doba polymerace „elastosilu“) se pletenina obrátí a na druhou stranu se nanese „elastosil“.

Po zavěšení se difuzor instaluje do držáku difuzoru tak, aby kmitací cívka zapadla do mezery. Poté se prstenec středícího kotouče zpevní a kmitací cívka se předstředí (před nalepením závěsu). Dále se závěsná ramena difuzoru jedno po druhém nalepí na kroužek držáku difuzoru. Pro ohýbání ramen při nanášení lepidla na kroužek držáku difuzoru je vhodné použít krokosvorky s jednopólovými hmoždinkami (kvůli hmotnosti). Po nalepení závěsu se provede konečné vyrovnání kmitací cívky a zajistí se kroužky centrovacího kotouče nebo getinaků "pavouka". Pokud centrovací kotouč nemá kovový kroužek a je odlepený, pak nejprve přilepte závěs difuzoru a poté centrovací kotouč za současného centrování kmitací cívky v mezeře. Nakonec se připájejí vodiče kmitací cívky a k držáku difuzoru se přilepí nosná ramena z lepenky, houbové pryže nebo plsti.

Pokud má difuzér prasklinu (roztržení), je nejlepší jej utěsnit lepidlem „elastosil“ nebo jej v několika krocích naplnit gumovým lepidlem.

- Jak! Máte babičku, která uhodne tři karty za sebou, a ještě jste se od ní nenaučili její kabalistiku?
TAK JAKO. Puškin, "Piková dáma"

Dnes si povíme, co je opravdu důležité vědět o akustice. A sice o slavných parametrech Thiel-Small, jejichž znalost je klíčem k výhře v hazardní hře audio do auta. Bez pomluvy a kabalismu.

Jeden vynikající matematik podle legendy při přednášce studentům řekl: „A nyní začneme dokazovat větu, jejíž jméno mám tu čest nést.“ Kdo měl tu čest nést jména parametrů Thiel a Small? Připomeňme si i toto. První v partě je Albert Neville Thiele (v originále A. Neville Thiele se „A“ téměř nikdy nerozluští). Jak věkem, tak bibliografií. Thielovi je nyní 84 let, a když mu bylo 40, publikoval přelomový dokument, který byl průkopníkem ve schopnosti vypočítat výkon reproduktorů pomocí jediné sady parametrů pohodlným a opakovatelným způsobem.

V dokumentu z roku 1961 bylo zčásti řečeno: „Nízkofrekvenční výkon reproduktoru lze přiměřeně popsat třemi parametry: rezonanční frekvencí, objemem vzduchu ekvivalentním akustické pružnosti reproduktoru a poměr elektrického odporu k odporu vůči pohybu na rezonanční frekvenci Stejné parametry se používají pro stanovení elektroakustické účinnosti. Doporučuji výrobcům reproduktorů, aby tyto parametry zveřejnili jako součást základních informací o svých produktech.“

Požadavek Nevilla Thiela vyslyšel průmysl až o deset let později, v té době již Thiel spolupracoval s Richardem Smallem, rodákem z Kalifornie. V kalifornštině se to píše Richard Small, ale respektovaný lékař z nějakého důvodu preferuje německou výslovnost svého vlastního jména. Small letos oslaví 70 let, což je mimochodem důležitější výročí než většina ostatních. Na začátku sedmdesátých let Thiel a Small konečně dokončili svůj navrhovaný přístup k výpočtu reproduktorů.

Neville Thiel je nyní emeritním profesorem na univerzitě ve své domovské zemi Austrálii a poslední profesionální pozice Dr. Smalla, kterou jsme mohli sledovat, byla hlavní inženýr automobilového audio oddělení Harman-Becker. A samozřejmě oba jsou členy vedení International Society of Acoustic Engineers (Audio Engineering Society). Obecně jsou oba živí a zdraví.

Vlevo je Thiel, vpravo Malý, v pořadí přínosu pro elektroakustiku. Mimochodem, fotka je vzácná, mistři se neradi fotili

Věsit či nevěšet?

Obrazná definice podmínek pro měření Fs jako rezonanční frekvence reproduktoru visícího ve vzduchu dala vzniknout mylné představě, že takto by se tato frekvence měla měřit a nadšenci se skutečně pokusili reproduktory zavěsit na dráty a lana. Samostatné číslo „BB“, nebo dokonce více než jedno, bude věnováno měření akustických parametrů, ale zde podotýkám: v kompetentních laboratořích jsou reproduktory při měření upnuty ve svěráku a nejsou zavěšeny na lustru.

Výsledky výpočtového experimentu, který pomůže těm, kteří chtějí pochopit, jak jsou hodnoty elektrického a mechanického činitele kvality vyjádřeny v impedančních křivkách. Vzali jsme kompletní sadu elektromechanických parametrů skutečného reproduktoru a poté jsme začali některé z nich měnit. Jednak mechanická kvalita, jako by byl vyměněn materiál vlnky a středící podložky. Pak - elektrický, k tomu bylo nutné změnit charakteristiku pohonu a pohyblivého systému. Co se stalo:

Křivka skutečné impedance wooferu. Vypočítá dva ze tří hlavních parametrů

Impedanční křivky pro různé hodnoty celkového činitele kvality, přičemž elektrický Qes je stejný, rovný 0,5, a mechanický se pohybuje od 1 do 8. Zdá se, že celkový činitel jakosti Qts se příliš nemění, ale výška hrb na grafu impedance se velmi mění a velmi, zatímco čím nižší je Qms, tím ostřejší je

Závislost akustického tlaku na frekvenci při stejných hodnotách Qts. Při měření akustického tlaku je důležitý pouze celkový kvalitativní faktor Qts, takže zcela odlišné křivky impedance odpovídají ne tak rozdílným křivkám akustického tlaku versus frekvence

Stejné hodnoty Qts, ale nyní Qms = 4 všude a Qes se mění tak, aby bylo dosaženo stejných hodnot Qts. Hodnoty Qts jsou stejné, ale křivky jsou zcela odlišné a liší se od sebe mnohem méně. Dolní, červené křivky byly získány pro ty hodnoty, které nebylo možné získat v prvním experimentu při pevném Qes = 0,5

Křivky akustického tlaku pro různé Qts získané změnou Qes. Čtyři horní křivky mají úplně stejný tvar, jako když jsme změnili Qms, jejich tvar je určen hodnotami Qts, ale zůstávají stejné. Spodní, červené křivky získané pro Qts větší než 0,5 jsou samozřejmě jiné a kvůli zvýšenému faktoru kvality na nich začíná růst hrb.

Nyní pozor: nejde jen o to, že při vysokých Qts se na charakteristice objeví hrb a citlivost reproduktoru na frekvencích nad rezonanční klesá. Vysvětlení je jednoduché: za stejných okolností se Qes může zvyšovat pouze s nárůstem hmotnosti pohybujícího se systému nebo s poklesem síly magnetu. Obojí vede ke snížení citlivosti na středních frekvencích. Takže hrb na rezonanční frekvenci je spíše důsledkem poklesu na frekvencích nad rezonanční frekvencí. V akustice není nic zadarmo...

Junior partnerský příspěvek

Mimochodem: zakladatel metody A.N. Thiel měl v úmyslu při výpočtech zohlednit pouze faktor elektrické kvality a domníval se (správně na svou dobu), že podíl mechanických ztrát je zanedbatelný ve srovnání se ztrátami způsobenými provozem „elektrické brzdy“ reproduktoru. Příspěvek juniorského partnera však nebyl jediný, nicméně zohledňoval Qms, to se nyní stalo důležitým: moderní měniče používají materiály se zvýšenými ztrátami, které na počátku 60. let neexistovaly, a narazili jsme na reproduktory, kde Hodnota Qms byla pouze 2 - 3, s elektrickou pod jednotkou. V takových případech by bylo chybou nebrat v úvahu mechanické ztráty. A to se stalo obzvláště důležitým se zavedením ferrofluidního chlazení v RF hlavách, kde se vlivem tlumícího účinku kapaliny podíl Qms na celkovém faktoru kvality stává rozhodujícím a vrchol impedance na rezonanční frekvenci se stává téměř neviditelným, protože v prvním grafu našeho výpočetního experimentu.

Thiel a Small odhalili tři karty

1. Fs - hlavní rezonanční frekvence reproduktoru bez krytu. Charakterizuje pouze samotný reproduktor, nikoli hotový reproduktorový systém na něm založený. Při instalaci do libovolného objemu se může pouze zvětšit.

2. Qts - celkový činitel kvality reproduktoru, bezrozměrná veličina charakterizující relativní ztráty v dynamice. Čím je nižší, tím více je potlačena rezonance záření a tím vyšší je vrchol odporu na impedanční křivce. Zvyšuje se při instalaci v uzavřené krabici.

3. Vas - ekvivalentní hlasitost reproduktoru. Rovná se objemu vzduchu se stejnou tuhostí jako odpružení. Čím tužší odpružení, tím méně Vas. Při stejné tuhosti se Vas zvyšuje s rostoucí plochou difuzoru.

Dvě poloviny tvoří kartu č. 2

1. Qes - elektrická složka celkového činitele jakosti, charakterizuje výkon elektrické brzdy, která zabraňuje rozkmitání difuzoru v blízkosti rezonanční frekvence. Obvykle platí, že čím výkonnější je magnetický systém, tím silnější je „brzda“ a tím menší je číselná hodnota Qes.

2. Qms - mechanická složka celkového činitele jakosti, charakterizuje ztráty v pružných prvcích zavěšení. Ztráty jsou zde mnohem menší než v elektrické součástce a Qms je číselně mnohem větší než Qes.

Jak dlouho zvonek zvoní?

Co mají společného zvonek a reproduktor? To, že oba znějí, je zřejmé. Ještě důležitější je, že oba jsou oscilační systémy. Jaký je v tom rozdíl? Zvon, bez ohledu na to, jak na něj udeříte, bude znít jedinou frekvencí předepsanou kánonem. A navenek se od něj reproduktor příliš neliší - v širokém rozsahu frekvencí a může, je-li to žádoucí, současně zobrazovat jak zvonění zvonu, tak pofukování zvonaře. Takže: dva ze tří Thiel-Small parametrů přesně kvantitativně popisují tento rozdíl.

Stačí si pevně zapamatovat, nebo ještě lépe, znovu si přečíst citát zakladatele v historické a životopisné poznámce. Říká „na nízkých frekvencích“. Thiel, Small a jejich parametry nemají nic společného s tím, jak se reproduktor chová na vyšších frekvencích a nenesou za to žádnou odpovědnost. Které frekvence reproduktoru jsou nízké a které ne? A o tom hovoří první ze tří parametrů.

Mapa jedna, měřeno v hertzech

Takže: Thiel-Small parametr č. 1 je vlastní rezonanční frekvence reproduktoru. Označuje se vždy Fs, bez ohledu na jazyk publikace. Fyzikální význam je extrémně jednoduchý: protože reproduktor je oscilační systém, znamená to, že musí existovat frekvence, na které bude difuzér kmitat, když je ponechán svému vlastnímu zařízení. Jako zvon po úderu nebo struna po utržení. To znamená, že reproduktor je absolutně „nahý“, není instalován v žádném krytu, jako by visel v prostoru. To je důležité, protože nás zajímají parametry samotného reproduktoru, a ne to, co jej obklopuje.

Frekvenční rozsah kolem rezonanční jedničky, dvě oktávy nahoru, dvě oktávy dolů – to je oblast, kde fungují Thiel-Small parametry. U hlav subwooferu, které ještě nebyly nainstalovány v pouzdře, se Fs může pohybovat od 20 do 50 Hz, u středobasových reproduktorů od 50 (basové „šestky“) do 100 – 120 („čtyřky“). Pro střední frekvence difuzoru - 100 - 200 Hz, pro kopule - 400 - 800, pro výškové reproduktory - 1000 - 2000 Hz (existují výjimky, velmi vzácné).

Jak se určuje vlastní rezonanční frekvence reproduktoru? Ne, jak je nejčastěji definováno - jasně, čtěte v průvodní dokumentaci nebo ve zkušebním protokolu. Jak byla původně rozpoznána? Se zvonem by to bylo jednodušší: něčím do něj udeřit a změřit frekvenci produkovaného bzučení. Reproduktor nebude vysloveně bzučet na žádné frekvenci. Tedy chce, ale tlumení vibrací difuzoru vlastní jeho konstrukci mu to neumožňuje. V tomto smyslu je reproduktor velmi podobný závěsu automobilu a toto přirovnání jsem použil více než jednou a budu v tom pokračovat. Co se stane, když rozhoupete auto s prázdnými tlumiči? Na vlastní rezonanční frekvenci (kde je pružina, tam bude frekvence) se alespoň párkrát rozhoupe. Tlumiče, které jsou pouze částečně mrtvé, zastaví oscilace po jedné nebo dvou periodách, zatímco ty, které jsou v dobrém provozním stavu, se zastaví po prvním zhoupnutí. V dynamice je důležitější tlumič než pružina a tady jsou dokonce dva.

První, slabší, funguje díky tomu, že se v odpružení ztrácí energie. Není náhoda, že zvlnění je vyrobeno ze speciálních druhů pryže, míček z takového materiálu se jen stěží odrazí od podlahy, speciální impregnace s vysokým vnitřním třením je také zvolena pro středící podložku. Je to jako mechanická brzda vibrací difuzoru. Druhý, mnohem výkonnější, je elektrický.

Zde je návod, jak to funguje. Hlasová cívka reproduktoru je jeho motor. Ze zesilovače jím protéká střídavý proud a cívka umístěná v magnetickém poli se začne pohybovat frekvencí přiváděného signálu, rozpohybuje samozřejmě celou pohyblivou soustavu, pak je tady. Ale cívka pohybující se v magnetickém poli je generátor. Což bude generovat více elektřiny, čím více se cívka pohybuje. A když se frekvence začne blížit rezonanční frekvenci, při které difuzor „chce“ oscilovat, amplituda oscilací se zvýší a napětí produkované kmitací cívkou se zvýší. Dosažení maxima přesně na rezonanční frekvenci. Co to má společného s brzděním? Ještě žádný. Představte si ale, že vodiče cívek jsou vzájemně propojeny. Nyní jím proteče proud a vznikne síla, která podle Lenzova školního pravidla bude bránit pohybu, který ji vygeneroval. Ale v reálném životě je kmitací cívka uzavřena na výstupní impedanci zesilovače, která se blíží nule. Ukazuje se to jako elektrická brzda, která se přizpůsobuje situaci: čím více se difuzor snaží pohybovat tam a zpět, tím více tomu brání protiproud v kmitací cívce. Zvonek nemá žádné brzdy, kromě tlumení vibrací v jeho stěnách a v bronzu - jaké tlumení...

Druhá mapa, ničím neměřená

Brzdný výkon reproduktoru je číselně vyjádřen ve druhém Thiel-Small parametru. Toto je celkový faktor kvality reproduktoru, označovaný jako Qts. Vyjádřeno číselně, ale ne doslova. Myslím tím, že čím výkonnější brzdy, tím nižší hodnota Qts. Odtud název „faktor kvality“ v ruštině (neboli faktor kvality v angličtině, z něhož označení této veličiny pochází), což je jakoby hodnocení kvality oscilačního systému. Fyzikálně je faktorem kvality poměr elastických sil v systému k viskózním silám, jinak - k třecím silám. Elastické síly ukládají energii v systému a střídavě přenášejí energii z potenciální (stlačená nebo natažená pružina nebo zavěšení reproduktoru) do kinetické (energie pohybujícího se difuzoru). Viskózní se snaží přeměnit energii jakéhokoli pohybu na teplo a nenávratně se rozptýlit. Vysoký činitel jakosti (a u stejného zvonu se to bude měřit v desítkách tisíc) znamená, že jsou mnohem více elastické síly než třecí síly (viskózní, to je totéž). To také znamená, že při každém kmitání se pouze malá část energie uložené v systému přemění na teplo. Proto, mimochodem, faktor kvality je jedinou hodnotou ve třech parametrech Thiel-Small, která nemá rozměr, je to poměr jedné síly k druhé. Jak zvon rozptýlí energii? Vnitřním třením v bronzu, hlavně pomalu. Jak to dělá reproduktor, jehož kvalitativní faktor je mnohem nižší, a tudíž i míra ztráty energie je mnohem vyšší? Dvěma způsoby, v závislosti na počtu „brzd“. Část se rozptyluje vnitřními ztrátami v pružných prvcích zavěšení a tento podíl ztrát lze odhadnout samostatnou hodnotou součinitele jakosti, který se nazývá mechanický, označovaný Qms. Druhá, větší část je odváděna ve formě tepla z proudu procházejícího kmitací cívkou. Proud, který produkuje. Toto je faktor elektrické kvality Qes. Celkový účinek brzd by se dal určit velmi snadno, kdyby se nepoužívaly hodnoty jakostního faktoru, ale naopak hodnoty ztrát. Prostě bychom je složili. A protože máme co do činění s veličinami, které jsou převrácenými hodnotami ztrát, pak budeme muset převrácené veličiny sečíst, proto se ukazuje, že 1/Qts = 1/Qms + 1/Qes.

Typické hodnoty součinitele jakosti: mechanické - od 5 do 10. Elektrické - od 0,2 do 1. Protože se jedná o inverzní veličiny, ukazuje se, že mechanický příspěvek ke ztrátám řádově 0,1 - 0,2 sčítáme s elektrickým příspěvek, který je od 1 do 5. Je jasné, že výsledek bude určován především činitelem elektrické kvality, to znamená, že hlavní brzda reproduktoru je elektrická.

Jak tedy vylovíte z reproduktoru názvy „tří karet“? Tedy alespoň první dva, ke třetímu se dostaneme. Je zbytečné vyhrožovat pistolí, jako Hermann, řečník není žádná stará žena. Na pomoc přichází stejná kmitací cívka, ohnivý motor reproduktoru. Ostatně už jsme si uvědomili: plamenový motor funguje také jako generátor plamenů. A v této funkci se zdá, že se plíží o amplitudě vibrací difuzoru. Čím větší je napětí na kmitací cívce v důsledku jejích kmitů spolu s difuzorem, tím větší je rozsah kmitů, což znamená, že jsme blíže rezonanční frekvenci.

Jak změřit toto napětí, vzhledem k tomu, že signál ze zesilovače je připojen k kmitací cívce? Tedy jak oddělit to, co se dodává do motoru od toho, co generuje generátor, je to na stejných svorkách? Nemusíte dělit, musíte změřit výslednou částku.

To je důvod, proč to dělají. Reproduktor je připojen k zesilovači s nejvyšší možnou výstupní impedancí v reálu, to znamená: sériově s reproduktorem je zapojen rezistor o hodnotě mnoho, sto, minimálně, nominálního odporu reproduktoru. Řekněme 1000 ohmů. Nyní, když je reproduktor v provozu, kmitací cívka bude generovat zpětné EMF, něco jako při provozu elektrické brzdy, ale k brzdění nedojde: vodiče cívky jsou k sobě uzavřeny velmi vysokým odporem. proud je zanedbatelný, brzda je k ničemu. Ale napětí je podle Lenzova pravidla opačné polarity než přiváděné („generující pohyb“), bude s ním v protifázi, a pokud v tuto chvíli změříte zdánlivý odpor kmitací cívky, bude se zdát, že je velmi velký. Ve skutečnosti v tomto případě back-EMF neumožňuje, aby proud ze zesilovače procházel cívkou bez překážek, zařízení to interpretuje jako zvýšený odpor, ale co jiného?

Měřením impedance, toho samého „zdánlivého“ (ale ve skutečnosti složitého, s nejrůznějšími aktivními a reaktivními součástmi, teď není čas o tom mluvit) odporu, odhalíme dvě karty ze tří. Impedanční křivka jakéhokoli kuželového reproduktoru, od Kellogga a Rice až po současnost, vypadá v principu stejně, dokonce se objevuje v logu nějaké elektroakustické vědecké komunity, teď už zapomínám kterého. Hrb na nízkých (u tohoto reproduktoru) frekvencích udává frekvenci jeho základní rezonance. Kde je maximum, tam je kýžené Fs. Nemohlo to být elementárnější. Nad rezonancí je minimální impedance, která se obvykle bere jako nominální impedance reproduktoru, i když, jak vidíte, zůstává jen v malém frekvenčním pásmu. Výše začíná celkový odpor opět narůstat, nyní z toho důvodu, že kmitací cívka není jen motor, ale také indukčnost, jejíž odpor roste s frekvencí. Ale tam teď nepůjdeme; parametry, které nás zajímají, tam nežijí.

Mnohem složitější je to s hodnotou faktoru kvality, ale přesto komplexní informace o „druhé kartě“ obsahuje i impedanční křivka. Komplexní, protože z jedné křivky můžete samostatně vypočítat jak elektrické Qes, tak mechanický faktor kvality Qms. Už víme, jak je převést na kompletní Qts, což je při výpočtu designu opravdu nutné, jde o jednoduchou záležitost, ne o Newtonův binom.

Jak přesně se z impedanční křivky určují požadované hodnoty, si probereme jindy, až se budeme bavit o metodách měření parametrů. Nyní budeme předpokládat, že to někdo (výrobce reproduktorů nebo spolupracovníci vašeho skromného služebníka) udělal za vás. Ale toto si všimnu. S pokusy o výslovnou analýzu Thiel-Smallových parametrů na základě tvaru impedanční křivky jsou spojeny dvě mylné představy. První je zcela falešný, nyní ho beze zbytku rozptýlíme. To je, když se podívají na impedanční křivku s obrovským hrbem při rezonanci a zvolají: "Wow, dobrá kvalita!" Nějak vysoko. A při pohledu na malý hrbolek na křivce dochází k závěru: protože vrchol impedance je tak hladký, znamená to, že reproduktor má vysoké tlumení, tedy nízký faktor kvality.

Takže: v nejjednodušší verzi je to přesně naopak. Co znamená vysoká impedance při rezonanční frekvenci? Že kmitací cívka produkuje hodně zpětného EMF, určeného k elektrickému brzdění oscilací kužele. Jen při tomto zapojení přes velký odpor neteče proud potřebný pro činnost brzdy. A když se takový reproduktor zapne ne kvůli měření, ale normálně, přímo ze zesilovače, poteče brzdný proud, bude zdravý, cívka se stane mocnou překážkou nadměrného kmitání difuzoru na jeho oblíbené frekvenci.

Pokud jsou všechny ostatní věci stejné, můžete zhruba odhadnout faktor kvality z křivky a nezapomeňte: výška vrcholu impedance charakterizuje potenciál elektrické brzdy reproduktoru, takže čím je vyšší, tím je faktor kvality NIŽŠÍ. Bude takové hodnocení vyčerpávající? Ne přesně, jak bylo řečeno, zůstane hrubá. V impedanční křivce, jak již bylo zmíněno, jsou skutečně pohřbeny informace o Qes i Qms, které lze vydolovat (ručně nebo pomocí počítačového programu) analýzou nejen výšky, ale také „šířky ramen“ rezonančního hrb.

A jak ovlivňuje faktor kvality tvar frekvenční odezvy reproduktoru, to je to, co nás zajímá, že? Jak působí – má rozhodující vliv. Čím nižší je faktor kvality, to znamená, čím výkonnější jsou vnitřní brzdy reproduktoru na rezonanční frekvenci, tím nižší a plynuleji bude křivka procházet blízko rezonance, charakterizující akustický tlak vytvářený reproduktorem. Minimální zvlnění v tomto frekvenčním pásmu bude při Qts rovné 0,707, což se běžně nazývá Butterworthova charakteristika. Při vysokých hodnotách Q začne křivka akustického tlaku „hučet“ blízko rezonance, je jasné proč: brzdy jsou slabé.

Existuje „dobrý“ nebo „špatný“ faktor celkové kvality? Sám o sobě ne, protože při instalaci reproduktoru v akustickém provedení, které nyní budeme považovat pouze za uzavřenou krabici, se změní jak jeho rezonanční frekvence, tak celkový faktor kvality. Proč? Protože obojí závisí na elasticitě zavěšení reproduktoru. Rezonanční frekvence závisí pouze na hmotnosti pohybujícího se systému a tuhosti zavěšení. Se zvyšující se tuhostí se Fs zvyšuje a se zvyšováním hmoty se snižuje. Když je reproduktor instalován v uzavřené krabici, vzduch v něm, který má elasticitu, začne působit jako přídavná pružina v zavěšení, celková tuhost se zvýší, Fs se zvýší. Zvyšuje se také celkový činitel jakosti, protože jde o poměr pružných sil k brzdným silám. Brzdné schopnosti reproduktoru se jeho instalací do určité hlasitosti nezmění (proč?), ale zvýší se celková elasticita, nevyhnutelně se zvýší faktor kvality. A nikdy nebude nižší než „nahá“ dynamika. Nikdy, to je spodní hranice. Jak moc se to všechno zvýší? A to závisí na tom, jak tuhé je vlastní zavěšení reproduktoru. Podívejte se: stejnou hodnotu Fs lze získat s lehkým difuzorem na měkkém zavěšení nebo s těžkým na tvrdém zavěšení hmota a tuhost působí v opačných směrech a výsledek může být číselně stejný. Pokud nyní umístíme reproduktor s tuhým zavěšením do nějakého objemu (který má elasticitu potřebnou pro tento objem), pak nezaznamená mírné zvýšení celkové tuhosti, hodnoty Fs a Qts se příliš nezmění. Dejme tam reproduktor s měkkým odpružením, ve srovnání s jehož tuhostí už bude výrazná „vzduchová pružina“ a uvidíme, že celková tuhost se výrazně změnila, což znamená, že Fs a Qts, zpočátku stejné jako ty z prvního řečníka se výrazně změní.

V temných dobách „pre-Tile“, aby bylo možné vypočítat nové hodnoty rezonanční frekvence a faktoru kvality (aby nedošlo k záměně s parametry „holého“ reproduktoru, jsou označeny jako Fc a Qtc ), bylo nutné přímo znát (nebo změřit) pružnost odpružení v milimetrech na newton aplikované síly, znát hmotnost pohybujícího se systému a pak si hrát s výpočtovými programy. Thiel navrhl koncept „ekvivalentního objemu“, tedy objemu vzduchu v uzavřené skříni, jehož elasticita se rovná elasticitě zavěšení reproduktoru. Tato hodnota, označená jako Vas, je třetí magickou kartou.

Mapa trojrozměrná

Jak se měří Vas, je samostatný příběh, jsou tam vtipné zvraty, a to, jak říkám už potřetí, bude ve speciálním vydání seriálu. Pro praxi je důležité pochopit dvě věci. Za prvé: extrémně Lokhovova mylná představa (bohužel, přesto se s ní setkal), že hodnota Vas uvedená v doprovodných dokumentech pro reproduktor je hlasitost, ve které by měl být reproduktor umístěn. A to je právě charakteristika reproduktoru, závislá pouze na dvou veličinách: tuhosti zavěšení a průměru difuzoru. Pokud reproduktor vložíte do krabice s hlasitostí rovnající se Vas, zvýší se rezonanční frekvence a celkový faktor kvality faktorem 1,4 (to je druhá odmocnina ze dvou). Pokud je v objemu rovném polovině Vas - 1,7 krát (kořen ze tří). Pokud uděláte krabici o objemu jedné třetiny Vas, vše ostatní se zdvojnásobí (odmocnina ze čtyř, logika by již měla být jasná bez vzorců).

V důsledku toho skutečně platí, že čím menší je hodnota Vas reproduktoru za stejných podmínek, tím kompaktnější design můžete počítat při zachování plánovaných ukazatelů pro Fc a Qtc. Kompaktnost však není zadarmo. V akustice nic takového zadarmo neexistuje. Nízká hodnota Vas při stejné rezonanční frekvenci reproduktoru je výsledkem kombinace tuhého zavěšení s těžkým pohyblivým systémem. A citlivost nejvíce závisí na hmotnosti „pohybu“. Proto se všechny subwooferové hlavy, vyznačující se schopností pracovat v kompaktních uzavřených ozvučnicích, vyznačují také nízkou citlivostí ve srovnání s kolegy s lehkými difuzory, ale vysokými hodnotami Vas. Neexistují tedy ani dobré nebo špatné hodnoty Vas, vše má svou cenu.

Připraveno na základě materiálů z časopisu "Avtozvuk", březen 2005.www.avtozvuk.com