Kvaliteta zvučnika: formula za izračunavanje kako smanjiti ili povećati kvalitetu zvučnika

Svaki zvučnik je u biti oscilirajući sustav. Na temelju toga izrađuju se gotovo svi izračuni parametara takvih emitera zvuka. Jedna od najvažnijih karakteristika modernih zvučnika je ocjena kvalitete. Ovaj parametar prije svega ukazuje na kvalitetu uređaja ove sorte.

Kakva karakteristika

Dakle, kvaliteta zvučnika — koji je to pokazatelj? Usredotočujući se na ovu karakteristiku, prije svega možete odrediti kako vibracijski pokreti emitera zvuka propadaju. Vjeruje se da ovaj pokazatelj ne bi trebao biti prevelik za glave.

Ako je vrijednost kvalitete zvučnika visoka i jednaka je, na primjer, 2 ili 3, tada će se fluktuacije u njemu nastaviti čak i nakon što sila koja ih je uzrokovala nestane. To će, naravno, dovesti do smanjenja kvalitete zvuka. U zvučniku će se početi pojavljivati efekti buke koji iritiraju sluh.

Pri niskoj kvaliteti (manje od 1) vibracije u uređaju vrlo brzo propadaju. Odnosno, membrana u dinamici nakon oštrog udara gotovo odmah dolazi u stabilno stanje. Kao rezultat toga, uređaj proizvodi čišći i ugodniji zvuk za uho. Sukladno tome, stručnjaci rijetko razmišljaju o tome kako povećati kvalitetu dinamike. U osnovi, prilikom dizajniranja sustava zvučnika, majstori pokušavaju ovaj pokazatelj učiniti nižim.

Točna definicija

Kvaliteta zvučnika — što je to, općenito smo shvatili. Točnije, ova karakteristika je parametar koji pokazuje koliko puta rezerve energije u razmatranom vibracijskom sustavu premašuju njegove gubitke kada se faza promijeni za 1 radijan. Na taj se način kvaliteta može odrediti u smislu fizike.

Gdje su rezerve energije koncentrirane u dinamici

Kada se na glavu Primijeni jak sinusoidni signal, rezerve energije koncentrirat će se prvenstveno u rastegnutim oprugama, s prigušenim oscilacijama koje pokušavaju vratiti televizor u središnji položaj. Moderni zvučnici mogu imati različite težine. Sukladno tome, opruge u dizajnu emitera zvuka koriste nejednaku krutost. Odnosno, što je zvučnik teži, to ima više zaliha energije.

Gubitak energije zvučnika

Uređaji ove vrste dizajnirani su prvenstveno za emitiranje zvuka koji percipira ljudsko uho. Prijenos takvih oscilacija u okoliš i je gubitak energije zvučnika. Međutim, učinkovitost modernih zvučnika obično je vrlo niska. Stoga prijenos zvuka čini samo mali dio potrošnje energije uređaja. Obično se na ovaj način dogodi manje od 1 % svih gubitaka.

Potrošnja zvučnih vibracija u zvučniku najvažniji je pokazatelj. Uostalom, upravo su za prijenos zvuka takvi uređaji dizajnirani i proizvedeni. Ali još uvijek je mnogo više gubitaka u takvoj opremi čisto mehaničko. Puno energije u takvim uređajima troši se na trenje:

• u suspenzijama;

• u magnetskom jazu;

• o zraku itd.

Najveća potrošnja energije u zvučnicima događa se u njihovom motoru. Moderni uređaji rade ove vrste prema principu malih generatora koji stvaraju prilično velik otpor.

Omjer zaliha i gubitaka

Dakle, zvučnik koji ima dovoljno snažne opruge i teško kretanje akumulirat će puno energije. Sukladno tome, njegova količina u uređaju znatno će premašiti gubitke. Takav se zvučnik može smatrati vrlo pristupačnim. Oscilacije u njemu polako će nestajati. Lagani uređaj s ne osobito snažnim oprugama pohranjuje manje energije. Prema tome, pokazatelj odnosa između raspoložive i potrošene energije u njemu bit će mali. Takav se zvučnik smatra niskim prinosom i, sukladno tome, kvalitetnijim.

Električni i mehanički pokazatelji

Kvaliteta zvučnika može se izračunati na nekoliko načina. U nekim se slučajevima pri određivanju ovog parametra uzimaju u obzir samo gubici zvuka, kao i gubici trenja. Kada se koristi ova metoda izračuna, dobiva se pokazatelj mehaničke kvalitete.

Ponekad se pri izračunavanju uzimaju u obzir samo vrijednosti protoka za otpor motora zvučnika. Takva se kvaliteta naziva električnom. Ovaj pokazatelj u zvučnicima obično ima male vrijednosti. U svakom slučaju, mehanička kvaliteta u zvučnim emiterima uvijek premašuje električnu. Obično takav pokazatelj u zvučnicima ima vrijednost veću od jedne.

Notacija

Prilikom dizajniranja sustava zvučnika i izvođenja raznih vrsta izračuna koriste se sljedeće oznake:

• Internet-puna kvaliteta.

• Iphine-mehanička kvaliteta zvučnika.

• Internet — električni.

U svakom slučaju, faktor kvalitete zvučnika u formulama uvijek se označava kao TV.

O čemu može ovisiti pokazatelj

Smatra se da su moderni zvučnici najbolje kvalitete koji imaju ukupni pokazatelj kvalitete (električni i mehanički gubici) od oko 0,7 ili niži. Međutim, takva bi vrijednost trebala karakterizirati zvučnik, uzimajući u obzir, između ostalog, i njegov akustični dizajn. U ovom slučaju treba imati na umu, što je posljednje uvijek čisti pokazatelj kvalitete uređaja podiže.

Na primjer, često je akustični dizajn zvučnika zatvorena kutija. U tom se slučaju elastičnosti opruge dodaje elastičnost zraka u zatvorenom prostoru. Odnosno, rezerve energije u slično dizajniranoj dinamici bit će veće. Pokazatelj kvalitete također će se povećati kada koristite bas refleks, Rog itd.

Dakle, akustički dizajn pri odabiru zvučnika uvijek treba uzeti u obzir. Neto kvaliteta kupljenog uređaja u svakom slučaju mora biti jednaka ili niža od 0,7. To će stvoriti sustav zvučnika s visokokvalitetnim zvukom.

Vjeruje se, na primjer, da bi kvaliteta zvučnika za zatvorenu kutiju trebala biti približno 0,5-0,6. Kada se koristi kao dizajn bas refleksa, optimalni neto pokazatelj kvalitete uređaja bit će 0,3-0,5. Istodobno, rog zahtijeva još niže performanse, jer je u stanju jako opteretiti zvučnike.

Na što utječe kvaliteta zvučnika

Utječe na oceane u zvučničkim sustavima prvenstveno na frekvencijski odziv i impulsne karakteristike zvučnika. Odnosno, ovaj pokazatelj u velikoj mjeri određuje značajke zvuka zvučnika. Na primjer, s kvalitetom od 0,5, možete postići najbolji impulsni odziv. S pokazateljem od 0,707 dobiva se ravnomjerni frekvencijski odziv. Također kada:

• kvaliteta 0,5-0,6 zvučnici daju audiofilski bas;

• pokazatelji 0,85-0,9 bas postaju elastični i reljefni;

• kvaliteta 1,0 u rezu se pojavljuje" grba " amplitude 1,5 db, koju ljudsko uho doživljava kao zvuk bičevanja.

S daljnjim rastom pokazatelja, "grba" u zvuku raste i iz zvučnika počinju izlaziti karakteristični zvukovi zujanja.

Teorija i praksa

Na što utječe kvaliteta zvučnika, dakle, jasno je. Kao što smo saznali, kada se koristi akustički dizajn, ovaj bi pokazatelj trebao biti prilično nizak. To je način na koji je to slučaj u teoriji. Međutim, u praksi su zvučnici s niskim prinosom, nažalost, prilično rijetki. Čak, na primjer, kada se koristi bas refleks, koji zahtijeva, kao što smo saznali, pokazatelj od 0,5-0,6, često se koriste glave s pokazateljem većim od jednog.

Svaki uređaj koji emitira zvuk ima svoju rezonantnu frekvenciju. I upravo kroz nju membrane nakon oštrih signala dolaze u ravnotežno stanje. U mnogim slučajevima, uz visoku kvalitetu, zvučnik neće ni produžiti niti završiti sviranje bilo koje note. Kad prestane vanjski utjecaj, jednostavno će početi neugodno zujati. Na taj se način, na primjer, jeftini zvučnici računala ponašaju na određenoj frekvenciji.

Niska kvaliteta zvučnika najčešće je vrlo dobra za sustav zvučnika. Međutim, u naše vrijeme, nažalost, čak i relativno skupi uređaji za prijenos zvuka mogu biti prilično visoki prinosi. Na primjer, u opremi koja se prodaje u trgovini po cijeni od oko 5-6 tisuća. RUB., emiteri zvuka često su potpuno neprikladni za dizajn u ovom pokazatelju. Obično je vrlo precijenjen.

Uz sve to, skupi zvučnici s velikom kvalitetom daju najčešće prilično kvalitetan zvuk. Poanta je prije svega u tome što takvi uređaji obično imaju i prilično nisku rezonantnu frekvenciju. Pod takvim uvjetima, buku ne doživljava posebno dobro akustički obučeno ljudsko uho ne kao dosadne "smetnje", već jednostavno kao vrlo moćan zvuk. Osobito takva "prljavština" postaje nevidljiva kada slušate jednostavnu glazbu, na primjer, moderni pop. Odnosno, brujanje u ovom slučaju prolazi "ispravnom" frekvencijom.

O čemu još ovisi

Dizajn stoga ima veliki utjecaj na kvalitetu zvučnika. Također, ovaj pokazatelj takve opreme ovisi o:

1. Snaga njegovog motora. Što je veća ova karakteristika, to je niža kvaliteta glave.

2. Mase kretanja. S povećanjem ovog pokazatelja, sile motora u uređaju za prijenos zvuka postaju manje uočljive. Gubici trenja se povećavaju. Kao rezultat svega toga, povećava se kvaliteta uređaja.

3. Promjer žice. U slučaju da žice u zvučniku daju veliki otpor, električna kvaliteta uređaja će se povećati. Doista, u ovom slučaju pada opterećenje zvučnika, što je vrsta generatora.

Kako izmjeriti kvalitetu: formule

Kod kuće se ovaj parametar zvučnika često izračunava pomoću jednostavnog AC milivoltmetra. Također, za ovaj postupak pripremaju se ploča i otpornik od 1000 ohma koji stabiliziraju struju kroz zvučnik. Osim toga, kada koristite ovu tehniku, trebat će vam softverski generator s računala i pojačalo snage (za posluživanje signala na zvučnik). Postupak mjerenja kvalitete provodi se pomoću takve opreme kako slijedi:

• zvučnik je suspendiran u slobodnom stanju, na primjer, na nekom užetu;

• sastavite shemu.

Prije sastavljanja kruga izrađuje se graf na kojem se napon u milivoltima (100, 200, 300)taloži duž osi NASA-e. U ovom slučaju, frekvencija (10, 20, 30...140 i t. e). Zatim sastavite krug, gdje se signal s pojačala dovodi do otpornika, a zatim ide do zvučnika.

U sljedećem koraku:

• uključite milivoltmetar u krug u točkama A i C i postavite napon od 10-20 V na frekvenciji od 500-1000 herca;

• spojite voltmetar na točke B i C, podešavanjem generatora pronađite frekvenciju na kojoj su vrijednosti volta maksimalne (TV);

• mijenjaju frekvenciju prema gore u odnosu na oceani i pronalaze točke u kojima je očitanje voltmetra znatno manje od oceani i konstantno (oceani).

Mjerenjem napona na određenoj frekvenciji zvučnika izrađuje se odgovarajući graf. U sljedećem koraku pronađite prosječnu vrijednost između minimalnog i maksimalnog napona. U ovom se slučaju koristi formula Amap1 / 2=AMAP*AMAP. Rezultirajuća vrijednost u obliku vodoravne crte prenosi se na graf i pronalaze se točke sjecišta s linijama odnosa Mpa1 i Mpa2 (s odgovarajućim pokazateljima frekvencije).

Dalje pronalaze akustičnu добротность po formuli Qa=√Umax/Umin * Fs/F2-F1, gdje je Fs — vrijednost frekvencije pri maksimalnih iskazu милливольтметра. Tada se može pronaći električna kvaliteta:

• Qes=Qa*Umin/(Umax-Umin).

Nakon toga izračunava se puna kvaliteta zvučnika:

• Qts=Qa*Qes/(Qa+Qes).

U sljedećoj fazi izrađuju graf za drugi zvučnik i izvode iste izračune.

Koji se drugi parametri mogu mjeriti

Što je to-kvaliteta zvučnika, otkrili smo. Ovaj se pokazatelj obično određuje pri odabiru najprikladnijeg dizajna, dizajnirajući sustave zvučnika. Međutim, kako bi zvučnici naknadno prenijeli najkvalitetniji zvuk, izračuni u ovom slučaju moraju se izvršiti prema nekim drugim pokazateljima.

Pri odabiru akustičnog dizajna uvijek se uzimaju u obzir takozvani Thiel-small parametri. Jedna od tih karakteristika je upravo kvaliteta, naznačena, kao što smo saznali, u vezi s oceanom. Također, pri odabiru akustičkog dizajna uzimaju se u obzir takvi pokazatelji vozila kao što su:

• rezonantna frekvencija oceana;

• elastična dinamika ovjesa.

Uz tri glavne karakteristike, pri izračunavanju dizajna akustičkih sustava stručnjaci mogu koristiti i takve parametre kao što su:

• područje difuzora i njegov promjer;

• induktivnost;

• osjetljivost;

• impedancija;

• vršna snaga;

• masa pokretnog sustava;

• snaga motora;

• mehanički otpor;

• relativna krutost itd.

Smatra se da se većina ovih karakteristika može lako definirati u kućni uvjeti uz pomoć ne osobito sofisticiranih mjernih instrumenata.

Rezonantna frekvencija

Zvučnik je, kako smo otkrili, oscilirajući sustav. Prepušten sam sebi, njegov difuzor oscilira s određenom frekvencijom kada je izložen. Odnosno, ponaša se otprilike isto kao i žica nakon čupanja ili, na primjer, zvono nakon udara.

Smatra se da rezonantna frekvencija može biti:

• za niskotonske glave koje nisu ugrađene u kućište — 20-50 Hz;

• mitbas zvučnici — 50-120 Hz;

• visokotonac — 1000-2000 Hz;

• difuzor srednje frekvencije-100-200 Hz;

• kupola — 400-800 Hz.

Rezonantnu frekvenciju zvučnika možete izmjeriti, na primjer, provođenjem signala generatora zvuka kroz njega (uključivanjem otpornika u seriju s njim) ili bilo kojim drugim sličnim metodama. Ovaj se pokazatelj određuje vrhom impedancije uređaja.

Pokazatelj Vas

Ovaj parametar za zvučnike može se mjeriti pomoću dvije metode:

• dodatna masa;

• dodatni volumen.

U prvom se slučaju mjerenja vrše pomoću utega (10 grama za svaki centimetar promjera difuzora). To mogu biti, na primjer, utezi iz ljekarničkih Vaga ili stari novčići čija nominalna vrijednost odgovara njihovoj težini. Takvi predmeti opterećuju difuzor i mjere njegovu frekvenciju. Zatim napravite potrebne izračune prema formulama.

Kada se koristi metoda dodatnog volumena, emiter zvuka je hermetički fiksiran u posebnoj mjernoj kutiji s magnetom prema van. Zatim izmjerite rezonantnu frekvenciju i izračunajte električnu i mehaničku kvalitetu zvučnika, kao i ukupnu. Zatim, uzimajući u obzir podatke dobivene formulom, određuju se oceani.

Vjeruje se da što je manji od oceana, sve ostale jednake vrijednosti, to se kompaktniji dizajn može koristiti za zvučnik. Obično su male vrijednosti ovog parametra pri istoj rezonantnoj frekvenciji rezultat kombinacije teškog pokretnog sustava i krutog ovjesa.

Načini mjerenja dodatnih parametara

Kao što je već spomenuto, uz tri glavne karakteristike vozila, u dizajnu zvučnika mogu se koristiti i drugi pokazatelji. Na primjer, otpor namota glave na istosmjernu struju, mjeri se na frekvenciji blizu 0 Hz ili jednostavno pomoću ohmmetra.

Područje difuzora, ili, kako ga nazivaju i efektivna površina zračenja, u niskim frekvencijama podudara se s konstruktivnim. Pronađite ovaj parametar pomoću jednostavne formule can = can². U tom se slučaju polumjer uzima kao polovica udaljenosti od sredine gumene suspenzije u širini od jedna strana do sredine suprotnog. To je prije svega zbog činjenice da je polovica širine ovjesa također zračeća površina.

Što trebate znati

Vrlo je važno pravilno izmjeriti parametre vozila, uključujući kvalitetu, prilikom dizajniranja zvučnika. Da biste izbjegli velike pogreške, prije mjerenja zvučnik se mora "mijesiti". Činjenica je da se za nove ili neko vrijeme neiskorištene uređaje ove vrste parametri vozila mogu značajno razlikovati od pokazatelja korištenih prije početka izračuna opreme.

Zvučnike možete" mijesiti " prije mjerenja, na primjer, sinusoidnim signalima, samo glazbom, bijelim i ružičastim šumom, ispitnim diskovima. Istodobno, postupak takve pripreme uređaja trebao bi trajati, prema riječima stručnjaka, najmanje jedan dan.

Vrste akustičkog dizajna

Najpopularnije vrste kutija za zvučnike u ovom trenutku su zatvorene kutije i bas pretvarači. Prva vrsta dizajna smatra se najjednostavnijom. Strukturno zatvorena kutija je kutija od 6 zidova. Prednosti ovog dizajna stručnjaci prije svega uključuju kompaktnost, jednostavnost montaže, dobre impulzivne karakteristike, brz i jasan bas. Nedostatak zatvorenih kutija je niska razina učinkovitosti. Ovaj dizajn nije prikladan za stvaranje visokog zvučnog tlaka. Zatvorene kutije obično se koriste za slušanje jazz skladbi, rocka, klupske glazbe.

Bas refleksi su prilično složena vrsta dizajna. Obično su izrađene od plastike. U isto vrijeme, bas pretvarači imaju visoku učinkovitost i također omogućuju brzo hlađenje zvučnika. Također, ovaj se dizajn, ako je potrebno, može lako konfigurirati.

Ponekad se za zvučnike može koristiti i otvoreni akustični dizajn. U tom slučaju stražnji zid površine difuzora koji emitira zvuk nije odvojen od prednjeg. Najčešće je otvorena kutija kutija kojoj nedostaje stražnji zid (ili ima mnogo rupa).

Dizajn rogova za glave najčešće se koristi u kombinaciji s drugim vrstama. Međutim, u nekim slučajevima takvi dizajni mogu biti 100% originalni%. Takvi se sustavi koriste, na primjer, za SHP zvučnike niske kvalitete. Akustički dizajn ove vrste ima brojne prednosti. Njegova glavna prednost je velika glasnoća. Nedostaci takvog dizajna uključuju nemogućnost dobivanja jednolikog frekvencijskog odziva, niskog volumena zvuka itd.

Kvaliteta dinamike i dizajna

Vjeruje se da su glave s pokazateljem i / o>50 mora se koristiti u zatvorenim kućištima, as/as>85-s bas refleksima, as/as>105-s pojasnim rezonatorima, as/as>30 - s ekranima i otvorenim ladicama.

Možete odabrati akustični dizajn za zvučnike, kao što je već spomenuto, i jednostavno prema pokazateljima njihove kvalitete. Na primjer, glave s oceanom> 1.2 se najčešće koristi za otvorene kutije. Optimalni pokazatelj kvalitete za njih je 2,4. Zvučnici s oceanom<0,8-1,0 je za zatvorene kutije. U ovom je slučaju optimalni pokazatelj, kao što smo ranije saznali, 0,5-0,6.

Kvaliteta zvučnika za bas refleks trebala bi biti sljedeća:<0,6. Optimum u ovom slučaju bit će jednak 0,4. Uređaji su isti s oceana<0.4 odgovara rogovima.

Kako promijeniti kvalitetu, smanjiti ili povećati

Ponekad, da bi oprema za prijenos zvuka radila bolje, ovaj se parametar mora povećati ili smanjiti. Često su majstori, na primjer, zainteresirani za, kako smanjiti kvaliteta zvučnika. Zadatak to zapravo može biti vrlo teško. Da biste smanjili kvalitetu zvučnika, obično morate radikalno preraditi njegov motor. I to je, naravno, postupak prilično kompliciran i u većini slučajeva nije previše opravdan.

Neki stručnjaci primjećuju činjenicu da možete smanjiti kvalitetu zvučnika lijepljenjem magnet. Međutim, u ovom se slučaju njegov pokazatelj mijenja Za ne više od 5-10 %. Osim toga, ova je metoda prikladna samo kada se vlastiti magnet u zvučniku koristi vrlo slabo.

Također, druge tehnologije mogu biti odgovori na pitanje kako smanjiti kvalitetu zvučnika. Na primjer, to se može učiniti:

• upotreba rezonatora;

• difuzori impregnacije;

• rezanje sektora, na primjer, metodom Efrussi.

Odgovor na pitanje, kako povećati kvalitetu dinamika, postoji prilično jednostavna. Da biste to učinili, kao što smo već saznali gore, obično samo trebate povećati masu pomicanja uređaja.