Enige spreker, in werklikheid, is 'n ossillerende stelsel. Op grond hiervan word byna alle berekeninge van die parameters van sulke klankuitstralers gemaak. Een van die belangrikste kenmerke van moderne sprekers is die kwaliteit faktor. Hierdie parameter dui eerstens die kwaliteit van toestelle van hierdie verskeidenheid aan.
Wat 'n kenmerk
Dus, die kwaliteitsfaktor van die spreker - wat is hierdie aanwyser? Deur op hierdie eienskap te fokus, kan 'n mens eerstens bepaal hoe die ossillatoriese bewegings van klankuitstralers gedemp word. Daar word geglo dat hierdie aanwyser nie te groot vir die koppe moet wees nie.
As die kwaliteitsfaktor van die luidspreker hoog en gelyk is aan byvoorbeeld 2 of 3, dan sal die vibrasies daarin voortduur selfs nadat die krag wat hulle veroorsaak het, verdwyn het. Dit sal natuurlik lei tot 'n afname in klankgeh alte. Irriterende geraas-effekte sal in die luidspreker begin verskyn.
Wanneer die kwaliteitsfaktor laag is (minder as 1), verval die ossillasies in die toestel baie vinnig. Dit is, die membraan in dinamika naskerp impak kom byna onmiddellik tot 'n stabiele toestand. As gevolg hiervan lewer die toestel 'n skoner en aangenamer klank. Gevolglik dink kenners selde oor hoe om die kwaliteitsfaktor van die spreker te verhoog. Basies, wanneer hulle akoestiese stelsels ontwerp, probeer meesters om hierdie syfer laer te maak.
Presiese definisie
Die kwaliteitsfaktor van die spreker - wat dit is, het ons in algemene terme uitgevind. Meer presies, hierdie eienskap is 'n parameter wat aandui hoeveel keer die energiereserwes in die beskoude ossillatoriese stelsel sy verliese oorskry wanneer die fase met 1 radiaan verander. Dit is hoe die kwaliteitsfaktor in terme van fisika gedefinieer kan word.
Waar energiereserwes in dinamika gekonsentreer is
Wanneer 'n sterk sinusvormige sein op die kop toegepas word, sal die energiereserwes hoofsaaklik in die gestrekte vere gekonsentreer word, met gedempte ossillasies wat geneig is om die DIV na die sentrale posisie terug te keer. DIV in moderne luidsprekers kan verskillende gewigte hê. Gevolglik word die vere in die ontwerp van die klankuitstraler met ongelyke styfheid gebruik. Dit wil sê, hoe swaarder die spreker, hoe meer energiereserwes het dit.
Luidsprekerkragverlies
Toestelle van hierdie tipe is hoofsaaklik ontwerp om klank uit te stuur wat deur die menslike oor waargeneem word. Die oordrag van sulke vibrasies na die omgewing is die energieverlies van die spreker. Die doeltreffendheid van moderne luidsprekers is egter gewoonlik baie laag. Daarom maak klankoordrag slegs 'n klein deel van die verbruik van die toestel uit.energie. Tipies vind minder as 1% van alle verliese op hierdie manier plaas.
Die koste van klankvibrasies in dinamika is die belangrikste aanwyser. Dit is immers vir die oordrag van klank dat sulke toestelle ontwerp en vervaardig word. Maar nog steeds is baie meer verliese in sulke toerusting suiwer meganies. Baie energie in sulke toestelle word aan wrywing bestee:
- in skorsings;
- in die magnetiese gaping;
- oor lug, ens.
Die grootste kragverbruik van luidsprekers is in hul motor. Moderne toestelle van hierdie tipe werk volgens die beginsel van klein kragopwekkers wat nogal baie weerstand skep.
Voorraad tot verliesverhouding
Dus, 'n luidspreker met voldoende sterk vere en swaar verplasing sal baie energie ophoop. Gevolglik sal die bedrag daarvan in die toestel die verliese aansienlik oorskry. So 'n spreker kan as 'n hoë geh alte beskou word. Die ossillasies daarin sal stadig verval. In 'n liggewig toestel met nie besonder kragtige vere nie, word minder energie opgehoop. Gevolglik sal die aanwyser van die verhouding tussen die beskikbare en verbruikte energie daarin klein wees. So 'n spreker word as lae geh alte beskou en gevolglik van beter geh alte.
Elektriese en meganiese werkverrigting
Die kwaliteitsfaktor van die luidsprekers kan op verskeie maniere bereken word. In sommige gevalle, wanneer hierdie parameter bepaal word, word slegs klankverliese, sowel as wrywingsverliese, in ag geneem. Met behulp vanvan so 'n berekeningsmetode word 'n meganiese verdienstesyfer verkry.
Soms word slegs die vloeitempo's vir die weerstand van die luidsprekermotor in die berekeninge in ag geneem. Hierdie kwaliteitsfaktor word elektries genoem. Hierdie aanwyser in die dinamika het gewoonlik klein waardes. In elk geval oorskry die meganiese kwaliteitsfaktor in klankuitstralers altyd die elektriese een. Gewoonlik het so 'n aanwyser in die dinamika 'n waarde groter as een.
Notasie
Wanneer akoestiese stelsels ontwerp word en verskeie soorte berekeninge uitgevoer word, word die volgende benamings gebruik:
- Qts - volle kwaliteit faktor.
- Qms - meganiese kwaliteitsfaktor van die spreker.
- Qes - elektries.
In elk geval word die kwaliteitsfaktor van die sprekers in die formules altyd aangedui as Q.
Waarvan die aanwyser kan afhang
Moderne luidsprekers word as van die beste geh alte beskou as hulle 'n algehele kwaliteitsfaktor (elektriese en meganiese verlies) van ongeveer 0,7 of minder het. Hierdie waarde moet egter die spreker kenmerk, met inagneming van onder andere sy akoestiese ontwerp. Daar moet in gedagte gehou word dat laasgenoemde altyd die netto kwaliteitsfaktor van die toestel verhoog.
Byvoorbeeld, baie dikwels is die akoestiese ontwerp van 'n luidspreker 'n geslote boks. In hierdie geval word die elastisiteit van die lug in die geslote ruimte by die elastisiteit van die veer gevoeg. Dit wil sê, daar sal meer energiereserwes wees in dinamika wat op hierdie manier ontwerp is. Die kwaliteit faktor sal toeneem enwanneer 'n fase-omskakelaar, horing, ens.gebruik word
Akoestiese ontwerp moet dus altyd in ag geneem word wanneer 'n luidspreker gekies word. Die suiwer kwaliteitsfaktor van die aangekoopte toestel moet in elk geval gelyk aan of laer as 0.7 wees. Dit sal jou toelaat om 'n luidsprekerstelsel met hoëgeh alteklank te skep.
Daar word byvoorbeeld geglo dat die kwaliteitsfaktor van 'n luidspreker vir 'n geslote boks ongeveer 0.5-0.6 moet wees. Dit vereis selfs laer getalle aangesien dit die luidsprekers baie hard kan dryf.
Wat die kwaliteitfaktor van die spreker beïnvloed
Beïnvloed Q in akoestiese stelsels hoofsaaklik op die frekwensierespons en op die impulsrespons van die luidsprekers. Dit wil sê, hierdie aanwyser bepaal grootliks die eienskappe van die klank van die luidsprekers. Met 'n kwaliteitsfaktor van 0,5, byvoorbeeld, kan die beste impulsrespons bereik word. Met 'n aanwyser van 0,707 word 'n gelyke frekwensierespons verkry. Ook by:
- Q-faktor 0, 5-0, 6 luidsprekers produseer oudiofiele bas;
- aanwysers 0, 85-0, 9 bas word elasties en gebosseleer;
- van 'n kwaliteitsfaktor van 1, 0, 'n "bult" met 'n amplitude van 1,5 dB verskyn in die snit, wat deur die menslike oor as 'n bytende klank waargeneem word.
Soos die Q verder toeneem, groei die "bof" in die klank en kenmerkende gonsgeluide begin uit die luidsprekers uitgaan.
Teorie en praktyk
Wat beïnvloed die kwaliteitsfaktor van die spreker, dusverstaanbaar. Soos ons uitgevind het, moet hierdie aanwyser redelik laag wees wanneer u akoestiese ontwerp gebruik. Dit is hoe dit in teorie werk. In die praktyk is luidsprekers van lae geh alte egter ongelukkig redelik skaars. Selfs, byvoorbeeld, wanneer 'n fase-omskakelaar gebruik word, wat, soos ons uitgevind het, 'n aanwyser van 0.5-0.6 vereis, word koppe met 'n aanwyser bo een dikwels gebruik.
Enige klankuitstralende toestel het sy eie resonansiefrekwensie. En dit is daardeur dat die membrane, na skerp seine, tot 'n ewewigstoestand kom. In baie gevalle, met 'n hoë kwaliteit faktor, sal die spreker nie eens enige note verleng of klaar speel nie. Wanneer die eksterne invloed ophou, sal dit eenvoudig onaangenaam begin gons. Dit is hoe goedkoop rekenaarluidsprekers byvoorbeeld op 'n sekere frekwensie optree.
Die lae kwaliteit faktor van die luidsprekers is meestal baie goed vir die luidsprekerstelsel. Ongelukkig kan selfs relatief duur klankoordragtoestelle in ons tyd nogal van hoë geh alte wees. Byvoorbeeld, in toerusting wat in 'n winkel teen 'n prys van ongeveer 5-6 duisend roebels verkoop word, is klankuitstralers dikwels heeltemal ongeskik vir hierdie aanwyser. Hulle het dit gewoonlik te hoog.
Met dit alles produseer duur luidsprekers met 'n hoë geh alte faktor dikwels 'n redelik hoë geh alte klank. Die punt hier lê hoofsaaklik in die feit dat sulke toestelle gewoonlik ook 'n redelik lae resonansiefrekwensie het. Onder hierdie toestand word geraas nie besonder goed waargeneem nie.akoesties geoefende menslike oor, nie as irriterende "interferensie" nie, maar bloot as 'n baie kragtige klank. Sulke "vuil" word veral onmerkbaar wanneer jy na eenvoudige musiek luister, byvoorbeeld moderne popmusiek. Dit wil sê, die gebrom gaan in hierdie geval deur die "korrekte" frekwensie.
Wat anders hang af
Ontwerp het dus 'n groot invloed op die kwaliteitsfaktor van die spreker. Hierdie aanwyser vir sulke toerusting hang ook af van:
- Die krag van sy motor. Hoe hoër hierdie eienskap, hoe laer is die kwaliteitsfaktor van die kop.
- Masse van beweging. Met 'n toename in hierdie aanwyser word die pogings van die motor in die klankoordragtoestel minder opvallend. Wrywingsverliese neem as gevolg daarvan toe. As gevolg van dit alles neem die kwaliteitsfaktor van die toestel toe.
- Draaddeursnee. In die geval dat die drade in die luidspreker 'n groot weerstand gee, sal die elektriese kwaliteitsfaktor van die toestel toeneem. Inderdaad, in hierdie geval daal die las op die luidspreker, wat 'n soort kragopwekker is.
Hoe om die kwaliteitsfaktor te meet: formules
In die huis word hierdie luidsprekerinstelling dikwels met 'n eenvoudige AC-millivoltmeter bereken. Ook vir hierdie prosedure word 'n bord en 'n 1000 Ohm-weerstand voorberei om die stroom deur die luidspreker te stabiliseer. Daarbenewens, wanneer jy hierdie tegniek gebruik, sal jy 'n sagteware-opwekker van 'n rekenaar en 'n kragversterker nodig hê (om 'n sein aan die luidspreker te verskaf). Die prosedure om die kwaliteitsfaktor met behulp van sulke toerusting te meet, word soos volg uitgevoer:
- die spreker is in 'n vrye staat geskors, byvoorbeeld aan een of ander tou;
- gathering the scheme.
Voordat die stroombaan saamgestel word, word 'n grafiek gebou, waar die spanning in millivolt (100, 200, 300) langs die y-as geplot word. Terselfdertyd word die frekwensie op x (10, 20, 30 … 140, ens.) aangedui. Vervolgens stel hulle 'n stroombaan saam waar die sein van die versterker na die resistor gevoer word, en dan na die luidspreker gaan.
Volgende stap:
- sluit 'n millivoltmeter in die stroombaan by punte a en c in en stel die spanning op 10-20 V teen 'n frekwensie van 500-1000 hertz;
- koppel 'n voltmeter aan punte in en c, deur die kragopwekker te verstel, vind die frekwensie waar die voltwaardes kaal maksimum (Fs) is;
- verander die frekwensie op in verhouding tot Fs en vind punte waar die voltmeterlesings baie minder as Fs en konstant (Um) is.
Meet die spanning by 'n sekere frekwensie van die luidspreker, bou die ooreenstemmende grafiek. Die volgende stap is om die gemiddelde waarde tussen die minimum spanning en die maksimum te vind. In hierdie geval word die formule U1/2=√UmaxUmin gebruik. Die resulterende waarde in die vorm van 'n horisontale lyn word na die grafiek oorgedra en die snypunte met die lyne van die verhouding F1 en F2 (met die ooreenstemmende frekwensie-aanwysers) word gevind.
Vind volgende die akoestiese kwaliteit faktor deur die formule Qa=√Umax/UminFs/F2-F1, waar Fs die frekwensiewaarde by die maksimum millivoltmeterlesings is. Dan kan jy die elektriese kwaliteit faktor vind:
Qes=QaUmin/(Umax-Umin).
Daarna word die totale kwaliteitsfaktor van die spreker bereken:
Qts=QaQes/(Qa+Qes).
Die volgende stap is om 'n grafiek vir die tweede spreker te bou en dieselfde berekeninge te maak.
Watter ander parameters kan gemeet word
Wat is dit - die kwaliteitsfaktor van die sprekers, het ons uitgevind. Hierdie aanwyser word gewoonlik bepaal wanneer die mees geskikte ontwerp gekies word, die ontwerp van akoestiese stelsels. Om die luidsprekers egter later die hoogste kwaliteit klank oor te dra, moet berekeninge in hierdie geval volgens sommige ander aanwysers gemaak word.
Wanneer 'n akoestiese ontwerp gekies word, word die sogenaamde Thiel-Small-parameters altyd in ag geneem. Een van hierdie kenmerke is juis die kwaliteitsfaktor, aangedui, soos ons uitgevind het, Qts. Ook, wanneer u akoestiese ontwerp kies, kan die aanwysers van die voertuig soos volg:
- resonante frekwensie Fs;
- Vas luidsprekervering veerkragtigheid.
Benewens die drie hoofkenmerke, wanneer die ontwerp van akoestiese stelsels bereken word, kan spesialiste parameters gebruik soos:
- verspreiderarea en deursnee;
- induktansie;
- sensitiwiteit;
- impedansie;
- piekkrag;
- massa van die mobiele stelsel;
- motorkrag;
- meganiese weerstand;
- relatiewe hardheid, ens.
Daar word geglo dat die meeste van diehierdie eienskappe kan maklik by die huis gemeet word met nie besonder gesofistikeerde meetinstrumente nie.
Resonansiefrekwensie
Die spreker, soos ons uitgevind het, is 'n ossillerende stelsel. As dit aan homself oorgelaat word, ossilleer die verspreider met 'n sekere frekwensie wanneer dit daaraan blootgestel word. Dit wil sê, dit tree baie op dieselfde manier op as 'n tou na 'n pluk of, byvoorbeeld, 'n klok na 'n slag.
Daar word geglo dat die resonante frekwensie kan wees:
- vir subwooferkoppe wat nie in die kas geïnstalleer is nie - 20-50 Hz;
- Mitbass-luidsprekers - 50-120Hz;
- tweeters - 1000-2000 Hz;
- verspreider-middelreeks - 100-200 Hz;
- koepel - 400-800 Hz.
Jy kan die resonante frekwensie van 'n luidspreker meet, byvoorbeeld deur 'n klankopwekkersein daardeur te dryf (deur 'n resistor in serie daarmee te koppel) of deur enige ander soortgelyke metodes. Hierdie aanwyser word bepaal deur die piekimpedansie van die toestel.
Vas-telling
Hierdie parameter vir sprekers kan deur twee metodes gemeet word:
- bykomende massa;
- bykomende volume.
In die eerste geval word metings gemaak met behulp van 'n soort gewigte (10 gram per duim diffuser-deursnee). Dit kan byvoorbeeld gewigte van apteekskale of ou munte wees waarvan die denominasie met hul gewig ooreenstem. Die verspreider is gelaai met sulke voorwerpe en die frekwensie daarvan word gemeet. Verdermaak die nodige berekeninge deur die formules te gebruik.
Wanneer die metode van addisionele volume gebruik word, word die klankuitstraler hermeties in 'n spesiale meetkas vasgemaak met 'n magneet buite. Vervolgens word die resonansfrekwensie gemeet en die elektriese en meganiese kwaliteitsfaktore van die luidspreker, sowel as die totaal, word bereken. Dan, met inagneming van die data wat verkry is, bepaal die formule Vas.
Daar word geglo dat hoe kleiner Vas, ceteris paribus, hoe meer kompakte ontwerp kan vir die spreker gebruik word. Gewoonlik is klein waardes van hierdie parameter by dieselfde resonansiefrekwensie die resultaat van 'n kombinasie van 'n swaar bewegende stelsel en 'n stewige vering.
Metodes vir die meting van bykomende parameters
Soos reeds genoem, kan, benewens die drie hoofkenmerke van die voertuig, ander aanwysers gebruik word in die ontwerp van akoestiese stelsels. Byvoorbeeld, die kopwikkelingsweerstand teen gelykstroom Re word gemeet teen 'n frekwensie naby aan 0 Hz of bloot met 'n ohmmeter.
Die verspreiderarea Sd of, soos dit ook die effektiewe stralende oppervlak genoem word, val saam met die konstruktiewe een by lae frekwensies. Hierdie parameter word gevind deur die eenvoudige formule Sd=nR2 te gebruik. In hierdie geval word die helfte van die afstand vanaf die middel van die rubbervering langs die breedte van die een kant na die middel van die teenoorgestelde as die radius geneem. Dit is hoofsaaklik te wyte aan die feit dat die helfte van die breedte van die skorsing ook 'n uitstralende oppervlak is.
Wat jy moet weet
Om die parameters van die voertuig, insluitend die kwaliteitfaktor, korrek te meet wanneer akoestiese stelsels ontwerp word, is baie belangrik. Om te vermygroot foute moet die luidspreker “gerek” word voordat metings geneem word. Die feit is dat vir toestelle van hierdie tipe wat nuut is of vir 'n geruime tyd nie gebruik is nie, die parameters van die voertuig aansienlik kan verskil van die aanwysers wat gebruik is voor die begin van toerustingberekeninge.
Jy kan die luidsprekers "knie" voor metings, byvoorbeeld met sinusvormige seine, net musiek, wit en pienk geraas, toetsskywe. Terselfdertyd moet die prosedure vir so 'n voorbereiding van die toestel, volgens kenners, vir ten minste 'n dag lank.
Tipe akoestiese ontwerp
Die gewildste soorte luidsprekerbokse op die oomblik is geslote bokse en basreflekse. Die eerste tipe ontwerp word as die eenvoudigste beskou. Struktureel is 'n geslote boks 'n boks van 6 mure. Die voordele van so 'n ontwerp is in die eerste plek kompaktheid, gemak van montering, goeie impulsiewe eienskappe, vinnige en duidelike bas. Die nadeel van geslote bokse word beskou as 'n lae vlak van doeltreffendheid. Hierdie ontwerp is nie geskik om hoë klankdruk te skep nie. Geslote bokse word gewoonlik gebruik om na jazz, rock, klubmusiek te luister.
Fase-omskakelaars is 'n taamlik komplekse tipe ontwerp. Hulle word gewoonlik van plastiek gemaak. Terselfdertyd het fase-omskakelaars 'n hoë doeltreffendheid en laat die luidspreker ook vinnig afkoel. Hierdie ontwerp kan ook maklik herkonfigureer word indien nodig.
Soms 'n oopakoestiese ontwerp. In hierdie geval is die agterwand van die klankuitstralende oppervlak van die diffuser nie van die voorkant geskei nie. Meestal is 'n oop boks 'n boks wat nie 'n agtermuur het nie (of baie gate in het).
Horingontwerp vir koppe word meestal in kombinasie met ander tipes gebruik. In sommige gevalle kan sulke ontwerpe egter 100% oorspronklik wees. Sulke stelsels word byvoorbeeld vir lae-Q-luidsprekers gebruik. Akoestiese ontwerp van hierdie tipe het baie voordele. Die grootste voordeel daarvan is die hoë volume. Terselfdertyd sluit die nadele van hierdie ontwerp die onmoontlikheid in om 'n eenvormige frekwensierespons te verkry, lae klankvolume, ens.
Luidsprekerkwaliteit en -ontwerp
Daar word geglo dat koppe met Fs / Qts>50 in geslote gevalle gebruik moet word, Fs / Qts>85 - met fase-omskakelaars, Fs / Qts>105 - met banddeurlaatresonators, Fs / Qts>30 - met oop skerms ens.
Jy kan akoestiese ontwerp vir luidsprekers kies, soos reeds genoem, en bloot volgens hul kwaliteitfaktor. Byvoorbeeld, koppe met Qts> 1, 2 word meestal vir oop bokse gebruik. Die optimale kwaliteitsfaktor vir hulle is 2, 4. Luidsprekers met Qts<0, 8-1, 0 is ontwerp vir geslote bokse. In hierdie geval is die optimale aanwyser, soos ons vroeër uitgevind het, 0.5-0.6.
Die kwaliteitsfaktor van die luidsprekers vir 'n fase-omskakelaar moet wees: Qts<0, 6. Die optimum in hierdie geval sal 0.4 wees. Toestelle met Qts<0.4 is geskik virmondstukke.
Hoe om die kwaliteitsfaktor te verander, te verminder of te verhoog
Soms, sodat klankoordragtoerusting beter kan werk, moet hierdie parameter verhoog of verlaag word. Meesters, byvoorbeeld, stel gereeld belang in hoe om die kwaliteitsfaktor van 'n spreker te verminder. Hierdie taak kan eintlik baie moeilik wees. Om die kwaliteitsfaktor van die luidspreker te verminder, is dit gewoonlik nodig om sy motor radikaal te verander. En dit is natuurlik 'n taamlik ingewikkelde prosedure en in die meeste gevalle nie baie geregverdig nie.
Sommige kenners let op die feit dat jy die kwaliteitsfaktor van die luidsprekers kan verminder deur 'n magneet te plak. In hierdie geval sal sy aanwyser egter met nie meer as 5-10% verander nie. Boonop is hierdie metode slegs geskik wanneer die spreker se eie magneet baie swak is.
Ook, die antwoord op die vraag van hoe om die kwaliteit faktor van die spreker te verlaag, kan daar ander tegnologie. Dit kan byvoorbeeld gedoen word deur:
- gebruik resonators;
- verspreider bevrugting;
- sny sektore, byvoorbeeld, volgens die Ephrussi-metode.
Die antwoord op die vraag hoe om die kwaliteitsfaktor van die spreker te verhoog, is redelik eenvoudig. Om dit te doen, soos ons reeds hierbo uitgevind het, moet jy gewoonlik net die massa van die beweging van die toestel verhoog.
