Enhver højttaler er faktisk et oscillerende system. Baseret på dette foretages næsten alle beregninger af parametrene for sådanne lydemittere. En af de vigtigste egenskaber ved moderne højttalere er kvalitetsfaktoren. Denne parameter angiver først og fremmest kvaliteten af enheder af denne sort.
Sikke en feature
Så, kvalitetsfaktoren for højttaleren - hvad er denne indikator? Med fokus på denne egenskab kan man først og fremmest bestemme, hvordan lydemitternes oscillerende bevægelser dæmpes. Det menes, at denne indikator ikke bør være for stor til hovederne.
Hvis højtalerens kvalitetsfaktor er høj og lig med f.eks. 2 eller 3, vil vibrationerne i den fortsætte, selv efter den kraft, der forårsagede dem, forsvinder. Dette vil selvfølgelig føre til et fald i lydkvaliteten. Irriterende støjeffekter begynder at dukke op i højttaleren.
Når kvalitetsfaktoren er lav (mindre end 1), henfalder oscillationerne i enheden meget hurtigt. Det vil sige membranen i dynamik efterskarpe stød kommer næsten øjeblikkeligt til en stabil tilstand. Som et resultat producerer enheden en renere og mere behagelig lyd. Derfor tænker eksperter sjældent på, hvordan man øger højttalerens kvalitetsfaktor. Dybest set, når de designer akustiske systemer, forsøger mestre at gøre dette tal lavere.
Nøjagtig definition
Højttalerens kvalitetsfaktor - hvad det er, fandt vi ud af i generelle vendinger. Mere præcist er denne karakteristik en parameter, der angiver, hvor mange gange energireserverne i det betragtede oscillerende system overstiger dets tab, når fasen ændres med 1 radian. Sådan kan kvalitetsfaktoren defineres i form af fysik.
Hvor energireserverne er koncentreret i dynamik
Når et stærkt sinusformet signal påføres hovedet, vil energireserverne primært være koncentreret i de strakte fjedre, med dæmpede svingninger, der har tendens til at returnere DIV til den centrale position. DIV i moderne højttalere kan have forskellig vægt. Følgelig bruges fjedrene i udformningen af lydgiveren med ulige stivhed. Det vil sige, jo tungere højttaleren er, jo flere energireserver har den.
Højttalerstrømtab
Enheder af denne type er primært designet til at udsende lyd, der opfattes af det menneskelige øre. Overførslen af sådanne vibrationer til miljøet er højttalerens energitab. Effektiviteten af moderne højttalere er dog norm alt meget lav. Derfor udgør lydtransmission kun en lille del af enhedens forbrug.energi. Typisk sker mindre end 1 % af alle tab på denne måde.
Omkostningerne ved lydvibrationer i dynamik er den vigtigste indikator. Det er trods alt til transmission af lyd, at sådanne enheder er designet og fremstillet. Men stadig er meget flere tab i sådant udstyr rent mekaniske. Meget energi i sådanne enheder bruges på friktion:
- i suspenderinger;
- i det magnetiske mellemrum;
- om luft osv.
Det største strømforbrug for højttalere er i deres motor. Moderne enheder af denne type arbejder efter princippet om små generatorer, der skaber ret meget modstand.
Aktier i forhold til tab
En højttaler med tilstrækkeligt stærke fjedre og kraftig forskydning vil således akkumulere en masse energi. Følgelig vil dens mængde i enheden betydeligt overstige tabene. Sådan en højttaler kan betragtes som høj kvalitet. Svingningerne i den vil henfalde langsomt. I en letvægtsenhed med ikke særlig kraftige fjedre akkumuleres mindre energi. Følgelig vil indikatoren for forholdet mellem den tilgængelige og forbrugte energi i den være lille. Sådan en højttaler anses for at være af lav kvalitet og følgelig af bedre kvalitet.
Elektrisk og mekanisk ydeevne
Højttalernes kvalitetsfaktor kan beregnes på flere måder. I nogle tilfælde, når denne parameter bestemmes, tages der kun hensyn til lydtab samt friktionstab. Ved brug afaf en sådan beregningsmetode opnås en mekanisk værdi.
Nogle gange tages der kun hensyn til flowhastighederne for højtalermotorens modstand i beregningerne. Denne kvalitetsfaktor kaldes elektrisk. Denne indikator i dynamikken har norm alt små værdier. Under alle omstændigheder overstiger den mekaniske kvalitetsfaktor i lydemittere altid den elektriske. Norm alt har en sådan indikator i dynamikken en værdi større end én.
Notation
Når der designes akustiske systemer og udføres forskellige former for beregninger, bruges følgende betegnelser:
- Qts - fuld kvalitetsfaktor.
- Qms - højtalerens mekaniske kvalitetsfaktor.
-
Qes - elektrisk.
Under alle omstændigheder er kvalitetsfaktoren for højttalerne i formlerne altid angivet som Q.
Hvad indikatoren kan afhænge af
Moderne højttalere anses for at være af den bedste kvalitet, hvis de har en samlet kvalitetsfaktor (elektrisk og mekanisk tab) på cirka 0,7 eller mindre. Denne værdi bør dog kendetegne højttaleren under hensyntagen til blandt andet dens akustiske design. Det skal huskes, at sidstnævnte altid hæver enhedens nettokvalitetsfaktor.
For eksempel er det akustiske design af en højttaler ret ofte en lukket boks. I dette tilfælde tilføjes elasticiteten af luften i det lukkede rum til fjederens elasticitet. Det vil sige, at der vil være flere energireserver i dynamik designet på denne måde. Kvalitetsfaktoren vil stige ogved brug af en faseomformer, horn osv.
Derfor bør der altid tages hensyn til akustisk design, når du vælger en højttaler. Den rene kvalitetsfaktor for den købte enhed bør under alle omstændigheder være lig med eller lavere end 0,7. Dette vil give dig mulighed for at skabe et højttalersystem med lyd af høj kvalitet.
Det menes for eksempel, at kvalitetsfaktoren for en højttaler til en lukket boks skal være cirka 0,5-0,6. Dette kræver endnu lavere tal, da det kan drive højttalerne meget hårdt.
Hvad påvirker højttalerens kvalitetsfaktor
Påvirker Q i akustiske systemer primært på frekvensresponsen og på højttalernes impulsrespons. Det vil sige, at denne indikator i vid udstrækning bestemmer egenskaberne for lyden af højttalerne. Med en kvalitetsfaktor på for eksempel 0,5 kan den bedste impulsrespons opnås. Med en indikator på 0,707 opnås en jævn frekvensgang. Også på:
- Q-faktor 0, 5-0, 6 højttalere producerer audiofil bas;
- indikatorer 0, 85-0, 9 bas bliver elastisk og præget;
- med en kvalitetsfaktor på 1, 0 vises en "pukkel" med en amplitude på 1,5 dB i snittet, opfattet af det menneskelige øre som en bidende lyd.
Når Q øges yderligere, vokser "puklen" i lyden, og karakteristiske summende lyde begynder at udsendes fra højttalerne.
Teori og praksis
Hvad påvirker højttalerens kvalitetsfaktor såledesforståeligt nok. Som vi fandt ud af, bør denne indikator være ret lav, når du bruger akustisk design. Sådan fungerer det i teorien. Men i praksis er højtalere af lav kvalitet desværre ret sjældne. Selv når man f.eks. bruger en faseinverter, der, som vi fandt ud af, kræver en indikator på 0,5-0,6, bruges ofte hoveder med en indikator over én.
Enhver lydemitterende enhed har sin egen resonansfrekvens. Og det er derigennem, at membranerne efter skarpe signaler kommer til en ligevægtstilstand. I mange tilfælde, med en høj kvalitetsfaktor, vil højttaleren ikke engang forlænge eller afslutte med at spille nogen noder. Når den ydre påvirkning stopper, vil den simpelthen begynde at summe ubehageligt. Sådan opfører sig f.eks. billige computerhøjttalere ved en bestemt frekvens.
Højttalernes lave kvalitetsfaktor er oftest meget god for højttalersystemet. Men i vores tid kan selv relativt dyre lydtransmissionsenheder desværre være af ret høj kvalitet. For eksempel i udstyr, der sælges i en butik til en pris på omkring 5-6 tusind rubler, er lydemittere ofte fuldstændig uegnede til denne indikator. De har det norm alt for højt.
Med alt dette producerer dyre højttalere med en høj kvalitetsfaktor ofte en lyd af ret høj kvalitet. Pointen her ligger primært i, at sådanne enheder norm alt også har en ret lav resonansfrekvens. Under denne tilstand opfattes støj ikke særlig godt.akustisk trænet menneskeøre, ikke som irriterende "interferens", men blot som en meget kraftig lyd. Sådan "snavs" bliver især umærkeligt, når man lytter til simpel musik, for eksempel moderne popmusik. Det vil sige, at brummen i dette tilfælde passerer gennem den "korrekte" frekvens.
Hvad ellers afhænger af
Design har således stor indflydelse på højtalerens kvalitetsfaktor. Denne indikator for sådant udstyr afhænger også af:
- Kraften i hans motor. Jo højere denne karakteristik er, jo lavere er kvalitetsfaktoren for hovedet.
- Masse af bevægelse. Med en stigning i denne indikator bliver motorens indsats i lydtransmissionsenheden mindre mærkbar. Friktionstabene øges som følge heraf. Som et resultat af alt dette øges enhedens kvalitetsfaktor.
- Tråddiameter. I tilfælde af at ledningerne i højttaleren giver en stor modstand, vil enhedens elektriske kvalitetsfaktor stige. Faktisk falder belastningen på højttaleren, som er en slags generator, i dette tilfælde.
Sådan måler man kvalitetsfaktoren: formler
I hjemmet beregnes denne højttalerindstilling ofte ved hjælp af et simpelt AC-millivoltmeter. Til denne procedure er der også forberedt et kort og en 1000 Ohm modstand til at stabilisere strømmen gennem højttaleren. Derudover skal du, når du bruger denne teknik, bruge en softwaregenerator fra en computer og en effektforstærker (for at levere et signal til højttaleren). Proceduren for måling af kvalitetsfaktoren ved brug af sådant udstyr udføres som følger:
- taleren er ophængt i fri tilstand, for eksempel på et reb;
- indsamling af ordningen.
Før samling af kredsløbet bygges en graf, hvor spændingen i millivolt (100, 200, 300) er plottet langs y-aksen. Samtidig er frekvensen angivet på x (10, 20, 30 … 140 osv.). Dernæst samler de et kredsløb, hvor signalet fra forstærkeren føres til modstanden, og derefter går til højttaleren.
Næste trin:
- medtag et millivoltmeter i kredsløbet i punkterne a og c, og indstil spændingen til 10-20 V ved en frekvens på 500-1000 hertz;
- tilslut et voltmeter til punkterne i og c, ved at justere generatoren, find frekvensen, hvor voltværdierne er maksim alt (Fs);
- skift frekvensen op i forhold til Fs og find punkter, hvor voltmeteraflæsningerne er meget mindre end Fs og konstante (Um).
Mål spændingen ved en bestemt frekvens af højttaleren, byg den tilsvarende graf. Det næste trin er at finde gennemsnitsværdien mellem minimumsspændingen og maksimum. I dette tilfælde bruges formlen U1/2=√UmaxUmin. Den resulterende værdi i form af en vandret linje overføres til grafen, og skæringspunkterne med linjerne i forholdet F1 og F2 (med de tilsvarende frekvensindikatorer) findes.
Næste, find den akustiske kvalitetsfaktor ved hjælp af formlen Qa=√Umax/UminFs/F2-F1, hvor Fs er frekvensværdien ved de maksimale millivoltmeteraflæsninger. Så kan du finde den elektriske kvalitetsfaktor:
Qes=QaUmin/(Umax-Umin).
Derefter beregnes den samlede kvalitetsfaktor for højttaleren:
Qts=QaQes/(Qa+Qes).
Det næste trin er at bygge en graf for den anden højttaler og lave de samme beregninger.
Hvilke andre parametre kan måles
Hvad er det - højttalernes kvalitetsfaktor, fandt vi ud af. Denne indikator bestemmes norm alt, når man vælger det bedst egnede design, design af akustiske systemer. Men for at højttalerne efterfølgende kan transmittere den højeste lydkvalitet, skal beregninger i dette tilfælde foretages efter nogle andre indikatorer.
Når du vælger et akustisk design, tages der altid højde for de såkaldte Thiel-Small parametre. En af disse egenskaber er netop kvalitetsfaktoren, betegnet, som vi fandt ud af, Qts. Når du vælger akustisk design, kan køretøjets indikatorer også:
- resonansfrekvens Fs;
- Vas-højttaleraffjedring fjedrende.
Ud over de tre hovedkarakteristika kan specialister ved beregning af design af akustiske systemer bruge sådanne parametre som:
- diffusorareal og diameter;
- induktans;
- sensitivitet;
- impedans;
- peak power;
- masse af mobilsystemet;
- motorkraft;
- mekanisk modstand;
- relativ hårdhed osv.
Det menes, at de fleste af dedisse karakteristika kan nemt måles derhjemme med ikke særligt sofistikerede måleinstrumenter.
Resonansfrekvens
Højttaleren, som vi fandt ud af, er et oscillerende system. Når den er overladt til sig selv, svinger dens diffusor med en vis frekvens, når den udsættes for den. Det vil sige, at den opfører sig på nogenlunde samme måde som en streng efter et plukning eller for eksempel en klokke efter et slag.
Det menes, at resonansfrekvensen kan være:
- for subwooferhoveder, der ikke er installeret i kabinettet - 20-50 Hz;
- Mitbass-højttalere - 50-120Hz;
- diskanthøjttalere - 1000-2000 Hz;
- diffuser mellemtone - 100-200 Hz;
- dome - 400-800 Hz.
Du kan måle en højttalers resonansfrekvens, for eksempel ved at drive et lydgeneratorsignal igennem den (ved at forbinde en modstand i serie med den) eller ved en hvilken som helst anden lignende metode. Denne indikator bestemmes af enhedens spidsimpedans.
Vas score
Denne parameter for højttalere kan måles på to måder:
- yderligere masse;
- ekstra bind.
I det første tilfælde foretages målinger ved hjælp af en slags vægte (10 gram pr. tomme diffusordiameter). Det kan for eksempel være vægte fra apoteksvægte eller gamle mønter, hvis pålydende svarer til deres vægt. Diffusoren er fyldt med sådanne genstande, og dens frekvens måles. Yderligerelav de nødvendige beregninger ved hjælp af formlerne.
Når du bruger metoden med ekstra lydstyrke, er lydudsenderen hermetisk fastgjort i en speciel måleboks med en magnet udenfor. Dernæst måles resonansfrekvensen, og højttalerens elektriske og mekaniske kvalitetsfaktorer samt totalen beregnes. Derefter, under hensyntagen til de opnåede data, bestemmer formlen Vas.
Det menes, at jo mindre Vas, ceteris paribus, jo mere kompakt design kan bruges til højttaleren. Norm alt er små værdier af denne parameter ved samme resonansfrekvens resultatet af en kombination af et kraftigt bevægeligt system og en stiv affjedring.
Metoder til måling af yderligere parametre
Som allerede nævnt kan der ud over køretøjets tre hovedkarakteristika også bruges andre indikatorer i design af akustiske systemer. For eksempel måles hovedviklingens modstand mod jævnstrøm Re ved en frekvens tæt på 0 Hz eller blot ved hjælp af et ohmmeter.
Diffusorområdet Sd eller, som det også kaldes den effektive udstrålende overflade, falder sammen med den konstruktive ved lave frekvenser. Denne parameter findes ved hjælp af den simple formel Sd=nR2. I dette tilfælde tages halvdelen af afstanden fra midten af gummiophænget langs bredden fra den ene side til midten af den modsatte som radius. Dette skyldes primært, at halvdelen af ophængets bredde også er en udstrålende overflade.
Det du behøver at vide
Det er meget vigtigt at måle køretøjets parametre, inklusive kvalitetsfaktoren, korrekt ved design af akustiske systemer. At undgåstore fejl, skal højttaleren "straktes" inden målinger. Faktum er, at for enheder af denne type, der er nye eller ikke har været brugt i nogen tid, kan køretøjets parametre afvige væsentligt fra de indikatorer, der blev brugt før starten af udstyrsberegninger.
Du kan "ælte" højttalerne før målinger, for eksempel med sinusformede signaler, kun musik, hvid og lyserød støj, testdiske. Samtidig bør proceduren for sådan klargøring af enheden ifølge eksperter i mindst en dag.
Typer af akustisk design
De mest populære typer højttalerbokse i øjeblikket er lukkede kasser og basreflekser. Den første type design betragtes som den enkleste. Strukturelt er en lukket kasse en kasse med 6 vægge. Fordelene ved et sådant design er først og fremmest kompakthed, nem montering, gode impulsegenskaber, hurtig og klar bas. Ulempen ved lukkede kasser anses for at være et lavt effektivitetsniveau. Dette design er ikke egnet til at skabe højt lydtryk. Lukkede kasser bruges norm alt til at lytte til jazz, rock, klubmusik.
Fase-invertere er en ret kompleks type design. De er norm alt lavet af plastik. Samtidig har faseinvertere en høj effektivitet og lader også højttaleren køle hurtigt. Dette design kan også nemt omkonfigureres, hvis det er nødvendigt.
Nogle gange en åbenakustisk design. I dette tilfælde er bagvæggen på diffusorens lydudsendende overflade ikke adskilt fra fronten. Oftest er en åben kasse en kasse, der ikke har en bagvæg (eller har mange huller i).
Horndesign til hoveder bruges oftest i kombination med andre typer. Men i nogle tilfælde kan sådanne designs være 100% originale. Sådanne systemer bruges for eksempel til lav-Q højttalere. Akustisk design af denne type har mange fordele. Dens største fordel er den høje lydstyrke. Samtidig omfatter ulemperne ved dette design, at det er umuligt at opnå en ensartet frekvensgang, lav lydstyrke osv.
Højttalerkvalitet og design
Det menes, at hoveder med Fs / Qts>50 bør bruges i lukkede tilfælde, Fs / Qts>85 - med faseinvertere, Fs / Qts>105 - med båndpasresonatorer, Fs / Qts>30 - med åbne kasser med s s.
Du kan vælge akustisk design til højttalere, som allerede nævnt, og simpelthen ud fra deres kvalitetsfaktor. For eksempel bruges hoveder med Qts> 1, 2 oftest til åbne kasser. Den optimale kvalitetsfaktor for dem er 2, 4. Højttalere med Qts<0, 8-1, 0 er designet til lukkede kasser. I dette tilfælde er den optimale indikator, som vi fandt ud af tidligere, 0,5-0,6.
Kvalitetsfaktoren for højttalerne til en faseinverter bør være: Qts<0, 6. Det optimale i dette tilfælde vil være 0,4. Enheder med Qts<0.4 er velegnede tilmundstykker.
Sådan ændres kvalitetsfaktoren, reduceres eller øges
Nogle gange, for at lydtransmissionsudstyr skal fungere bedre, skal denne parameter øges eller reduceres. Ganske ofte er mestre, for eksempel, interesseret i, hvordan man reducerer kvalitetsfaktoren for en højttaler. Denne opgave kan faktisk være meget vanskelig. For at reducere højttalerens kvalitetsfaktor er det norm alt nødvendigt at ændre dens motor radik alt. Og dette er selvfølgelig en ret kompliceret procedure og i de fleste tilfælde ikke særlig berettiget.
Nogle eksperter bemærker, at du kan reducere højttalernes kvalitetsfaktor ved at lime en magnet. Men i dette tilfælde vil dens indikator ikke ændre sig med mere end 5-10%. Derudover er denne metode kun egnet, når højttalerens egen magnet er meget svag.
Også svaret på spørgsmålet om, hvordan man sænker højtalerens kvalitetsfaktor, kan der være andre teknologier. Dette kan f.eks. gøres ved at:
- brug af resonatorer;
- diffuserimprægnering;
- skæring af sektorer, for eksempel efter Ephrussi-metoden.
Svaret på spørgsmålet om, hvordan man øger højtalerens kvalitetsfaktor, er ganske enkelt. For at gøre dette, som vi allerede har fundet ud af ovenfor, skal du norm alt blot øge massen af enhedens bevægelse.
