Определения:параметры динамика
Поговорка о том, что кто-то может написать книгу на эту тему, безусловно, верна, когда речь идет об обсуждении громкоговорителей и их параметров. . На самом деле уже есть десятки отличных книг по этому предмету. В этой статье представлен обзор некоторых наиболее часто обсуждаемых параметров динамиков.
Что такое параметры динамика?
Параметры динамика, часто называемые параметрами Тиле/Смолла, представляют собой набор электромеханических измерений, которые можно использовать для определения низкочастотных характеристик преобразователя. Используя эти параметры и серию расчетов, ваш установщик может предсказать производительность этого динамика в корпусе.
Что мы можем определить по этим параметрам?
Возможно, самый важный набор вычислений, который мы можем создать, — это выходные данные системы. Когда мы обсуждаем «систему», мы имеем в виду сам динамик и корпус, в который мы собираемся установить динамик. Каждый корпус динамика действует как фильтр верхних частот и уменьшает низкочастотный выход драйвера. В обмен на это снижение выходной мощности мы получаем физическую мощность. Используя набор вычислений, мы можем предсказать, сколько низкочастотной информации будет производить система.
Еще одним важным расчетом является расчет мощности. Как уже упоминалось, нам нужно контролировать движение диффузора динамика, чтобы предотвратить искажения и повреждения. Мы можем предсказать, насколько конус сдвинется при заданной мощности в нашем тестовом корпусе.
Резонансная частота динамика — Fs
Что касается анализа движущихся частей динамика, нам необходимо знать частоту, при которой податливость (упругость) крестовины и объемного звучания сочетается с массой диффузора и пылезащитного колпачка для накопления наибольшей энергии. На этой частоте система попеременно накапливает и впоследствии высвобождает наибольшее количество энергии для заданного входного напряжения. Если бы вы раскачивали груз на веревке, подвешенной к потолку, собственная частота, с которой он колеблется в обратном направлении и сила, была бы равна резонансной частоте громкоговорителя.
Эквивалентный объем соответствия – Vas
Чтобы понять, насколько жесткими являются паук и его окружение, мы сравним их с объемом воздуха, который будет оказывать такое же сопротивление движению. Поскольку воздух легко сжимается, высокая характеристика Vas будет представлять собой очень мягко подвешенный конус. И наоборот, динамик с низким Vas будет иметь очень жесткую подвеску.
Электрический Q водителя в Fs – Qes
Понимание Q (коэффициента качества) может быть довольно сложным, поскольку это безразмерное значение. По сути, добротность описывает характеристику демпфирования резонансной системы. Чем выше Q, тем меньше потери энергии по отношению к общей энергии, запасенной в системе. Маятник, подвешенный к подшипнику с низким коэффициентом трения, будет иметь высокую добротность. Тот же маятник, погруженный в воду, будет иметь гораздо более низкую добротность. Важным соображением является то, что системы с высокой добротностью имеют меньшее демпфирование и, следовательно, вибрируют дольше. Электрическая спецификация Q описывает, какое демпфирование звуковой катушки и узла магнита оказывает на движущийся конус.
Когда звуковая катушка движется мимо магнита, она производит электрический ток. Этот ток достигает своего пикового значения на резонансной частоте драйвера и противодействует току, создаваемому усилителем. Конечным результатом является значительное увеличение импеданса на резонансной частоте.
Механическая добротность водителя при Fs – Qms
Точно так же, как электрические характеристики динамика вызывают противодействие движению конуса, мы получаем аналогичный эффект от механических свойств динамика. Qms описывает механические потери, связанные с крестовиной и окантовкой. Высокое значение Qms описывает более низкие механические потери, а низкое значение Qms описывает более высокие потери.
Общее системное Q при Fs – Qts
Это безразмерное измерение представляет собой математическую комбинацию механических и электрических характеристик динамика. Проще говоря, мы вычисляем Qts путем деления общей накопленной энергии динамика на рассеянную энергию в динамике при резонансе.
Соответствие отстранению водителя — Cms
Спецификация Cms описывает жесткость подвески водителя в метрах на ньютон. Более жесткая подвеска будет перемещаться на меньшее расстояние при заданной величине приложенной к ней силы.
Эффективная площадь конуса драйвера — Sd
Этот параметр описывает эффективный «размер» нашего динамика. Мы все понимаем, что конус будет перемещать воздух за нас, но мы также должны учитывать добавление объемного звучания. Общепринято, что мы можем использовать значение половины объемного звучания в качестве вклада в выходной сигнал драйвера.
Масса конуса и движущихся частей — мм
Спецификация Mms описывает массу диффузора динамика, а также части крестовины и окантовки. В отличие от спецификации Mmd, Mms включает акустическую нагрузку, вызванную контактом воздуха с диффузором. В большинстве случаев значения одинаковы, но по мере увеличения площади поверхности конуса увеличивается и значение Mms относительно Mmd.
Максимальный уровень экскурсии — Xmax
Этот параметр часто неправильно интерпретируется как определяющий фактор расстояния, на которое может перемещаться диффузор динамика. В ранних расчетах использовалась формула, в которой высота обмотки звуковой катушки вычиталась из высоты магнитного зазора, а затем делилась на 2. Этот расчет описывает, насколько далеко может сместиться динамик, прежде чем обмотка выйдет из зазора.
Последующее исследование показало, что нелинейное поведение в других местах конструкции драйвера может иметь большее влияние на пределы движения конуса. Это говорит о том, что Xmax должно быть расстоянием отклонения в одну сторону, которое соответствует уровню искажения 10%. Эта спецификация, ориентированная на производительность, гораздо лучше указывает на полезный рабочий диапазон драйвера, но ее гораздо сложнее установить.
Дополнительные параметры
В этой статье мы описываем только основные параметры, которые обычно используются для прогнозирования низкочастотных характеристик громкоговорителя. Другие параметры, такие как индуктивность, становятся более актуальными на более высоких частотах. Дополнительные параметры, такие как номинальный импеданс (Znom), эффективность, чувствительность и произведение эффективности на полосу пропускания (EBF), выводятся с помощью уравнений, в которых используются приведенные выше характеристики.
Правильный дизайн требует моделирования
Низкочастотный динамик в корпусе большого размера может легко выйти из строя и быть поврежденным. СЧ-драйвер, втиснутый в маленькую колонку, может иметь значительный всплеск частотной характеристики и связанный с ним пик искажений. Результат весьма неблагоприятный.
Прежде чем предположить, что сабвуфер или динамик подходит для выбранного вами корпуса или места установки, стоит попросить продавца мобильной электроники выполнить моделирование, чтобы убедиться, что все будет работать так, как вы хотите. Они могут работать с вами, чтобы гарантировать, что все будет работать оптимально, а ваша система будет звучать великолепно!