Добротность динамика что это такое

Что такое – добротность динамика?

Добротность динамика – что это такое? На что влияет добротность динамика? В чем измеряется? От чего зависит? Начнем по порядку.

Динамик – это такой прибор, который служит для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в колебания воздуха. Эти колебания воздуха мы воспринимаем не иначе как – звук. Один их параметров динамика, имеет такое понятие – добротность.

Что такое – добротность динамика?

Пожалуй, сначала вопрос. А для чего вам вообще нужно знать этот параметр? Что он вам даст? Ведь этот параметр не скажет о том, на сколько хорошо или плохо сделан ваш динамик? На сколько хорошо он будет играть? Но когда возникает вопрос о доработке акустики, параметры добротности динамиков могут многое рассказать о технических возможностях будущей системы.

Но для полной картины возможностей динамика нужно будет собрать кучу параметров. В кругах “продвинутых” меломанов эти параметры называют – “параметры Тиля-Смолла”.

Измерением этих параметров точно не будем заниматься, по крайней мере – не в этот раз. Но о таком параметре как – добротность, поговорим немного. Без научных выкладок и “глубокой физики”. Порассуждаем по простому, что бы стало немного понятнее – какая добротность динамика лучше и почему?

Как нас учит вики: “Добротность — параметр колебательной системы, определяющий ширину резонанса и характеризующий, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за время изменения фазы на 1 радиан. Обозначается символом Q от англ. quality factor.”

Если проще, то речь идет про затухающие колебания. Так как разговор идет относительно динамика, то как он (динамик) ведет себя после подачи на него сигнала, как быстро затухают колебания диффузора при прекращении подачи сигнала на динамик.

Что такое – “запасы энергии в системе”?

Запасы и потеря энергии динамика.

Что в динамике может запасать энергию? Всё, что каким либо образом удерживает сам диффузор в динамике и будет накопителем энергии. Подвес и центрирующая шайба – это устройства, которые в любом случае хотят вернуть диффузор в своё первоначальное положение, в уравновешенное состояние, они же являются накопителем энергии.

А что может вызывать потерю этой накопленной энергии? Таких “потерь” гораздо больше, чем можно подумать.

Механическая добротность динамика.

Есть механические потери (параметр Тиля-Смолла – Qms). Это как раз и есть механическая добротность – потери на трение в подвесах, затраты на звукоизвлечение и некоторые иные. Для низкочастотного динамика средняя механическая добротность (Qms) от 2 до 10. Но “главной добротностью” стоит считать – электрическую добротность (Qel или Qes).

Электрическая добротность динамика.

Интересный момент, когда динамик пытается вернуть диффузор в своё первоначальное состояние, после снятия электрического сигнала, катушка динамика вырабатывает ЭДС, двигаясь в магнитном поле. Динамики, в свою очередь, непосредственно подключены к усилителю, аудиопроводом.

Усилитель имеет практически нулевое сопротивление. И когда сигнал от усилителя пропадает, а динамик «на ходу», то он (динамик) работает как генератор. Причем, работает как генератор, с максимальной нагрузкой (выходы катушки практически закорочены сопротивлением усилителя). Эта нагрузка создает достаточно мощную тормозящую силу, вынуждающую катушку и диффузор быстро останавливаться.

Среднее значение электрической добротности (Qes), для низкочастотного динамика – от 0,2 до 0,9, но чаще – близкий к единице. И если сравнивать параметры электрической добротности со значениями механической добротности, то получается вывод – гашение колебаний (потеря энергии) происходит, в основном, из-за электрической составляющей.

Полная добротность динамика.

Эти две составляющих складываются друг с другом, и получается другой параметр – полная добротность (Qts). Уже этот параметр обычно используется при расчётах оформлении акустики.

Кстати сказать, “сложение” электрической и механической добротности происходит не простым суммированием, а целой формулой. Она полностью повторяет формулу при параллельном подключении сопротивлений.

Формула полной добротности динамика. Произведение “электрической” и “механической добротности” делённое на их сумму – Qts=Qes*Qms/( Qes+Qms)

Вывод: маленькая добротность может быть у динамика, у которого имеется мощная катушка (“мотор”) или установлены дополнительные центровочные шайбы.

Как пример. На фото динамик на заводе JVC (Victor) оснастили дополнительным магнитом для более быстрой остановки диффузора при максимальном ходе.

Высокая и низкая добротность динамика.

Динамик имеет высокую добротность, если колебания диффузора продолжаются на резонансной частоте даже тогда, когда на динамик уже не подается сигнал, а потери, при этом, очень маленькие. Про резонансные частоты поговорим в другой раз.

А вот если колебания динамика затухают практически сразу, после пропадания сигнала на него, и много сил динамик тратит на разного рода потери, то говорят, что такой динамик имеет низкую добротность.

Что бы не слышать в своих колонках “эффект переотраженки”, звуков типа “гула” или “бубнения”, не слушать “доигрывание” каких либо звуков, при доработке акустики или изготовлении её самостоятельно, нужно подбирать динамики с низкой добротностью.

Сказать иначе можно так – после пропадания сигнала от усилителя, динамик должен сразу возвращаться на своё место, которое он обычно занимает, когда на него не подаётся ни какой сигнал. Это будет идеальным вариантом, идеальным динамиком. Таким образом мы будем получать от динамика именно тот звук, который хотим услышать.

От чего зависит добротность динамика?

Выше уже обсудили все моменты, которые могут ответить на этот вопрос. Остаётся только повторить, но попробуем коротко и по иному.

Добротность динамика зависит от некоторых следующих факторов:

В любом случае, будет лучше, если брать динамик с добротностью на любых резонансах от 0,3 до 0,7. И это не зависит от самого оформления корпуса акустики – с фазоинвертором это будет колонка или “закрытый ящик”.

Выводы.

Добротность – это один из показателей (характеристик) динамика. Показатель добротности показывает, как затухают колебания динамика.

Если величина добротности большая – от 2-х и выше, даже 3 – это уже значительная величина. В этом случае, колебания будут продолжаться после того как исчезла возмущающая сила (усилитель перестал подавать сигнал в провод, который подключен к динамику).

Если добротность низкая – меньше 1, то колебания затухают быстро, динамик не издаёт “лишних” звуков, и диффузор практически мгновенно возвращается на своё место равновесия.

Уровень добротности динамика в акустических системах влияет на амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), так же как и на импульсные характеристики колонки. То есть, этот показатель динамика сильно влияет на особенности звука самого динамика и акустики в целом.

Если показатель добротности:

Идеальным показателем добротности динамика считается:

Что бы не пропустить новые статьи, подписывайтесь на новые статьи сайта и получайте свежие новости самыми первыми!

Будем рады вашему вниманию и комментариям.

Всего знать – не дано ни кому, потому многие учатся до конца своих дней, если им это интересно. Так и мы, стараемся познать и поделиться своими размышлениями.

Хотите поделиться своим опытом – напишите и мы обязательно примем меры к изучению вашего мнения и опыта. И вы сможете сделать это на нашем сайте! Не забывайте про Авторские права.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Добротность динамика – что это?

Начнем разбираться с основными параметрами динамиков. Добротность – один из ключевых параметров.

Добротность динамика – это не про то, насколько качественно он сделан:) Много мифов и заблуждений я слышал относительно этого параметра, но, он очень важен. И было бы не плохо разобраться и разложить все по полочкам.

Не зная значение добротности сказать что-то вразумительное о динамике будет невозможно.

У многих я спрашивал, что же такое добротность, и абсолютное большинство людей, будучи не первый день в звуке и автозвуке, как-то неуверенно говорили про потери, про соотношение упругих и вязких сил, про ширину резонансной полки… А дополнительные вопросы вообще вводили народ в тупик:)

Если говорить простыми словами, добротность — это история про затухающие колебания. Про то, как именно динамик ведет себя после устранения возмущающей силы (прекращения сигнала).

Что нам скажет википедия: добротность — параметр колебательной системы, определяющий ширину резонанса и характеризующий, во сколько раз запасы энергии в системе больше, чем потери энергии за время изменения фазы на 1 радиан. Обозначается символом Q от англ. quality factor.

Давайте разбираться: что в динамике отвечает за запасы энергии, а что за потери.

Очевидно, что запасать энергию могут подвесы: внешний подвес и центрирующая шайба — это пружины, которые стремятся вернуть подвижку в первоначальное состояние.

А вот с потерями все не так очевидно. Есть механические потери (Qms), сюда входят потери на трение в подвесах, затраты энергии на звукоизвлечение и т.д. Но этот компонент не доминирует в общей картине, главную скрипку играет электрическая добротность (Qel или Qes). Среднее значение механической добротности для низкочастотного динамика от 2 до 10.

В моторе динамика происходит следующая интересная штука: проводник (катушка), двигаясь в магнитном поле вырабатывает ЭДС, то есть, работает не как двигатель, а как генератор. Обычно динамики подключены к усилителю, а у них (у усей) мизерное сопротивление, очень близкое к 0.

Получается, что когда сигнал от усилителя исчезает, а динамик «на ходу» – он работает как генератор, причем с максимальной нагрузкой (выходы катушки практически закорочены). Эта нагрузка создает достаточно мощную тормозящую силу, вынуждающую катушку и дифузор быстро остановиться.

Среднее значение электрической добротности для низкочастотного динамика от 0,2 до 0,9. Сравните это с типовыми значениями механической добротности, и станет очевидно, что гашение колебаний (потери энергии) происходят преимущественно из-за электрической составляющей.

Можно провести простой эксперимент: взять низкочастотный динамик и аккуратно постучать по диффузору (за целостность динамика я не отвечаю!))) Вы услышите небольшой гул на резонансной частоте.

Если закоротить выводы катушки и постучать еще раз – гула уже не будет, потому что колебания на резонансной частоте практически сразу же гасятся в магнитной системе динамика.

Электрическая и механическая добротности складываются друг с другом и в итоге получается полная добротность – именно этот параметр мы используем для расчетов оформления. Да, знать добротность нам нужно именно для этого – чтобы можно было определить, какой корпус и какое акустическое оформление подойдет к нашему динамику.

Механическая и электрическая добротности складываются не просто суммой, а формулой, аналогичной сопротивлению при параллельном включении:

Qts=Qes*Qms/( Qes+Qms)

Делаем вывод: чем мощнее у динамика мотор (при прочих равных), тем меньше будет добротность. Поэтому на сверхмощных сабах ставят по нескольку жестких центрирующих шайб, иначе добротность упадет ниже плинтуса:)

С запасами и потерями энергии вроде разобрались. Теперь определимся с конкретными значениями.

Высокая добротность – это когда потери малы, а энергии в подвесах запасено много и колебания продолжаются после исчезновения возмущающей силы. Причем это не случайные колебания, а именно колебания на частоте резонанса головки.

Низкая добротность – потери велики, и при исчезновении сигнала колебания сразу же затухают. У такого динамика нет склонности выделять какую-то определенную частоту.

Логично предположить, что для динамика подойдет именно низкая добротность! Нам не нужно, чтобы после окончания сигнала динамик сам по себе продолжал что-то доигрывать (и всегда на одной и той же частоте). Важно понимать, что высокодобротный динамик не будет продлевать короткие ноты, он к любому возмущению будет добавлять бубнеж на своей частоте резонанса. Оттого звук становится монотонным, окрашеным, с постоянным гулом — ну, я думаю, все знают, как звучат дешевые компьютерные бубнелки и музыкальные центры?:) А нам важно чтобы дин воспроизвел именно тот сигнал, который на него отправили, без импровизаций и самодеятельности.

Слишком низкая добротность – это тоже не хорошо. В этом случае в зоне резонанса динамика появляется завал относительно уровня высокочастотного излучения, тем шире, чем ниже добротность. Добротность в итоговой конструкции должна составлять вполне определенные значения.

Выделяют два особых значения добротности:

Добротности ниже 0,5 ведут к сильному завалу НЧ, выше 1 – явно появляется вброс АЧХ на частоте резонанса.

Иллюстрация взята из книги Гапоненко С.В. «Акустические системы своими руками», а сам Гапоненко взял эту картинку из книги небезызвестного Р. Смолла

От чего зависит добротность?

Добавим чуть больше практики и теоретические тезисы из первой части статьи попробуем переложить на реальные динамики.

Итак, от чего же зависит добротность?

Мне удалось показать это в эксперименте: добавил к динамику дополнительный магнит, тем самым увеличив магнитное поле.

Дополнительным магнитом удалось существенно снизить добротность динамика. Резонанс остался неизменным.

Поэтому, если у вас стоит задача снизить добротность динамика, можно попытаться снизить жесткость. Заменить подвесы, размягчить резину подвеса пропитками. Некоторые даже вырезают сектора из центрирующей шайбы, но это очень рискованный путь:)

Добротность при увеличении массы растет, резонансная частота падает.

Как сопротивление провода влияет на добротность.

Как влияет акустическое оформление?

Объем воздуха в закрытом ящике работает как дополнительная воздушная пружина, следовательно жесткость колебательной системы растет, добротность растет. Чем меньше объем ящика, тем сильнее растет добротность.

В ЧВ к диффу как бы прикрепляется масса воздуха в туннеле, оттого итоговая добротность растет. Во фри, ОЯ, БЭ и прочих существенно меняться добротность не должна.

Для себя я сделал следующий вывод, и думаю, что он правильный: мы должны получить итоговую добротность всех резонансов в пределах 0,5-0,7. Вне зависимости, какое оформление мы выбрали.

Как видим, все акустические оформления в лучшем случае не меняют добротность, а в большинстве случаев существенно ее поднимают. Поэтому нам нужны низкодобротные динамики с добротностями от 0,3 до 0,7. Для того, чтобы возросшая в оформлении частота составила нужные нам 0,7.

Но, с этим связана некоторая подстава:) 99% дешевых и легкодоступных динамиков высокодобротные. Я говорю про бюджетную автомобильную акустику, про динамики, устанавливаемые в компьютерные колонки, в музыкальные центры, в бюджетные системы 5:1, в бумбоксы всякие. Почти везде добротность динамика близка к 1, а зачастую и того больше.

Не знаю, почему так делается, то ли на магнитах экономят и не могут в рамках бюджета сделать мощный мотор, то ли специально делают так, чтобы в ущерб качеству «долбило» лучше (а долбить оно будет реально сильнее, и на любой композиции одинаково: в частоту резонанса).

А может это тонкий маркетинговый ход, вынуждающих тех, кто слышит разницу, платить вместо 5000р за колоночки 50 000+?:)

40 комментариев: Добротность динамика – что это?

Мне только одному кажется, что прилепив доп. магнит, добротность не обязательно уменьшиться – она точно так же может изменится в сторону увеличения значения..

прилепите не той стороной и будет как вам кажется )))

Источник

Добротность динамика: формула расчета, как снизить или повысить добротность динамика

Любой динамик, по сути, является колебательной системой. Исходя из этого, и производятся практически все расчеты параметров подобных звукоизлучателей. Одной из самых важных характеристик современных динамиков является показатель добротности. Этот параметр указывает прежде всего на качество устройств этой разновидности.

Что за характеристика

Итак, добротность динамика — что это за показатель? Ориентируясь на эту характеристику, можно в первую очередь определить, как затухают колебательные движения звукоизлучателей. Считается, что слишком большим этот показатель у головок быть не должен.

Вам будет интересно: Дискурсивный анализ: понятие и роль в современной лингвистике

Если значение добротности у динамика высокое и равно, к примеру, 2 или 3, значит, колебания в нем будут продолжаться даже уже после того, как исчезнет вызвавшая их сила. Это, конечно же, приведет к снижению качества звука. В динамике начнут возникать раздражающие слух шумовые эффекты.

При низкой добротности (меньше 1) колебания в устройстве затухают очень быстро. То есть мембрана в динамике после резкого воздействия практически сразу приходит в стабильное состояние. В результате устройство выдает более чистый и приятный для слуха звук. Соответственно, о том, как повысить добротность динамика, специалисты задумываются редко. В основном при конструировании акустических систем мастера стараются сделать этот показатель более низким.

Точное определение

Добротность динамика — что это такое, мы в общих чертах выяснили. Если говорить точнее, представляет собой эта характеристика параметр, указывающий на то, во сколько раз запасы энергии в рассматриваемой колебательной системе превышают ее потери при изменении фазы на 1 радиан. Именно таким образом добротность может быть определена с точки зрения физики.

Где в динамике концентрируются запасы энергии

Вам будет интересно: Повышение квалификации государственных служащих: профессиональная переподготовка, обзор учреждений

При подаче на головку сильного синусоидального сигнала запасы энергии будут концентрироваться в первую очередь в растянутых пружинах, при затухающих колебаниях стремящихся вернуть DIV в центральное положение. DIV у современных динамиков может иметь разный вес. Соответственно, и пружины в конструкции звукоизлучателя используются неодинаковой жесткости. То есть чем тяжелее динамик, тем больше в нем имеется запасов энергии.

Потери энергии динамиком

Устройства этого типа предназначены в первую очередь для излучения звука, воспринимаемого человеческим ухом. Передача таких колебаний в окружающую среду и является потерями энергии динамика. Однако КПД у современных динамиков обычно очень низкий. Поэтому на долю передачи звука приходится лишь небольшая часть расхода устройством энергии. Обычно таким путем происходит меньше 1 % всех потерь.

Расход на звуковые колебания в динамике является самым важным показателем. Ведь именно для передачи звука такие устройства и конструируются, и производятся. Но все же гораздо больше потерь в таком оборудовании является чисто механическими. Очень много энергии в таких устройствах тратится на трение:

в магнитном зазоре;

Самый же большой расход энергии в динамиках происходит в их моторе. Работают современные устройства этого типа по принципу небольших генераторов, создающих довольно-таки большое сопротивление.

Соотношение запасов и потерь

Таким образом, динамик, имеющий достаточно мощные пружины и тяжелую подвижку, будет накапливать много энергии. Соответственно, и ее количество в устройстве значительно превысит потери. Такой динамик может считаться высокодобротным. Колебания в нем будут затухать медленно. В легком устройстве с не особенно мощными пружинами энергии накапливается меньше. Соответственно, показатель отношения между имеющейся и израсходованной энергией в нем будет небольшим. Такой динамик считается низкодобротным и, соответственно, более качественным.

Электрический и механический показатели

Рассчитываться добротность динамиков может несколькими способами. В некоторых случаях при определении этого параметра принимаются во внимание только потери на звук, а также на трение. При использовании такой методики расчета получают показатель механической добротности.

Иногда при вычислениях учитываются только значения расхода на сопротивление мотора динамика. Такая добротность называется электрической. Этот показатель в динамиках обычно имеет небольшие значения. В любом случае механическая добротность в звукоизлучателях всегда превышает электрическую. Обычно такой показатель в динамиках имеет значение больше единицы.

Обозначения

При конструировании акустических систем и выполнении разного рода расчетов используются следующие обозначения:

Qts — полная добротность.

Qms — механическая добротность динамика.

В любом случае добротность динамиков в формулах всегда обозначается как Q.

От чего может зависеть показатель

Считается, что наилучшим качеством отличаются современные динамики, имеющие общий показатель добротности (потери электрические и механические), равный примерно 0,7 или ниже. Однако такое значение должно характеризовать динамик с учетом, помимо всего прочего, и его акустического оформления. При этом следует иметь в виду, что последнее всегда чистый показатель добротности устройства поднимает.

К примеру, достаточно часто акустическое оформление динамика представляет собой закрытый ящик. В данном случае к упругости пружины добавляется упругость воздуха в закрытом пространстве. То есть запасов энергии в динамике, оформленном подобным образом, будет больше. Увеличиваться показатель добротности будет и при использовании фазоинвертора, рупора и пр.

Таким образом, акустическое оформление при подборе динамика учитывать нужно всегда. Чистая добротность приобретаемого устройства должна в любом случае быть равна или ниже 0,7. Это позволит создать акустическую систему с качественным звучанием.

Считается, к примеру, что добротность динамика для закрытого ящика должна быть равна примерно 0,5-0,6. При использовании в качестве оформления фазоинвертора оптимальным чистым показателем добротности устройства будет 0,3-0,5. Рупору при этом требуются еще более низкие показатели, поскольку он способен нагружать динамики очень сильно.

На что влияет добротность динамика

Влияет Q в акустических системах в первую очередь на АЧХ и на импульсные характеристики АС. То есть этот показатель в значительной мере определяет особенности звучания динамиков. При добротности 0,5, к примеру, можно достичь наилучшей импульсной характеристики. При показателе же 0,707 получается ровный АЧХ. Также при:

добротности 0,5-0,6 динамики выдают аудиофильский бас;

показателях 0,85-0,9 бас становится упругим и рельефным;

добротности 1,0 в срезе появляется «горбик» амплитудой 1,5 дБ, воспринимаемый ухом человека как хлесткий звук.

Вам будет интересно: Корпоративное государство: определение, суть

При дальнейшем росте показателя Q «горб» в звуке растет и из динамиков начинают исходить характерные гудящие шумы.

Теория и практика

На что влияет добротность динамика, таким образом, понятно. Как мы выяснили, при использовании акустического оформления этот показатель должен быть достаточно низким. Именно таким образом дело обстоит в теории. Однако на практике низкодобротные динамики встречаются, к сожалению, довольно-таки редко. Даже, к примеру, при использовании фазоинвертора, требующего, как мы выяснили, показателя в 0,5-0,6, часто применяются головки с показателем выше единицы.

У любого звукоизлучающего устройства имеется своя собственная резонансная частота. И именно через нее мембраны после резких сигналов приходят в равновесное состояние. Во многих случаях при высокой добротности динамик будет даже не продлевать или доигрывать какие-либо ноты. При прекращении внешнего воздействия он просто-напросто начнет неприятно гудеть. Именно таким образом ведут себя на определенной частоте, к примеру, дешевые компьютерные колонки.

Низкая добротность динамиков — это чаще всего для акустической системы очень хорошо. Однако достаточно высокодобротными могут в наше время быть, к сожалению, даже и относительно дорогие звукопередающие устройства. К примеру, в оборудовании, реализуемом в магазине по цене примерно 5-6 тыс. руб., звукоизлучатели зачастую совершенно не подходят по этому показателю к оформлению. Он у них обычно сильно завышен.

При всем при этом дорогие динамики с большой добротностью выдают чаще всего достаточно качественный звук. Дело здесь заключается прежде всего в том, что такие устройства обычно имеют еще и довольно-таки низкую резонансную частоту. При таком условии шумы воспринимаются не особенно хорошо натренированным в плане акустики человеческим ухом не как досадные «помехи», а просто, как очень мощный звук. В особенности незаметной подобная «грязь» становится при прослушивании простой музыки, к примеру, современной попсы. То есть гул в данном случае проходит по «правильной» частоте.

От чего еще зависит

Оформление оказывает, таким образом, большое влияние на добротность динамика. Также этот показатель у такого оборудования зависит от:

Мощности его мотора. Чем выше эта характеристика, тем ниже добротность у головки.

Массы подвижки. При увеличении этого показателя усилия мотора в звукопередающем устройстве становятся менее заметными. Потери на трение при этом возрастают. В результате всего этого добротность устройства увеличивается.

Диаметра проводов. В том случае, если провода в динамике дают большое сопротивление, электрическая добротность устройства увеличится. Ведь в данном случае нагрузка на динамик, представляющий собой подобие генератора, падает.

Как измерить добротность: формулы

В домашних условиях этот параметр динамиков часто рассчитывается с использованием простого милливольтметра переменного тока. Также для этой процедуры подготавливают плату и резистор 1000 Ом, стабилизирующий ток через динамик. Кроме того, при использовании такой методики понадобится программный генератор от компьютера и усилитель мощности (для подачи сигнала на динамик). Производят процедуру измерения добротности с применением такого оборудования следующим образом:

динамик подвешивают в свободном состоянии, к примеру, на какой-нибудь веревке;

Перед сборкой схемы строят график, где по оси y откладывают напряжение в милливольтах (100, 200, 300). На х при этом указывают частоту (10, 20, 30. 140 и т. д). Далее собирают схему, где сигнал с усилителя подается на резистор, а затем идет на динамик.

На следующем этапе:

включают милливольтметр в схему в точках а и с и устанавливают напряжение 10-20 В на частоте 500-1000 герц;

подключают вольтметр к точкам в и с, путем регулировки генератора находят частоту, где значения вольтах максимальны (Fs);

изменяют частоту вверх по отношению к Fs и находят точки, в которых показания вольтметра значительно меньше Fs и постоянны (Um).

Измеряя напряжение при определенной частоте динамика, строят соответствующий график. На следующем этапе находят среднее значение между минимальным напряжением и максимальным. При этом используют формулу U1/2=√Umax*Umin. Полученное значение в виде горизонтальной линии переносят на график и находят точки пересечения с линиями отношения F1 и F2 (с соответствующими показателями частоты).

Далее находят акустическую добротность по формуле Qa=√Umax/Umin * Fs/F2-F1, где Fs — значение частоты при максимальных показаниях милливольтметра. Затем можно найти электрическую добротность:

После этого вычисляют полную добротность динамика:

На следующем этапе строят график для второго динамика и производят такие же вычисления.

Какие еще параметры могут измеряться

Что это такое — добротность динамиков, мы выяснили. Определяют этот показатель обычно при выборе наиболее подходящее оформления, конструируя акустические системы. Однако для того, чтобы динамики в последующем передавали наиболее качественный звук, расчеты в данном случае должны производиться и по некоторым другим показателям.

При выборе акустического оформления всегда учитываются так называемые параметры Тиля-Смолла. Одной из таких характеристик является именно добротность, обозначаемая, как мы выяснили, Qts. Также при подборе акустического оформления принимаются во внимание такие показатели ТС как:

резонансная частота Fs;

упругость подвеса динамика Vas.

Помимо трех основных характеристик, при расчете оформления акустических систем специалисты могут использовать и такие параметры как:

площадь диффузора и его диаметр;

масса подвижной системы;

относительная жесткость и пр.

Считается, что большинство из этих характеристик может быть легко определено в домашних условиях с помощью не особенно сложных измерительных приборов.

Резонансная частота

Динамик, как мы выяснили, является системой колебательной. Будучи предоставленным самому себе, его диффузор при воздействии колеблется с определенной частотой. То есть ведет он себя примерно так же, как струна после щипка или, к примеру, колокол после удара.

Считается, что резонансная частота может составлять:

для сабвуферных головок, не установленных в корпус — 20-50 Гц;

митбасовых динамиков — 50-120 Гц;

пищалок — 1000-2000 Гц;

диффузорных среднечастотников — 100-200 Гц;

купольных — 400-800 Гц.

Измерить резонансную частоту динамика можно, к примеру, прогнав через него сигнал звукового генератора (включив последовательно с ним резистор) или любыми другими подобными методами. Определяется этот показатель по пику импеданса устройства.

Показатель Vas

Этот параметр для динамиков может измеряться по двум методикам:

В первом случае измерения делают с использованием каких-либо грузиков (10 грамм на каждый дюйм диаметра диффузора). Это могут быть, к примеру, гирьки от аптечных весов или старые монеты, номинал которых соответствует их весу. Такими предметами нагружают диффузор и измеряются его частоту. Далее производят необходимые расчеты по формулам.

При использовании метода добавочного объема звукоизлучатель герметично закрепляют в специальном измерительном ящике магнитом наружу. Далее измеряют резонансную частоту и вычисляют электрическую и механическую добротность динамика, а также полную. Затем с учетом полученных данных по формуле определяют Vas.

Считается, что чем меньше Vas при прочих равных величинах, тем более компактное оформление можно использовать для динамика. Обычно небольшие значения этого параметра при той же резонансной частоте являются результатом сочетания тяжелой подвижной системы и жесткого подвеса.

Способы измерения дополнительных параметров

Как уже упоминалось, помимо трех основных характеристик ТС, при конструировании акустических систем могут использоваться и другие показатели. К примеру, сопротивление обмотки головки постоянному току Re измеряют на частоте, близкой к 0 Гц или же просто с использованием омметра.

Площадь диффузора Sd или, как еще ее называют эффективная излучающая поверхность, в низких частотах совпадает с конструктивной. Находят этот параметр с использованием простой формулы Sd=nR2. При этом за радиус принимают половину расстояния от середины резинового подвеса по ширине с одной стороны до середины противоположной. Связано это прежде всего с тем, что половина ширины подвеса также является излучающей поверхностью.

О чем нужно знать

Измерить параметры ТС, включая добротность, правильно при конструировании акустических систем очень важно. Чтобы избежать больших погрешностей, перед выполнением измерений динамик обязательно нужно «размять». Дело в том, что у новых или не эксплуатировавшихся некоторое время устройств подобного типа параметры ТС могут значительно отличаться от показателей, использовавшихся до начала расчетов оборудования.

«Разминать» динамики перед измерениями можно, к примеру, синусоидальными сигналами, просто музыкой, белым и розовым шумом, тестовыми дисками. Длиться при этом процедура подобной подготовки устройства должна, по мнению специалистов, в течение минимум суток.

Виды акустического оформления

Наиболее популярными типами коробов для динамиков на данный момент являются закрытые ящики и фазоинверторы. Первый вид оформления при этом считается самым простым. Конструктивно закрытый ящик представляет собой короб из 6 стенок. К плюсам такого оформления специалисты относят в первую очередь компактность, простоту сборки, хорошие импульсивные характеристики, быстрый и четкий бас. Недостатком закрытых ящиков при этом считается невысокий уровень КПД. Для создания высокого звукового давления такое оформление не подходит. Закрытые короба обычно используются для прослушивания джазовых композиций, рока, клубной музыки.

Фазоинверторы являются достаточно сложным типом оформления. Изготавливаются они обычно из пластика. При этом фазоинверторы имеют высокий КПД и к тому же позволяют динамику быстро охлаждаться. Также такое оформление при необходимости можно легко перенастроить.

Иногда для динамиков может использоваться и открытое акустическое оформление. В данном случае задняя стенка звукоизлучающей поверхности диффузора не отделяется от передней. Чаще всего открытый ящик представляет собой короб, у которого отсутствует задняя стенка (или в ней имеется множество отверстий).

Рупорное оформление для головок чаще всего используется в комплексе с другими типами. Однако в некоторых случаях подобные конструкции могут быть и оригинальными на 100%. Применяются такие системы, к примеру, для ШП-динамиков с низкой добротностью. Акустическое оформление этого типа имеет достаточно много преимуществ. Основным его плюсом является высокая громкость. К недостаткам такого оформления при этом относят невозможность получения равномерной АЧХ, низкую объемность звучания и пр.

Добротность динамика и оформление

Считается, что головки с показателем Fs/Qts>50 должны использоваться в закрытых корпусах, Fs/Qts>85 — с фазоинверторами, Fs/Qts>105 — с полосовыми резонаторами, Fs/Qts>30 — с экранами и открытыми ящиками.

Подбирать акустическое оформление для динамиков можно, как уже упоминалось, и просто по показателям их добротности. К примеру, головки с Qts> 1,2 чаще всего используются для открытых ящиков. Оптимальным показателем добротности для них считается 2,4. Динамики с Qts Понравилась статья? Поделись с друзьями:

Источник