Перейти к содержимому

Как измерить сопротивление динамика

  • автор:

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад

Измерение параметров динамиков в домашних условиях и один способ настройки фазоинверторов

(В помощь начинающим басовикам) Глава А – Измерения Сразу оговорюсь, что удобнейший способ измерения параметров НЧ динамиков изложен в методе JBL SpeakerShop. Владельцам программы предлагаю воспользоваться этим методом (сам я его не проверял, но думаю, там глюков нет). Для тех же, у кого этой программы нет или не хватает измерительного оборудования, я опишу способ подчерпнутый мной из журналов «РАДИО» прошлых лет. Я этот способ использовал и при определенной степени аккуратности и усидчивости с его помощью можно получить довольно точные (уж точнее, чем в справочнике или в инструкции пользователя) параметры. Итак начнем: 1) Соберем схему. Где на схеме испытуемый динамик, я думаю, ясно. Остальные элементы схемы требуют развернутого пояснения. Генератор – либо генератор звуковой частоты способный выдавать напряжение 10-20 В, либо сочетание генератор-усилитель, удовлетворяющее тому же требованию. 1000 Ом – резистор 1000 Ом, стабилизирующий ток через динамик. Номинал резистора можно брать меньше, но это будет снижать точность вычисления Qts. (Правда при использовании резистора всего 200 Ом погрешность измерения вряд ли превысит 10%, но, как говориться, береженного … ). а, в, с – точки для подсоединения вольтметра. Сам вольтметр на рисунке не указан, но он должен быть: — во-первых, переменного тока; — во-вторых, уметь измерять напряжения порядка 100 мВ. При отсутствии у вольтметра такого предела измерений, его можно подключить через усилитель. А так как современные усилители обычно «стерео» и более, особых проблем с этим нет. Схема собрана. 2) Размещаем динамик вдали от стен, потолка и пола (часто рекомендуют подвешивать). 3) Подключаем вольтметр к точкам а и с, и устанавливаем напряжение равным 10-20 В на частоте 500-1000 Гц. 4) Подключаем вольтметр к точкам в и с, и изменяя частоту генератора находим частоту, на которой показания вольтметра максимальны, см. рисунок ниже по тексту. Это и есть Fs. Записываем Fs и Us-показания вольтметра. 5) Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться, пропорционально увеличению импеданса динамика). Запишем это значение, Um. График импеданса динамика в свободном пространстве и в закрытом ящике выглядит приблизительно так. 6) Находим по графику (если мы его строили) или измеряем частоты среза F1 и F2 по уровню U12=(Us*Um)^0.5; 7) Вычисляем акустическую добротность Qa=(Us/Um)^0.5*Fs/(F2-F1), и 8) Электрическую добротность Qe=Qa*Um/(Us-Um); 9) И, на конец, полную добротность Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe). Чтобы узнать Vas нам потребуется ящик (хороший герметичный ящик, ни в коем случае не картонный, а с толстыми стенками) с круглой дыркой совпадающей по размеру с диаметром диффузора динамика. Объем ящика, V, лучше выбрать ближе к тому, в котором мы потом собираемся этот динамик слушать. 10) Устанавливаем динамик в ящик и герметизируем все щели; 11) Проводим все измерения и вычисления по пунктам 1)-6) и получаем значения Fs'(на самом деле это Fc) и Qts’ (Qtc); 12) Вычисляем Vas=((Fs’/Fs)^2-1)*V; 13) Вычисляем Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, если измеренная Qts’=Qtc, ну или почти равна, значит — все сделано правильно, и можно переходить к проектированию акустической системы. Глава B – Настройка ФИ Предлагаемая методика настройки тоже списана из Литературы, но достаточно проста, что бы стать достоянием любопытных масс. Единственная оговорка (ее я сам придумал) в том, что эта методика позволяет легко настраивать ФИ, изготовленные на базе динамиков с добротностью Qts=0.3…0.5. Для прочих ФИ придется дополнительно применять природную смекалку. Итак. В основе методики лежит зависимость, существующая между параметрами ФИ и ЗЯ (закрытого ящика). Если в ФИ с гладкой АЧХ (по spl) закрыть отверстие туннеля, то полная добротность системы, Qtc, окажется равной 0.6, а резонансная частота, Fc, будет связана с частотой настройки ФИ зависимостью: Fb=0.61…0.65*Fc. Если допустить погрешность определения частоты настройки ФИ в 5%, то отношение Fb/Fc для реальных конструкций можно принять равным 0.63. Настройка: 14) Закрываем герметично отверстие туннеля, и собираем схему для измерения Fc (см. главу А). 15) Подбираем количество звукопоглащающего материала и добиваемся минимального значения Fc; 16) Закрепляем материал внутри ящика и измеряем Fc; 17) Вычисляем Fb=0.63*Fc; 18) Вычисляем длину туннеля: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1,7*(S/ПИ)^0.5, где S – площадь отверстия порта ФИ в кв.см., V – объем ящика в литрах; 19) Делаем туннель, вставляем его внутрь ящика (именно внутрь, если в готовой конструкции он предполагается внутри) и измеряем Fb’. Должно получится, что-то вроде: 20) Полученное значение Fb’ подставляем в формулу 18) и вычисляем уточненное значение V’; 21) Подставляем V’ в ф-лу 18) и вычисляем Lv’ для расчетного значения Fb (кто забыл, это произошло в п.17); 22) Укорачиваем (удлинить его невозможно, поэтому меры лучше принять заранее) туннель и снова измеряем; 23) По методике определения Qtc (глава А) определяем добротность системы и, если она меньше 1, успокаиваемся. Если она больше, то вероятно, что-то где-то было сделано не так, но переделывать уже поздно. Послушаем, если действительно бубнит (что совсем необязательно), будем принимать меры. Возможные меры: 24) Задемпфировать частично-акустически-прозрачным материалом туннель ФИ. Другими словами – закрыть туннель синтепоном, ватой, карпетом и т.д; 25) Задемпфировать сам динамик, наклеив на окна диффузородержателя перечисленные выше материалы (только не все сразу). Эти меры снизят общую добротность системы, Qtc. Литература:
Салтыков О.,Расчет характеристик громкоговорителя, Радио 1981
Жбанов В., Настройка фазоинвертора, Радио 8/1986
Алдошина И. Там, где живут басы, АМ 2/1999
Фрунзе, О повышении качества звучания АС, Радио 9/1992

none Опубликована: 2005 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Оценить Сбросить

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (5) | Я собрал ( 0 ) | Подписаться

Для добавления Вашей сборки необходима регистрация

0

Андрей 27.06.2011 19:01 #
Нужнейшая информация.

0

Smirnoff 08.08.2017 16:26 #
Что означает знак ^ в формулах?

0

Serheo 18.12.2017 20:33 #
Знак «карет» ^ означает возведение в степень.
2^3=8

0

Деревня65 02.12.2018 11:02 #

Степень квадратная?
Вообще говоря, какого года это-то пост? В сети имеются более новые методики, с использованием только ноутбука и его звуковой карты.
У тех, у кого имеется под рукой ЗГ с выходом более 10 вольт, и частотомер, у тех господ и так все хорошо с расчетами ящиков. Нельзя ли предложить что попроще, на домашней коленке, без плясок с бубном, и разговоров про Чебышева, ряды Фурье, критерий Бартлета и пр.

0

Алексей 21.03.2023 22:14 #

Звуковой генератор прекрасно заменяется смартфоном + ваш обычный усилитель. Программ с генераторами вагон и маленькая тележка. Автор это подразумевал, только почему-то не написал в явном виде, видимо потому, что это и так очевидно.

Автору спасибо, в сети вот так прям сразу и не найдёшь методику измерения и расчёта параметров ТС вручную.

Измерение параметров Тиля-Смолла в домашних условиях

Для проведения измерений этих параметров вам понадобится следующее оборудование: 1. Вольтметр
2. Генератор сигналов звуковой частоты
3. Частотомер
4. Мощный (не менее 5 ватт) резистор сопротивлением 1000 ом
5. Точный (+- 1%) резистор сопротивлением 10 ом
6. Провода, зажимы и прочая дребедень для соединения всего этого в единую схему.

Конечно, в этом списке возможны изменения. Например, большинство генераторов имеют собственную шкалу частоты и частотомер не является в таком случае необходимостью. Вместо генератора можно также использовать звуковую плату компьютера и соответствующее программное обеспечение, способное генерировать синусоидальные сигналы от 0 до 200Гц требуемой мощности.

Схема для измерений

Калибровка: Для начала необходимо откалибровать вольтметр. Для этого вместо динамика подсоединяется сопротивление 10 Ом и подбором напряжения, выдаваемого генератором, надо добиться напряжения 0.01 вольта. Если резистор другого номинала, то напряжение должно соответствовать 1/1000 номинала сопротивления в омах. Например для калибровочного сопротивления 4 ома напряжение должно быть 0.004 вольта. Запомните! После калибровки регулировать выходное напряжение генератора НЕЛЬЗЯ до окончания всех измерений.

Нахождение Re Теперь, подсоединив вместо калибровочного сопротивления динамик и выставив на генераторе частоту, близкую к 0 герц, мы можем определить его сопротивление постоянному току Re. Им будет являться показание вольтметра, умноженное на 1000. Впрочем, Re можно замерить и непосредственно омметром.

Нахождение Fs и Rmax Динамик при этом и всех последующих измерениях должен находиться в свободном пространстве. Резонансная частота динамика находится по пику его импеданса (Z-характеристике). Для ее нахождения плавно изменяйте частоту генератора и смотрите на показания вольтметра. Та частота, на которой напряжение на вольтметре будет максимальным (дальнейшее изменение частоты будет приводить к падению напряжения) и будет являться частотой основного резонанса для этого динамика. Для динамиков диаметром больше 16см эта частота должна лежать ниже 100Гц. Не забудьте записать не только частоту, но и показания вольтметра. Умноженные на 1000, они дадут сопротивление динамика на резонансной частоте Rmax, необходимое для расчета других параметров.

Нахождение Qms, Qes и Qts Эти параметры находятся по следующим формулам:

Как видно, это последовательное нахождение дополнительных параметров Ro, Rx и измерение неизвестных нам ранее частот F1 и F2. Это частоты, при которых сопротивление динамика равно Rx. Поскольку Rx всегда меньше Rmax, то и частот будет две — одна несколько меньше Fs, а другая несколько больше. Вы можете проверить правильность своих измерений следующей формулой:

Если расчетный результат отличается от найденного ранее больше, чем на 1 герц, то нужно повторить все сначала и более аккуратно. Итак, мы нашли и рассчитали несколько основных параметров и можем на их основании делать некоторые выводы:
1. Если резонансная частота динамика выше 50Гц, то он имеет право претендовать на работу в лучшем случае как мидбас. О сабвуфере на таком динамике можно сразу забыть.
2. Если резонансная частота динамика выше 100Гц, то это вообще не низкочастотник. Можете использовать его для воспроизведения средних частот в трехполосных системах.
3. Если соотношение Fs/Qts у динамика составляет менее 50-ти, то этот динамик предназначен для работы исключительно в закрытых ящиках. Если больше 100 — исключительно для работы с фазоинвертором или в бандпассах. Если же значение находится в промежутке между 50 и 100, то тут нужно внимательно смотреть и на другие параметры — к какому типу акустического оформления динамик тяготеет. Лучше всего для этого использовать специальные компьютерные программы, способные смоделировать в графическом виде акустическую отдачу такого динамика в разном акустическом оформлении. Правда при этом не обойтись без других, не менее важных параметров — Vas, Sd, Cms и L.

Нахождение Sd Это так называемая эффективная излучающая поверхность диффузора. Для самых низких частот (в зоне поршневого действия) она совпадает с конструктивной и равна:

Радиусом R в данном случае будет являться половина расстояния от середины ширины резинового подвеса одной стороны до середины резинового подвеса противоположной. Это связано с тем, что половина ширины резинового подвеса также является излучающей поверхностью. Обратите внимание что единица измерения этой площади — квадратные метры. Соответственно и радиус нужно в нее подставлять в метрах.

Нахождение индуктивности катушки динамика L Для этого нужны результаты одного из отсчетов из самого первого теста. Понадобится импеданс (полное сопротивление) звуковой катушки на частоте около 1000Гц. Поскольку реактивная составляющая (XL) отстоит от активной Re на угол 900, то можно воспользоваться теоремой Пифагора:

Поскольку Z (импеданс катушки на определенной частоте) и Re (сопротивление катушки по постоянному току) известны, то формула преобразуется к:

Найдя реактивное сопротивление XL на частоте F можно рассчитаь и саму индуктивность по формуле:

Измерения Vas Есть несколько способов измерения эквивалентного объема, но в домашних условиях проще использовать два: метод «добавочной массы» и метод «добавочного объема». Первый из них требует из материалов несколько грузиков известного веса. Можно использовать набор грузиков от аптечных весов или воспользоваться старыми медными монетками 1,2,3 и 5 копеек, поскольку вес такой монетки в граммах соответствует номиналу. Второй метод требует наличия герметичного ящика заранее известного объема с соответствующим отверстием под динамик.

Нахождение Vas методом добавочной массы Для начала нужно равномерно нагрузить диффузор грузиками и вновь измерить его резонансную частоту, записав ее как F’s. Она должна быть ниже, чем Fs. Лучше если новая резонансная частота будет меньше на 30%-50%. Масса грузиков берется приблизительно 10 граммов на каждый дюйм диаметра диффузора. Т.е. для 12″ головки нужен груз массой около 120 граммов. Затем необходимо рассчитать Cms на основе полученных результатов по формуле:

где М — масса добавленных грузиков в килограммах. Исходя из полученных результатов Vas(м3) рассчитывается по формуле:

Нахождение Vas методом добавочного объема Нужно герметично закрепить динамик в измерительном ящике. Лучше всего это сделать магнитом наружу, поскольку динамику все равно, с какой стороны у него объем, а вам будет проще подключать провода. Да и лишних отверстий при этом меньше. Объем ящика обозначен как Vb. Затем нужно произвести измерения (резонансной частоты динамика в закрытом ящике) и, соответственно, вычислить Qmc,Qec и Qtc. Методика измерения полностью аналогична описанной выше. Затем находится эквивалентный объем по формуле:

Практически с теми же результатами можно использовать и более простую формулу:

Полученных в результате всех этих измерений данных достаточно для дальнейшего расчета акустического оформления низкочастотного звена достаточно высокого класса. А вот как оно рассчитывается — это уже совсем другая история.

Учтите, что приведенная выше методика действенна только для измерения параметров динамиков с резонансными частотами ниже 100Гц, на более высоких частотах погрешность возрастает.

none Опубликована: 2004 г. 0 0

Вознаградить Я собрал 0 0

Оценить статью

  • Техническая грамотность

Замер параметров T/S динамика с помощью компа (AudioTester)

Доброго времени суток, звуконутые драйвовчане!
Пост для тех, кто самостоятельно строит звук в своем авто. Для того, чтобы сделать это грамотно и получить на выходе правильный звук, а не бубнеж, пердеж, гундеж – нужно знать параметры динамиков.
Определить ключевые программы можно с помощью программы AudioTester, о чем и пойдет сегодня речь.

С ее помощью можно определить:
— резонансную частоту
— все сопротивления (постоянному току, максимальное сопротивление, а также график зависимости сопротивления от частоты)
— добротности Qms Qel и Qts
— массу подвижки
— жесткость подвеса
— эквивалентный объем
Подробности в видео:

В видос не вошла информация о калибровке программы, поэтому опишу этот процесс тут:
Настройка программы и компа для измерений
1. Ставим уровень громкости микрофона на максимум и выключаем все улучшайзеры/эквалайзеры и повышение чувствительности
2. Подключаем вместо динамика резистор сопоставимого с динамиком сопротивления (я подключал 5 Ом). Если есть, чем точно померить сопротивление резистора – это большой плюс.
3. Запускаем программу, ставим диапазон частот 5-30Гц, количество точек измерения выставляем большИм 200+ (В видео есть подробный обзор настроек программы)
4. Запускаем замер и увеличивая громкость, следим за графиком сопротивления. Там будет происходить следующее: сопротивление окажется постоянным до определенного уровня громкости. Там, где сопротивление поползло вверх — начинается клип сигнала, и для корректного замера нам нужно немного опустить громкость. Это сильно зависит от используемого компа: например на нетбуке, что присутствует на видео, корректная громкость для замеров только 30%. На домашнем компе и на 100% нет искажений. Другой ноут корректно работает на 70% громкости.
5. После того, как нашли корректный уровень громкости для замеров, выставляем диапазон 20-20000Гц и прогоняем резистор. Должна получиться прямая линия, и “высота” этой линии должна соответствовать номиналу резистора. Если немного не соответствует – немного изменяем значение подстроечного резистора в настройках программы.

Все! Можно мерить динамики:)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *