Herhangi bir konuşmacı aslında bir salınım sistemidir. Buna dayanarak, bu tür ses yayıcıların parametrelerinin neredeyse tüm hesaplamaları yapılır. Modern hoparlörlerin en önemli özelliklerinden biri kalite faktörüdür. Bu parametre, her şeyden önce, bu çeşitlilikteki cihazların kalitesini gösterir.
Ne özelliği
Peki, konuşmacının kalite faktörü - bu gösterge nedir? Bu özelliğe odaklanarak, her şeyden önce, ses yayıcıların salınım hareketlerinin nasıl sönümlendiği belirlenebilir. Bu göstergenin kafalar için çok büyük olmaması gerektiğine inanılıyor.
Hoparlörün kalite faktörü yüksek ve örneğin 2 veya 3'e eşitse, içindeki titreşimler onlara neden olan kuvvet ortadan kalktıktan sonra bile devam edecektir. Bu, elbette, ses kalitesinde bir düşüşe yol açacaktır. Rahatsız edici gürültü efektleri hoparlörde görünmeye başlayacak.
Kalite faktörü düşük (1'den az) olduğunda, cihazdaki salınımlar çok hızlı bozulur. Yani, dinamiğin ardından zarkeskin etki neredeyse anında kararlı bir duruma gelir. Sonuç olarak, cihaz daha temiz ve daha hoş bir ses üretir. Buna göre, uzmanlar nadiren konuşmacının kalite faktörünün nasıl artırılacağını düşünürler. Temelde akustik sistemler tasarlarken ustalar bu rakamı düşürmeye çalışırlar.
Tam tanım
Konuşmacının kalite faktörü - ne olduğunu, genel anlamda öğrendik. Daha doğrusu, bu özellik, faz 1 radyan değiştiğinde, söz konusu salınım sistemindeki enerji rezervlerinin kayıplarını kaç kez aştığını gösteren bir parametredir. Kalite faktörü fizik açısından bu şekilde tanımlanabilir.
Enerji rezervlerinin dinamiklerde yoğunlaştığı yer
Başa güçlü bir sinüzoidal sinyal uygulandığında, enerji rezervleri öncelikle gerilmiş yaylarda yoğunlaşacak ve sönümlü salınımlar DIV'yi merkezi konuma döndürme eğiliminde olacaktır. Modern hoparlörlerdeki DIV farklı ağırlıklara sahip olabilir. Buna göre ses yayıcı tasarımındaki yaylar eşit olmayan sertlikte kullanılır. Yani hoparlör ne kadar ağırsa o kadar fazla enerji rezervine sahiptir.
Hoparlör güç kaybı
Bu tür cihazlar, öncelikle insan kulağı tarafından algılanan sesi yaymak üzere tasarlanmıştır. Bu tür titreşimlerin çevreye iletilmesi, hoparlörün enerji kaybıdır. Ancak, modern hoparlörlerin verimliliği genellikle çok düşüktür. Bu nedenle, ses iletimi, cihazın tüketiminin yalnızca küçük bir bölümünü oluşturur.enerji. Tipik olarak, tüm kayıpların %1'inden daha azı bu şekilde meydana gelir.
Dinamikte ses titreşimlerinin maliyeti en önemli göstergedir. Ne de olsa, bu tür cihazların tasarlanması ve üretilmesi ses iletimi içindir. Ancak yine de, bu tür ekipmanlarda çok daha fazla kayıp tamamen mekaniktir. Bu tür cihazlarda sürtünmeye çok fazla enerji harcanır:
- süspansiyonlarda;
- manyetik boşlukta;
- hava hakkında, vb.
Hoparlörlerin en büyük güç tüketimi motorlarındadır. Bu tür modern cihazlar, oldukça fazla direnç oluşturan küçük jeneratörler ilkesiyle çalışır.
Stok/zarar oranı
Böylece, yeterince güçlü yaylara ve ağır yer değiştirmeye sahip bir hoparlör çok fazla enerji biriktirecektir. Buna göre, cihazdaki miktarı kayıpları önemli ölçüde aşacaktır. Böyle bir konuşmacı yüksek kalite olarak kabul edilebilir. İçindeki salınımlar yavaş yavaş azalacaktır. Özellikle güçlü olmayan yaylara sahip hafif bir cihazda daha az enerji birikir. Buna göre, içindeki mevcut ve tüketilen enerji arasındaki oranın göstergesi küçük olacaktır. Böyle bir konuşmacı düşük kaliteli ve buna göre daha kaliteli olarak kabul edilir.
Elektrik ve mekanik performans
Hoparlörlerin kalite faktörü çeşitli şekillerde hesaplanabilir. Bazı durumlarda, bu parametre belirlenirken sadece ses kayıplarının yanı sıra sürtünme kayıpları da dikkate alınır. kullanmaböyle bir hesaplama yönteminden mekanik bir değer elde edilir.
Bazen hesaplamalarda yalnızca hoparlör motorunun direnci için akış hızları dikkate alınır. Bu kalite faktörüne elektrik denir. Dinamiklerdeki bu gösterge genellikle küçük değerlere sahiptir. Her durumda, ses yayıcılardaki mekanik kalite faktörü her zaman elektriksel olanı aşar. Genellikle dinamiklerdeki böyle bir gösterge birden büyük bir değere sahiptir.
Notasyon
Akustik sistemler tasarlanırken ve çeşitli hesaplamalar yapılırken aşağıdaki gösterimler kullanılır:
- Qts - tam kalite faktörü.
- Qms - hoparlörün mekanik kalite faktörü.
-
Qes - elektrik.
Her durumda, formüllerdeki hoparlörlerin kalite faktörü her zaman Q olarak belirtilir.
Gösterge neye bağlı olabilir
Modern hoparlörler, genel kalite faktörü (elektriksel ve mekanik kayıp) yaklaşık 0,7 veya daha düşükse en iyi kaliteye sahip olarak kabul edilir. Ancak bu değer, diğer şeylerin yanı sıra akustik tasarımını da dikkate alarak hoparlörü karakterize etmelidir. İkincisinin her zaman cihazın net kalite faktörünü yükselttiği akılda tutulmalıdır.
Örneğin, çoğu zaman bir hoparlörün akustik tasarımı kapalı bir kutudur. Bu durumda yayın esnekliğine kapalı boşluktaki havanın esnekliği eklenir. Yani bu şekilde tasarlanan dinamiklerde daha fazla enerji rezervi olacaktır. Kalite faktörü artacak vebir faz invertörü, korna vb. kullanırken.
Bu nedenle, bir hoparlör seçerken her zaman akustik tasarım dikkate alınmalıdır. Satın alınan cihazın saf kalite faktörü her durumda 0,7'ye eşit veya daha düşük olmalıdır. Bu, yüksek kaliteli sesli bir hoparlör sistemi oluşturmanıza olanak sağlar.
Örneğin, kapalı bir kutu için bir hoparlörün kalite faktörünün yaklaşık 0,5-0,6 olması gerektiğine inanılır. Bu, hoparlörleri çok zorlayabileceğinden daha da düşük sayılar gerektirir.
Hoparlörün kalite faktörünü ne etkiler
Akustik sistemlerde Q'yu öncelikle frekans tepkisi ve hoparlörlerin darbe tepkisi üzerinde etkiler. Yani, bu gösterge büyük ölçüde hoparlörlerin sesinin özelliklerini belirler. Örneğin, 0,5'lik bir kalite faktörü ile en iyi dürtü yanıtı elde edilebilir. 0.707'lik bir gösterge ile eşit bir frekans yanıtı elde edilir. Ayrıca:
- Q faktörü 0, 5-0, 6 hoparlör odyofil bas üretir;
- indikatörler 0, 85-0, 9 bas elastik hale gelir ve kabarır;
- 1, 0 kalite faktöründe, kesimde 1,5 dB genlikli bir "kambur" belirir ve insan kulağı tarafından bir ısırma sesi olarak algılanır.
Q daha da arttıkça, sesteki "kambur" büyür ve hoparlörlerden karakteristik vızıltı sesleri gelmeye başlar.
Teori ve pratik
Konuşmacının kalite faktörü neyi etkiler, dolayısıylaanlaşılır bir şekilde. Öğrendiğimiz gibi, akustik tasarım kullanılırken bu gösterge oldukça düşük olmalıdır. Teoride bu şekilde çalışır. Bununla birlikte, pratikte, düşük kaliteli hoparlörler ne yazık ki oldukça nadirdir. Örneğin, bildiğimiz gibi 0,5-0,6'lık bir gösterge gerektiren bir faz invertörü kullanırken bile, bir göstergenin üzerinde bir göstergeye sahip kafalar sıklıkla kullanılır.
Herhangi bir ses yayan cihazın kendi rezonans frekansı vardır. Ve bu sayede zarlar, keskin sinyallerden sonra bir denge durumuna gelir. Çoğu durumda, yüksek kalite faktörüyle, konuşmacı herhangi bir notayı çalmayı uzatmaz veya bitirmez. Dış etki durduğunda, tatsız bir şekilde vızıldamaya başlayacaktır. Örneğin, ucuz bilgisayar hoparlörleri belirli bir frekansta böyle davranır.
Hoparlörlerin düşük kalite faktörü genellikle hoparlör sistemi için çok iyidir. Ancak zamanımızda ne yazık ki nispeten pahalı ses ileten cihazlar bile oldukça kaliteli olabiliyor. Örneğin, bir mağazada yaklaşık 5-6 bin ruble fiyatla satılan ekipmanlarda, ses yayıcılar genellikle bu gösterge için tamamen uygun değildir. Genellikle çok yüksektir.
Tüm bunlarla birlikte, yüksek kalite faktörüne sahip pahalı hoparlörler genellikle oldukça yüksek kaliteli bir ses üretir. Buradaki nokta, öncelikle bu tür cihazların genellikle oldukça düşük bir rezonans frekansına sahip olmaları gerçeğinde yatmaktadır. Bu koşul altında, gürültü özellikle iyi algılanmaz.akustik olarak eğitilmiş insan kulağı, rahatsız edici "parazit" olarak değil, sadece çok güçlü bir ses olarak. Bu tür “kir”, örneğin modern pop müzik gibi basit müzik dinlerken özellikle algılanamaz hale gelir. Yani, bu durumda uğultu “doğru” frekanstan geçer.
Başka neye bağlı
Tasarım bu nedenle konuşmacının kalite faktörü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Ayrıca, bu tür ekipman için bu gösterge şunlara bağlıdır:
- Motorunun gücü. Bu özellik ne kadar yüksek olursa, kafanın kalite faktörü o kadar düşük olur.
- Hareket kütleleri. Bu göstergenin artmasıyla motorun ses ileten cihazdaki çabaları daha az fark edilir hale gelir. Sonuç olarak sürtünme kayıpları artar. Tüm bunların sonucunda cihazın kalite faktörü artıyor.
- Tel çapı. Hoparlörün içindeki tellerin büyük bir direnç göstermesi durumunda cihazın elektriksel kalite faktörü artacaktır. Nitekim bu durumda bir tür jeneratör olan hoparlörün üzerindeki yük düşer.
Kalite faktörü nasıl ölçülür: formüller
Evde, bu hoparlör ayarı genellikle basit bir AC milivoltmetre kullanılarak hesaplanır. Ayrıca, bu prosedür için, akımı hoparlörden stabilize etmek için bir pano ve 1000 Ohm'luk bir direnç hazırlanır. Ek olarak, bu tekniği kullanırken, bir bilgisayardan bir yazılım oluşturucuya ve bir güç amplifikatörüne (hoparlöre bir sinyal sağlamak için) ihtiyacınız olacaktır. Bu tür ekipmanları kullanarak kalite faktörünü ölçme prosedürü şu şekilde gerçekleştirilir:
- konuşmacı serbest durumda, örneğin bir ipte asılı duruyor;
- planı toplamak.
Devreyi monte etmeden önce, voltajın milivolt (100, 200, 300) cinsinden y ekseni boyunca çizildiği bir grafik oluşturulur. Aynı zamanda frekans x (10, 20, 30 … 140, vb.) ile gösterilir. Ardından, amplifikatörden gelen sinyalin dirence beslendiği ve ardından hoparlöre gittiği bir devre kurarlar.
Sonraki adım:
- devreye a ve c noktalarında bir milivoltmetre ekleyin ve voltajı 500-1000 hertz frekansında 10-20 V'a ayarlayın;
- bir voltmetreyi in ve c noktalarına bağlayın, jeneratörü ayarlayarak volt değerlerinin maksimum olduğu frekansı bulun (Fs);
- Fs'ye göre frekansı değiştirin ve voltmetre okumalarının Fs'den çok daha az ve sabit (Um) olduğu noktaları bulun.
Hoparlörün belirli bir frekansındaki voltajı ölçerek ilgili grafiği oluşturun. Bir sonraki adım, minimum voltaj ile maksimum arasındaki ortalama değeri bulmaktır. Bu durumda U1/2=√UmaxUmin formülü kullanılır. Yatay bir çizgi şeklinde elde edilen değer grafiğe aktarılır ve F1 ve F2 oranındaki çizgilerle (karşılık gelen frekans göstergeleriyle) kesişme noktaları bulunur.
Sonra, Qa=√Umax/UminFs/F2-F1 formülüyle akustik kalite faktörünü bulun; burada Fs, maksimum milivoltmetre okumalarındaki frekans değeridir. Ardından elektriksel kalite faktörünü bulabilirsiniz:
Qes=QaUmin/(Umax-Umin).
Bundan sonra konuşmacının toplam kalite faktörü hesaplanır:
Qts=QaQes/(Qa+Qes).
Bir sonraki adım, ikinci konuşmacı için bir grafik oluşturmak ve aynı hesaplamaları yapmaktır.
Başka hangi parametreler ölçülebilir
Nedir - hoparlörlerin kalite faktörünü öğrendik. Bu gösterge genellikle en uygun tasarım seçilirken, akustik sistemler tasarlanırken belirlenir. Ancak, hoparlörlerin daha sonra en yüksek kalitede ses iletebilmesi için, bu durumda hesaplamalar diğer bazı göstergelere göre yapılmalıdır.
Akustik bir tasarım seçerken, Thiel-Small parametreleri her zaman dikkate alınır. Bu özelliklerden biri, tam olarak Qts olarak adlandırılan kalite faktörüdür. Ayrıca akustik tasarım seçerken aracın göstergeleri şu şekildedir:
- rezonans frekansı Fs;
- Vas hoparlör süspansiyonu yaylılığı.
Üç ana özelliğe ek olarak, akustik sistemlerin tasarımını hesaplarken uzmanlar aşağıdaki gibi parametreleri kullanabilir:
- difüzör alanı ve çapı;
- endüktans;
- duyarlılık;
- empedans;
- tepe gücü;
- mobil sistemin kütlesi;
- motor gücü;
- mekanik direnç;
- bağıl sertlik, vb.
Çoğununbu özellikler, özellikle karmaşık olmayan ölçüm cihazlarıyla evde kolayca ölçülebilir.
Rezonans frekansı
Hoparlör, öğrendiğimiz gibi, salınımlı bir sistemdir. Kendi haline bırakılan difüzörü, kendisine maruz kaldığında belirli bir frekansta salınım yapar. Diğer bir deyişle, bir koparmadan sonra bir dize veya örneğin bir vuruştan sonra bir zil gibi davranır.
Rezonans frekansının şu şekilde olabileceğine inanılıyor:
- kabine takılmamış subwoofer kafaları için - 20-50 Hz;
- Mitbass hoparlörler - 50-120Hz;
- tweeter'lar - 1000-2000 Hz;
- difüzör orta kademe - 100-200 Hz;
- kubbe - 400-800 Hz.
Bir hoparlörün rezonans frekansını, örneğin içinden bir ses üreteci sinyali sürerek (bir rezistörü ona seri bağlayarak) veya diğer benzer yöntemlerle ölçebilirsiniz. Bu gösterge, cihazın tepe empedansı ile belirlenir.
Vas puanı
Hoparlörler için bu parametre iki yöntemle ölçülebilir:
- ek kütle;
- ek hacim.
İlk durumda, ölçümler bir çeşit ağırlık (difüzör çapının inç başına 10 gram) kullanılarak yapılır. Örneğin, değeri ağırlıklarına karşılık gelen eczane terazilerinden veya eski madeni paralardan ağırlıklar olabilir. Difüzör bu tür nesnelerle yüklenir ve frekansı ölçülür. Daha ileriformülleri kullanarak gerekli hesaplamaları yapın.
Ek hacim yöntemini kullanırken, ses yayıcı, dışında bir mıknatıs bulunan özel bir ölçüm kutusuna hava geçirmez şekilde sabitlenir. Daha sonra, rezonans frekansı ölçülür ve toplamın yanı sıra hoparlörün elektriksel ve mekanik kalite faktörleri hesaplanır. Daha sonra elde edilen veriler dikkate alınarak formül Vas'ı belirler.
Vas, ceteris paribus ne kadar küçükse, hoparlör için o kadar kompakt tasarımın kullanılabileceğine inanılıyor. Genellikle aynı rezonans frekansında bu parametrenin küçük değerleri, ağır hareket eden bir sistem ile sert bir süspansiyonun birleşiminin sonucudur.
Ek parametreleri ölçme yöntemleri
Daha önce de belirtildiği gibi, akustik sistemlerin tasarımında aracın üç ana özelliğine ek olarak başka göstergeler de kullanılabilir. Örneğin, doğru akım Re'ye karşı kafa sargı direnci, 0 Hz'ye yakın bir frekansta veya sadece bir ohmmetre kullanılarak ölçülür.
Difüzör alanı Sd veya aynı zamanda etkili yayılan yüzey olarak da adlandırılır, düşük frekanslarda yapıcı olanla çakışır. Bu parametre, Sd=nR2 basit formülü kullanılarak bulunur. Bu durumda, kauçuk süspansiyonun ortasından bir taraftan karşı tarafın ortasına kadar olan genişlik boyunca mesafenin yarısı yarıçap olarak alınır. Bunun başlıca nedeni süspansiyon genişliğinin yarısının da yayılan bir yüzey olmasıdır.
Bilmeniz gerekenler
Akustik sistemler tasarlanırken kalite faktörü de dahil olmak üzere aracın parametrelerinin doğru ölçülmesi çok önemlidir. Kaçınmakbüyük hatalar varsa, ölçüm yapmadan önce hoparlör “gerilmelidir”. Gerçek şu ki, yeni veya bir süredir kullanılmayan bu tür cihazlar için, aracın parametreleri, ekipman hesaplamalarına başlamadan önce kullanılan göstergelerden önemli ölçüde farklı olabilir.
Hoparlörleri ölçümlerden önce, örneğin sinüzoidal sinyaller, sadece müzik, beyaz ve pembe gürültü, test diskleri ile "yoğurabilirsiniz". Aynı zamanda, uzmanlara göre, cihazın bu şekilde hazırlanması için prosedür en az bir gün sürmelidir.
Akustik tasarım türleri
Şu anda en popüler hoparlör kutusu türleri kapalı kutular ve bas refleksleridir. İlk tasarım türü en basit olarak kabul edilir. Yapısal olarak kapalı bir kutu 6 duvardan oluşan bir kutudur. Böyle bir tasarımın avantajları, her şeyden önce, kompaktlık, montaj kolaylığı, iyi dürtüsel özellikler, hızlı ve net bastır. Kapalı kutuların dezavantajı, düşük bir verimlilik seviyesi olarak kabul edilir. Bu tasarım yüksek ses basıncı oluşturmaya uygun değildir. Kapalı kutular genellikle caz, rock, club müzik dinlemek için kullanılır.
Faz invertörleri oldukça karmaşık bir tasarım türüdür. Genellikle plastikten yapılırlar. Aynı zamanda faz invertörleri yüksek verimliliğe sahiptir ve ayrıca hoparlörün hızlı soğumasını sağlar. Ayrıca, gerekirse bu tasarım kolayca yeniden yapılandırılabilir.
Bazen açıkakustik tasarım. Bu durumda difüzörün ses yayan yüzeyinin arka duvarı önden ayrılmaz. Çoğu zaman, açık kutu, arka duvarı olmayan (veya içinde birçok delik bulunan) bir kutudur.
Kafalar için boynuz tasarımı en çok diğer türlerle birlikte kullanılır. Ancak bazı durumlarda bu tür tasarımlar %100 orijinal olabiliyor. Bu tür sistemler, örneğin düşük Q hoparlörler için kullanılır. Bu tip akustik tasarımın birçok avantajı vardır. Ana avantajı yüksek hacimdir. Aynı zamanda, bu tasarımın dezavantajları arasında tek tip bir frekans yanıtı, düşük ses seviyesi vb. elde etmenin imkansızlığı sayılabilir.
Hoparlör kalitesi ve tasarımı
Fs / Qts>50 ile kafaların kapalı kasalarda, Fs / Qts>85 - faz invertörlü, Fs / Qts>105 - bandpass rezonatörlü, Fs / Qts>30 - ekranlı ve açık kutularda kullanılması gerektiğine inanılıyor.
Hoparlörler için akustik tasarımı, daha önce de belirtildiği gibi ve sadece kalite faktörlerine göre seçebilirsiniz. Örneğin, Qts> 1, 2'ye sahip kafalar en çok açık kutular için kullanılır. Onlar için en uygun kalite faktörü 2, 4'tür. Qts<0, 8-1, 0'lı hoparlörler kapalı kutular için tasarlanmıştır. Bu durumda, daha önce öğrendiğimiz gibi en uygun gösterge 0,5-0,6'dır.
Bir faz invertörü için hoparlörlerin kalite faktörü şöyle olmalıdır: Qts<0, 6. Bu durumda optimum değer 0,4 olacaktır.ağızlıklar.
Kalite faktörü nasıl değiştirilir, az altılır veya artırılır
Bazen, ses iletim ekipmanının daha iyi çalışması için bu parametrenin arttırılması veya az altılması gerekir. Oldukça sık, örneğin ustalar, bir konuşmacının kalite faktörünün nasıl az altılacağıyla ilgilenirler. Bu görev aslında çok zor olabilir. Hoparlörün kalite faktörünü az altmak için genellikle motorunu kökten değiştirmek gerekir. Ve bu, elbette, oldukça karmaşık bir prosedürdür ve çoğu durumda çok haklı değildir.
Bazı uzmanlar, bir mıknatıs yapıştırarak hoparlörlerin kalite faktörünü az altabileceğinizi belirtiyor. Ancak, bu durumda, göstergesi% 5-10'dan fazla değişmeyecektir. Ayrıca, bu yöntem yalnızca konuşmacının kendi mıknatısı çok zayıf olduğunda uygundur.
Ayrıca konuşmacının kalite faktörü nasıl düşürülür sorusunun cevabı başka teknolojiler olabilir. Örneğin, bu şu şekilde yapılabilir:
- rezonatörleri kullanma;
- difüzör emdirme;
- kesme sektörleri, örneğin Ephrussi yöntemine göre.
Hoparlörün kalite faktörü nasıl arttırılır sorusunun cevabı oldukça basit. Bunu yapmak için, yukarıda zaten öğrendiğimiz gibi, genellikle sadece cihazın hareketinin kütlesini arttırmanız gerekir.
