Самыми основными параметрами динамической головки, по которым можно рассчитать и изготовить акустическое оформление (проще говоря – ящик) являются:
- резонансная частота Fs (Гц)
- эквивалентный объем Vas (л)
- полная добротность Qts
- сопротивление постоянному току Re (Ом)
Для более серьезного подхода понадобится:
- механическая добротность Qms
- электрическая добротность Qes
- площадь диффузора Sd (м2) или его диаметр D (см)
- чувствительность SPL (дБ)
- индуктивность Le (Гн)
- импеданс Z (Ом)
- пиковая мощность Pe (Вт)
- масса подвижной системы Mms (г)
- относительная жесткость Cms (метров/ньютон)
- механическое сопротивление Rms (кг/сек)
- двигательная мощность BL
Основным измерением является нахождение Z-кривой на частоте резонанса, которую можно измерить, собрав следующее оборудование:
- вольтметр;
- генератор сигналов звуковой частоты;
- мощный (5 Вт) резистор сопротивлением 1 кОм;
- точный (±1%) резистор сопротивлением 10 Ом;
Большинство генераторов имеют собственную шкалу частоты, но если такой нет, то понадобится еще и частотомер, включенный параллельно на выходе генератора. Вместо генератора можно использовать звуковую плату компьютера и программу с генератором.
Собираем схему:
Для начала необходимо откалибровать вольтметр. Для этого вместо динамика подсоединяется сопротивление 10 Ом и подбором напряжения, выдаваемого генератором, надо добиться напряжения 0,01 В. Если резистор другого номинала, то напряжение должно соответствовать 1/1000 номинала сопротивления в [Ом]. Например для калибровочного сопротивления 4 Ом напряжение должно быть 0,004 В. После калибровки регулировать выходное напряжение генератора НЕЛЬЗЯ до окончания всех измерений. Измеряемый динамик при этом и всех последующих измерениях должен находиться в свободном пространстве.
Re – сопротивление динамика по постоянному току (Ом)
Подсоединив вместо калибровочного сопротивления динамик и выставив на генераторе частоту, близкую к 0 Гц, мы можем определить его сопротивление постоянному току – Re. Им будет являться показание вольтметра, умноженное на 1000. Впрочем, Re можно замерить и непосредственно омметром.
Fs – частота основного резонанса (Гц)
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. Показания вольтметра, умноженные на 1000, дадут сопротивление динамика на резонансной частоте Rmax. Получив похожую кривую импеданса, можно рассчитать остальные параметры.
Ro и Rx – промежуточные сопротивления для последующих расчетов (Ом)
Rx важный параметр, его можно рассчитать по двум формулам. В любом случае, значение Rx должно быть одинаковым:
Rmax – максимальное сопротивление (сопротивление на частоте резонанса);
Re – сопротивление динамика (измеряем точным тестером или на частоте 0 Гц).
Qms – механическая добротность
Fs – частота основного резонанса, найдена ранее;
Ro – промежуточное сопротивление, найдено ранее.
F1 – первая частота на Z-кривой по уровню Rx;
F2 – вторая частота на Z-кривой по уровню Rx.
Частоты F1 и F2 – это частоты, при которых сопротивление динамика равно Rx. Поскольку Rx всегда меньше Rmax, то и частот будет две – одна меньше Fs, а другая больше. Проверить результаты расчетов можно по следующей формуле:
Если расчетный результат отличается от найденного ранее больше, чем на 1 Гц, то нужно повторить все сначала и более аккуратно.
Qes – электрическая добротность
Qts – полная добротность
Мы нашли и рассчитали основные параметры, по которым можем сделать некоторые выводы:
- Если резонансная частота динамика выше 50 Гц, то он имеет право претендовать на работу в лучшем случае как мидбас. О сабвуфере на таком динамике можно сразу забыть.
- Если резонансная частота динамика выше 100 Гц, то это вообще не низкочастотник. Можете использовать его для воспроизведения средних частот в трехполосных системах.
- 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. Но при этом не обойтись без других, не менее важных параметров – Vas, Sd, Cms и L.
Sd – эффективная излучающая поверхность диффузора (м2)
П – число “пи” математическая постоянная, равная 3,14;
r – радиус, в данном случае 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.
L – индуктивность катушки динамика (Гн)
Для этого нужны результаты одного из отсчетов из самого первого теста. Понадобится импеданс (полное сопротивление) звуковой катушки на частоте около 1000 Гц. Поскольку реактивная составляющая (XL) отстоит от активной Re на угол 90°, то можно воспользоваться теоремой Пифагора:
Поскольку Z (импеданс катушки на определенной частоте) и Re (сопротивление катушки по постоянному току) известны, то формула преобразуется к:
Z – сопротивление динамика на частоте 1000 Гц;
Re – сопротивление динамика (измеряем точным тестером или на частоте 0 Гц).
Найдя реактивное сопротивление XL на частоте F можно рассчитать и саму индуктивность по формуле:
XL – реактивное сопротивление, найденное оп предыдущей формуле;
П – число “пи” математическая постоянная, равная 3,14;
F – частота, на которой определяем индуктивность, обычно 1000 Гц.
Vas – эквивалентный объем
В домашних условиях проще использовать два метода определения эквивалентного объема динамкиа: 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.
Vas – метод добавочной массы
Для начала нужно равномерно нагрузить диффузор грузом 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 груза берется приблизительно 10 граммов на каждый дюйм диаметра диффузора. Т.е. для 12″ головки нужен груз массой около 120 граммов.
Cms – относительная жесткость на основе полученных результатов:
П – число “пи” математическая постоянная, равная 3,14;
Fs – резонансная частота без оформления, рассчитана выше (Гц);
F’s – резонансная частота без оформления с грузом (Гц);
M – масса в груза (кг).
Исходя из полученных результатов Vas рассчитывается по формуле (м3):
Vas – метод добавочного объема
Для этого понадобится герметичный закрытый ящик с нужным отверстием под измеряемый динамик. Крепим динамик магнитом наружу. Объем ящика обозначен как Vb. Затем нужно произвести измерения Fс (резонансной частоты динамика в закрытом ящике) и, соответственно, вычислить Qmc, Qec и Qtc. Методика измерения полностью аналогична описанной выше динамика без оформления, рисуем такую же Z-кривую. Затем находится эквивалентный объем по формуле:
Vb – объем закрытого ящика;
Fс – резонансная частота динамика в ящике;
Qec – электрическая добротность динамика в ящике;
Fs – резонансная частота динамика без оформления;
Qes – электрическая добротность динамика без оформления.
Практически с теми же результатами можно использовать и более простую формулу:
Vb – объем закрытого ящика;
Fс – резонансная частота динамика в ящике;
Fs – резонансная частота динамика без оформления;
Полученных в результате всех этих измерений данных достаточно для дальнейшего расчета акустического оформления низкочастотного звена достаточно высокого класса. Приведенная выше методика действенна только для измерения параметров динамиков с резонансными частотами ниже 100 Гц, на более высоких частотах погрешность возрастает.
По материалам: cxem.net
Самые “путние” и читаемые расчеты здесь!!!
Спасибо!
Здравствуйте.Есть четыре 75ГДН,у всех измеренная добротность 0.5-0.67,а по паспорту(и по инф. в инете,то что меряют) должно быть 0.2-0.3.Почему так может получаться?Динамики новые и попарно разных заводов.
Напишите все параметры. Посмотрим что не так.
Re=5.8 Ом, Rmax=53.55 Ом, Ro=9.23 Om, Rx=17.62 Om, Fs=34.35 Hz, F1=24.5 Hz, F2=47.8 Hz, Qms=4.47, Qes=0.54, Qt=0.48. После нескольких часов работы параметры несколько улучшились,та-же Fs снизилась,была 35.7 Гц. Cms=0.245 mm/N, Vas=42 л.
Где Mms?
У Вас очень низкое значение Cms=0,24 мм/Н. Чем ниже значение, тем жестче будет подвижка. У нее вообще есть ход?
На странице 75ГДН-1 https://ldsound.info/75-gdn-1-4-30-gd-2/ мне присылали параметры ТС и жесткость там около 0,42 мм/Н, уже почти в 2 раза мягче. По другой информации, жесткость 75ГДН должна быть 0,95 мм/Н: https://ldsound.club/threads/dinamiki-sssr-tablicy-spiski-pasporta.59/#post-74 почти как у 10ГД-30. От сюда все остальные параметры и плывут.
Скорее всего у Вас что-то с подвесом, задубел.
Возможно задубел.После нескольких часов работы параметры несколько улучшились.Думаю пусть поработает около суток,тогда еще раз перемерять.Как найти Mms?
С такой жесткстью диффузор руками уже сдвинуть сложно.
Mms программа меряет. Масса подвижной системы с присоединенным воздухом.
Кроме прогрева можно еще помазать средством для восстановления резины, если это 75гдн-1-8.
Там дубет подвесы, резонанс должен быть до 30 герц, а подвес на ощупь мягче чем у 35гдн. У моих было 32 Герца. Подвесы продаются, двух видов помягче и пожестче, резиновые. Нужно чтобы продавец понимал какие идут мягкими. Я свои размачивал тормозной жидкостью дот4 сутки, они нормально размягчились, потом смазал силиконом и гонял сто часов синусом, резонанс стал 26 герц. Отличная методика, не бойтесь испортить, главное на бумагу не Лейте. Поменять всегда успеете, в любом случае у вас динамики непригодны к эксплуатации, не в допуске 25+-5 Герц. Остальное соответственно тоже поплыло.
Увидел неточность (или опечатку) в тексте, где подпись под графиком:
«Ro и Rx – промежуточные сопротивления для последующих расчетов (Ом)»
Однако, параметр Ro – это безразмерная величина, и не может измеряться в Омах;
это следует из формулы практически в этом же месте:
Ro=(Rmax/Re)
И в КОММЕНТАРИЯХ эта ошибка повторяется, например, пишут параметры:
«Re=5.8 Ом, Rmax=53.55 Ом, Ro=9.23 Om … »
Сопротивление проводов большое, перед измерение прогрейте центрирующую шайбу феном добротность понизится
Провода в общем 1.5 м, 1 мм2.сопротивление маленькое,а вот прогрев шайбы заметно снижает резонанс,наверное и добротность,померять не могу-охлаждаясь все возвращается.Возможно есть варианты востановить ее эластичность?
провода тонкие
Насчет проводов не понятно-их сопротивление 0.026 Ом. Добротность увеличится на сотые максимум. И если не трудно обьясните Вашу мысль.Ведь напряжение меряется на клеммах динамика,а сопротивление проводов суммируется с резистором 1 кОм,как их сопротивление может оказать влияние на измерения добротности?
Тогда другое дело, если резистор 1кОм, то влияние проводов ничтожно. Я таких больших резисторов не использовал
А какие ?
Для точности измерения рекомендуется в 200 раз больше сопротивления ЗК
а для удобства расчёта 1 кОм
иначе фигня а не расчёт…
Сибиряк, рекомендации я читал как и вы, только подумайте, в каком случае будет более заметно изменение импеданса предположим на 1…10 Ом, если измерительный резистор 1000 Ом, 100 или 10?
А если мне нужно не более заметно, а более точно ? а прибору вообще параллельно, что фиксировать… и если замерять при 1 Коме – я замеряю.. подам и 200 и 300 и 400 вольт если нужно…
Сергей, А я Вам задам вопрос… А Вы подумайте, импеданс ЧЕГО вы измеряете при измерительном резисторе 10 Ом ?? не измерительного ли резистора + сопр УНЧ случайно ? вот поэтому и выбирают резистор как можно больше – что бы влияния не было…
Я только не понял.. мощный (5 Вт) резистор сопротивлением 1 кОм; а про мощность генератора и выходное напряжение ни слова… что бы рассеивать 5 Вт выходное должно быть 70 Вольт…. и зачем такая мощность ? И да…точным должен быть именно резистор 1 Ком не хуже +- 1% так как именно от него зависит напряжение на головке… может из за неточного резистора у людей каша в рассчётах
если в параметры так легко внести откланения то назуя спрашивается все эти измерения нужны??? если все плавает?
Вы подказывайте какие данные дать,а то я могу чего то и недосказать.Генератор у меня комп+УМЗЧ.Так как при снижении частоты со 100 Гц до 30 Гц напряжение на выходе увеличивается в двое,измерения проводил по схеме из брошюры Виноградовой-при постоянном токе 0.020 А.
Если Вы это ко мне : то я не думаю, что “Генератор у меня комп+УМЗЧ” может реально, что то измерить…
Измерительный генератор выдаёт стабильное напряжение во всём диапазоне частот…
к тому же Вы наверняка меряете бытовым вольтметром у которого тоже погрешности в
зависимости от частоты…
Я измеряю Z характеристику осциллографом по фигурам Лиссажу …
Вот поэтому я и меряю ток прибором расчитанным на эти частоты.А про вольтметр не знаю,на частоте 50 Гц погрешность 0.5 ,на др. возможно больше.Померяю осциллографом,посмотрю разницу.Я просто иногда “слона” не вижу на ровном месте.
Фигуры Лиссажу учиться измерять не буду, но показания вольтметра сравнил с показаниями осциллографа-от 50 до 20 Гц нелинейность около 5 процентов.Наверное проблема в другом.Динамики без работы пролежали лет 8,может здесь причина?
Да нет… проблема не в динамиках.. Фигуры Лиссажу совсем другая схема измерения.
Вы книжку внимательно читали ? устанавливают ток СОТНИ милиампер… если Вы выбрали как здесь резистор 1кОм, то напряжение для 100 мА должно быть 100 Вольт для 200 мА – 200 Вольт и тд … не думаю, что Ваш УНЧ на такое способен… Далее ТОЧНО измеряют сопротивление ЗК и для измерения тока подбирают резистор с близким сопротивлением, и в конце… контролируя не изменный ток вычисляют показания по ВОЛЬТМЕТРУ единственное требование к которому ЛИНЕЙНОСТЬ !!
Вот именно поэтому и ставят резисторы не менее 5 ватт так как при токе 100 мА на резисторе рассеивается около 10 ВАТТ
Читал,и про ток то-же,но в примере на стр.42 у нее ток 30 мА.А ток 200 мА я и с резистором 100 Ом не получу.Я понимаю что нелинейность 5 процентов может и много,перемеряю осцилом,но интуиция мне подсказывает что даже Qt=0.4 не будет.Где-то еще ошибка.
Ну какая разница меряю я при неизменном токе или как здесь неизменном напряжении(здесь ток то-же 10-20 мА) и напряжение на головке приблизительно одинаковое.Ведь конечный расчет по закону Ома. Даже в этой статье ничто не указывает на генератор с выходом 100 В.
Большая… у ВАс при неизменном токе изменяется напряжение, а значит и сопротивление…
вы же сопротивление измеряете ?
А про ток правильно, на момент написания этой книжонки
измерения проводили при 0,1 Вт мощн т.е 0,1 Вт * 4 Ом = 0.63 Вольт * 158.1 мА…
вот она про сотни и пишет…….
Раньше я пользовался схемой сравнения – где на определённой частоте напряжение на динамике сравнивают с напряжением на магазине сопротивлений. У меня есть прецизионный Магазин сопротивлений – где с точностью 0,0001 Ом можно выставить Любое сопротивление. и по измеренным сопротивлениям строят график… даже пересчитывать не надо..
Для Вашего случая пойдёт такой вариант когда нет приборов…
тут можно и с магазином сопротивлений и с фиксированным резистором
напруги указаны. формулы тоже…
Более тщательные замеры,разными способами-Qt=0.48.Наверное так и есть.И вспомнил,я с не хорошего ума колпачек пропитал супер клеем,думал жеще-лучше(75гдн-1-8).Возможно это и подпортило его,тем более при большей подводимой мощности от колпачка как-бы заметный “свист”.
Суперклей сильно пропитывает и тяжёлый
я обычно ПВА использую, а на заводах раньше Цапонлаком пропитывали…
Конечные результаты 75ГДН 1-8(все расчеты по Виноградовой): fs= 31.55 Hz, Qa=4.0, Qe =0.552, Qt=0.485, Vas=0.081 m^3, Cms=0.00051 m/N, Mms=0.0496 kg, Bl=10.75 Tm.
Я может чего-то не понимаю, но почему Rmax равно произведению напряжения на сопротивление резистора? Или оно как-то иначе вычисляется?
Закон Ома.
Привет аудиоманы. Кто ни будь может оказать услугу по замеру параметров Тиля-Смолла имеющихся в наличии двух пар акустических головок? Если есть предложения, то прошу контакты и условия в личном сообщении на [email protected]