Q-faktor govornika: formula za izračunavanje, kako smanjiti ili povećati q-faktor govornika

Svaki govornik je, zapravo, oscilatorni sistem. Na osnovu toga su napravljeni gotovo svi proračuni parametara takvih emitera zvuka. Jedna od najvažnijih karakteristika modernih govornika je faktor kvaliteta. Ovaj parametar prvenstveno ukazuje na kvalitet uređaja ove sorte.

Šta je karakteristika

Dakle, Q-faktor dinamike-šta je ovaj indikator? Fokusirajući se na ovu karakteristiku, moguće je prije svega odrediti kako su oslabljeni oscilatorni pokreti emitera zvuka. Smatra se da ovaj indikator ne bi trebao biti prevelik za glave.

Ako je vrijednost Q-faktora govornika visoka i jednaka je, na primjer, 2 ili 3, tada će se fluktuacije u njemu nastaviti čak i nakon što sila koja ih je prouzrokovala nestane. To će, naravno, dovesti do smanjenja kvaliteta zvuka. U dinamici će se početi javljati efekti buke koji iritiraju uho.

Sa niskim Q-faktorom (manje od 1), fluktuacije u uređaju veoma brzo blede. Odnosno, membrana u dinamici nakon oštrog udara gotovo odmah dolazi u stabilno stanje. Kao rezultat toga, uređaj proizvodi čistiji i ugodniji za zvuk ušiju. Shodno tome, stručnjaci rijetko razmišljaju o tome kako povećati kvalitet govornika. U osnovi, prilikom dizajniranja akustičnih sistema, majstori pokušavaju smanjiti ovaj pokazatelj.

Precizna definicija

Q-faktor govornika - šta je to?, , saznali smo općenito. Tačnije, ova karakteristika je parametar koji pokazuje koliko puta rezerve energije u razmatranom oscilatornom sistemu premašuju njegove gubitke kada se faza promijeni za 1 Radijan. Ovako se Q-faktor može odrediti sa stanovišta fizike.

Gdje su rezerve energije koncentrisane u dinamici

Kada se na glavu primeni jak sinusoidni signal, rezerve energije će biti koncentrisane prvenstveno u rastegnutim oprugama, sa prigušenim vibracijama koje teže da vrate DIV u centralni položaj. DIV modernih govornika može imati različite težine. Shodno tome, opruge u konstrukciji emitera zvuka koriste se nejednake krutosti. Odnosno, što je zvučnik teži, to ima više energetskih rezervi.

Gubitak energije zvučnika

Uređaji ovog tipa dizajnirani su prvenstveno za emitovanje zvuka koji percipira ljudsko uho. Prenos takvih vibracija na okruženje da li je gubitak energije dinamike. Međutim, efikasnost savremenih govornika je obično veoma niska. Stoga udio prenosa zvuka čini samo mali dio potrošnje energije uređaja. Obično se manje od 1% svih gubitaka desi na ovaj način.

Trošak zvučnih vibracija u dinamici najvažniji je pokazatelj. Uostalom, takvi uređaji su dizajnirani i proizvedeni za prijenos zvuka. Ali ipak mnogo više gubitaka u takvoj opremi su čisto mehanički. Mnogo energije u takvim uređajima troši se na trenje:

• u suspenzijama;

• u magnetnom jazu;

• o vazduhu itd.

Najveća potrošnja energije u zvučnicima se dešava u njihovom motoru. Savremeni uređaji ovog tipa rada po principu malih generatora koji stvaraju dosta otpora.

Odnos zaliha i gubitaka

Tako će govornik sa dovoljno snažnim oprugama i teškim kretanjem akumulirati mnogo energije. Shodno tome, njegova količina u uređaju značajno premašuje gubitke. Takav govornik se može smatrati visoko konkurentnim. Fluktuacije u njemu polako nestaju. U laganom uređaju sa ne posebno moćnim oprugama, manje energije se akumulira. Shodno tome, indikator odnosa između dostupne i potrošene energije u njemu biće mali. Smatra se da je takav govornik niskobudžetni i, shodno tome, kvalitetniji.

Električni i mehanički indikatori

Q-faktor govornika se može izračunati na više načina. U nekim slučajevima, prilikom određivanja ovog parametra, uzimaju se u obzir samo gubici zvuka, kao i trenje. Korišćenjem takve metode izračunavanja dobija se indikator mehaničkog kvaliteta.

Ponekad se prilikom izračunavanja uzimaju u obzir samo vrijednosti protoka za otpor motora zvučnika. Ovaj faktor kvaliteta naziva se električni. Ovaj indikator u dinamici obično ima male vrijednosti. U svakom slučaju, mehanički Q-faktor u emiterima zvuka uvijek premašuje električni. Obično takav pokazatelj u dinamici ima vrijednost veću od jedan.

Oznake

Prilikom projektovanja akustičkih sistema i izvođenja različitih vrsta proračuna koriste se sljedeće oznake:

• Qts-puni Q-faktor.

• Qms-mehanički Q-faktor zvučnika.

• QES-electric.

U svakom slučaju, Q-faktor govornika u formulama uvijek se označava kao Q.

Šta indikator može zavisiti od

Vjeruje se da se najbolji kvalitet odlikuje modernim zvučnicima koji imaju zajednički Q-faktor (električni i mehanički gubici) jednak oko 0,7 ili niži. Međutim, takva vrijednost treba okarakterizirati govornika, uzimajući u obzir, između ostalog, njegov akustički dizajn. U isto vrijeme, trebalo bi imajte na umu, da ovo drugo uvek podiže neto Q-faktor uređaja.

Na primer, često je akustični dizajn zvučnika zatvorena kutija. U ovom slučaju, elastičnost opruge dodaje se elastičnosti vazduha u zatvorenom prostoru. Odnosno, bit će više rezervi energije u ovako osmišljenoj dinamici. Q faktor će se takođe povećati kada se koristi fazni inverter, sirena itd.

Stoga, akustički dizajn uvek treba uzeti u obzir prilikom izbora zvučnika. Neto kvalitet kupljenog uređaja u svakom slučaju treba da bude jednak ili niži od 0,7. Ovo će vam omogućiti da kreirate akustični sistem sa visokokvalitetnim zvukom.

Vjeruje se, na primjer, da Q-faktor zvučnika za zatvoreni okvir treba biti približno 0,5-0,6. Kada se koristi kao dizajn faznog pretvarača, optimalni neto Q faktor uređaja biće 0,3-0,5. Istovremeno, sirena zahteva još niže indikatore, jer je u stanju da veoma učita zvučnike.

Na šta utiče faktor kvaliteta govornika?

Q u akustičnim sistemima prvenstveno utiče na frekvencijski odziv i pulsne karakteristike zvučnika. Odnosno, ovaj indikator u velikoj mjeri određuje karakteristike zvuka zvučnika. Sa Q faktorom od 0,5, na primjer, može se postići najbolji impulsni odgovor. Sa indikatorom od 0,707 dobija se ravnomjeran frekvencijski odgovor. Takođe na:

• Q-faktor 0,5 - 0,6, zvučnici daju audiofilni bas;

• indikatori 0,85-0,9 bas postaje elastičan i reljefan;

• sa Q faktorom od 1,0, u rezu se pojavljuje "grba" sa amplitudom od 1,5 dB, koju ljudsko uho percipira kao zvuk trzaja.

Sa daljim povećanjem Q indikatora, "grba" u zvuku raste i karakteristični zujajući zvukovi počinju da emituju iz zvučnika.

Teorija i praksa

Dakle, jasno je na šta utiče Q-faktor govornika. Kao što smo saznali, kada se koristi akustični dizajn, ovaj indikator bi trebao biti prilično nizak. To je upravo slučaj u teoriji. Međutim, u praksi je dinamika niskog prometa, nažalost, prilično rijetka. Čak i, na primjer, kada se koristi fazni inverter, za koji je, kako smo saznali, potreban indikator od 0,5-0,6, često se koriste glave sa indikatorom iznad jedne.

Svaki uređaj koji emituje zvuk ima svoju rezonantnu frekvenciju. I kroz njega membrane dolaze u ravnotežno stanje nakon oštrih signala. U mnogim slučajevima, sa visokim Q-faktorom, govornik neće ni produžiti niti završiti sviranje bilo koje note. Kada spoljni uticaj prestane, jednostavno će početi neprijatno da bruji. Ovako se jeftini računarski zvučnici ponašaju na određenoj frekvenciji, na primjer.

Nizak kvalitet zvučnika je najčešće veoma dobar za sistem zvučnika. Međutim, nažalost, čak i relativno skupi uređaji za prenos zvuka danas mogu biti prilično kvalitetni. Na primjer, u opremi koja se prodaje u trgovini po cijeni od oko 5-6 hiljada. ruble., emiteri zvuka često su potpuno neprikladni za ovaj indikator za dizajn. Oni obično imaju mnogo preskupih.

Istovremeno, skupi zvučnici sa visokim Q-faktorom često proizvode prilično kvalitetan zvuk. Poenta ovdje leži prvenstveno u činjenici da takvi uređaji obično imaju i prilično nisku rezonantnu frekvenciju. Pod ovim uslovima, šumove percipira ljudsko uho, koje nije posebno dobro obučeno u smislu akustike, ne kao dosadne "smetnje", već jednostavno kao veoma moćan zvuk. Konkretno, takva" prljavština " postaje nevidljiva kada slušate jednostavnu muziku, na primjer, moderni pop. Odnosno, brujanje u ovom slučaju prolazi kroz" ispravnu " frekvenciju.

Od čega još zavisi

Dizajn tako ima veliki uticaj na kvalitet zvučnika. Također, ovaj pokazatelj za takvu opremu ovisi o:

1. Snaga njegovog motora. Što je ova karakteristika veća, to je niži faktor kvaliteta glave.

2. Masovni pokreti. Uz povećanje ovog pokazatelja, motorne sile u uređaju za prenos zvuka postaju manje uočljive. Gubici trenja se istovremeno povećavaju. Kao rezultat svega ovoga, kvalitet uređaja se povećava.

3. Prečnik žice. U slučaju da žice u zvučniku daju veliki otpor, električni kvalitet uređaja će se povećati. Uostalom, u ovom slučaju, teret na zvučniku, koji je svojevrsni generator, pada.

Kako mjeriti Q-faktor: formule

Kod kuće se ovaj parametar zvučnika često izračunava pomoću jednostavnog milivoltmetra naizmenične struje. Takođe, za ovaj postupak pripremljena je ploča i Otpornik od 1000 ohma, koji stabilizira struju kroz zvučnik. Pored toga, kada koristite ovu tehniku, trebat će vam softverski generator sa računara i pojačalo snage (do pošaljite signal zvučniku). Izvršite postupak mjerenja Q-faktora koristeći takvu opremu na sljedeći način:

• govornik je suspendovan u slobodnom stanju, na primer, na nekom užetu;

• sastavite šemu.

Pre sklapanja kola, konstruiše se graf gde se napon u milivoltima (100, 200, 300) odlaže duž Y ose. Istovremeno, frekvencija je označena na x (10, 20, 30...140,. itd.). , Zatim se sastavlja krug gdje se signal iz amplifier se dovodi do otpornika, a zatim ide do zvučnika.

U sljedećoj fazi:

• uključite milivoltmetar u krug u tačkama a i c i postavite napon od 10-20 V na frekvenciji od 500-1000 herca;

• spojite voltmetar na tačke b i c, podešavanjem generatora pronađite frekvenciju na kojoj su vrijednosti volti maksimalne (Fs);

• promijenite frekvenciju prema gore u odnosu na Fs i pronađite tačke u kojima su očitanja voltmetra znatno manja od Fs i konstantna (Um).

Mjerenjem napona na određenoj frekvenciji zvučnika nacrtajte odgovarajući grafikon. U sljedećoj fazi se nalazi prosječna vrijednost između minimalnog napona i maksimalnog. U ovom slučaju koristi se formula U1/2=√Umax*Umin. Rezultirajuća vrijednost u obliku horizontalne linije prenosi se na graf i nalaze se tačke presjeka s linijama omjera F1 i F2 (s odgovarajućim indikatorima frekvencije) .

Zatim se faktor akustičkog kvaliteta nalazi formulom Qa = √Umax / Umin * Fs / F2-F1, gdje je Fs vrijednost frekvencije pri maksimalnim očitanjima milivoltmetra. Tada možete pronaći električni Q-faktor:

• Qes=Qa*Umin / (Umax-Umin).

Nakon toga se izračunava puni Q-faktor govornika:

• Qts=Qa*Qes / (Qa+Qes).

U sljedećoj fazi gradi se grafikon za drugi zvučnik i izvode se isti proračuni.

Koji drugi parametri se mogu meriti

Šta je to-kvalitet zvučnika, saznali smo. Ovaj indikator se obično određuje prilikom odabira najprikladnijeg dizajna, projektovanja akustičnih sistema. Međutim, kako bi zvučnici u budućnosti odašiljali najkvalitetniji zvuk, proračune u ovom slučaju treba napraviti i za neke druge pokazatelje.

Prilikom odabira akustičnog dizajna uvijek se uzimaju u obzir takozvani Thiel-mali parametri. Jedna od ovih karakteristika je upravo faktor kvaliteta, označen, kako smo saznali, Qts-om. Takođe, prilikom odabira akustičkog dizajna, indikatori vozila kao što su:

• rezonantna frekvencija Fs se uzima u obzir;

• ovaj domen je kupio i parkirao jedan od Loopia korisnika.

Pored tri glavne karakteristike, prilikom izračunavanja dizajna akustičnih sistema, stručnjaci mogu koristiti i parametre kao što su:

• površina difuzora i njegov prečnik;

• induktivnosti;

• sensitivity;

• impedansa;

• maksimalna snaga;

• masa mobilnog sistema;

• snaga motiva;

• mehanički otpor;

• relativna rigidnost itd.

Smatra se da se većina ovih karakteristika može lako odrediti na početak uz pomoć ne posebno složenih mjernih instrumenata.

Rezonantna frekvencija

Govornik je, kako smo saznali, oscilatorni sistem. Prepušten sebi, njegov difuzor, kada je izložen, oscilira sa određenom frekvencijom. Odnosno, ponaša se otprilike isto kao žica nakon štipanja ili, na primer, zvono nakon udarca.

Smatra se da rezonantna frekvencija može biti:

• za glave subwoofera nisu ugrađene u stanovanje — 20-50 Hz;

• bas zvučnici-50-120 Hz;

• squeakers — 1000-2000 Hz;

• difuzora srednjeg tona — 100-200 Hz;

• kupola-400-800 Hz.

Rezonantnu frekvenciju zvučnika možete mjeriti, na primjer, provlačenjem signala generatora zvuka kroz njega (uključivanjem otpornika u seriji s njim) ili bilo kojim drugim sličnim metodama. Ovaj indikator je određen vršnom impedancijom uređaja.

Vas indikator

Ovaj parametar za zvučnike može se mjeriti s dvije metode:

• dodatna masa;

• dodatni volumen.

U prvom slučaju, mjerenja se vrše pomoću bilo koje težine (10 grama za svaki inč prečnika difuzora). To mogu biti, na primjer, utezi iz ljekarničkih vaga ili stari novčići, čiji apoen odgovara njihovoj težini. Kod takvih objekata difuzor se učitava i mjeri njegova frekvencija. Zatim se vrše potrebni proračuni prema formulama.

Kada se koristi metoda dodatne jačine zvuka, emiter zvuka je hermetički fiksiran u posebnoj mjernoj kutiji sa magnetom prema van. Zatim se mjeri rezonantna frekvencija i izračunava električni i mehanički Q-faktor zvučnika, kao i puni. Zatim, uzimajući u obzir dobijene podatke, Vas se određuje formulom.

Smatra se da što su Vas manji, pod jednakim uslovima, to se kompaktniji dizajn može koristiti za zvučnik. Obično su male vrijednosti ovog parametra na istoj rezonantnoj frekvenciji rezultat kombinacije teškog mobilnog sistema i krutog ovjesa.

Metode mjerenja dodatnih parametara

Kao što je već pomenuto, pored tri glavne karakteristike vozila, u dizajnu akustičnih sistema mogu se koristiti i drugi indikatori. Na primjer, otpor namotaja glave na Jednosmjernu struju Re mjeri se na frekvenciji blizu 0 Hz ili jednostavno pomoću ohmmetra.

Područje Sd difuzora ili, kao što se naziva i efikasna površina zračenja, u niskim frekvencijama poklapa se sa konstruktivnim. Pronađite ovaj parametar pomoću jednostavne formule Sd=nR². Istovremeno, pola udaljenosti od sredine gumene suspenzije u širini od jedna strana do sredine suprotne strane uzima se kao radijus. To je prvenstveno zbog činjenice da je polovina širine ovjesa također zračeća površina.

Šta treba da znate o

Veoma je važno pravilno izmeriti parametre vozila, uključujući i faktor kvaliteta, prilikom projektovanja akustičnih sistema. Da bi se izbjegle velike greške, prije obavljanja mjerenja, govornik mora biti "miješen". Činjenica je da se za nove ili neko vrijeme ne koriste uređaji ovog tipa, parametri vozila mogu značajno razlikovati od indikatora korištenih prije proračuna opreme.

, zvučnike možete "gnječiti" prije mjerenja, na primjer, sinusoidnim signalima, samo muzikom, bijelom i ružičastom šumom, testnim diskovima. Istovremeno, procedura za takvu pripremu uređaja treba da traje, prema mišljenju stručnjaka, najmanje jedan dan.

Vrste akustičkog dizajna

Najpopularnije vrste kutija za zvučnike u ovom trenutku su zatvorene kutije i pretvarači faza. Prvi tip dizajna smatra se najjednostavnijim. Strukturno, zatvorena kutija je kutija od 6 zidova. Prednosti takvih stručnjaka za dizajn prvenstveno uključuju kompaktnost, jednostavnost Skupštine, dobre impulzivne karakteristike, brz i jasan bas. Nedostatak zatvorenih kutija smatra se niskim stepenom efikasnosti. Ovaj dizajn nije pogodan za stvaranje visokog zvučnog pritiska. Zatvorene kutije se obično koriste za slušanje džez kompozicija, rok, klupske muzike.

Fazni pretvarači su prilično složen tip dizajna. Obično su napravljeni od plastike. Istovremeno, Pretvarači faza imaju visoku efikasnost i takođe omogućavaju da se dinamika brzo ohladi. Takođe, takav dizajn se može lako rekonfigurirati ako je potrebno.

Ponekad se otvoreni akustički dizajn može koristiti i za zvučnike. U ovom slučaju, zadnji zid površine koja emituje zvuk difuzora nije odvojen od prednje strane. Najčešće je otvorena kutija kutija koja nema zadnji zid (ili u njoj ima mnogo rupa).

Dizajn roga za glave najčešće se koristi u kombinaciji sa drugim vrstama. Međutim, u nekim slučajevima takvi dizajni mogu biti 100% originalni%. Takvi sistemi se koriste, na primjer, za SHP zvučnike sa niskim Q-faktorom. Akustični dizajn ovog tipa ima dosta prednosti. Njegova glavna prednost je veliki obim. Nedostaci ovog dizajna uključuju nemogućnost dobijanja ujednačenog frekvencijskog odziva, zvuka male jačine zvuka itd.

Q-faktorska dinamika i dizajn

Smatra se da su glave sa indeksom Fs/Qts>50 se mora koristiti u zatvorenim prostorima, Fs/ Qts>85 - sa faznim pretvaračima, Fs/Qts>105 - sa rezonatorima band-pass, Fs/Qts>30 - sa ekranima i otvorenim fiokama.

Moguće je izabrati akustični dizajn za zvučnike, kao što je već pomenuto, i jednostavno po njihovim pokazateljima kvaliteta. Na primjer, glave sa Qts-om> 1,2 se najčešće koriste za otvorene kutije. Optimalni Q faktor za njih je 2,4. Zvučnici sa Qts-om<0,8 - 1,0 su dizajnirani za zatvorene kutije. U ovom slučaju, optimalni indikator, kao što smo ranije saznali, je 0,5-0,6.

Q-faktor zvučnika za fazni inverter treba da bude sledeći: Qts<0,6. Optimalni u ovom slučaju biće 0,4. Uređaji sa Qts-om<0.4 su pogodni za rogove.

Kako promijeniti faktor kvaliteta, smanjiti ili povećati

Ponekad, da bi oprema za prenos zvuka radila bolje, ovaj parametar treba podići ili smanjiti. Često su majstori, na primjer, zainteresovani za, kako smanjiti za smanjenje Q-faktor govornika. Zadatak to zapravo može biti veoma teško. Da bi se smanjio kvalitet zvučnika, obično je potrebno radikalno promijeniti njegov motor. I to je, naravno, prilično komplikovana procedura i u većini slučajeva nije previše opravdana.

Neki stručnjaci napominju činjenicu da je moguće smanjiti kvalitet zvučnika lijepljenjem magnet. Međutim, u ovom slučaju njegov se Pokazatelj neće promijeniti za najviše 5-10 %. Pored toga, ova metoda je pogodna samo kada se u dinamici koristi vrlo slab vlastiti magnet.

Takođe, druge tehnologije mogu biti odgovori na pitanje kako smanjiti Q-faktor govornika. Na primer, ovo se može uraditi:

• korištenje rezonatora;

• impregnacija difuzora;

• sečenje sektora, na primer, metodom Efrussi.

Odgovor na pitanje, kako povećati kvalitet govornik je prilično jednostavan. Da biste to uradili, kao što smo već saznali gore, obično je potrebno samo povećati masu kretanja uređaja.