Setiap pembicara, pada kenyataannya, adalah sistem osilasi. Berdasarkan ini, hampir semua perhitungan parameter pemancar suara tersebut dibuat. Salah satu ciri terpenting dari speaker modern adalah faktor kualitas. Parameter ini menunjukkan, pertama-tama, kualitas perangkat dari varietas ini.
Fitur yang luar biasa
Jadi, faktor kualitas speaker - apa indikator ini? Berfokus pada karakteristik ini, pertama-tama orang dapat menentukan bagaimana gerakan osilasi pemancar suara teredam. Diyakini bahwa indikator ini tidak boleh terlalu besar untuk kepala.
Jika faktor kualitas speaker tinggi dan sama, misalnya ke 2 atau 3, maka getaran di dalamnya akan terus berlanjut bahkan setelah gaya yang menyebabkannya hilang. Hal ini tentu saja akan menyebabkan penurunan kualitas suara. Efek noise yang mengganggu akan mulai muncul di speaker.
Bila faktor kualitas rendah (kurang dari 1), osilasi pada perangkat berkurang dengan sangat cepat. Artinya, membran dalam dinamika setelahdampak tajam segera mencapai keadaan stabil. Hasilnya, perangkat menghasilkan suara yang lebih bersih dan menyenangkan. Oleh karena itu, para ahli jarang memikirkan cara meningkatkan faktor kualitas speaker. Pada dasarnya, ketika merancang sistem akustik, para master mencoba membuat angka ini lebih rendah.
Definisi tepat
Faktor kualitas speaker - apa itu, kami temukan secara umum. Lebih tepatnya, karakteristik ini adalah parameter yang menunjukkan berapa kali cadangan energi dalam sistem osilasi yang dipertimbangkan melebihi kerugiannya ketika fase berubah 1 radian. Ini adalah bagaimana faktor kualitas dapat didefinisikan dalam istilah fisika.
Di mana cadangan energi terkonsentrasi dalam dinamika
Ketika sinyal sinusoidal yang kuat diterapkan ke kepala, cadangan energi akan terkonsentrasi terutama di pegas yang diregangkan, dengan osilasi teredam yang cenderung mengembalikan DIV ke posisi pusat. DIV pada speaker modern dapat memiliki bobot yang berbeda. Oleh karena itu, pegas dalam desain pemancar suara digunakan dengan kekakuan yang tidak sama. Artinya, semakin berat speaker, semakin banyak cadangan energi yang dimilikinya.
Kehilangan daya speaker
Perangkat jenis ini dirancang terutama untuk memancarkan suara yang dirasakan oleh telinga manusia. Transmisi getaran tersebut ke lingkungan adalah hilangnya energi pembicara. Namun, efisiensi speaker modern biasanya sangat rendah. Oleh karena itu, transmisi suara hanya menyumbang sebagian kecil dari konsumsi perangkat.energi. Biasanya, kurang dari 1% dari semua kerugian terjadi dengan cara ini.
Biaya getaran suara dalam dinamika adalah indikator terpenting. Lagi pula, untuk transmisi suaralah perangkat semacam itu dirancang dan diproduksi. Tapi tetap saja, lebih banyak kerugian pada peralatan semacam itu yang murni mekanis. Banyak energi di perangkat semacam itu dihabiskan untuk gesekan:
- dalam suspensi;
- di celah magnet;
- tentang udara, dll.
Konsumsi daya terbesar dari speaker ada di motornya. Perangkat modern jenis ini bekerja berdasarkan prinsip generator kecil yang menghasilkan cukup banyak hambatan.
Rasio stok terhadap kerugian
Dengan demikian, speaker dengan pegas yang cukup kuat dan perpindahan yang berat akan mengumpulkan banyak energi. Dengan demikian, jumlahnya dalam perangkat akan secara signifikan melebihi kerugian. Pembicara seperti itu dapat dianggap berkualitas tinggi. Getaran di dalamnya akan meluruh secara perlahan. Dalam perangkat yang ringan dengan pegas yang tidak terlalu kuat, lebih sedikit energi yang terkumpul. Dengan demikian, indikator rasio antara energi yang tersedia dan yang dikonsumsi di dalamnya akan menjadi kecil. Pembicara seperti itu dianggap berkualitas rendah dan, karenanya, memiliki kualitas yang lebih baik.
Kinerja listrik dan mekanik
Faktor kualitas speaker dapat dihitung dengan beberapa cara. Dalam beberapa kasus, ketika menentukan parameter ini, hanya kerugian suara, serta kerugian gesekan yang diperhitungkan. Menggunakandari metode perhitungan seperti itu, gambaran mekanis dari prestasi diperoleh.
Terkadang hanya laju aliran untuk resistansi motor speaker yang diperhitungkan dalam perhitungan. Faktor kualitas ini disebut kelistrikan. Indikator ini dalam dinamika biasanya memiliki nilai kecil. Bagaimanapun, faktor kualitas mekanis dalam pemancar suara selalu melebihi faktor elektrik. Biasanya indikator seperti itu dalam dinamika memiliki nilai lebih besar dari satu.
Notasi
Saat merancang sistem akustik dan melakukan berbagai macam perhitungan, sebutan berikut digunakan:
- Qts - faktor kualitas penuh.
-
Qms - faktor kualitas mekanis speaker.
- Qes - listrik.
Bagaimanapun, faktor kualitas speaker dalam rumus selalu dilambangkan sebagai Q.
Indikator bergantung pada apa
Speaker modern dianggap memiliki kualitas terbaik jika memiliki faktor kualitas keseluruhan (kehilangan listrik dan mekanis) sekitar 0,7 atau kurang. Namun, nilai ini harus menjadi ciri pembicara, dengan mempertimbangkan, antara lain, desain akustiknya. Harus diingat bahwa yang terakhir selalu meningkatkan faktor kualitas bersih perangkat.
Sebagai contoh, seringkali desain akustik dari sebuah speaker adalah sebuah kotak tertutup. Dalam hal ini, elastisitas udara di ruang tertutup ditambahkan ke elastisitas pegas. Artinya, akan ada lebih banyak cadangan energi dalam dinamika yang dirancang dengan cara ini. Faktor kualitas akan meningkat dansaat menggunakan inverter fase, klakson, dll.
Dengan demikian, desain akustik harus selalu diperhitungkan saat memilih speaker. Faktor kualitas murni dari perangkat yang dibeli harus sama atau lebih rendah dari 0,7. Ini akan memungkinkan Anda untuk membuat sistem speaker dengan suara berkualitas tinggi.
Diyakini, misalnya, bahwa faktor kualitas pengeras suara untuk kotak tertutup harus sekitar 0,5-0,6. Ini membutuhkan angka yang lebih rendah lagi karena dapat mendorong pengeras suara dengan sangat keras.
Apa yang mempengaruhi faktor kualitas speaker
Mempengaruhi Q dalam sistem akustik terutama pada respons frekuensi dan respons impuls speaker. Artinya, indikator ini sangat menentukan karakteristik suara speaker. Dengan faktor kualitas 0,5, misalnya, respons impuls terbaik dapat dicapai. Dengan indikator 0,707, diperoleh respons frekuensi yang genap. Juga di:
- Q factor 0, 5-0, 6 speaker menghasilkan audiophile bass;
- indikator 0, 85-0, 9 bass menjadi elastis dan timbul;
- dengan faktor kualitas 1, 0, sebuah "punuk" dengan amplitudo 1,5 dB muncul di potongan, yang dirasakan oleh telinga manusia sebagai suara menggigit.
Seiring meningkatnya Q, "punuk" dalam suara bertambah dan suara mendengung yang khas mulai keluar dari speaker.
Teori dan praktik
Apa yang mempengaruhi faktor kualitas speaker, jadidimengerti. Seperti yang kami ketahui, saat menggunakan desain akustik, indikator ini seharusnya cukup rendah. Ini adalah cara kerjanya dalam teori. Namun, dalam praktiknya, speaker berkualitas rendah, sayangnya, cukup langka. Bahkan, misalnya, ketika menggunakan inverter fase, yang, seperti yang kami temukan, membutuhkan indikator 0,5-0,6, kepala dengan indikator di atas sering digunakan.
Perangkat pemancar suara apa pun memiliki frekuensi resonansinya sendiri. Dan melalui membran itulah, setelah sinyal-sinyal tajam, mencapai keadaan setimbang. Dalam banyak kasus, dengan faktor kualitas tinggi, pembicara bahkan tidak akan memperpanjang atau menyelesaikan nada apa pun. Ketika pengaruh eksternal berhenti, itu hanya akan mulai berdengung dengan tidak menyenangkan. Ini adalah bagaimana speaker komputer murah berperilaku pada frekuensi tertentu, misalnya.
Faktor kualitas speaker yang rendah seringkali sangat baik untuk sistem speaker. Namun, di zaman kita, sayangnya, bahkan perangkat transmisi suara yang relatif mahal pun bisa berkualitas sangat tinggi. Misalnya, dalam peralatan yang dijual di toko dengan harga sekitar 5-6 ribu rubel, pemancar suara seringkali sama sekali tidak cocok untuk indikator ini. Mereka biasanya memilikinya terlalu tinggi.
Dengan semua ini, speaker mahal dengan faktor kualitas tinggi seringkali menghasilkan suara yang cukup berkualitas tinggi. Intinya di sini terletak terutama pada kenyataan bahwa perangkat semacam itu biasanya juga memiliki frekuensi resonansi yang agak rendah. Dalam kondisi ini, kebisingan tidak dirasakan dengan baik.telinga manusia yang terlatih secara akustik, bukan "gangguan" yang mengganggu, tetapi hanya sebagai suara yang sangat kuat. "Kotoran" seperti itu menjadi sangat tidak terlihat ketika mendengarkan musik sederhana, misalnya, musik pop modern. Artinya, dengungan dalam hal ini melewati frekuensi yang “benar”.
Apa lagi yang bergantung pada
Desain memiliki pengaruh besar pada faktor kualitas speaker. Juga, indikator untuk peralatan tersebut tergantung pada:
- Kekuatan motornya. Semakin tinggi karakteristik ini, semakin rendah faktor kualitas kepala.
- Massa gerakan. Dengan peningkatan indikator ini, upaya motor di perangkat transmisi suara menjadi kurang terlihat. Kerugian gesekan meningkat sebagai hasilnya. Sebagai hasil dari semua ini, faktor kualitas perangkat meningkat.
- Diameter kawat. Jika kabel di speaker memberikan hambatan yang besar, faktor kualitas listrik perangkat akan meningkat. Memang, dalam hal ini, beban pada speaker, yang merupakan sejenis generator, turun.
Cara mengukur faktor kualitas: rumus
Di rumah, pengaturan speaker ini sering dihitung menggunakan milivoltmeter AC sederhana. Juga, untuk prosedur ini, papan dan resistor 1000 Ohm disiapkan untuk menstabilkan arus melalui speaker. Selain itu, saat menggunakan teknik ini, Anda memerlukan generator perangkat lunak dari komputer dan power amplifier (untuk memasok sinyal ke speaker). Prosedur pengukuran faktor kualitas menggunakan peralatan tersebut dilakukan sebagai berikut:
- speaker ditangguhkan dalam keadaan bebas, misalnya, pada beberapa tali;
- mengumpulkan skema.
Sebelum merakit rangkaian, grafik dibuat, di mana tegangan dalam milivolt (100, 200, 300) diplot sepanjang sumbu y. Pada saat yang sama, frekuensi ditunjukkan pada x (10, 20, 30 … 140, dll.). Selanjutnya, mereka merakit sirkuit di mana sinyal dari amplifier diumpankan ke resistor, dan kemudian masuk ke speaker.
Langkah selanjutnya:
- sertakan milivoltmeter dalam rangkaian di titik a dan c dan atur tegangan ke 10-20 V pada frekuensi 500-1000 hertz;
- hubungkan voltmeter ke titik di dan c, dengan menyesuaikan generator, temukan frekuensi di mana nilai volt maksimum (Fs);
- ubah frekuensi dalam kaitannya dengan Fs dan temukan titik di mana pembacaan voltmeter jauh lebih kecil dari Fs dan konstan (Um).
Mengukur tegangan pada frekuensi tertentu dari speaker, buat grafik yang sesuai. Langkah selanjutnya adalah mencari nilai rata-rata antara tegangan minimum dan maksimum. Dalam hal ini, rumus U1/2=√UmaxUmin digunakan. Nilai yang dihasilkan dalam bentuk garis horizontal ditransfer ke grafik dan titik persimpangan dengan garis rasio F1 dan F2 (dengan indikator frekuensi yang sesuai) ditemukan.
Selanjutnya, cari faktor kualitas akustik dengan rumus Qa=√Umax/UminFs/F2-F1, di mana Fs adalah nilai frekuensi pada pembacaan milivoltmeter maksimum. Kemudian Anda dapat menemukan faktor kualitas listrik:
Qes=QaUmin/(Umax-Umin).
Setelah itu, faktor kualitas total speaker dihitung:
Qts=QaQes/(Qa+Qes).
Langkah selanjutnya adalah membuat grafik untuk speaker kedua dan membuat perhitungan yang sama.
Parameter lain apa yang dapat diukur
Apa itu - faktor kualitas speaker, kami temukan. Indikator ini biasanya ditentukan ketika memilih desain yang paling cocok, merancang sistem akustik. Namun, agar speaker dapat mengirimkan suara dengan kualitas terbaik, perhitungan dalam hal ini harus dilakukan berdasarkan beberapa indikator lainnya.
Saat memilih desain akustik, parameter yang disebut Thiel-Small selalu diperhitungkan. Salah satu karakteristik ini justru faktor kualitas, dilambangkan, seperti yang kami temukan, Qts. Juga, ketika memilih desain akustik, indikator kendaraan seperti:
- frekuensi resonansi Fs;
- Kelenturan suspensi speaker vas.
Selain tiga karakteristik utama, saat menghitung desain sistem akustik, spesialis dapat menggunakan parameter seperti:
- luas dan diameter diffuser;
- induktansi;
- sensitivitas;
- impedansi;
- daya puncak;
- massa sistem seluler;
- daya motor;
- resistensi mekanis;
- kekerasan relatif, dll.
Dipercaya bahwa sebagian besarkarakteristik ini dapat dengan mudah diukur di rumah dengan alat ukur yang tidak terlalu canggih.
Frekuensi resonansi
Pembicara, seperti yang kita temukan, adalah sistem osilasi. Dibiarkan sendiri, diffusernya berosilasi dengan frekuensi tertentu saat terkena itu. Artinya, ia berperilaku dengan cara yang hampir sama seperti senar setelah dipetik atau, misalnya, bel setelah dipukul.
Dipercaya bahwa frekuensi resonansi dapat:
- untuk kepala subwoofer yang tidak dipasang di kabinet - 20-50 Hz;
- Speaker mitbass - 50-120Hz;
- tweeter - 1000-2000 Hz;
- diffuser midrange - 100-200 Hz;
- dome - 400-800 Hz.
Anda dapat mengukur frekuensi resonansi speaker, misalnya, dengan menggerakkan sinyal generator suara melaluinya (dengan menghubungkan resistor secara seri dengannya) atau dengan metode serupa lainnya. Indikator ini ditentukan oleh impedansi puncak perangkat.
Vas skor
Parameter untuk speaker ini dapat diukur dengan dua metode:
- massa tambahan;
- volume tambahan.
Dalam kasus pertama, pengukuran dilakukan menggunakan beberapa jenis bobot (10 gram per inci diameter diffuser). Ini bisa berupa, misalnya, timbangan dari timbangan farmasi atau koin lama, yang denominasinya sesuai dengan beratnya. Diffuser dimuat dengan benda-benda tersebut dan frekuensinya diukur. Lebih jauhbuat perhitungan yang diperlukan menggunakan rumus.
Saat menggunakan metode volume tambahan, pemancar suara dipasang secara kedap udara dalam kotak pengukur khusus dengan magnet di luarnya. Selanjutnya, frekuensi resonansi diukur dan faktor kualitas listrik dan mekanik dari speaker, serta totalnya, dihitung. Kemudian, dengan mempertimbangkan data yang diperoleh, rumus menentukan Vas.
Dipercaya bahwa semakin kecil Vas, ceteris paribus, semakin kompak desain yang dapat digunakan untuk speaker. Biasanya nilai kecil dari parameter ini pada frekuensi resonansi yang sama adalah hasil dari kombinasi sistem pergerakan yang berat dan suspensi yang kaku.
Metode untuk mengukur parameter tambahan
Seperti yang telah disebutkan, selain tiga karakteristik utama kendaraan, indikator lain dapat digunakan dalam desain sistem akustik. Misalnya, resistansi belitan kepala terhadap arus searah Re diukur pada frekuensi mendekati 0 Hz atau cukup menggunakan ohmmeter.
Area diffuser Sd atau, sebagaimana juga disebut permukaan pancaran efektif, bertepatan dengan yang konstruktif pada frekuensi rendah. Parameter ini ditemukan menggunakan rumus sederhana Sd=nR2. Dalam hal ini, setengah jarak dari tengah suspensi karet sepanjang lebar dari satu sisi ke tengah yang berlawanan diambil sebagai jari-jari. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa setengah lebar suspensi juga merupakan permukaan yang memancar.
Yang perlu Anda ketahui
Mengukur parameter kendaraan, termasuk faktor kualitas, dengan benar saat merancang sistem akustik sangatlah penting. Menghindarikesalahan besar, speaker harus "membentang" sebelum melakukan pengukuran. Faktanya adalah bahwa untuk perangkat jenis ini yang baru atau sudah lama tidak digunakan, parameter kendaraan mungkin berbeda secara signifikan dari indikator yang digunakan sebelum dimulainya perhitungan peralatan.
Anda dapat "menguleni" speaker sebelum pengukuran, misalnya, dengan sinyal sinusoidal, hanya musik, white and pink noise, test disk. Pada saat yang sama, prosedur untuk persiapan perangkat tersebut, menurut para ahli, harus dilakukan setidaknya selama satu hari.
Jenis desain akustik
Jenis kotak speaker yang paling populer saat ini adalah kotak tertutup dan refleks bass. Jenis desain pertama dianggap yang paling sederhana. Secara struktural, kotak tertutup adalah kotak dengan 6 dinding. Keuntungan dari desain semacam itu adalah, pertama-tama, kekompakan, kemudahan perakitan, karakteristik impulsif yang baik, bass yang cepat dan jernih. Kerugian dari kotak tertutup dianggap sebagai tingkat efisiensi yang rendah. Desain ini tidak cocok untuk menciptakan tekanan suara yang tinggi. Kotak tertutup biasanya digunakan untuk mendengarkan musik jazz, rock, club.
Inverter fase adalah jenis desain yang agak rumit. Mereka biasanya terbuat dari plastik. Pada saat yang sama, inverter fase memiliki efisiensi tinggi dan juga memungkinkan speaker mendingin dengan cepat. Selain itu, desain ini dapat dengan mudah dikonfigurasi ulang jika diperlukan.
Terkadang bukadesain akustik. Dalam hal ini, dinding belakang permukaan pemancar suara dari diffuser tidak dipisahkan dari bagian depan. Paling sering, kotak terbuka adalah kotak yang tidak memiliki dinding belakang (atau memiliki banyak lubang di dalamnya).
Desain tanduk untuk kepala paling sering digunakan dalam kombinasi dengan tipe lain. Namun, dalam beberapa kasus, desain seperti itu bisa 100% asli. Sistem seperti itu digunakan, misalnya, untuk speaker Q rendah. Desain akustik jenis ini memiliki banyak keunggulan. Keuntungan utamanya adalah volume tinggi. Pada saat yang sama, kelemahan dari desain ini termasuk ketidakmungkinan mendapatkan respon frekuensi yang seragam, volume suara yang rendah, dll.
Kualitas dan desain speaker
Dipercayai bahwa kepala dengan Fs / Qts>50 harus digunakan dalam kasus tertutup, Fs / Qts>85 - dengan inverter fase, Fs / Qts>105 - dengan resonator bandpass, Fs / Qts>30 - dengan layar dan kotak terbuka.
Anda dapat memilih desain akustik untuk speaker, seperti yang telah disebutkan, dan hanya berdasarkan faktor kualitasnya. Misalnya, kepala dengan Qts> 1, 2 paling sering digunakan untuk kotak terbuka. Faktor kualitas optimal untuk mereka adalah 2, 4. Speaker dengan Qts<0, 8-1, 0 dirancang untuk kotak tertutup. Dalam hal ini, indikator optimal, seperti yang kita temukan sebelumnya, adalah 0,5-0,6.
Faktor kualitas speaker untuk inverter fase harus: Qts<0, 6. Optimal dalam hal ini adalah 0,4. Perangkat dengan Qts<0.4 cocok untukcorong mulut.
Cara mengubah faktor kualitas, mengurangi atau menambah
Terkadang, agar peralatan transmisi suara bekerja lebih baik, parameter ini perlu ditambah atau dikurangi. Cukup sering, master, misalnya, tertarik pada cara mengurangi faktor kualitas pembicara. Tugas ini sebenarnya bisa sangat sulit. Untuk mengurangi faktor kualitas speaker, biasanya perlu mengubah motornya secara radikal. Dan ini, tentu saja, adalah prosedur yang agak rumit dan dalam banyak kasus tidak dapat dibenarkan.
Beberapa ahli mencatat fakta bahwa Anda dapat mengurangi faktor kualitas speaker dengan menempelkan magnet. Namun, dalam hal ini, indikatornya akan berubah tidak lebih dari 5-10%. Selain itu, metode ini hanya cocok jika magnet speaker sendiri sangat lemah.
Juga, jawaban atas pertanyaan tentang cara menurunkan faktor kualitas speaker, mungkin ada teknologi lain. Misalnya, ini dapat dilakukan dengan:
- menggunakan resonator;
- impregnasi diffuser;
- memotong sektor, misalnya, menurut metode Ephrussi.
Jawaban atas pertanyaan bagaimana meningkatkan faktor kualitas speaker cukup sederhana. Untuk melakukan ini, seperti yang telah kita ketahui di atas, biasanya Anda hanya perlu menambah massa pergerakan perangkat.
