Autorius: Šarūnas („circuit“)
Inf. šaltinis: www.sound.westhost.com
Aut. teisės: www.sound.westhost.com
Įdėta: 2005-01-15
View automatic English translation

Garsiakalbių parametrų skaičiavimas

Turite garsiakalbį kuriam norite padaryti dėžę ir nežinote jo duomenų? Čia rasite informaciją kaip tuos duomenis sužinoti. Situacija tokia: jūs turit garsiakalbį kuriam reikia padaryt dėžę, bet nežinote jo duomenų. Kaikurie tokiu atveju dėžę daro aklai, bet tai nėra gera išeitis jei norit bent kiek kokybės.

Pirmas dalykas, kurį jūs turėtumėt padaryti, tai nueiti į to garsiakalbio gamintojo svetainę ir tų duomenų paieškoti ten. Bet jei garsiakalbis kiniškas ar dar koks neaiškus, tuos duomenis surasti internete beveik neįmanoma.

Jei vistik garsiakalbio duomenų neradote, teks vadovautis žemiau nurodytomis instrukcijomis.

Pagrindiniai garsiakalbių duomenys:

• Re — ritės elektrinė varža;
• Fs — garsiakalbio rezonansinis dažnis (atvirame ore);
• Qes — garsiakalbio elektrinė kokybė;
• Qms — garsiakalbio mechaninė kokybė;
• Qts — bendra garsiakalbio kokybė;
• Vas — atviroje erdvėje išjudinto oro tūris.

Šiems duomenims apskaičiuoti, reikia išmatuoti kitus duomenis, kuriems reikalingos priemonės:

• Bent 10W RMS galios stiprintuvas;
• Sinusinio signalo generatorius;
• Skaitmeninis multimetras arba oscilografas;
• Apie 5 W rezistoriaus (4-10 Ω, Rs gali būti anglinis arba vielinis);
• Keli laideliai su gnybtais;
• Bandomoji dėžė (blogiausiu atveju — kibiras).

Pavyzdiniame grafike pavaizduota garsiakalbio varžos priklausomybės nuo dažnio kreivė. Dėl rezonanso tam tikrame dažnyje varža labai padidėja. Varža taip pat ima didėti dėl ritės induktyvumo.

Pavyzdinis grafikas — garsiakalbio varžos priklausomybė nuo dažnio

Tikslus dažnio išmatavimas čia labai svarbus, taigi svarbu naudoti tikslų generatorių. Taip pat jei amplitudės matavimui naudojamas oscilografas, jis turi būti nepriekaištingai sukalibruotas. Stiprintuvas turi nekeisti amplitudės keičiantis dažniui. Tai būtina ir signalo generatoriui. Vietoje signalo generatoriaus galima naudoti personalinį kompiuterį. Tereikia instaliuoti programą pvz. „Test Tone Generator” („TTG”) ir su ja per garso plokštę paleisti sinusinį signalą. Patarčiau nenaudoti integruotų garso plokščių, nes jų tikslumas labai mažas.

Re sužinosime multimetru pamatavę garsiakalbio varžą.

Rs sužinosime multimetru pamatavę turimo 5W rezistoriaus varžą (reikia išmatuoti kuo tiksliau!).

Garsiakalbis turi būti laisvame ore, šalia neturi būti pašalinių daiktų. Daiktai esantys arčiau nei 60cm paveiks matavimo tikslumą.

Sujunkite viską kaip parodyta šioje schemoje, tik multimetrą laikinai pajunkite prie stiprintuvo išėjimo ir jį nustatykite į padėtį AC kintamos įtampos matavimui.

Sujungimo schema

Signalo generatorių nustatykite ties 100-200 Hz (ar bent dviem oktavom aukščiau nei rezonansas). Stebėdami multimetro rodmenis nustatytkite stiprintuvo išėjimo įtampą ~1V (tai yra Vs). Nepersistenkite su išėjimo įtampa, nes garsiakalbis gali pradėti kvailioti.

Apskaičiuokite garsiakalbiu tekančią srovę Is. Įsitikinkite kad garsiakalbis nėra arti rezonanso ribos.

Is = Vs / (Re + Rs)

Multimetrą pajunkite taip, kaip parodyta schemoje.

Keiskite generatoriaus dažnį tol, kol multimetras rodys mažiausią įtampą krintančią ties rezistorium. Dažnis, prie kurio įtampa mažiausia — rezonansas (Fs). Įtampa ties rezistorium — Vm.

Apskaičiuokite:

• Garsiakalbio rezonansinę srovę: Im = Vm / Rs
• Garsiakalbio rezonansinę varžą: Rm = (Vs - Vm) / Im
• r0: r0 = Is / Im
• -3 dB srovę: Ir = (Im * Is)^0.5
• -3 dB įtampą: Vr = Ir * Rs

Keisdami dažnį pažiūrėkite kuriose dažnio vietose įtampa ties 5W rezistorium bus lygi Vr. Gausime du dažnius Fl ir Fh esančius iš abiejų rezonansinio dažnio pusių.

Kad įsitikintumėte jog viską apskaičiavote teisingai apskaičiuokite sqrt(Fl * Fh) = Fs. Jei šie skaičiavimai nesiskiria daugiau nei 2 Hz, reiškia viską apskaičiavote teisingai ir galite skaičiuoti toliau.

Qms = Fs * sqrt(r0) / (Fh - Fl)

Qes = (Qms / (r0 - 1)) * (Re / (Rs + Re))

Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes)

Galite pasinaudoti „MS Exel” skaičiuokle greitesniems skaičiavimams (skaičiuoklėn surašyti duomenys — maniškių „EVR V-603DS”).

Taigi jau žinote visus pagrindinius duomenis, išskyrus Vas. Kad sužinotumėte Vas jums reikia bandomosios dėžės. Reikia ~ nuspėti kokio tūrio dėžės reikia jūsų garsiakalbiui. Sunkiausia tą dėžę gauti. Jei garsiakalbis nedidelis, blogiausiu atveju galite naudoti 10 litrų kibirą.

Pritaisote garsiakalbį prie bandomosios dėžės ir tada pamatuojat rezonansinį dažnį Fb. Dar reikia pasiskaičiuoti kuo tikslesnį bandomosios dėžės tūrį Vb. Nepamirškite, kad ir garsiakalbis truputį pakeičia tūrį.

Vas = Vb((Fb / Fs)² - 1)

Visus šiuos gautus duomenis (Fs, Vas ir Qts) surašote į programą „WinISD”, „JBL Speakershop” arba kokią kitą ir susižinosite reikiamos dėžės duomenis. Kaip naudotis šiomis programomis skaitykite jų Help. Jums dar reikės garsiakalbio naudingumo koeficiento arba jautrumo dB (SPL). Tai netgi kiniečiai rašo ant garsiakalbių (tik neaišku ar jie rašo tiesą).

Pavyzdys:

Skaičiavau duomenis saviškiams "EVR V-603DS" ir gavau tokius rezultatus:

Na, tikiuosi kad jums ši informacija buvo naudinga. Sėkmės skaičiavimuose.

Šia tema galite diskutuoti forume.