Чем измерить импеданс динамика
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ЗВУКОМАНИЯ
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
Всё про сопротивление акустики — Ом, импеданс и прочее
Всё про сопротивление акустики — Ом, импеданс и прочее
Bowers & Wilkins DM305
Сопротивление акустики, а именно импеданса — это одна из любимых тем в непонимающих головах начинающих меломанов, кстати эту тему чайники на звуковых форумах любят использовать, чтобы запугивать бедных ничего не подозревающих новичков…
Но — это действительно очень просто.
Итак, давайте попробуем понять концепцию согласования импеданса / сопротивления в акустике и усилителях — в двух словах, насколько это возможно.
Что такое сопротивление акустики?
Сопротивление электрической цепи относится к тому, насколько трудно передать электрический сигнал через нее.
Чем больше сопротивление акустики, тем сложнее отправить сигнал.
Также почитайте эту статью —> Почему усилители имеют различные номинальные мощности при разном сопротивлении «Ом»?
а также —> Сколько мощности усилителя и мощности акустики мне надо
Какая разница между сопротивлением колонок и импедансом?
Простой ответ что такое сопротивление акустики (для простаков, которые не слишком заботятся о мельчайших деталях), заключается в том, что сопротивление и импеданс — это, по сути, одно и то же, то есть они оба являются мерой того, насколько трудно посылать электрический сигнал по цепи.
Сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется постоянный ток (DC). Полное сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется переменный ток (AC).
Синусоидальная волна
Усилитель посылает переменный ток на акустику — поэтому мы должны использовать термин импеданс при работе с колонками. Основное отличие состоит в том, что импеданс будет варьироваться в зависимости от частоты (именно поэтому вы можете видеть, что некоторые колонки указаны в диапазоне импеданса — поскольку импеданс будет меняться в зависимости от частоты аудиосигнала).
Сопротивление и импеданс измеряются в Омах — и могут быть записаны с помощью небольшого волнистого символа омега, как этот — Ω
А как насчет тока и напряжения?
Усилитель посылает аудиосигнал на колонки в виде электрического тока (переменного тока) — этот ток измеряется в амперах. Ток «проталкивается» на динамик напряжением.
Закон Ома гласит: ток = напряжение ÷ сопротивление
Поэтому, если сопротивление снижается, то должно увеличиваться либо напряжение, либо ток (обычно ток). В любом случае, это увеличивает нагрузку на источник питания усилителя.
Например, если вы отсоедините громкоговорители на 8 Ом от усилителя и подключите акустику на 4 Ом, то сопротивление уменьшится.
силовой кабель Фуракава + Ояде штекера
Меньшее сопротивление позволяет протекать большему току, и, следовательно, усилитель будет доставлять больше мощности к колонкам (току или напряжению) — что, возможно, не предназначено для этого.
Что именно импеданс сделал с моей акустикой?
Все колонки имеют импеданс. Это полное сопротивление зависит от размера и конструкции колонок, поэтому очень важно помнить, что акустика может иметь другое сопротивление, чем другая пара колонок.
Акустика предназначенная для использования в домашних условиях, обычно рассчитана на 4, 6 или 8 Ом, хотя более специализированные модели могут выходить за пределы этого диапазона.
Если вы покупаете новые колонки домашнего кинотеатра, то вы должны проверить их номинальное сопротивление.
Импеданс обычно указывается как номинальное значение. Это означает, что это среднее значение, и фактическое сопротивление со временем будет выше или ниже этого среднего значения.
Колонки с четырьмя омами имеют более низкое среднее сопротивление, чем колонки с сопротивлением 8 Ом, и поэтому потребляют больше тока.
Преимущество громкоговорителей на 4 Ом заключается в том, что увеличение тока означает, что их можно легко использовать на большей громкости.
Или, другими словами, для того, чтобы 4-омные колонки достигли того же уровня звукового давления (SPL), что и 8-омные колонки, требуется меньше напряжения. Это может быть хорошо, если у вас усилитель с недостаточной мощностью, но не так хорошо, если вы включите его слишком громко.
Ваш усилитель должен быть в состоянии справиться с этим низким сопротивлением.
Сопоставление импеданса акустики и усилителей
Как указывалось ранее, усилитель не имеет выходного сопротивления, Но акустика имеет сопротивление.
Следовательно, полное сопротивление усилителя, относится к оптимальному сопротивлению акустики, на которое он рассчитан.
Вы можете подключить акустику любого сопротивления к усилителю, и они будут работать.
Однако, если усилитель не предназначен для управления акустикой с более низким импедансом (например, 4 Ом), усилитель может перегреться, если вы увеличите громкость очень сильно. Это связано с тем, что он потребляет больше тока, чем предусмотрено источником питания.
В этот момент усилитель отключится, прежде чем он нанесет слишком большой ущерб.
Поэтому, если возможно, то вы должны попытаться согласовать импеданс ваших колонок с импедансом, на который рассчитан усилитель. Тогда у вас не должно быть никаких проблем.
Акустика Онкен
Совет. Вы там не очень-то балуйтесь с регулятором громкости!
В характеристике усилителя нужно обратить внимание на диапазон импеданса (если он есть).
Диапазон сопротивления акустики
Если он показывает 4-8 Ом, то это означает, что усилитель рассчитан на работу с акустикой 4, 6 или 8 Ом.
Если в характеристиках 6-8 Ом, то вы все равно можете подключить к нему 4-омные колонки, и он будет работать. Но если вам повернуть регулятор громкости слишком далеко, чтобы получить мощный звук в вашей комнате, то вы рискуете перегрузить источник питания, и усилитель отключится.
Проблема в том, что ваши колонки могут быть повреждены до того, как усилитель отключится.
Важно помнить, что если вы хотите громкоговорители с низким сопротивлением (4 Ом), то вам нужно убедиться, что ваш усилитель / ресивер сможет легко их раскачать и ими управлять.
Если для усилителя / ресивера не указан диапазон полного сопротивления, то вы можете получить хорошее представление из приведенной номинальной мощности.
акустика Panasonic SB PF 310 + ламповый усилитель
Если номинальная мощность рассчитана на импеданс 8 Ом — тогда вы должны быть уверены, что он будет работать с акустикой на 8 Ом.
Точно так же, если есть другое значение, указанное в 6 Ом, то он также должно нормально работать с акустикой на 6 Ом.
Акустика при другом сопротивлении
Если вы не уверены, может быть, стоит сначала перепроверить у продавца или производителя.
Суть в том, что большинство современных усилителей и ресиверов будут работать с акустикой 8 Ом и, 6 Ом без проблем. Усилитель также может успешно работать с громкоговорителями на 4 Ом, если вы не включите их слишком громко.
Если вы планируете использовать сопротивление акустики ниже 6 Ом, то вы можете проверить их еще раз.
Должен ли я изменить настройку импеданса в моём усилителе или AV-ресивере?
На большинстве современных AV-ресиверов в меню настройки есть настройка, позволяющая сообщать ресиверу импеданс подключенных к нему акустики. В некоторых случаях это может быть физический переключатель на задней панели устройства.
Quadral KX 120 II задняя панель
Если вы прочитаете руководство к АС, то вам будет предложено изменить настройку в зависимости от импеданса подключенных вами колонок. Таким образом, если у вас есть громкоговорители с номиналом 4 Ом, вы должны изменить настройку на 4 Ом.
Этот параметр иногда называют высоким и низким импедансом.
акустика-на динамиках 4А28 TQWT
Теория заключается в том, что это обеспечит правильную подачу на вашу акустику от усилителя. По умолчанию обычно устанавливается 8 Ом.
Теперь вы можете следовать этим рекомендациям, если хотите. Но в большинстве случаев вы должны оставить настройку сопротивления по умолчанию 8 Ом независимо от импеданса колонок, которые вы используете.
В реальных ситуациях, когда вы прослушиваете музыку или кино, то у вас будет достаточно, особенно, если вы используете активный сабвуфер и, следовательно, направляете низкие частоты в сторону от основных колонок.
Эта опция существует для того, чтобы производитель мог получить официальную оценку устройства для акустики с более низким импедансом. Таким образом, они могут поместить это в руководство и маркировать это на внешней стороне коробки.
Однако, если вы измените этот параметр, то это снизит производительность/качество звука вашего усилителя. Это снизит выходное напряжение и, следовательно, уменьшит ток, передаваемый на ваши колонки. Проще говоря, это уменьшит количество доступной мощности и с большей вероятностью отправит искаженные сигналы на вашу акустику. Эти обрезанные сигналы могут повредить вашим динамикам.
XRCD2 почитайте обязательно
Помните, что я сказал ранее. Заявленное сопротивление любого динамика является номинальным значением в среднем.
В любой момент времени фактическое сопротивление акустики будет выше и ниже его номинального сопротивления в зависимости от частоты, которую он получает.
Просто будьте осторожны с регулятором громкости на усилителе, и все будет в порядке.
ИТОГИ. Итак, как мы видим, после прохождения этого урока физики для чайников, как только мы посмотрим на детали согласования импеданса акустики и усилителя, мы увидим, что не так уж много и нужно знать — но это то, что нам нужно знать.
Ламповый предусилитель СССР Прибой 101
В наши дни большинство современных усилителей / ресиверов вполне могут управлять практически любыми колонками, поэтому в большинстве случаев вы можете полностью игнорировать эту проблему.
Тем не менее, если вы покупаете колонки с низким импедансом (4 или 2 Ом) — или специализированные модели с необычным импедансом — тогда вы можете еще раз проверить, что ваш усилитель справится с этим нормально. Однако даже в этом случае это может стать проблемой только в том случае, если вы собираетесь использовать усилитель на большой громкости в течение довольно длительного времени.
Также почитайте эту статью —> Почему усилители имеют различные номинальные мощности при разном сопротивлении «Ом»?
Я надеюсь, что эта статья « Всё про сопротивление акустики — Ом и импеданс и прочее » немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы я мог вернуться к вам. Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске своего звука!
На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.
Вам нужен хороший фонокорректор, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…
Если вы являетесь производителем, рекламодателем, импортером, дистрибьютором или агентом в области качественного воспроизведения звука и хотели бы связаться с нами, пожалуйста, пишите в ВК или ОК или ИНСТА или по эл. почте: anl555@bk.ru
Измерение импеданса и расчет параметров ТС с Arta Software
Сложность измерений электрических и акустических параметров динамиков часто подталкивает на отказ от данной процедуры и в последствии процесс создания АС происходит с ориентиром на простые формулы расчета, учитывающие только электрические параметры динамиков, да и то идеальных. Думаю, нет смысла лишний раз углубляться в рассказы о том, что результат в таком случае даже близко не оправдывает ожидания. Лукавить не буду, процесс измерений сложен, требует некоторого специального оборудования и, что очень важно, навыков работы с программами для проведения измерений. Мало просто измерить, нужно сделать это максимально объективно, и единственным ограничением при измерениях должна оставаться погрешность измерительного оборудования.
Для проведения измерений понадобится некоторое оборудование. Ниже перечислено то, что используется у меня:
Для измерения импеданса требуется подключить оборудование по схеме Figure 12.
Измерение импеданса производится за счет падения напряжения на резисторе Rref. Разработчики Arta Software рекомендуют использовать величину Rref 27 Ом. Я использую меньший номинал – 10 Ом (измеренное сопротивление составляет 9.85 Ом), что позволяет при измерении устанавливать на выходе усилителя меньшую амплитуду напряжения. Реальное сопротивление резистора Rref должно быть измерено с минимальной погрешностью. От этого зависит погрешность измерения импеданса и, как следствие, погрешность расчета параметров Тиля-Смолла.
В Arta Software возможно измерять импеданс как низко- и среднечастотных динамиков, так и высокочастотных. Для последних используется отдельная методика – измерение на шаговом синусоидальном сигнале в заданном диапазоне частот. Измерять на периодическом шуме импеданс высокочастотных динамиков нельзя, возможно их повреждение.
Следующее меню – Setup – Measurement (Figure 15).
Дальше я описываю методику измерения импеданса, подходящую для низко- и среднечастотных динамиков. Использовать эту методику для измерения высокочастотных динамиков нельзя. Для них методика измерений будет описана чуть ниже.
Теперь необходимо установить амплитуду тока через звуковую катушку измеряемого динамика. Учитывая нелинейность параметров динамиков при различном токе через звуковую катушку, желательно использовать для измерений ток не менее 40-50 mA. Для установки амплитуды тока, к клеммам для измерения подключается резистор номиналом, близким к номинальному сопротивлению динамика. У меня в качестве подопытного выступает широкополосный динамик 4А28. Его номинальное сопротивление – 12 Ом, столько я и выставляю на магазине сопротивлений. Параллельно резистору для теста подключается вольтметр. Ток через резистор рассчитывается по закону Ома.
Подключили, переходим в меню – Setup – Generator (Figure 16).
В поле Type устанавливается тип сигнала для измерений – периодический розовый шум (Pink PN) или синус (Sine). В поле Output level можно изменить уровень тестового сигнала, что удобно, например, при оценке линейности динамиков. В поле Sine freq. (Hz) устанавливается частота генерируемого синусоидального сигнала. В поле Pink cut-off (Hz) – частота среза розового шума. Не рекомендую использовать слишком малое значение (например, 20 Hz), поскольку при измерениях с добавочной массой, из-за роста амплитуды на низких частотах, грузики на диффузоре могут вызывать искажения ИЧХ.
В меню Setup – Graph (Figure 17) можно изменить отображаемый на экране частотный диапазон и диапазон значений сопротивления. Галочка View Phase отвечает за отображение фазы импеданса. Это меню также можно вызвать нажатием правой кнопки мыши на графике.
Переходим в меню Record – Calibrate (Figure 18).
Все готово для проведения измерений. Я сделаю небольшое отступление и приведу таблицу со значениями относительной погрешности при измерении сопротивления (Figure 20). Относительная погрешность вычислена по формуле ((Rm-Rs)/Rs)*100, где Rs – значение сопротивления, установленного на магазине сопротивлений, Rm – значение сопротивления, измеренное Limp.
Измеряем сопротивление постоянному току (Re) звуковой катушки динамика с помощью омметра и подключаем динамик к клеммам для теста. Располагать динамик на полу нежелательно. Лучше всего подходит небольшая стойка с площадкой меньше диаметра магнита динамика. Если есть возможность закрепить динамик на весу, это будет очень хорошим решением. Внимательно отнеситесь к динамикам, имеющим отверстие в керне. Такие динамики можно измерять только на весу.
В качестве добавочной массы я использую монеты времен СССР. Их номинал (1, 2, 3 и 5 копеек) соответствует весу в граммах. Оптимальное количество добавочной массы такое, при котором частота основного резонанса подвижной системы уменьшается на 20-50%. Назвать точное количество этой массы невозможно, поэтому для начала следует выбрать небольшую величину – 10-15 грамм. В дальнейшем можно будет добавить (или убавить) и провести измерение повторно.
Располагаем массу на диффузоре динамика, проводим измерение (Figure 23).
В меню Record – Calibrate (Figure 18) проводим процедуру калибровки, описанную выше.
Осторожность не помешает, поэтому сначала вместо динамика подключаем к клеммам для измерения резистор и запускаем процесс измерений. Убедившись, что процесс начинает протекать в соответствии с заданными установками, останавливаем измерение. Теперь подключаем к клеммам для теста измеряемый динамик и вновь запускаем процесс измерений. По окончании измерений остановка генератора произойдет автоматически. Сам процесс измерений на шаговом синусоидальном сигнале – достаточно длительная процедура, наберитесь терпения.
Отдельное спасибо Сирвутису Алексею ( Lexus ) за предоставленную информацию.
Проверка динамиков при помощи мультиметра и определение неисправностей
В современном мире динамики получили обширное распространение, ведь без этих устройств невозможно производить телевизоры, мобильные телефоны, планшеты, колонки, наушники и другую аудио аппаратуру. И чаще всего их работа остается незаметна для людей до тех пор, пока динамик не выйдет из строя.
Что такое динамик
Динамик (часто называются громкоговорителями) представляет собой электрическое устройство, которое преобразует электрический сигнал в звук. Это преобразование происходит за счет колебательного движения электрической катушки в постоянном магнитном поле (это поле обеспечивает постоянный магнит или, в более редких случаях, электромагнит).
Эта катушка движет диффузор, который, в свою очередь, создает колебания воздуха, а это позволяет слышать воспроизводимые звуки.
Несмотря на простоту конструкции, неисправности, возникающие во время эксплуатации динамиков, все же могут периодически возникать. Если динамик начал воспроизводить звук с помехами, шипением или треском или вообще перестал работать, в первую очередь следует локализовать проблемное место.
Для начала необходимо провести визуальный осмотр устройства, а именно, проверить на наличие повреждений:
При наличии повреждений, данную деталь стоит отремонтировать или заменить (если повреждены гофра или диффузор, динамик придётся менять). Но если внешних дефектов не обнаружено, а звук воспроизводится с помехами или вообще отсутствует, то проблема могла возникнуть в контактах или катушке динамика и в данном случае поможет проверка динамика мультиметром.
Проверка динамика мультиметром
Для проверки контактов необходимо провести измерение сопротивления, установив мультиметр в режим определения данной характеристики.
Щупы необходимо подключить к контактам соблюдая полярность динамика и при неподвижном диффузоре подвигать ними. Если на дисплее мультиметра показания постоянно меняются, то это будет означать что проводка повреждена и ее необходимо заменить.
В случае если перевернуть динамик и покрутить его, слышны посторонние звуки (например, постукивание), то, скорее всего от гильзы, в которой расположена катушка, отпало несколько витков или вся обмотка. Это можно исправить, заново намотав обмотку.
Также важно внимательно осмотреть звуковую катушку, которая расположена внутри динамика и выглядит как намотанный спиралью провод. Эта катушка должна иметь ровную, аккуратную обмотку, без переплетений и случайных нахлестов, изломов, разрывов и других механических повреждений.
Если механические дефекты все же обнаружены, катушку следует заменить. Неправильную обмотку (неровную или с нахлестом) можно самостоятельно, аккуратно перемотать.
Для проверки правильности перемотки катушки достаточно несколько раз прослушать две-три хорошо знакомых песен. Во время прослушивания нужно акцентировать внимание на громкости (как минимальной, так и максимальной), качестве звука (отсутствие посторонних шумов) и переходах звука.
Проворачивания диффузора также помогут обнаружить дефекты. Если при выполнении этого действия слышны скрежет, треск или шорох, то, скорее всего, возле магнитного зазора находится посторонние предметы, например, металлолом случайно попавший при сборке и другой мусор. Исправить то можно просто чисткой динамика.
Если диффузор проворачивается с трудом или вообще не крутится, то проблема заключается в сместившейся катушке или гильзе, а также смещение керна что в свою очередь приводит к заклиниванию гильзы. Данную проблему можно исправить, разобрав динамик и установив эти детали в правильное положение.
Электронную начинку динамиков можно проверить тестером, омметром или любым другим устройством для измерения электрического сопротивления.
Для этого необходимо мультиметр включить в режим замера сопротивления и померить данную характеристику динамика. Для полифонических динамиков сопротивление в среднем составляет 8 Ом, а для слуховых – порядка 30 Ом.
В случае, если измерительное устройство не показывает каких либо данных, значит что повреждена проводка динамика, а если она целая то проблема заключается в обрыве катушки. Поврежденную проводки или катушку с обрывом нужно заменить на новые.
Для проверки целостности непосредственно катушки, при помощи мультиметра необходимо прозвонить ее. В этом режиме щупы тестера присоединяются к контактам динамика.
Если на дисплее мультиметра показано значение больше 0, то звуковая катушка целая, а если это значение равно 1 то в катушке произошел обрыв и в этом случае ее необходимо заменить.
После проверки электроники стоит проверить качество сборки диффузора и гофра. Для этого динамиком необходимо воспроизвести инфранизкие частоты. Это позволит обнаружить некачественную склейку гофра и диффузора.
В последнюю очередь стоит проверить качество работы динамика при помощи генератора частот. Данная проверка динамиков должна выполняться в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Отсутствие хрипов и искажений будет означать, что динамик работает исправно и качественно.
Данные методы помогут решить задачу такую как проверка динамика мультиметром.