Приветствую звуколюбов!
Давайте в этот раз подойдем по ближе к динамикам, то ж все же основа любой акустической системы. И коль уж мы в последствии начнем проектировать свою собственную АС «с чувством, с толком и с расстановкой», то нам все же придется снять параметры каждого динамика с помощью средств объективного контроля. Чуть позже мы поговорим об этих средствах, но начнем с основных параметров, которые нам потребуются для проектировки АС.
Итак! Начнем с ИМПЕДАНСА. Давайте разберемся с этим параметром и научимся его "читать" и правильно использовать.
Что есть импеданс динамика или готовой АС? Прежде всего - это параметр АС (или динамика), который определяет степень нагрузки на усилитель, к которому подключена АС. Импеданс – это по сути сопротивление, которое является нагрузкой на усилитель. А раз это сопротивление, то и измеряется он в Омах. Однако надо сделать несколько пояснений по этому поводу. Сам по себе импеданс складывается из двух "частей". Давайте быстро пройдемся по этим частям.
Первое. Так называемый мотор динамика состоит из магнитной системы и звуковой катушки, помещенной и магнитный зазор. Магнитная система сейчас нас не интересует, поэтому рассмотрим катушку, которая состоит из каркаса на котором намотан, как правило, медный или алюминиевый провод в лаковой изоляции. Длина этого провода , в общем-то не малая и в зависимости от его толщины и удельного сопротивления материала из которого этот провод изготовлен, он будет проявлять себя как АКТИВНОЕ сопротивление. Это значит, что его можно измерить практически любым "тестером". Это не составит труда. Обычно, АКТИВНЫЕ сопротивления звуковых катушек динамиков лежат в пределах от 4 до 8 Ом. Но есть экземпляры динамиков с сопротивлением в 2 Ома или в 16 Ом. Бывает и выше, но это достаточно редкое явление.
Итого: Активное сопротивление динамика можно легко измерить обычным "тестером". Когда мы видим надпись на динамике или в его паспорте Re=4 Ома – это и есть АКТИВНОЕ сопротивление звуковой катушки «по меди». Но есть еще одно сопротивление динамика - РЕАКТИВНОЕ.
Второе. Реактивное сопротивление. Здесь немного сложнее! Придется вспомнить школьный курс физики. Провод, о котором мы говорили выше, НАМОТАН на каркасе звуковой катушки динамика, а это значит, что это уже не просто провод с активным сопротивлением, а КАТУШКА ИНДУКТИВНСТИ. То есть появляется еще один физический параметр этого элемента динамика - это ИНДУКТИВНОСТЬ! А это значит, что при прохождении через нее ПЕРЕМЕННОГО тока ее сопротивление начнет ИЗМЕНЯТЬСЯ в зависимости от ЧАСТОТЫ, которая проходит через эту катушку. Это ОЧЕНЬ ВАЖНО! И вы скоро поймете почему! Импеданс обозначается буквой Z. И если вы видите на своей акустической системе надпись Zmin=4 Ohm - это значит на определенных частотах "сопротивление" громкоговорителя падает до 4 Ом и вы должны быть внимательны к подключению таких АС (или динамика) к своему усилителю. "Готов" ли он работать на нагрузку в 4 Ома.
Так вот возвращаясь к ИМПЕДАНСУ... Просто помните ИМПЕДАНС - это комбинация АКТИВНОГО и РЕАКТИВНОГО сопротивлений оказываемых переменному току, который обеспечивает усилитель.
Еще один ВАЖНЫЙ вывод: ИМПЕДАНС - это ЧАСТОТНОЗАВИСИМОЕ сопротивление. А раз оно частотнозависимое, то можно построить график зависимости сопротивления от частоты. Поэтому существует такое понятие - ИМПЕДАНСНАЯ КРИВАЯ.
Посмотрите, как она выглядит.
Это типичная кривая типичного динамика. Но так как динамики бывают разные по назначению, разные по конструкции, то соответственно будут иметь РАЗНЫЕ параметры и импедансная кривая будет РАЗНАЯ, но суть ее вида одна и та же. На более низких частотах подъем, потом пик, далее спад, немного прямого участка и опять плавный подъем к высоким частотам. Что мы видим на этом графике? Прежде всего, невозможно не заметить пик (горб) на импедансной кривой. На нашем графике по оси Y указано сопротивление, а по оси Х частота. Так вот пик на импедансе располагается на ОСНОВНОМ резонансе ДИНАМИКА! Это Fs - частота резонанса динамика. Заметьте, речь идет именно об одиночном ДИНАМИКЕ, будь то басовый, среднечастотный или высокочастотный динамик. Далее после импедансного пика идет плавный подъем кривой в сторону увеличения реактивного сопротивления. Причина проста. Раз звуковая катушка динамика - это все же КАТУШКА, а значит она имеет свою собственную ИНДУКТИВНОСТЬ, а соответственно ей присуще такой параметр как индуктивное сопротивление. По формуле из школьного курса физики можно понять, что индуктивное сопротивление растет с увеличением частоты проходящей через эту катушку. Отсюда и этот ЧАСТОТНОЗАВИСИМЫЙ подъем по сопротивлению.
Давайте еще раз вернемся к точке резонанса. Что там происходит? Дело в том, что двигаясь в сильном магнитном поле (магнитный зазор) за счет прилагаемого напряжения от усилителя, катушка динамика выступает не только в роли потребителя энергии от усилителя, но и проявляет себя как генератор. Т.е. возникает обратная ЭДС. На основном резонансе (Fs) реактивный эффект, этой обратной ЭДС, заставляет импеданс динамика (Z) многократно возрастать. Отсюда и горб который мы видим именно на частоте резонанса. Еще раз... Fs - это естественный резонанс, при котором диффузор динамика будет вибрировать, при постукиванием по нему пальцем. Это подобно постукиванию по коже барабана. Основная частота резонанса динамика (Fs) измеряется на открытом воздухе ВНЕ всяких акустических оформлений. На частоте Fs диффузор естественным образом вибрирует, почти сам по себе, и поскольку звуковая катушка находится в магнитном поле, он частично вырабатывает электричество. Со стороны усилителя кажется, что сопротивление Z (реактивное сопротивление) звуковой катушки увеличилось. На частоте Fs динамик работает с максимальной эффективностью, требуя наименьшего количества входного сигнала для хода диффузора.
Можно еще много говорить про импеданс, в особенности его влияния на усилитель, ведь это все же НАГРУЗКА. Но пока на этом остановимся. Несколько позже мы рассмотрим еще один, на мой взгляд, очень важный и очень недооцененный, многими самодельщиками, параметр. Фазовый угол! Синяя кривая на нашем графике. В следующей статье «поговорим».
Теперь самое важное! Импедансную кривую можно получить в домашних условиях. Несложная схема и возможность подключения к звуковой карте практически любого компьютера.
Итого…. В следующий раз. Как снять импеданс, схема устройства, рассмотрим фазовый угол громкоговорителя.
Всех благ!