Приветствую самодельщиков и звуколюбов!
В этой статье пройдемся по важному, но многими недооцененному параметру как фазовый угол.
Итак! Данные фазового угла обычно представлены на графике импеданса и измеряется он, теми же средствами что и импеданс, т.е. он всегда «идет рядом» с графиком импеданса и измерительные программы всегда его «рисуют». Для чего он нужен и почему он так важен? Давайте вспомним сам ИМПЕДАНС и его график.
Вспомним, что динамик (или акустическая система) – это РЕАКТИВНАЯ нагрузка на усилитель. Это означает, что он имеет сопротивление по постоянному току (Re), и большую часть времени он также имеет либо емкость, либо индуктивность. Это могут быть даже НАСТОЯЩИЕ конденсаторы и катушки индуктивности потому как они являются компонентами пассивного фильтра в АС или просто электрический эквивалент движущейся массы (диффузоры динамиков) и возвращающих сил (подвес диффузора, давление воздуха и т. д.), если речь идет об отдельно взятом динамике. Поэтому глядя на график фазового угла можно заметить, что он колеблется как в плюсовую область, так и минусовую относительно оси Y (правая сторона) . Теперь.... Если простым языком и коротко… вся область графика расположенная вверху частотной оси – это индуктивная нагрузка, а область расположенная снизу является емкостной нагрузкой. Но нас больше всего интересует емкостная, потому что именно на ней могут «спотыкаться» многие усилители и терять мощность в нагрузке. Вероятно, читая различные журналы по Аудио в которых тестируются промышленные образцы усилителей, вы видели, что авторы этих тестов особым образом обращают внимание на то, как усилитель ведет себя при работе на емкостную нагрузку. Дело в том, что очень ВАЖЕН тот самый показатель фазового угла в градусах. Если он не велик, то усилитель спокойно «переживает этот градус», а вот если он подбирается к -45 (отрицательное значение фазового угла это и есть емкостная нагрузка) град, то это становится критичным и усилитель может вам об этом «сказать», либо подмигивая индикатором перегрузки (если он есть) либо вообще может уйти в защиту на еще относительно небольшом уровне громкости. Ко мне неоднократно приносили на прослушивание самодельные экземпляры АС и мой Musical Fidelity уходил в защиту задолго до своей номинальной мощности. При этом «прозвон» обычным тестером показывал совершенно вменяемые показатели по активному сопротивлению (Re). И только лишь после более детального тестирования импеданса становилось понятно, что в АС были допущены ошибки в проектировании пассивного фильтра. Однако надо отметить, что не все усилители так категорично реагируют на большой фазовый угол. Несомненно, есть экземпляры, которые способны выдержать столь неудобную для себя нагрузку и при этом, НЕ изменив своих качественных показателей.
Есть много систем (АС) у которых график фазового угла очень «не спокоен», но при этом они остаются достаточно качественными с точки зрения звуковоспроизведения. Да! Верно! Однако они представляют для усилителя достаточно сложную комплексную нагрузку. Если ваш усилитель способен это «сдюжить», то нет никаких проблем и выбор за вами и никто вас не осудит, но если у вас ламповый усилитель или усилитель чувствительный к фазовому углу (как мой), то старайтесь все же держать этот параметр на контроле при проектировании своей акустической системы. Программы симуляторы пассивных фильтров всегда показывают расчетный график импеданса и фазового угла. В итоге исходя из возможностей своего усилителя, вы держите на контроле два параметра - провалы импеданса по сопротивлению и значение отрицательного фазового угла.
Вот теперь небольшое пояснение-отступление. Мы садимся и начинаем создавать свою АС. Мы хотим получить спокойную и плоскую АЧХ. Раз! Мы хотим чтобы импеданс не проваливался ниже возможностей нашего усилителя. Два! И мы так же хотим, чтобы наша АС обладала фазовым углом не более -45 град, а лучше вообще держаться подальше от этой цифры. Три! Итого! Еще ничего не началось, :) а уже три важных параметра должны уложиться в определенные рамки и это далеко не предел. Это только начало!
Некоторые разработчики, а если честно, то почти все, вообще не обращают внимания на этот параметр. Вы хотите "пойти" за ними? Я, нет!
Более подробно о фазовом угле, с формулами и выкладками, вы можете прочитать здесь https://sound-au.com/patd.htm. Используйте переводчик и изучайте!
На «сегодня» все! В следующий раз рассмотрим СХЕМУ измерений. Это, вероятно, самая важная часть в проектировании АС, потому как без ОБЪЕКТИВНЫХ измерений наших динамиков, из которых будет состоять будущая АС, просто никуда. Не верьте тому, кто говорит, что «сведет» многополосную АС «на слух»! Поверьте, это просто невозможно. Совмещая «на слух» частотные полосы, вы несомненно получите какой-то результат, но он (результат) всегда будет самой низшей ступенью в ряду возможных вариантов.
До встречи!