Kako ugotoviti impedanco zvočnika in razumeti ohme zvočnika

Samoumevno se nam zdi, da nekateri stereo sistemi in ojačevalniki potrebujejo 2, 4 ali 8 ohmske zvočnike za pravilno delovanje. Kaj pa je impedanca zvočnika?

In kako lahko ugotovite impedanco zvočnika, če je ni na zvočniku ali pa je ne najdete?

Odlična novica – ni tako težko! V tem koristnem članku bom razložil, kako deluje impedanca zvočnika, kako lahko izmerite impedanco zvočnika (Ohmi) in še veliko več.

Na voljo je tudi priročna tabela ohmov zvočnika, ki vam pomaga ugotoviti, kakšno impedanco mora zagotovo vedeti vaš zvočnik.

Kako ugotoviti impedanco zvočnika

Oglejmo si glavne ideje, preden gremo v podrobnosti, ko podrobneje obravnavam vsako temo.

Kako najti impedanco zvočnika

• Če ocena ohmov (impedanca) ni na voljo na zvočniku, morate izmeriti impedanco zvočnika s testnim merilnikom, nastavljenim na funkcijo ohmov (upor). To bo dalo odpornost glasovne tuljave, ki vam bo omogočil določitev kategorije impedance zvočnika. (za več podrobnosti glejte spodaj)
• Impedanca zvočnika je običajno navedena na magnetu zvočnika, embalaži in/ali škatli ter specifikacijah. Vendar to ni vedno tako, saj je odvisno od proizvajalca in modela.
• Skupna impedanca se spreminja s frekvenco, saj zvočniki ne delujejo kot upori, temveč imajo induktivnost, ki nasprotuje toku toka, ko frekvenca zvočnega signala narašča. Impedanco lahko izračunate na podlagi tukaj vključenih formul. Opomba: tega ne boste potrebovali samo za določitev splošnega obsega impedance vaših zvočnikov.

Na kratko,če vaš zvočnik nima nikjer navedene impedance ali ne najdete proizvajalčevih specifikacij, je najbolje, da jo izmerite. Tako ste lahko 100 % prepričani in se izognete težavam s stereom, ojačevalnikom in kretnicami.

Ti zagotovo ne želite uporabljati zvočnika z nižjo impedanco od pričakovane, saj lahko trajno poškodujete stereo ali ojačevalnik!

Kaj je impedanca zvočnika? (Razložene ocene ohmov zvočnikov)

Upor zvočnika, merjen v ohmih, je skupni upor glasovne tuljave proti toku električnega toka, ko deluje z glasbenim signalom.

Za razliko od standardnih električnih vodnikov žično navitje glasovne tuljave tvori zanko, ki ima električno lastnost, imenovano induktivnost. Induktivnost se razlikuje od upora, saj se spreminja s spremembo frekvence. To se imenuje induktivna reaktanca.

Kako deluje impedanca zvočnika?

Magnetna polja nastanejo, ko tok teče skozi tesno navito žično tuljavo. Ta polja imajo nasprotje (upor, imenovan tudi reaktanca). ) na tok, ki teče skozi žico tuljave. (Podobno imajo to tudi številne druge električne komponente, kot so motorji).

Zaradi načina delovanja induktivnosti in vključene fizike »impedanca« zvočnika (skupni upor) ni preprost seštevek upora in induktivne reaktanse skupaj.

Namesto tega se impedanca zvočnika ugotovi iz algebraične vsote (kvadratni koren vsote kvadratov) žične upornosti tuljave in induktivne reaktanse.

Induktivna reaktanca je običajno zapisana kot "Xl", izgovorjena kot "X sub L" in se meri v enotah ohmov tako kot upor. Induktivnost se meri z enoto, imenovano "Henrie" in običajno označeno s "H":"uH" za mikroHenries, "mH" za milliHendries in tako naprej.

Kako izračunati impedanco zvočnika

Če ste matematik, si lahko tukaj ogledate, kako se izračuna impedanca zvočnika. Kot sem omenil, je to geometrijska vsota upora v navitju bakrene žice in induktivne reaktanse pri dani frekvenci.

Najpomembnejša stvar, ki jo morate razumeti o impedanci zvočnikov, je:

• Upor zvočnika je vedno enak ali večji od upora žice glasovne tuljave. To lahko izmerite z ohmmetrom.
• Število impedance na zvočniku je splošna smernica za združljivost, ne točno tisto, kar meri zvočnik.
• Upor se nekoliko spremeni (se dvigne), ko se frekvenca predvajanja poveča.

Pravzaprav, če bi uporabili preskusni merilnik za merjenje ohmov (impedanca) zvočne tuljave na zvočniku, bi ugotovili odčitek približno 3,2-3,6 ohmov ali tako za 4-ohmski zvočnik in 6 ohmov ali več za 8 ohmski zvočnik.

Primer izračuna impedance zvočnika

Vzemimo primer. Uporabili bomo primer zvočnika in specifikacije iz resničnega sveta, nato pa izračunali.

Primer parametrov za uporabo iz pravega zvočnika za upor glasovne tuljave (Re) in induktivnost navitja (Le).

Primer izračuna impedance zvočnika z uporabo 1kHz kot frekvence:

1. Izračunajte induktivno reaktanco:
   Xl =2*Pi*Le*frekvenca:2*3,14159*,000280*1,000 =1,759 Ohmov (Ω)
2. Poiščite skupno impedanco (predstavljeno z »Z«): Poiščite kvadratni koren vsote kvadratov Re in Xl :
   Z =√[ ( (3,0)^2 + (1,759)^2 ] =3,142 ohmov (Ω)

Zato je za naš primer zvočnika skupna impedanca pri 1 kHz 3,142 Ω, kar je le malo več od lastnega upora glasovne tuljave.

To je zato, ker (1) ima večina zvočnikov zelo majhno količino induktivnosti in (2) zvočniki delujejo v zvočnem območju in ne višje od 20 kHz, kar pomeni, da bo induktivna reaktanca omejena.

Upor zvočnika zaradi resonančne frekvence

To ne pomeni, da zvočniki nikoli imajo visoko impedanco. Pravzaprav je pri njihovi resonančni frekvenci, kjer se obnašajo drugače, lahko impedanca OGROMNA! Pravzaprav kar 50 ohmov. Vendar je to posebna tema.

(Opomba:kot vidite iz specifikacij vzorca zvočnika, nam parameter »Fs« pove, da je resonančna frekvenca 84,8 Hz, kjer se to zgodi za ta določen zvočnik)

Kako izmeriti impedanco zvočnika

Na tej sliki lahko vidite primer, kako izmeriti impedanco zvočnika z ohmmetrom ali katerim koli standardnim preskusnim merilnikom, nastavljenim za merjenje upora v ohmih. To storite tako, da ga nastavite na najnižje območje, ki meri enote 1, 0–10, 0–20 ali samodejno določanje obsega, in merilnik ga bo ustrezno izmeril. Vodnike merilne sonde trdno držite ob čisti kovini na sponkah zvočnikov z odstranjeno žico zvočnika.

Za merjenje impedance zvočnika boste potrebovali multimeter (testni merilnik z več funkcijami) ali namenski merilnik ohmov (upora).

Uporabite naslednje korake:

1. Vklopite merilnik in ga nastavite za merjenje ohmov na najnižjem območju. To je pogosto razpon x1, 0–10, 0–20 ali nastavitev samodejnega razvrščanja.
2. Odklopite eno ali obe žici zvočnika od zvočnika, da se izognete napačnim odčitkom zaradi drugih uporov, ki so morda povezani z njim.
3. Sonde trdno držite ob priključkih zvočnikov na čistem, golem kovinskem mestu. Merilnik bi se moral hitro doseči na odčitek. Merilnik bo pokazal upor zvočne tuljave v zvočniku.
4. Uporabite izmerjeno vrednost za določitev najbližje približne impedance zvočnika (za pomoč si oglejte mojo tabelo spodaj).
5. Za zvočnike znotraj omare ali ohišja, kot so 2-stezni zvočniki, so morda v uporabi križanci, ki lahko z nekaj izjemami motijo ​​to branje. Vendar pa v mnogih primerih vseeno dokaj dobro izmerite upor nizkotonca.

Pomembna stvar, ki jo morate upoštevati, je, da ne boste merili natančno 4 ohme, 8 ohmov itd. Zvočnikom je dodeljena impedanca za stereo namene, ki je približna – ali blizu – temu, kar boste izmerili s testnim merilnikom.

Opomba: Zvočniki, kot so visokotonci, s kondenzatorjem, povezanim z njimi, bodo delovali kot odprt tokokrog in bodo motili vaše meritve.

Oglejte si moje spodnje opombe, kako jih pravilno izmeriti.

Izbira pravilnega razpona upora (Ohm) za zvočnike

Prikazano je nekaj primerov nastavitev razpona upora testnega merilnika, ki se uporabljajo za tipične testne merilnike.

Kot sem že omenil, je pomembno, da pri merjenju impedance zvočnika uporabite pravilno območje upora na merilniku. To je zato, ker napačna nastavitev morda ne bo prikazala ničesar ali pa vam bo dala napačno predstavo, da morda zvočnik piha, čeprav ni.

Če niste prepričani, preverite priročnik testnega merilnika. Številni sodobni digitalni merilniki imajo pogosto samodejno nastavitev, ki se samodejno prilagodi meritvi ohmov, ki jo zazna, in ustrezno prikaže odčitek in decimalna mesta. Drugi merilniki zahtevajo, da pravilno območje izberete ročno.

Na splošno velja, da uporabite najnižje območje, ki vključuje 0–10 ohmov (ali podobno), nato pa po potrebi povečajte.

To skoraj nikoli ne bi smelo biti zgodi – toda v primeru slabe povezave, pregorelega (ali skoraj pregorelega) zvočnika se lahko zgodijo čudne stvari in morda dobite odčitek, ki je daleč zunaj normalne impedance zvočnika.

Po mojih izkušnjah pa je to zelo redko.

Ko opravite meritev, uporabite mojo tabelo impedance zvočnikov, da poiščete naslednjo najbližjo navedeno vrednost impedance zvočnikov.

Kako izmeriti impedanco zvočnika, ko je kretnica

Visokotonci so ena najpogostejših vrst zvočnikov s kretnico. Če želite na njih izmeriti impedanco zvočnikov, boste morali postaviti sonde merilnika okoli kondenzatorske kretnice. V nasprotnem primeru bo odčitek odprt tokokrog ali veliko previsok.

Merjenje impedance zvočnikov, kjer se uporabljajo kretnice, je nekoliko težavno. To je zato, kerkondenzatorji, ki so običajno na visokotonskih zvočnikih kot visokofrekvenčni filter, pri merjenju upora delujejo kot odprto vezje.

Očitno je to težava, saj nikoli ne boste dobili pravilnega odčitka, če uporabite testne kable na ožičenju zvočnikov.

Da bi se temu izognili, izmerite okoli kondenzator, če se uporablja, ki je običajno na pozitivnem priključku zvočnika. Potem bi morali dobiti pravilno branje.

Pri 2-steznih zvočnikih v mnogih primerih na nizkotoncu ni uporabljena kretnica. V nekaterih primerih je z njim v seriji induktor. Dobra novica je, da upor neposrednega branja prek zvočnika in induktorja ne pomeni velike razlike – induktorji imajo majhno vrednost upora. Pravzaprav so običajno v miliomih (tisočinkah ohmov), kar je skoraj nič.

Enako velja za dvosmerne križance. Če sledite zgornjemu diagramu, je vaša glavna skrb izogibanje merjenju med kondenzatorji.

Tabela primera impedance zvočnika (uporaba z meritvami zvočnika)

8-ohmski zvočnik bo v resničnem svetu imel izmerjen upor manj kot njegova vrednost 8 ohmov. To je normalno in je posledica tega, kako je zvočnik izdelan. Zvočniki nimajo natančnih vrednosti impedance, temveč bodo spadali v splošno območje, ki je blizu njihovi oceni. To območje lahko uporabite za prepoznavanje njihove impedance, če je ne poznate.

Če želite uporabiti to tabelo, opravite meritev upora zvočnika, ki ste jo dobili iz prejšnjih navodil, in jo uporabite za primerjavo z meritvami tukaj. Videli boste, da bi moral vaš zvočnik ustrezati standardom impedance zvočnikov, ki se običajno prodajajo.

Tabela merjenja impedance zvočnika

Merilno območje zvočnikov*	Ocena impedance zvočnika
3,1–4,0 ohmov	4 ohm
6,0-8 ohmov	8 ohmov
1,2-2 ohma	2 ohma
4,0-6 ohmov	6 ohmov
0,5-1,0 ohmov	1 ohm**
12-16 ohmov	16 ohmov**

*(To je približen razpon in bi moral pokrivati ​​skoraj vse zvočnike, vendar se lahko nekoliko razlikuje)
**(1 ohm je redek, vendar ga je mogoče najti v nekaterih avtomobilskih stereo izdelkih, kot so vrhunski ojačevalni sistemi Bose. 16 ohmski zvočniki lahko včasih se uporabljajo za domače ali druge sisteme zvočnikov, vendar niso zelo pogosti)

Kaj se zgodi, če je impedanca mojega zvočnika prenizka ali previsoka?

Ta graf prikazuje, kaj se zgodi, ko zvočnik z višjo impedanco uporabimo z ojačevalnikom ali stereo zvočnikom z nižjo impedanco. Kot kaže ta primer, uporaba 8-ohmskega zvočnika namesto 4-ohmskega pomeni, da bo razvil 1/2 moči in posledično nižjo glasnost kot 4-ohmski zvočnik.

Uporaba zvočnika, ki se ne ujema s stereo sistemom ali ojačevalnikom, za katerega je ocenjen, ima lahko razmeroma majhne – ali celo grozne – rezultati glede na primer, o katerem govorimo:

• Uporaba zvočnika z višjo impedanco ne bo poškodovala opreme. Rezultat bo nižja razvita moč in s tem manjša možna glasnost. Lahko pa povzročite tudi težave s križanji zvočnikov.
• Uporaba zvočnika z impedanco, ki je nižja od določene, bo povzročila ekstremno vročino in celo trajno poškodbo radijskih sprejemnikov ali ojačevalnikov ker bo trenutni izhod veliko večji od tistega, za kar je zasnovan.

Na primer, če bi uporabili 8 ohmske zvočnike namesto 4 ohmskih avtoradio zvočnikov, ne boste ničesar poškodovali, saj bo do zvočnika steklo manj toka. Težava bo (čeprav bo sicer dobro delovala) v tem, da bo skupna razpoložljiva moč 1/2 moči 4-ohmskega zvočnika.

Ohmov zakon in moč zvočnika

Radio ali ojačevalnik je zasnovan tako, da oddaja določeno raven napetosti za določeno glasnost, zato zvočniki z višjo impedanco ne bodo imeli enake moči na voljo pri isti ravni glasnosti. To je zato, ker je moč zvočnika odvisna od razpoložljive napetosti.

Z električnimi formulami, imenovanimi Ohmov zakon, je P (moč, v vatih) =napetost^2/R (ohmi zvočnika)

Za nizko glasnost (2 V izhod iz ojačevalnika) bi imel 4 ohmski zvočnik na voljo 1 W moči. 8 ohmski zvočnik pa bi imel samo 1/2 W. To pomeni, da pri enaki glasnosti ojačevalnika ali radia zvočniki z višjo impedanco ne morejo proizvesti enake glasnosti.

Kako impedanca zvočnika vpliva na zvok?

Uporaba napačne impedance zvočnika lahko vpliva na zvok na več načinov:

• Če kombinirate na primer 4-ohmske visokotonce z 8-ohmskimi nizkotonci, se ne bodo ujemali in na neki točki ne bodo zveneli pravilno, ko se moč poveča, ker njihove glasnosti ne bodo enake.
li>
• Uporaba napačne impedance zvočnikov s kretnicami zvočnikov ima lahko zelo velik vpliv na frekvenco kretnice (močno se bo premikala) in dramatično vplivala na izhod zvoka. Vaši zvočniki ne bodo zveneli pravilno, lahko imajo veliko več popačenj in na splošno bodo veliko manj prijetni za poslušanje.

Kaj se zgodi z avtoradiom, če ima zvočnik nižjo impedanco, kot je ocenjena za stereo?

Uporaba zvočnika z nižjo impedanco, kot je ocenjena za vaš stereo ali ojačevalnik, je grozna ideja in je nikoli ne bi smeli storiti! To je zato, ker ni zasnovan za obvladovanje prevelike količine toka, ki ga bo moral zagotoviti zaradi zmanjšanega upora nižje impedance zvočnika.

Če imate srečo, bo enota prešla v "zaščitni način", v katerem se izklopi, dokler stanje ni odpravljeno in je varno delovati. Vendarpo mojih izkušnjah veliko elektronike postane izjemno vroče in lahko prežge svoje izhodne tranzistorje, kar pomeni, da so trajno poškodovani.

Ne tvegajte! Vedno preverite najmanjšo ohmsko vrednost vaše opreme in jo upoštevajte. Nikoli predvidevamo, da se bo ojačevalnik, radio ali sprejemnik itd. lahko zaščitil pred poškodbami.

Upor zvočnikov in kretnice – da, pomembno je!

Križnice so zasnovane za določeno impedanco zvočnikov. Spreminjanje impedance zvočnikov pomeni, da spremenite njihovo delovanje in premaknete frekvenco križanja, kar povzroči slabši zvok in morebitno dodajanje popačenja, ki ga prej ni bilo.

Pri uporabi kretnic zvočnikov je res pomembno razumeti, da ne morete spremeniti obremenitve zvočnikov (impedance zvočnikov, ki jih vidijo povezane), saj rezultati ne bodo dobri.

Če zamenjate 4-ohmski zvočnik z 8-ohmskim ali obratno, boste imeli ogromno vpliv na zvok, ker se bo mejna frekvenca križanja močno spremenila, ker je kritično odvisna od uporabljene obremenitve zvočnika.

Kot splošno pravilo:

• Podvojitev impedance zvočnika bo prepolovila (zmanjšala) frekvenco križanja.
• Če prepolovite impedanco zvočnika, boste podvojili (dvignili) mejno vrednost frekvence.

Pri visokotoncih povečanje impedance visokotonca pomeni, da boste dovolili več nizkih in srednjih tonov, kar bo povzročilo slab zvok, saj visokotonci ne morejo ustvariti teh razponov. Za nizkotonce to pomeni uvedbo slabo zvenečih srednjih ali visokih tonov, za katere niso primerni.

V obeh primerih si zapomnite, da se frekvenca križanja spreminja obratno sorazmerno z obremenitvijo zvočnikov, ki ste jo povečali ali zmanjšali.

Opomba: Pri zmanjševanju glasnosti visokotonskega zvočnika bo uporaba L-pad ali ustrezno oblikovanega omrežja uporov L-pad pravilno vzdrževala obremenitev zvočnika, ki jo vidi kretnica, tako da ne bo vplivala na zvok.

Več odličnih člankov o govornikih, ki vam bodo všeč

Oglejte si moje druge članke, saj sem prepričan, da boste našli kaj koristnega!

• Ugotovite, kako zvočniki delujejo tukaj z odličnimi diagrami, slikami in lahko razumljivimi informacijami.
• Želite bolje razumeti prehode? Ugotovite, kako delujejo križanci v tem koristnem vodniku.
• Tukaj je odličen vodnik za razlago, kaj so visokotonci in kaj počnejo.
• Potrebujete pomoč pri ožičenju zvočnikov? Oglejte si moj priljubljen vodnik po shemi ožičenja zvočnikov.