Kaj se zgodi, če na kretnici uporabim zvočnik z drugačno impedanco? Lahko?

Ste se kdaj vprašali, kaj r dobro se zgodi, če uporabljate zvočnik z drugačno impedanco s kretnico zvočnikov? To je odlično vprašanje!

Izkazalo se je, da impedanca zvočnika (Ohmi) vpliva na delovanje kretnice zvočnikov in vpliva na zvok. Vse bom podrobno razložil tako, da bo vsak razumel.

Kaj je kretnica zvočnikov? Kaj počne crossover?

Zgoraj: Tipičen avtomobilski križanec z stereo zvočniki z označenimi glavnimi deli. Spodaj: Tipičen domači stereo zvočniški crossover, ki je izjemno podoben. (Ti so običajno nameščeni v ohišju zvočnikov.) Oba uporabljata kondenzatorje in induktorje za oblikovanje križnih filtrov in nadzor zvoka, poslanega visokotoncem, srednjetonskim zvočnikom ali nizkotoncem za najboljšo kakovost zvoka.

Crossoverji za zvočnike se pogosto imenujejo "pasivni" crossoverji, ker prepuščajo signale brez potrebe po napajanju za razliko od elektronskih ("aktivnih") crossoverjev. Delujejo z pasivno komponente:kondenzatorji in induktorji.

Križnica zvočnikov je električno vezje, ki uporablja induktorje in kondenzatorje za filtriranje signala zvočnikov in njegovo razdelitev med 1 ali več izhodov. Izhodi so odvisni od frekvenčnega odziva uporabljenih zvočnikov.

Od elektronskih kretnic se razlikujejo po tem, da so namesto povezave na signalno pot (kabli RCA, na primer) kretnice zvočnikov povezane z izhodom ojačevalnikov ali stereo naprav. Zvočniki se nato povežejo s priključki za zvočnike kretnice.

Ena najpogostejših vrst zvočniških kretnic, ki se danes uporabljajo:2-sistemska kretnica zvočnikov 2. reda z visokotonskim in srednjetonskim/nizkotonskim izhodom. Induktorji so predstavljeni s simbolom "L", kondenzatorji pa s simbolom "C". Križalniki zvočnikov delujejo tako, da ločijo zvok, poslan v določene zvočnike, za izboljšan zvok, nižje popačenje in nadzor nad uporabo zvočnikov. Na primer, blokirajo nizke tone, ki jih visokotonci ne morejo proizvesti, in visoke tone, ki jih nizkotonec ne more dobro proizvesti.

Induktorji in kondenzatorji imajo nekaj res zanimivih (in res uporabnih!) lastnosti, ko skozi njih teče električni zvočni signal:

• Induktorji so tuljave žice, ki imajo večjo odpornost (v tem primeru imenovano impedanca) za visokofrekvenčni signal kot nizkofrekvenčni signal. Zato filtrirajo višje zvočne frekvence, ko so povezani zaporedno.
• Kondenzatorji imajo večjo "odpornost" proti nizkofrekvenčnemu signalu kot visokofrekvenčni signal, ko so v seriji. Nižja kot je frekvenca, manj signala lahko preide.

Ko ima kondenzator ali induktor signal prek določenega frekvenčnega območja, imenovanega crossover frekvenca, kotna frekvenca, ali mejno frekvenco, količina signala, ki ga prepušča, se zmanjša, zaradi česar deluje kot filter.

To pomeni, da bo zvočnik prejemal vedno manj signala zvočnika, ki ga želimo blokirati, kar bo zmanjšalo izhodno glasnost tega neželenega obsega zvoka. Pomembno je razumeti, da je frekvenca, pri kateri se to zgodi, odvisna od priključene impedance zvočnika (obremenitev v ohmih).

Vrstni red zvočniških križanj (nakloni) in zasnove

Pri uporabi v seriji z visokotoncem kretnica filtrira škodljive in popačene nizke tone, ki jih ne more obvladati . Ko se uporablja sam, je en sam kondenzator kretnica 1. reda (enostopenjska) z naklonom -6 dB na oktavo – najosnovnejša raven.

Crossoverji so v različnih izvedbah za različne vrste prilagajanja zvoka in ravni zmogljivosti, vendar vsi delujejo na enak osnovni način. Zasnovani so z »ukazi« ali stopnjami, ki, ko jih dodamo, še izboljšajo njihovo filtriranje pri blokiranju neželenih zvokov, da bi dosegli zvočnike.

Tukaj je na primer seznam pogostih križanj vrstnega reda, ki jih boste pogosto videli:

• 1. vrstni red:Ni zelo strm -16 dB/oktavo), sestoji iz enega samega kondenzatorja ali induktorja v seriji z zvočnikom.
• Drugi vrstni red:boljše filtriranje -12 dB/oktavo z uporabo DVEh komponent za vsak zvočnik.
• 3. vrstni red:še boljši, s filtriranjem -18 dB/oktavo, z uporabo TRIH komponent za vsak zvočnik.

Crossover filtri so vedno večkratniki 6 decibelov (dB) zaradi načina delovanja komponent. »Strmejši« (višji) vrstni red prehoda samo pomeni, da je bolj učinkovit pri blokiranju obsega zvočnih frekvenc, za katere ne želimo, da dosežejo zvočnik.

Kaj je impedanca zvočnika? Kako deluje impedanca zvočnika?

Upor zvočnika je skupni količina upora, ki jo ima zvočnik zaradi upora njegove žične tuljave in induktivnost zanke žične tuljave. Impedanca je ocenjena v enotah upora, imenovanih ohmi.

Tako kot ne morete imeti kratkega stika na bateriji, ojačevalnik ali stereo potrebuje nekaj velikost impedance obremenitve zvočnika, da omejite količino električnega toka, ki ga poskuša zagotoviti radio ali ojačevalnik.

Za razliko od ravne žice, ki poteka od ene točke do druge, ko priključite napajanje, navitje žice glasovne tuljave tvori zanko, ki ima električno lastnost, imenovano induktivnost. Induktivnost se nekoliko razlikuje od upora, saj se spreminja s spreminjanjem frekvence. Imenuje se induktivna reaktanca.

Za skoraj vse zvočnike to pomeni, da se dejanska impedanca (celotni upor) med predvajanjem glasbe dejansko nekoliko spremeni.

Ko govorimo o impedanci zvočnikov, največkrat mislimo na kategorijo (splošno območje ohmov) zvočnika, ki se uporablja za ujemanje z domačimi ali avtomobilskimi stereo ojačevalniki.

Meritve upora, v enotah Ohmov , so včasih prikazani z uporabo grškega simbola Omega:»Ω«

Kako deluje impedanca zvočnika?

Ko glasbeni signal (sestavljen iz izmeničnega toka) poganja zvočnik, ustvarja magnetna polja, ko električni tok teče skozi tesno navito žično zvočno tuljavo. Zanimivo je, da tuljava žice okoli sebe razvije magnetna polja, ki se upirajo toku toka, ko se to zgodi.

Od tod izvira od frekvence odvisen del impedance zvočnika.

(To se dogaja tudi pri drugih električnih napravah, kot so motorji, tuljave vžigalnih svečk motorja in drugo. Ukvarjajo se tudi z električnim uporom, ko se uporablja izmenični tok (AC).)

Kaj se zgodi, če na kretnici uporabim zvočnik z drugačno impedanco?

Diagram, ki prikazuje, kaj se zgodi, ko spremenite ohmsko obremenitev zvočnika, povezanega s kretnico:premik kretnice pojavi. To pomeni, da se frekvenca, pri kateri deluje, spremeni, ker je bil zasnovan za drugačno impedanco zvočnika.

Crossover premik pri uporabi različnih impedančnih zvočnikov

Kot sem že omenil, kretnice zvočnikov temeljijo na delih (kondenzatorjih in induktorjih), ki delujejo kot filtri glede na obremenitev zvočnikov, na katero so priključeni. Zaradi tega ko spremenite impedanco zvočnika, spremenite frekvenco križanja in zvok.

Po tem boste morda opazili več težav:

• »Oster« zvok iz nizkotoncev ali srednjetonskih zvočnikov. Visokotonci lahko zvenijo popačeno in začnejo "razpadati" pri nižji glasnosti, kot so bili včasih.
• »Tanka«, slaba kakovost glasbe.
• Vrzeli v zvočnih razponih, ki bi jih morali slišati.

Križnice zvočnikov se lahko uporabljajo samo z impedanco zvočnikov so zasnovani za, sicer ne bodo zveneli enako.

Na primer, uporaba križanca domačega zvočnika 8 ohmov s 4 ohmskim avtomobilskim zvočnikom ne bo delovala pravilno. To je zato, ker so bile delne vrednosti izbrane samo za eno impedanco. Ko to spremenite, dramatično spremeni frekvenco križanja!

Kaj se zgodi s kretnico, ko prepolovim impedanco zvočnika?

Ko spremenite impedanco zvočnika, priključenega na kretnico zvočnika, lahko to bistveno premakne mejno frekvenco kretnice. Splošno pravilo:

• Prepolovitev impedance zvočnika (npr.:8 ohmov na 4 ohme) podvoji frekvenco križanja (npr.:3,5 kHz preide na 7 kHz)
• Podvojitev impedance zvočnika (npr.:8 ohmov na 16 ohmov) prepolovi frekvenco križanja (npr. 3,5 kHz preide na 1,75 kHz)

Tega ne želimo, ker omogoča, da se zvočnikom pošlje obseg zvoka, za katerega niso primerni, in zveni slabo. V primeru visokotonskih zvočnikov so nizki in srednji toni slabi, ker jih ne morejo pravilno proizvesti. Pravzaprav se po določeni stopnji moči visokotonci lahko poškodujejo, če jih močno poganjajo nizke frekvence.

Podobno mnogi nizkotonci ne morejo dobro proizvajati visokofrekvenčnih zvokov in lahko zvenijo grozno.

Običajno, če spremenite ohmsko obremenitev zvočnika, boste morali zamenjati tudi kretnico zvočnika, da bo ustrezala ohmski obremenitvi.

Vendar pa obstaja rešitev, ki ponuja nekaj upanja ...

Kako lahko uporabim zvočnike z drugačno impedanco? Ali je mogoče?

Odlična novica je, da je mogoče je uporabiti drugačno impedanco zvočnikov s kretnico zvočnikov, za katero ni zasnovan! Vendar boste morali sprejeti nekaj kompromisov.

Kako uskladiti drugačno impedanco zvočnika s kretnico

To je pravzaprav zelo preprosto! Za uskladitev impedance zvočnika s kretnico:

1. 1. primer:zvočnik z nižjo impedanco: Dodate lahko upor zaporedno z zvočnikom, da dosežete skupno ohmsko obremenitev, ki jo potrebuje križanec. Potrebovali boste upor z zadostno močjo (imenovan »napajalni« upor), da preprečite pregrevanje (glejte spodaj).
2. 2. primer:zvočnik z višjo impedanco: Vzporedno z zvočnikom lahko dodate upor, da zmanjšate skupno ohmsko obremenitev na tisto, kar potrebuje crossover.

Primeri:

• 8-ohmski zvočnik lahko uporabite s 4-ohmsko kretnico, tako da z njim vzporedno povežete 8-ohmski upor. Končni rezultat je 8 ohmov/2 =4 ohme, ki jih bo videl križanec.
• 4-ohmski zvočnik lahko uporabite z 8-ohmsko kretnico, tako da ga zaporedno povežete s 4-ohmskim uporom. Končni rezultat bo skupno 8 ohmov, ki jih bo videl križanec.

Kaj je močnostni upor?

Primeri močnostnih uporov, ki se pogosto uporabljajo z zvočniki. V nasprotju z majhnimi upori, ki se uporabljajo v elektroniki, lahko ti prenesejo veliko več energije in ne bodo zgoreli zaradi vročine. Na voljo so pri dobaviteljih elektronike, vključno s prodajalci komponent zvočnikov.

Močnostni upor je le upor večje velikosti, ki prenese veliko več energije in toplote kot majhni, ki se običajno uporabljajo na elektronskih ploščah. Pravzaprav so tudi dokaj poceni (približno 5 USD za 2 do 4 v paketu) in se običajno uporabljajo za projekte zvočnikov po meri.

Za sisteme zvočnikov priporočam, da uporabite enega z nazivno močjo 25 vatov ali več, da se prepričate. Pri avtomobilskih stereo sistemih pa se lahko pogosto izognete s približno 10 W do 15 W.

Pomanjkljivosti uporabe uporov za ujemanje križanca

Kot sem že rekel, ni brez kompromisa. Odvisno od primera, s katerim imate opravka, se boste morali sprijazniti z nekaj stvarmi:

• Če dodate upor v serijo z zvočnikom, boste zmanjšali največjo moč in glasnost, ki sta mu na voljo. V primeru 4-ohmskega zvočnika in 4-ohmskega upora to pomeni, da boste izgubili 3 dB glasnosti ( majhen količina), vendar bo moč vedno 1/2 tiste, ki je bila včasih.
• Dodajanje upora vzporedno z zvočnikom pomeni, da bo moč razdeljena med oba. V primeru 8 ohmskega upora, vzporednega z 8 ohmskim zvočnikom, bo vsaka stran prejela 1/2 moči, ki je bila prej poslana enemu zvočniku. (Npr.:50 W ojačevalnik bi zdaj zvočniku zagotovil največ 25 W)

Običajno priporočam uporabo pravilne kretnice, a če ste "v stiski", je ta rešitev odličen način, da zvočniki delujejo in še vedno dobro zvenijo.

Dodatno branje za ogled

Ne zamudite mojih drugih zanimivih člankov:

• Nižja impedanca zvočnika je lahko težava – tukaj je opisano, zakaj je nižja impedanca zvočnika slaba.
• Več o delovanju zvočnikov tukaj.
• Glasni visokotonci so nadležni! Tukaj je opisano, kako na pravi način zmanjšate glasnost visokotonca.

Tukaj si oglejte mojo celotno zbirko člankov z navodili in informacijami.