Kakšna je impedanca zvočnika v primerjavi s frekvenčnim odzivom?
Ohmi in impedanca zvočnika so vsekakor lahko zmedena in nekako skrivnostna tema. Rad bi vam pomagal razjasniti vse!
Kakšna je impedanca zvočnika v primerjavi s frekvenčnim odzivom? Kaj je točno impedanca zvočnika? In kaj še morate vedeti?
Vse bom razložil z veliko podrobnosti s koristnimi diagrami in slikami ob poti. Ko boste končali z branjem, boste že skoraj strokovno razumeli!
Kaj je impedanca zvočnika? Razložena impedanca zvočnika
Impedanca zvočnika, merjena v ohmih, je skupni upor zvočne tuljave proti pretoku električnega toka, ko deluje z glasbenim signalom.
Impedanca zvočnika je skupna vsota dveh stvari:
- Odpornost dolgega navitja žice, ki sestavlja zvočno tuljavo.
- Posebna magnetna lastnost, imenovana induktivnost, ki nastane, ko je žica navita v tuljavo.
Ojačevalnik ali stereo zahteva določeno količino impedance obremenitve zvočnika, da omeji količino električnega toka, ki ga poskuša zagotoviti, tako kot pri uporu, ki se uporablja v elektroniki z napajalnikom.
1. Odpornost zvočne tuljave
Na zgornji fotografiji merim impedanco 4Ω zvočnika in moj digitalni merilnik prikazuje njegovo vrednost upora. V tem primeru je to blizu, vendar ne točno 4 Ω.
Ker so narejene iz dolge žice, ima glasovna tuljava zvočnika določeno vrednost upora zaradi same žice. To je običajno le nekaj ohmov. Pri merjenju impedance zvočnika s testnim merilnikom boste merili upornost enosmernega toka (DC), ne induktivnosti, ki ne bo prisotna brez uporabe signala izmeničnega toka (AC).
2. Induktivnost v zvočni tuljavi
Ko je iz radia ali ojačevalnika na glasovno tuljavo dodan izmenični signal, ima navitje žice, ki tvori zavito zanko, električno lastnost, imenovano induktivnost . To ni podobno ravni žici, ki poteka od točke "a" do točke "b."
Ta induktivnost nasprotuje pretoku električne energije, podobno kot upor, in se spreminja z zvočno frekvenco. Ta lastnost, ki je podobna uporu in je prisotna v induktorjih, se imenuje induktivna reaktanca.
Ko govorimo o impedanci zvočnika, največkrat mislimo na kategorijo (splošno območje ohmov) zvočnika, ki se uporablja za ujemanje domačih ali avtomobilskih stereo ojačevalnikov.
Upoštevajte, da so omi včasih predstavljeni z grškim simbolom Omega ali »Ω.«Kakšno je razmerje med impedanco in frekvenco?
Primer diagrama krivulje impedance, izmerjene za 8Ω srednjetonski zvočnik. Opazite, kako se impedanca povečuje z naraščanjem frekvence. To je posledica induktivnosti zvočne tuljave. Induktivna reaktanca (impedanca) je neposredno povezana s frekvenco.
Upor zvočnika v primerjavi s frekvenco
Med frekvenco in impedanco obstaja neposredna povezava:
- Ko se frekvenca poveča, se induktivna reaktanca poveča, kar pomeni, da se poveča impedanca zvočnika.
- Ko se frekvenca zmanjšuje, se induktivna reaktanca zmanjšuje, kar pomeni, da se impedanca zvočnika zmanjša nazaj proti enosmernemu uporu tuljave zvočnika.
Z drugimi besedami, impedanca je premo sorazmerna na frekvenco, kar pomeni, da gre gor ali dol, ko frekvenca narašča ali pada. Impedanca ni preprost seštevek upora žice tuljave in induktivnosti, temveč geometrijska vsota obeh, kot boste videli spodaj.
Upoštevajte, da bo impedanca zvočnika vedno enaka ali večja od upora glasovne tuljave. Ni mogoče imeti impedance zvočnika nič ohmov (vsaj ne brez kratkega stika) ali negativne impedance – to ne bi imelo smisla.
Izračun impedance zvočnika glede na frekvenco
Kot lahko vidite zgoraj, je induktivna reaktanca (običajno zapisana kot "Xl" za induktivnost) neposredno povezana s frekvenco ("f" v zgornji formuli). Prav tako lahko vidite, kako je impedanca zvočnika v ohmih kvadratni koren vsote kvadratov upora in induktivne reaktanse zvočnika.
To je zato, ker je impedanca lastnost fizike, ki se obnaša drugače kot upornost enosmernega toka – nikoli se ne seštevata neposredno. Predstavljajte si to kot trigonometrijo in način, kako najdete hipotenuzo trikotnika.
Kakšna je impedanca zvočnika v primerjavi s frekvenčnim odzivom?
Na splošno je povezava med impedanco in frekvenčnim odzivom majhna, če sploh obstaja. Vendar je odvisno od posameznega govorca. Na nekatere lahko vplivamo bolj kot na druge, vendar na splošno, razen na resonančni frekvenci zvočnika frekvenčni odziv na to nima pravega vpliva.
Frekvenčni odziv zvočnika je končni rezultat njegove zasnove, tega, kako dobro deluje sklop magnet/stožec/vzmetenje in vrste drugih podobnih parametrov.
Upoštevajte, da je pri resonančni frekvenci impedanca običajno zelo visoka zaradi resonance, saj takrat sklop zvočnikov ne more ostati stabilen za to zelo majhno frekvenčno območje. Vendar je to precej obrobna situacija in na splošno se oblikovalci zvočnikov izogibajo temu, da bi zvočniki igrali blizu svoje resonančne frekvence.
Katera frekvenca določa impedanco zvočnika?
Frekvenca se običajno ne uporablja za določanje impedance zvočnika. Namesto tega je navedena impedanca proizvajalca v ohmih približno povprečna v običajnem območju delovanja.
Drugi parametri, kot sta učinkovitost (izmerjena moč zvočnika v decibelih [dB] za 1 vat običajno) in odziv zunaj osi, se običajno merijo pri 1 kilohercu (KHz). To ne velja za impedanco, saj v resnici ne bi imelo smisla.
Za nekatere zvočnike z dodatnimi podatki morda biti vrednost impedance, določena za določeno frekvenco. Če pa je to vključeno, je običajno na voljo kot graf. V tem primeru je impedanca prikazana kot graf v širokem razponu zvočnih frekvenc.
Ali impedanca zvočnika vpliva na kakovost zvoka?
Graf, ki primerja moč, ki jo proizvedejo zvočniki z 8 in 4 ohmi, ko so priključeni na isti ojačevalnik. Zvočnik z impedanco 8 ohmov porabi manj energije pri enaki izhodni moči (glasnosti) kot zvočnik z impedanco 4 ohmov.
Na glasbo vplivajo samo nekateri dejavniki, povezani z impedanco, kot je moč zvočnikov (glasnost) in njihovo delovanje s kretnicami. V veliki večini primerovvišji ohmi ne pomenijo boljše kakovosti zvoka.
Najboljši zvok je dosežen z uporabo prave impedance zvočnika za pravo aplikacijo:
- Ujemanje pravilnih ohmov zvočnika z vašim radiem ali ojačevalnikom za najboljšo razpoložljivo moč in glasnost.
- Ko uporabljate kretnice zvočnikov, uporabite pravilno impedanco zvočnikov.
Kako impedanca zvočnika vpliva na moč in glasnost
Zgornji graf prikazuje primer moči, ki jo ustvari 8-ohmski zvočnik, ko se uporablja na istem ojačevalniku kot 4-ohmski zvočnik.
- Moč zvočnika z nižjo impedanco je pri istem ojačevalniku ali stereo izhodni ravni dvakrat večja od moči zvočnika z 8 ohmi.
- Največja moč, ki jo boste dobili za 8-ohmski zvočnik, priključen na 4-ohmski ojačevalnik, bo vedno nižja kot pri uporabi 4-ohmskega zvočnika.
Na primer, uporaba 16 Ω zvočnika namesto 8 Ω zvočnika za 8 Ω stereo ima pomanjkljivosti v izgubi moči in glasnosti. S tem ne morete nič pridobiti. (Enako načelo velja tudi za zvočnike 8Ω in 4Ω). Pri dveh sicer enakih zvočnikih bo sama kakovost zvoka enaka – vendar bo tisti z višjo impedanco imel nižjo glasnost, saj bo imel manj moči zaradi manjšega električnega toka.
Opomba:podvojitev moči zvočnika ne pomeni, da se glasnost podvoji. Zaradi delovanja naših ušes podvojitev moči samo poveča glasnost, ki jo zaznajo naša ušesa, za približno 3 decibele (3dB) – kar je zelo malo.Kako impedanca zvočnikov vpliva na kretniške frekvence?
Križnice so zasnovane tako, da delujejo samo z določeno impedanco zvočnikov. Ko se uporabi napačna ohmska obremenitev, pride do »križnega premika«, kar pomeni, da se frekvenca križanja spremeni in zvok trpi.
Ali lahko s kretnico uporabim različne impedance zvočnikov? Kaj je crossover shift?
Pasivne (brez napajanja) kretnice zvočnikov so v bistvu vrsta filtra, zasnovanega za uporabo določene obremenitve impedance zvočnika (Ohmi). Delujejo s pomočjo kondenzatorjev in induktorjev, ki jih je mogoče uporabiti za odpravo pošiljanja določenih neželenih delov zvočne frekvence v zvočnik. Če jih združimo skupaj, jih je mogoče uporabiti za ustvarjanje odlično zvenečega sistema zvočnikov z veliko boljšo jasnostjo in nižjim popačenjem zahvaljujoč uporabljeni frekvenci križanja.
Spreminjanje impedance zvočnika, priključenega na kretnico, spremeni frekvenco kretnice. To se imenuje križni premik in ima za posledico slab zvok, ker je frekvenca precej premaknjena.
Nekateri zvočni stranski učinki prehoda navzkrižnega prehoda so:
- »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 za zvočnike se smejo uporabljati samo s predvideno impedanco zvočnikov. V nasprotnem primeru boste imeli slab zvok in slabo delovanje.
Na primer, ne morete uporabljati 8Ω zvočnikov s kretnico, zasnovano za 4Ω zvočnike, ali obratno.
Dodatni članki o zvočnikih in zvoku
Oglejte si te druge odlične članke, v katerih boste uživali!
- Ugotovite, kako lahko spremenite ali uskladite impedanco zvočnikov z upori.
- Zakaj je slabo, če je impedanca zvočnika prenizka?
- Kaj točno je zvočnik z impedanco 8 ohmov?
- Naučite se, kako zvočniki proizvajajo zvok iz elektrike.