Bất kỳ loa nào, trên thực tế, đều là một hệ thống dao động. Dựa trên điều này, hầu như tất cả các tính toán về các thông số của bộ phát âm thanh như vậy được thực hiện. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của loa hiện đại là yếu tố chất lượng. Thông số này trước hết cho biết chất lượng của các thiết bị thuộc loại này.
Thật là một tính năng
Vậy, yếu tố chất lượng của người nói - chỉ số này là gì? Tập trung vào đặc điểm này, trước hết người ta có thể xác định cách thức chuyển động dao động của bộ phát âm thanh bị giảm âm. Người ta tin rằng chỉ số này không nên quá lớn đối với những người đứng đầu.
Nếu hệ số chất lượng của loa cao và bằng nhau, chẳng hạn như 2 hoặc 3, thì các rung động trong loa sẽ tiếp tục ngay cả sau khi lực gây ra chúng biến mất. Điều này, tất nhiên, sẽ dẫn đến giảm chất lượng âm thanh. Hiệu ứng tiếng ồn khó chịu sẽ bắt đầu xuất hiện trong loa.
Khi hệ số chất lượng thấp (nhỏ hơn 1), các dao động trong thiết bị phân rã rất nhanh. Đó là, màng trong động lực học sauva chạm mạnh gần như ngay lập tức đi đến trạng thái ổn định. Nhờ đó, thiết bị tạo ra âm thanh trong trẻo và dễ chịu hơn. Theo đó, các chuyên gia ít nghĩ đến việc làm thế nào để tăng hệ số chất lượng của loa. Về cơ bản, khi thiết kế hệ thống âm thanh, các bậc thầy cố gắng làm cho con số này thấp hơn.
Định nghĩa chính xác
Yếu tố chất lượng của người nói - nó là gì, chúng tôi đã tìm hiểu chung chung. Chính xác hơn, đặc tính này là một tham số cho biết năng lượng dự trữ trong hệ dao động được coi là vượt quá tổn thất của nó bao nhiêu lần khi pha thay đổi 1 radian. Đây là cách yếu tố chất lượng có thể được xác định về mặt vật lý.
Nơi tập trung năng lượng dự trữ trong động lực học
Khi một tín hiệu hình sin mạnh được truyền vào đầu, năng lượng dự trữ sẽ tập trung chủ yếu vào các lò xo bị kéo căng, với các dao động giảm dần có xu hướng đưa DIV về vị trí trung tâm. DIV trong các loa hiện đại có thể có trọng lượng khác nhau. Theo đó, các lò xo trong thiết kế của bộ phát âm được sử dụng với độ cứng không bằng nhau. Tức là loa càng nặng thì càng có nhiều năng lượng dự trữ.
Mất nguồn loa
Các thiết bị loại này được thiết kế chủ yếu để phát ra âm thanh mà tai người cảm nhận được. Việc truyền các dao động đó ra môi trường là sự mất mát năng lượng của loa. Tuy nhiên, hiệu quả của các loại loa hiện đại thường rất thấp. Do đó, việc truyền âm thanh chỉ chiếm một phần nhỏ trong lượng tiêu thụ của thiết bị.năng lượng. Thông thường, dưới 1% tổng số tổn thất xảy ra theo cách này.
Chi phí của rung động âm thanh trong động lực học là chỉ số quan trọng nhất. Rốt cuộc, đó là để truyền âm thanh mà các thiết bị đó được thiết kế và sản xuất. Tuy nhiên, nhiều thiệt hại hơn trong các thiết bị như vậy hoàn toàn là do cơ học. Rất nhiều năng lượng trong các thiết bị như vậy được sử dụng cho ma sát:
- đang tạm ngưng;
- trong khe hở từ tính;
- về không khí, v.v.
Mức tiêu thụ điện năng lớn nhất của loa là ở động cơ của chúng. Các thiết bị hiện đại kiểu này hoạt động dựa trên nguyên lý máy phát điện nhỏ tạo ra khá nhiều điện trở.
Tỷ lệ tồn kho trên tỷ lệ lỗ
Như vậy, một loa có lò xo đủ mạnh và chuyển vị nặng sẽ tích tụ rất nhiều năng lượng. Theo đó, số lượng của nó trong thiết bị sẽ vượt quá mức tổn thất đáng kể. Một loa như vậy có thể được coi là chất lượng cao. Các dao động trong nó sẽ phân rã từ từ. Trong một thiết bị nhẹ không có lò xo đặc biệt mạnh, năng lượng được tích lũy ít hơn. Theo đó, chỉ tiêu về tỷ lệ giữa năng lượng sẵn có và năng lượng tiêu thụ trong đó sẽ nhỏ. Một chiếc loa như vậy được coi là chất lượng thấp và theo đó, chất lượng tốt hơn.
Hiệu suất cơ điện
Yếu tố chất lượng của loa có thể được tính theo nhiều cách. Trong một số trường hợp, khi xác định thông số này, chỉ tính đến tổn thất âm thanh cũng như tổn thất ma sát. Sử dụngcủa một phương pháp tính toán như vậy, sẽ thu được một con số cơ học về công.
Đôi khi chỉ tính đến tốc độ dòng cho điện trở của động cơ loa trong các tính toán. Yếu tố chất lượng này được gọi là điện. Chỉ tiêu này trong động lực học thường có giá trị nhỏ. Trong mọi trường hợp, yếu tố chất lượng cơ học trong bộ phát âm thanh luôn vượt quá yếu tố điện. Thông thường một chỉ báo như vậy trong động lực học có giá trị lớn hơn một.
Kí hiệu
Khi thiết kế hệ thống âm thanh và thực hiện các loại tính toán, các ký hiệu sau được sử dụng:
- Qts - yếu tố chất lượng đầy đủ.
- Qms - hệ số chất lượng cơ học của loa.
- Qes - điện.
Trong mọi trường hợp, hệ số chất lượng của người nói trong công thức luôn được ký hiệu là Q.
Chỉ số có thể phụ thuộc vào điều gì
Loa hiện đại được coi là có chất lượng tốt nhất nếu chúng có hệ số chất lượng tổng thể (tổn thất cơ và điện) xấp xỉ 0,7 hoặc thấp hơn. Tuy nhiên, giá trị này phải đặc trưng cho loa, ngoài những thứ khác, có tính đến thiết kế âm thanh của nó. Cần lưu ý rằng cái sau luôn nâng cao hệ số chất lượng thực của thiết bị.
Ví dụ, thường thiết kế âm thanh của loa là một hộp kín. Trong trường hợp này, lực đàn hồi của không khí trong không gian kín được thêm vào lực đàn hồi của lò xo. Có nghĩa là, sẽ có nhiều năng lượng dự trữ hơn trong các động lực học được thiết kế theo cách này. Yếu tố chất lượng sẽ tăng lên vàkhi sử dụng bộ nghịch lưu pha, còi, v.v.
Vì vậy, thiết kế âm thanh luôn phải được tính đến khi chọn loa. Trong mọi trường hợp, hệ số chất lượng thuần túy của thiết bị đã mua phải bằng hoặc thấp hơn 0,7. Điều này sẽ cho phép bạn tạo hệ thống loa với âm thanh chất lượng cao.
Chẳng hạn, người ta tin rằng hệ số chất lượng của loa đối với hộp kín phải xấp xỉ 0,5-0,6. Điều này đòi hỏi các con số thậm chí còn thấp hơn vì nó có thể khiến loa hoạt động rất khó khăn.
Điều gì ảnh hưởng đến yếu tố chất lượng của loa
Ảnh hưởng đến Q trong hệ thống âm thanh chủ yếu đến đáp tuyến tần số và phản ứng xung của loa. Tức là chỉ số này quyết định phần lớn đến đặc tính của âm thanh của loa. Ví dụ, với hệ số chất lượng là 0,5, đáp ứng xung tốt nhất có thể đạt được. Với chỉ số 0,707, đáp ứng tần số chẵn thu được. Cũng tại:
- Q factor 0, 5-0, 6 loa tạo ra âm trầm audiophile;
- chỉ báo 0, 85-0, 9 bass trở nên đàn hồi và nổi;
- của hệ số chất lượng 1, 0, "bướu" với biên độ 1,5 dB xuất hiện ở vết cắt, được tai người cảm nhận là âm thanh cắn.
Khi Q tăng hơn nữa, "bướu" trong âm thanh lớn dần và những tiếng vo ve đặc trưng bắt đầu phát ra từ loa.
Lý thuyết và thực hành
Yếu tố chất lượng của người nói ảnh hưởng đến điều gì, do đócó thể hiểu được. Như chúng tôi đã tìm hiểu, khi sử dụng thiết kế âm học, chỉ số này sẽ khá thấp. Đây là cách nó hoạt động trên lý thuyết. Tuy nhiên, trong thực tế, thật không may, loa chất lượng thấp lại khá hiếm. Thậm chí, ví dụ, khi sử dụng bộ nghịch lưu pha, như chúng tôi đã tìm hiểu, yêu cầu chỉ số 0,5-0,6, các đầu có chỉ báo trên một thường được sử dụng.
Bất kỳ thiết bị phát ra âm thanh nào cũng có tần số cộng hưởng riêng. Và chính nhờ đó mà các màng, sau khi có tín hiệu sắc nét, đi đến trạng thái cân bằng. Trong nhiều trường hợp, với yếu tố chất lượng cao, loa thậm chí sẽ không kéo dài hoặc chơi xong nốt nào. Khi ảnh hưởng bên ngoài dừng lại, nó sẽ đơn giản bắt đầu rung chuyển một cách khó chịu. Ví dụ: đây là cách các loa máy tính rẻ tiền hoạt động ở một tần số nhất định.
Yếu tố chất lượng thấp của loa thường rất tốt cho hệ thống loa. Tuy nhiên, trong thời đại của chúng ta, thật không may, ngay cả những thiết bị truyền âm thanh tương đối đắt tiền cũng có thể có chất lượng khá cao. Ví dụ, trong các thiết bị được bán trong cửa hàng với giá khoảng 5-6 nghìn rúp, các thiết bị phát ra âm thanh thường hoàn toàn không phù hợp với chỉ số này. Họ thường đặt nó quá cao.
Với tất cả những điều này, những chiếc loa đắt tiền với yếu tố chất lượng cao thường tạo ra âm thanh chất lượng khá cao. Vấn đề ở đây chủ yếu nằm ở việc các thiết bị như vậy thường có tần số cộng hưởng khá thấp. Trong điều kiện này, tiếng ồn không được cảm nhận một cách đặc biệt. Tai người được đào tạo về mặt âm học, không phải là "nhiễu" khó chịu, mà chỉ đơn giản là một âm thanh rất mạnh mẽ. Những thứ “bẩn” như vậy trở nên đặc biệt khó nhận thấy khi nghe nhạc đơn giản, ví dụ như nhạc pop hiện đại. Có nghĩa là, tiếng vo ve trong trường hợp này đi qua tần số "chính xác".
Còn gì phụ thuộc vào
Thiết kế vì vậy ảnh hưởng rất nhiều đến yếu tố chất lượng của loa. Ngoài ra, chỉ số này cho các thiết bị như vậy phụ thuộc vào:
- Sức mạnh của động cơ của mình. Đặc tính này càng cao thì hệ số chất lượng của phần đầu càng thấp.
- Quần chúng của phong trào. Với sự gia tăng của chỉ số này, những nỗ lực của động cơ trong thiết bị truyền âm thanh trở nên ít được chú ý hơn. Do đó, tổn thất do ma sát tăng lên. Kết quả của tất cả những điều này, yếu tố chất lượng của thiết bị sẽ tăng lên.
- Đường kính dây. Trong trường hợp dây dẫn trong loa cho điện trở lớn thì hệ số chất lượng điện của thiết bị sẽ tăng lên. Thật vậy, trong trường hợp này, tải trên loa, một loại máy phát điện, giảm xuống.
Cách đo lường yếu tố chất lượng: công thức
Trong nhà, cài đặt loa này thường được tính bằng milivôn kế AC đơn giản. Ngoài ra, đối với quy trình này, một bảng mạch và một điện trở 1000 Ohm được chuẩn bị để ổn định dòng điện qua loa. Ngoài ra, khi sử dụng kỹ thuật này, bạn sẽ cần một bộ tạo phần mềm từ máy tính và một bộ khuếch đại công suất (để cấp tín hiệu cho loa). Quy trình đo lường yếu tố chất lượng sử dụng thiết bị đó được thực hiện như sau:
- loa bị treo ở trạng thái tự do, chẳng hạn như trên một sợi dây nào đó;
- tập hợp các kế hoạch.
Trước khi lắp ráp mạch, một đồ thị được xây dựng, trong đó điện áp tính bằng milivôn (100, 200, 300) được vẽ dọc theo trục y. Đồng thời, tần số được biểu thị trên x (10, 20, 30 … 140, v.v.). Tiếp theo, họ lắp ráp một mạch trong đó tín hiệu từ bộ khuếch đại được đưa đến điện trở, sau đó đi đến loa.
Bước tiếp theo:
- mắc một milivôn kế vào mạch tại điểm a và c và đặt điện áp là 10-20 V ở tần số 500-1000 hertz;
- kết nối vôn kế với các điểm trong và c, bằng cách điều chỉnh máy phát, tìm tần số tại đó các giá trị vôn / u200b / u200b là tối đa (Fs);
- thay đổi tần số lên theo mối quan hệ với Fs và tìm các điểm tại đó số đọc vôn kế nhỏ hơn nhiều so với Fs và không đổi (Um).
Đo điện áp ở tần số nhất định của loa, xây dựng đồ thị tương ứng. Bước tiếp theo là tìm giá trị trung bình giữa điện áp cực tiểu và cực đại. Trong trường hợp này, công thức U1 / 2=√UmaxUmin được sử dụng. Giá trị kết quả ở dạng một đường nằm ngang được chuyển vào biểu đồ và tìm thấy các điểm giao nhau với các đường tỷ lệ F1 và F2 (với các chỉ số tần suất tương ứng).
Tiếp theo, tìm hệ số chất lượng âm thanh theo công thức Qa=√Umax / UminFs / F2-F1, trong đó Fs là giá trị tần số tại số đọc milivôn kế lớn nhất. Sau đó, bạn có thể tìm thấy yếu tố chất lượng điện:
Qes=QaUmin / (Umax-Umin).
Sau đó, tổng hệ số chất lượng của loa được tính:
Qts=QaQes / (Qa + Qes).
Bước tiếp theo là xây dựng biểu đồ cho người nói thứ hai và thực hiện các phép tính tương tự.
Những thông số nào khác có thể được đo lường
Đó là gì - yếu tố chất lượng của loa, chúng tôi đã tìm hiểu. Chỉ số này thường được xác định khi lựa chọn thiết kế, thiết kế hệ thống âm học phù hợp nhất. Tuy nhiên, để các loa sau đó truyền âm thanh chất lượng cao nhất, trong trường hợp này phải thực hiện tính toán theo một số chỉ số khác.
Khi chọn một thiết kế âm thanh, cái gọi là các thông số Thiel-Small luôn được tính đến. Một trong những đặc điểm này chính là yếu tố chất lượng, được biểu thị, như chúng tôi đã phát hiện ra, Qts. Ngoài ra, khi chọn thiết kế âm thanh, các chỉ số của xe như:
- tần số cộng hưởng Fs;
- Độ đàn hồi của hệ thống treo loa Vas.
Ngoài 3 đặc điểm chính, khi tính toán thiết kế hệ thống âm học, các chuyên gia có thể sử dụng các thông số như:
- diện tích và đường kính bộ khuếch tán;
- cảm;
- nhạy cảm;
- trở kháng;
- công suất cực đại;
- khối lượng của hệ thống di động;
- công suất động cơ;
- kháng cơ học;
- độ cứng tương đối, v.v.
Người ta tin rằng hầu hết cácNhững đặc điểm này có thể được đo lường dễ dàng tại nhà với các dụng cụ đo lường không quá phức tạp.
Tần số cộng hưởng
Loa, như chúng ta đã tìm hiểu, là một hệ thống dao động. Được để yên cho chính nó, bộ khuếch tán của nó dao động với một tần số nhất định khi tiếp xúc với nó. Có nghĩa là, nó hoạt động giống như một chuỗi sau khi gảy hoặc, ví dụ: chuông sau khi đình công.
Người ta tin rằng tần số cộng hưởng có thể là:
- đối với đầu loa siêu trầm không được lắp trong tủ - 20-50 Hz;
- loa Mitbass - 50-120Hz;
- loa tweeter - 1000-2000 Hz;
- tầm trung của bộ khuếch tán - 100-200 Hz;
- vòm - 400-800 Hz.
Bạn có thể đo tần số cộng hưởng của loa, chẳng hạn như bằng cách truyền tín hiệu máy phát âm thanh qua loa (bằng cách mắc nối tiếp điện trở với loa) hoặc bằng bất kỳ phương pháp tương tự nào khác. Chỉ số này được xác định bởi trở kháng đỉnh của thiết bị.
điểm Vas
Thông số này cho loa có thể được đo bằng hai phương pháp:
- khối lượng bổ sung;
- khối lượng bổ sung.
Trong trường hợp đầu tiên, các phép đo được thực hiện bằng một số loại trọng lượng (10 gram trên inch đường kính bộ khuếch tán). Ví dụ, nó có thể là trọng lượng từ cân dược phẩm hoặc tiền xu cũ, mệnh giá của nó tương ứng với trọng lượng của chúng. Bộ khuếch tán được tải với các đối tượng như vậy và tần số của nó được đo. Thêm nữathực hiện các phép tính cần thiết bằng các công thức.
Khi sử dụng phương pháp bổ sung âm lượng, bộ phát âm thanh được cố định kín trong hộp đo đặc biệt với nam châm bên ngoài. Tiếp theo, tần số cộng hưởng được đo và các yếu tố chất lượng điện và cơ học của loa, cũng như tổng số, được tính toán. Sau đó, tính đến dữ liệu thu được, công thức xác định Vas.
Người ta tin rằng Vas, ceteris paribus nhỏ hơn, thiết kế nhỏ gọn hơn có thể được sử dụng cho loa. Thông thường các giá trị nhỏ của thông số này ở cùng một tần số cộng hưởng là kết quả của sự kết hợp giữa hệ thống chuyển động nặng và hệ thống treo cứng.
Phương pháp đo các thông số bổ sung
Như đã đề cập, ngoài ba đặc điểm chính của xe, các chỉ số khác có thể được sử dụng trong thiết kế hệ thống âm thanh. Ví dụ, điện trở của cuộn dây đầu đối với dòng điện một chiều Re được đo ở tần số gần 0 Hz hoặc đơn giản bằng cách sử dụng một ohm kế.
Diện tích bộ khuếch tán Sd, hay còn được gọi là bề mặt bức xạ hiệu quả, trùng với bề mặt cấu tạo ở tần số thấp. Tham số này được tìm thấy bằng công thức đơn giản Sd=nR2. Trong trường hợp này, một nửa khoảng cách từ giữa của dây treo cao su dọc theo chiều rộng từ bên này đến giữa bên đối diện được lấy làm bán kính. Điều này chủ yếu là do một nửa chiều rộng của hệ thống treo cũng là một bề mặt bức xạ.
Điều bạn cần biết
Việc đo lường các thông số của xe, bao gồm cả yếu tố chất lượng, một cách chính xác khi thiết kế hệ thống âm thanh là rất quan trọng. Tránhsai số lớn thì loa phải được “căng” trước khi đo. Thực tế là đối với các thiết bị loại này mới hoặc chưa được sử dụng một thời gian, các thông số của xe có thể khác đáng kể so với các chỉ số được sử dụng trước khi bắt đầu tính toán thiết bị.
Bạn có thể "nhào" loa trước khi đo, ví dụ, với tín hiệu hình sin, chỉ có âm nhạc, tiếng ồn trắng và hồng, đĩa kiểm tra. Đồng thời, theo các chuyên gia, quy trình chuẩn bị thiết bị này phải kéo dài ít nhất một ngày.
Các loại thiết kế âm thanh
Loại thùng loa phổ biến nhất hiện nay là thùng kín và thùng phản xạ âm trầm. Kiểu thiết kế đầu tiên được coi là đơn giản nhất. Về mặt cấu tạo, hộp kín là hộp có 6 thành. Ưu điểm của thiết kế như vậy trước hết là sự gọn nhẹ, dễ lắp ráp, đặc tính xung động tốt, âm trầm nhanh và rõ ràng. Nhược điểm của hộp kín được coi là mức độ hiệu quả thấp. Thiết kế này không thích hợp để tạo áp suất âm thanh cao. Hộp kín thường dùng để nghe nhạc jazz, rock, club.
Bộ nghịch lưu pha là một loại thiết kế khá phức tạp. Chúng thường được làm từ nhựa. Đồng thời, bộ đảo pha có hiệu suất cao và cho phép loa nguội nhanh chóng. Ngoài ra, thiết kế này có thể dễ dàng cấu hình lại nếu cần.
Đôi khi là một mởthiết kế âm học. Trong trường hợp này, thành sau của bề mặt phát ra âm thanh của bộ khuếch tán không được ngăn cách với mặt trước. Thông thường, hộp mở là hộp không có thành sau (hoặc có nhiều lỗ trên đó).
Thiết kếHorn cho đầu thường được sử dụng kết hợp với các loại khác. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, những thiết kế như vậy có thể là nguyên bản 100%. Ví dụ, các hệ thống như vậy được sử dụng cho loa Q thấp. Thiết kế âm học của loại này có rất nhiều ưu điểm. Ưu điểm chính của nó là âm lượng lớn. Đồng thời, những nhược điểm của thiết kế này bao gồm không thể thu được đáp tuyến tần số đồng nhất, âm lượng âm thanh thấp, v.v.
Chất lượng và thiết kế loa
Người ta tin rằng các đầu có Fs / Qts>50 nên được sử dụng trong trường hợp kín, Fs / Qts>85 - với bộ đảo pha, Fs / Qts>105 - với bộ cộng hưởng thông dải, Fs / Qts>30 - với màn hình và hộp mở.
Bạn có thể chọn thiết kế âm học cho loa, như đã được đề cập, và chỉ đơn giản bằng yếu tố chất lượng của chúng. Ví dụ, đầu có Qts> 1, 2 thường được sử dụng nhất cho các hộp mở. Yếu tố chất lượng tối ưu cho chúng là 2, 4. Loa có Qts<0, 8-1, 0 được thiết kế cho hộp kín. Trong trường hợp này, chỉ báo tối ưu, như chúng tôi đã tìm hiểu trước đó, là 0,5-0,6.
Hệ số chất lượng của loa đối với bộ biến tần phải là: Qts<0, 6. Mức tối ưu trong trường hợp này sẽ là 0,4. Các thiết bị có Qts<0,4 phù hợp vớimiếng ngậm.
Cách thay đổi hệ số chất lượng, giảm hoặc tăng
Đôi khi, để thiết bị truyền âm thanh hoạt động tốt hơn, thông số này cần được tăng hoặc giảm. Ví dụ, khá thường xuyên, các bậc thầy quan tâm đến việc làm thế nào để giảm hệ số chất lượng của một diễn giả. Nhiệm vụ này thực sự có thể rất khó khăn. Để giảm hệ số chất lượng của loa, thông thường cần phải thay đổi hoàn toàn động cơ của nó. Và đây, tất nhiên, là một thủ tục khá phức tạp và trong hầu hết các trường hợp, không hợp lý lắm.
Một số chuyên gia lưu ý rằng bạn có thể làm giảm yếu tố chất lượng của loa bằng cách dán một nam châm. Tuy nhiên, trong trường hợp này, chỉ báo của nó sẽ thay đổi không quá 5-10%. Ngoài ra, phương pháp này chỉ phù hợp khi nam châm của người nói rất yếu.
Ngoài ra, câu trả lời cho câu hỏi làm thế nào để hạ thấp hệ số chất lượng của loa, có thể có các công nghệ khác. Ví dụ: điều này có thể được thực hiện bằng cách:
- sử dụng bộ cộng hưởng;
- tẩm chất khuếch tán;
- cắt các ngành, ví dụ, theo phương pháp Ephrussi.
Câu trả lời cho câu hỏi làm thế nào để tăng hệ số chất lượng của loa khá đơn giản. Để làm điều này, như chúng ta đã tìm hiểu ở trên, thông thường bạn chỉ cần tăng khối lượng chuyển động của thiết bị.
