Porady
Pomiar parametrów TSP głośników w warunkach domowych 
Dodano: 01.06.2011
Pomiar parametrów TSP głośników w warunkach domowych
Parametrami głośnika wystarczającymi do obliczenia wielkości obudowy są:
- częstotliwość rezonansowa głośnika Fs (Hz);
- objętość ekwiwalentna Vas (litr);
- dobroć całkowita Qts;
- rezystacja cewki Re (Om).
Celem przeprowadzenia dokładnej analizy, powinniśmy jeszcze znać poniższe parametry głośnika:
- dobroć mechaniczną Qms;
- dobroć elektryczną Qes;
- powierzchnię membrany Sd (m2) lub jej średnicę Dia (cm);
- skuteczność SPL (dB);
- impedancjÄ™ Z (Om);
- moc szczytowÄ… Pe (W);
- masę układu drgającego Mms (g).
Większość tych parametrów może być zmierzona w domowych warunkach. Wystarczy posiadać proste przyrządy i kalkulator.
Parametry, które możemy sami pomierzyć to: Re, Fs, Fc, Qes, Qms, Qts, Qtc, Vas, Sd.
Celem przeprowadzenia pomiarów powinniśmy posiadać:
1. woltomierz napięcia przemiennego,
2. generator akustyczny,
3. częstościomierz cyfrowy,
4. rezystor 1000 Om o mocy 5 W,
5. dokładny 1% rezystor 10 Om,
6. przewody konieczne do połączenia zestawu pomiarowego wg. schematu podanego poniżej.
Zamiast generatora i częstościomierza cyfrowego możemy użyć karty dźwiękowej komputera z odpowiednim oprogramowaniem.
Kalibracja
Na początek przeprowadzamy kalibracje układu pomiarowego. W miejsce głośnika włączamy rezystor 10 Om i napięcie wyjściowe generatora ustawiamy tak, by woltomierz wskazywał wielkość napięcia równą 10 mV (0.01 V).
Pamiętajmy! Po skalibrowaniu układu nie możemy zmieniać ustawienia napięcia wyjściowego generatora.
Pomiar Re
Pomiaru Re dokonujemy ustawiając częstotliwość generatora w pobliżu 0 Hz, mnożymy wskazania woltomierza przez 1000 - jest to rezystancja cewki dla prądu stałego. Nie wszystkie woltomierze prądu przemiennego dokonują pomiarów przy tak niskich częstotliwościach, dlatego polecam drugi sposób, a mianowicie pomiar zwykłym omomierzem.
Pomiar Fs i Rmax
Podczas wykonywania tych pomiarów, głośnik powinien być umocowany w taki sposób, by spełnione były warunki swobodnego drgania membrany głośnika, wszak pomiary dotyczą głośnika w tzw. swobodnym zawieszeniu. Celem określenia częstotliwości rezonansowej głośnika wolno zmieniamy częstotliwość generatora i obserwujemy wskazania woltomierza. Ta częstotliwość przy której wychylenie woltomierza jest maksymalne, jest częstotliwością rezonansową głośnika Fs. Wychylenie woltomierza pomnożone przez 1000 określi parametrRmax, konieczny do określenia kolejnych parametrów głośnika. Głośniki o średnicy większej od 16 cm powinny posiadać częstotliwość rezonansową poniżej 100 Hz. Uwaga notujemy wskazania częstościomierza i woltomierza.
Określenie parametrów Qms, Qes i Qts
Parametry te obliczamy zgodnie z poniższymi wzorami.
Jak widać celem określenia Qms, Qes i Qts konieczne jet określenie pomocniczych parametrówRo i Rx i pomiar częstotliwości F1 i F2. Częstotliwości przy których impedancja głośnika będzie równa obliczonej przez nas wartości Rx. Ponieważ wartość Rx jest zawsze mniejsza od wartościRmax to częstotliwości będą dwie, jedna mniejsza od Fs zaś druga większa od Fs. Możemy sprawdzić poprawność wykonanych przez nas pomiarów obliczając Fs wg przedstawionego poniżej wzoru.
Jeżeli wyniki pomierzonej wartości Fs różnią się od wartości obliczonej o więcej niż 1 Hz powinniśmy powtórzyć nasze pomiary od początku.
Na podstawie pomierzonych parametrów możemy już wyciągnąć wnioski:
- Jeżeli częstotliwość rezonansowa głośnika jest wyższa niż 50 Hz to korzystnie będzie użyć tego głośnika jako niskośredniotonowy. Na pewno głośnik ten nie sprawdzi się jako subwoofer.
- Jeżeli częstotliwość rezonansowa głośnika jest wyższa niż 100 Hz to może on pracować jako głośnik średniotonowy w systemach trójdrożnych
- Jeżeli iloczyn Fs/Qts głośnika jest mniejszy od 50 to głośnik ten najlepiej sprawdzi się w obudowie typu zamkniętego. Jeżeli iloczyn jest większy od 100 to najkorzystniej użyć obudowy bass reflex lub band pass.
- Natomiast w przypadku gdy iloczyn zawiera się w przedziale 50-100 należy wziąć pod uwagę inne parametry głośnika i wtedy podjąć decyzje o typie obudowy. Jest wiele programów komputerowych do określenia wielkości i typu obudowy. Jednak aby zastosować te programy konieczne jest określenie parametrów - Vas, Sd, Cms.
Obliczenie Sd
Efektywną powierzchnię membrany głośnika obliczamy wg wzoru:
Promień membrany głośnika R równy jest połowie średnicy mierzonej między połowami górnego resora.
Określenie objętości zastępczej Vas
Najprostszą i moim zdaniem najskuteczniejszą metodą jest pomiar Vas, przy pomocy zamkniętej obudowy głośnika o znanej objętości. Głośnik montujemy magnesem na zewnątrz, po pierwsze łatwiej zamocować i nie korygujemy objętości skrzynki. Pomiar przeprowadzamy w następujący sposób:
Obliczamy objętość posiadanej przez nas obudowy i oznaczamy jako Vb.
W układzie pomiarowym dokonujemy pomiaru częstotliwości rezonansowej głośnika w obudowie zamkniętej i oznaczamy jako Fc - metoda pomiaru identyczna jak dla pomiaru głośnika swobodnie zawieszonego. Następnie znaną już metodą według wzorów określamy Qec, a następnie według wzoru przedstawionego poniżej obliczamy Vas.
Możemy również skorzystać z poniższej zależności:
Prawda, że proste?
