Kako prepoznati impedanciju zvučnika i razumjeti ohme zvučnika
Uzimamo zdravo za gotovo da određeni stereo uređaji i pojačala trebaju zvučnike od 2, 4 ili 8 ohma da bi ispravno radili. Ali što je impedancija zvučnika?
I kako možete odrediti impedanciju zvučnika ako je nema na zvučniku ili je ne možete pronaći?
Sjajne vijesti – nije tako teško! U ovom korisnom članku objasnit ću kako funkcionira impedancija zvučnika, kako možete izmjeriti impedanciju zvučnika (Ohmi) i još mnogo toga.
Tu je i praktična tablica oma zvučnika koja će vam pomoći da odredite impedanciju vašeg zvučnika kako biste bili sigurni.
Kako odrediti impedanciju zvučnika
Pokrijmo glavne ideje prije nego što pređemo na više detalja dok detaljnije pokrivam svaku temu.
Kako pronaći impedanciju zvučnika- Ako ohmska vrijednost (impedancija) nije dostupna na zvučniku, morate izmjeriti impedanciju zvučnika pomoću ispitnog mjerača postavljenog na funkciju ohma (otpora). To će dati otpor glasovne zavojnice koja će vam omogućiti da odredite kategoriju impedancije zvučnika. (pogledajte dolje za više detalja)
- Impedancija zvučnika obično je navedena na magnetu zvučnika, pakiranju i/ili kutiji i specifikacijama. Međutim, to nije uvijek slučaj jer ovisi o proizvođaču i modelu.
- Ukupna impedancija mijenja se s frekvencijom jer se zvučnici ne ponašaju kao otpornici, već imaju induktivitet koji se suprotstavlja protoku struje kako frekvencija audio signala raste. Impedanciju možete izračunati na temelju ovdje navedenih formula. Napomena: ovo vam neće trebati samo za određivanje općeg raspona impedancije vaših zvučnika.
Ukratko,ako vaš zvučnik nigdje nema navedenu impedanciju ili ne možete pronaći specifikacije proizvođača, najbolje je da je izmjerite. Na taj način možete biti 100% sigurni i izbjeći probleme sa svojim stereom, pojačalom i skretnicama.
Vi definitivno ne želite koristiti zvučnik s manjom impedancijom od očekivane jer je moguće trajno oštetiti vaš stereo ili pojačalo!
Što je impedancija zvučnika? (Objašnjenje ohmskih ocjena zvučnika)
Impedancija zvučnika, mjerena u Ohmima, ukupni je otpor glasovne zavojnice protoku električne struje dok radi s glazbenim signalom.
Za razliku od standardnih električnih vodiča, žičani namot glasovne zavojnice tvori petlju koja ima električno svojstvo koje se naziva induktivnost. Induktivitet se razlikuje od otpora jer se mijenja s promjenom frekvencije. To se zove induktivna reaktancija.
Kako radi impedancija zvučnika?
Magnetska polja se stvaraju dok struja teče kroz čvrsto namotanu žicu. Ova polja imaju opoziciju (otpor, koji se također naziva reaktancija ) na struju koja teče kroz žicu svitka. (Slično tome, mnoge druge električne komponente poput motora također imaju ovo).
Zbog načina na koji induktivitet funkcionira i uključene fizike, "impedancija" zvučnika (ukupni otpor) nije jednostavan zbroj otpora i induktivne reaktancije.
Umjesto toga, impedancija zvučnika nalazi se iz algebarskog zbroja (kvadratnog korijena zbroja kvadrata) otpora žice zavojnice i induktivne reaktancije.
Induktivna reaktancija se obično piše kao "Xl", izgovara se "X sub L" i mjeri se u jedinicama Ohma baš kao i otpor. Induktivnost se mjeri pomoću jedinice koja se naziva "Henrie" i obično se označava s "H":"uH" za mikroHenries, "mH" za milliHendries itd.
Kako izračunati impedanciju zvučnika
Ako ste matematičar, ovdje možete vidjeti kako se izračunava impedancija zvučnika. Kao što sam spomenuo, to je geometrijski zbroj otpora u namotaju glasovne bakrene žice i induktivne reaktancije na danoj frekvenciji.
Najvažnija stvar koju treba razumjeti o impedanciji zvučnika je:
- Impedancija zvučnika uvijek je jednaka ili veća od otpora žice glasovne zavojnice. To možete izmjeriti ohmmetrom.
- Broj impedancije na zvučniku je opća smjernica za kompatibilnost, a ne točno ono što zvučnik mjeri.
- Impedancija se lagano mijenja (raste) kako se frekvencija koja se svira povećava.
Zapravo, ako biste upotrijebili ispitni mjerač za mjerenje Ohma (impedancije) glasovne zavojnice na zvučniku, našli biste očitanje od oko 3,2-3,6 ohma ili tako nešto za zvučnik od 4 ohma i 6 ohma ili više za zvučnik od 8 ohma.
Primjer izračuna impedancije zvučnika
Uzmimo primjer. Upotrijebit ćemo primjer zvučnika i specifikacije iz stvarnog svijeta, a zatim izračunati.
Primjer parametara za upotrebu iz stvarnog zvučnika za otpor glasovne zavojnice (Re) i induktivitet namota (Le).
Primjer izračuna impedancije zvučnika koristeći 1kHz kao frekvenciju:
- Izračunajte induktivnu reaktanciju:
Xl =2*Pi*Le*frekvencija:2*3,14159*,000280*1,000 =1,759 Ohma (Ω) - Pronađite ukupnu impedanciju (predstavljenu sa "Z"): Pronađite kvadratni korijen zbroja kvadrata Re i Xl :
Z =√[ ( (3,0)^2 + (1,759)^2 ] =3,142 Ohma (Ω)
Stoga je za naš primjer zvučnika ukupna impedancija na 1 kHz 3,142 Ω, samo malo veća od vlastitog otpora glasovne zavojnice.
To je zato što (1) većina zvučnika ima vrlo malu induktivnost i (2) zvučnici rade u audio rasponu i ne višem od 20 kHz, što znači da će induktivna reaktancija biti ograničena.
Impedancija zvučnika zbog rezonantne frekvencije
To ne znači da govornici nikada imaju visoku impedanciju. Zapravo, na njihovoj rezonantnoj frekvenciji gdje se ponašaju drugačije, impedancija može biti OGROMNA! Zapravo, čak 50 ohma. Međutim, to je posebna tema.
(Napomena:kao što vidite iz specifikacija primjera zvučnika, parametar "Fs" nam govori da se rezonantna frekvencija od 84,8 Hz događa za ovaj određeni zvučnik)
Kako izmjeriti impedanciju zvučnika
Na ovoj slici možete vidjeti primjer mjerenja impedancije zvučnika pomoću ohmmetra ili bilo kojeg standardnog ispitnog mjerača postavljenog za mjerenje otpora u ohmima. Da biste to učinili, postavite ga na najniži raspon koji mjeri jedinice od 1, 0-10, 0-20 ili automatsko rangiranje i mjerač će to mjeriti u skladu s tim. Čvrsto držite vodiče ispitne sonde uz čisti metal na terminalima zvučnika s uklonjenom žicom zvučnika.
Za mjerenje impedancije zvučnika trebat će vam multimetar (testni mjerač s više funkcija) ili namjenski mjerač oma (otpora).
Koristite sljedeće korake:
- Uključite mjerač i postavite ga da mjeri ome na najnižem rasponu. Ovo je često raspon x1, 0-10, 0-20 ili postavka automatskog rangiranja.
- Odspojite jednu ili obje žice zvučnika od zvučnika kako biste izbjegli pogrešno očitavanje zbog drugog otpora koji bi mogao biti povezan s njim.
- Čvrsto držite sonde na terminalima zvučnika na čistom, golom metalnom mjestu. Mjerilo bi se trebalo brzo postaviti na očitanje. Mjerač će pokazati otpor glasovne zavojnice unutar zvučnika.
- Upotrijebite izmjerenu vrijednost za određivanje najbliže približne impedancije zvučnika (za pomoć pogledajte moju tablicu u nastavku).
- Za zvučnike unutar kabineta ili kućišta kao što su 2-stazni zvučnici, skretnice mogu biti u upotrebi i one mogu ometati ovo očitavanje uz nekoliko iznimaka. Međutim, u mnogim slučajevima još uvijek prilično dobro mjerite otpor woofera.
Važno je imati na umu da nećete mjeriti točno 4 ohma, 8 ohma, itd. Zvučnici dobivaju ocjenu impedancije za stereo svrhe koja je približna – ili blizu – onoga što ćete izmjeriti pomoću mjerača za testiranje.
Napomena: Zvučnici poput visokotonaca s kondenzatorom spojenim u liniji s njima djelovat će kao otvoreni krug i ometat će vaše mjerenje.Pogledajte moje bilješke u nastavku kako ih ispravno izmjeriti.
Odabir ispravnog raspona otpora (Ohm) za zvučnike
Prikazano je nekoliko primjera postavki raspona otpora mjerača za testiranje koje se koriste za tipične mjerače.
Kao što sam ranije spomenuo, važno je koristiti točan raspon otpora na mjeraču kada mjerite impedanciju zvučnika. To je zato što pogrešna postavka možda neće prikazati ništa ili vam dati pogrešnu ideju da je zvučnik možda puhao iako nije.
Ako niste sigurni, provjerite priručnik za test mjerač. Mnogi moderni digitalni mjerači često imaju automatsku postavku koja će se automatski prilagoditi mjerenju Ohma koje detektira i prikazati očitanje i decimalna mjesta u skladu s tim. Ostali mjerači zahtijevaju da ručno odaberete točan raspon.
Kao opće pravilo, upotrijebite najniži raspon koji uključuje 0-10 ohma (ili sličan), a zatim povisite ako je potrebno.
To skoro nikada ne bi trebalo biti dogoditi – ali u slučaju loše veze, pregorjelog (ili gotovo pregorjelog) zvučnika, mogu se dogoditi čudne stvari i mogli biste dobiti očitanje koje je daleko izvan normalne impedancije zvučnika.
Međutim, prema mom iskustvu, to je vrlo rijetko.
Nakon što dobijete mjerenje, upotrijebite moju tablicu impedancije zvučnika kako biste pronašli sljedeću najbližu vrijednost impedancije zvučnika na popisu.
Kako izmjeriti impedanciju zvučnika kada postoji skretnica
Tweeteri su jedan od najčešćih tipova zvučnika sa skretnicom. Da biste izmjerili impedanciju zvučnika na njima, morat ćete postaviti sonde ispitnog mjerača oko skretnice kondenzatora. U suprotnom, očitanje će biti prekinut krug ili će biti previsoko.
Mjerenje impedancije zvučnika gdje se koriste skretnice je mali problem. To je zato štokondenzatori, koji se obično nalaze na visokotoncima kao visokopropusni filtar, djeluju kao otvoreni krug pri mjerenju otpora.
Očito je to problem jer nikada nećete dobiti točna očitanja ako koristite ispitne vodove na ožičenju zvučnika.
Da biste to izbjegli, trebali biste izmjeriti oko kondenzator, ako se koristi, koji se obično nalazi na pozitivnom terminalu zvučnika. Tada biste trebali moći dobiti ispravno očitanje.
Za 2-stazne zvučnike, u mnogim slučajevima, ne koristi se skretnica na wooferu. U nekim slučajevima postoji induktor u seriji s njim. Dobra vijest je da izravno očitavanje otpora preko zvučnika i induktora ne čini veliku razliku – induktori imaju mali vrijednost otpora. Zapravo, obično su u miliomima (tisućinke oma) što je gotovo ništa.
Isto vrijedi i za dvosmjerne skretnice. Slijedeći gornji dijagram, vaša je glavna briga izbjegavanje mjerenja preko kondenzatora.
Tabela primjera impedancije zvučnika (koristite s mjerenjima zvučnika)
Zvučnik od 8 ohma, u stvarnom svijetu, imat će otpor manji od njegov otpor od 8 ohma. To je normalno i zbog toga kako je zvučnik napravljen. Zvučnici nemaju točne vrijednosti impedancije, već će umjesto toga spadati u opći raspon blizak njihovoj ocjeni. Možete upotrijebiti taj raspon da identificirate njihovu impedanciju ako je ne znate.
Za korištenje ove tablice izmjerite otpor zvučnika koji ste dobili iz prethodnih uputa i upotrijebite ga za usporedbu s mjerenjima ovdje. Vidjet ćete da bi vaš zvučnik trebao odgovarati uobičajenim standardima impedancije zvučnika.
Tabela mjerenja impedancije zvučnika
| Mjerni raspon zvučnika* | Ocjena impedancije zvučnika |
|---|---|
| 3,1-4,0 ohma | 4 ohma |
| 6,0-8 ohma | 8 ohma |
| 1,2-2 ohma | 2 ohma |
| 4,0-6 ohma | 6 ohma |
| 0,5-1,0 ohma | 1 ohm** |
| 12-16 ohma | 16 ohma** |
*(Ovo je približan raspon i trebao bi pokriti gotovo sve zvučnike, ali može malo varirati)
**(1 ohm je rijedak, ali se može naći u nekim stereo proizvodima za automobile kao što su Bose premium sustavi s pojačalima. Zvučnici od 16 ohma ponekad mogu koristiti za kućne ili druge sustave zvučnika, ali nisu baš uobičajeni)
Što se događa ako je impedancija mog zvučnika preniska ili previsoka?
Ovaj grafikon pokazuje što se događa kada se zvučnik veće impedancije koristi s pojačalom ili stereom koji je ocijenjen za zvučnik niže impedancije. Kao što ovaj primjer pokazuje, korištenje zvučnika od 8 ohma umjesto zvučnika od 4 ohma znači da će razviti 1/2 snage i posljedično nižu glasnoću od zvučnika od 4 ohma.
Korištenje zvučnika koji nije usklađen sa stereo uređajem ili pojačalom za koje je ocijenjen može imati relativno male – ili čak užasne – rezultati ovisno o kojem slučaju govorimo:
- Korištenje zvučnika veće impedancije neće oštetiti opremu. Rezultat će biti manja razvijena snaga i stoga manji mogući volumen. Međutim, također možete stvoriti probleme sa skretnicama zvučnika.
- Korištenje zvučnika impedancije niže od specificirane uzrokovat će ekstremno zagrijavanje radija ili pojačala, pa čak i trajno oštećenje jer će trenutni izlaz biti mnogo veći od onoga za što je dizajniran.
Na primjer, ako biste upotrijebili zvučnike od 8 ohma umjesto auto stereo zvučnika od 4 ohma, nećete ništa oštetiti, jer će manje struje teći do zvučnika. Problem će biti (iako će u suprotnom svirati dobro) to što će ukupna dostupna snaga biti 1/2 snage zvučnika od 4 ohma.
Ohmov zakon i snaga zvučnika
Radio ili pojačalo dizajnirano je za izlaz određene razine napona za danu glasnoću i tako zvučnici veće impedancije neće imati istu snagu dostupnu pri istoj razini glasnoće. To je zato što snaga zvučnika ovisi o dostupnom naponu.
Prema električnim formulama koje se nazivaju Ohmov zakon, P (snaga, u vatima) =napon^2/R (omi zvučnika)
Za nisku glasnoću (2V izlaz iz pojačala) zvučnik od 4 ohma imao bi 1W raspoložive snage. Međutim, zvučnik od 8 ohma imao bi samo 1/2 W. To znači da za istu glasnoću pojačala ili radija, zvučnici veće impedancije ne mogu proizvesti istu glasnoću.
Kako impedancija zvučnika utječe na zvuk?
Korištenje pogrešne impedancije zvučnika može utjecati na zvuk na nekoliko načina:
- Ako, na primjer, kombinirate visokotonce od 4 oma s niskotoncima od 8 oma, oni će biti neusklađeni i u nekom trenutku neće zvučati kako treba kako se snaga povećava jer njihove razine glasnoće neće biti iste.
- Korištenje pogrešne impedancije zvučnika sa skretnicama zvučnika može imati vrlo velik utjecaj na frekvenciju skretnice (bit će veliki pomak) i dramatično će utjecati na izlaz zvuka. Vaši zvučnici neće zvučati dobro, mogu imati puno više izobličenja i općenito će biti mnogo manje ugodni za slušanje.
Što se događa sa stereo uređajem u automobilu ako zvučnik ima nižu impedanciju od one za koju je stereo uređaj predviđen?
Korištenje zvučnika s nižom impedancijom od one za koju je predviđen vaš stereo ili pojačalo je užasna ideja i nikada je ne biste smjeli učiniti! To je zato što nije dizajniran da podnese pretjeranu količinu struje koju će morati isporučiti zahvaljujući smanjenom otporu donje impedancije zvučnika.
Ako imate sreće, jedinica će prijeći u "zaštitni način" u kojem se isključuje dok se stanje ne ukloni i ne bude sigurno za rad. Međutim,iz mog iskustva, mnoga elektronika postaje iznimno vruća i može pregorjeti svoje izlazne tranzistore što znači da su trajno oštećeni.
Nemojte riskirati! Uvijek provjerite minimalnu ohmsku vrijednost vaše opreme i svakako je slijedite. Nikad pretpostavimo da će se pojačalo, radio ili prijemnik, itd. moći zaštititi od oštećenja.
Impedancija zvučnika i skretnice – da, važno je!
Skretnice su dizajnirane za određenu impedanciju zvučnika. Promjena impedancije zvučnika znači da mijenjate njihov način rada i pomičete frekvenciju skretnice, dajući lošiji zvuk i potencijalno dodajući izobličenje koje prije nije bilo.
Kada koristite skretnice zvučnika, jako je važno razumjeti da ne možete promijeniti opterećenje zvučnika (impedancija zvučnika koju oni vide povezanim) jer rezultati neće biti dobri.
Promjena zvučnika od 4 ohma u zvučnik od 8 ohma, ili obrnuto, imat će velike utjecaj na zvuk jer će se granična frekvencija skretnice uvelike promijeniti budući da kritično ovisi o opterećenju zvučnika koji se koristi.
Kao opće pravilo:
- Udvostručenje impedancije zvučnika će prepoloviti (smanjiti) frekvenciju skretnice.
- Prepolovljenje impedancije zvučnika će udvostručiti (povisiti) graničnu frekvenciju.
Za visokotonce, povećanje impedancije visokotonca znači da ćete dopustiti više basa i srednjeg tona, što dovodi do lošeg zvuka jer visokotonci ne mogu proizvesti te raspone. Za woofere to znači uvođenje srednjeg ili visokog tona lošeg zvuka za koji nisu prikladni.
U oba slučaja, zapamtite da se frekvencija skretnice mijenja obrnuto proporcionalno opterećenju zvučnika koje ste povećali ili smanjili.
Napomena: Kada se smanjuje glasnoća visokotonca, korištenje L-pad ili pravilno dizajnirane mreže otpornika L-pad će pravilno održavati opterećenje zvučnika koje vidi skretnica tako da neće utjecati na zvuk.Još sjajnih članaka o govornicima koji će vam se svidjeti
Provjerite moje ostale članke jer sam siguran da ćete pronaći nešto korisno!
- Ovdje saznajte kako zvučnici rade s izvrsnim dijagramima, slikama i lako razumljivim informacijama.
- Želite li bolje razumjeti križanja? Saznajte kako funkcioniraju skretnice u ovom korisnom vodiču.
- Evo izvrsnog vodiča za objašnjenje što su visokotonci i što rade.
- Trebate li pomoć s ožičenjem zvučnika? Pogledajte moj popularni vodič za dijagrame ožičenja zvučnika.