Kakva je impedancija zvučnika u usporedbi s frekvencijskim odzivom?
Ohmi i impedancija zvučnika definitivno mogu biti zbunjujuća i na neki način misteriozna tema. Volio bih vam pomoći da sve raščistimo!
Kakva je impedancija zvučnika u usporedbi s frekvencijskim odzivom? Što je točno impedancija zvučnika? I što još trebate znati?
Sve ću to objasniti s mnogo detalja s korisnim dijagramima i slikama usput. Dok završite s čitanjem, imat ćete gotovo stručno razumijevanje!
Što je impedancija zvučnika? Objašnjenje impedancije zvučnika
Impedancija zvučnika, mjerena u Ohmima, ukupni je otpor glasovne zavojnice protoku električne struje dok radi s glazbenim signalom.
Impedancija zvučnika ukupni je zbroj dviju stvari:
- Otpor dugog namotaja žice koja čini glasovnu zavojnicu.
- Posebno magnetsko svojstvo koje se naziva induktivnost nastaje kada se žica namota u zavojnicu.
Pojačalo ili stereo zahtijeva određenu količinu impedancije opterećenja zvučnika kako bi se ograničilo koliko električne struje pokušava pružiti, baš kao s otpornikom koji se koristi u elektronici s priključenim napajanjem.
1. Otpor glasovne zavojnice
Na gornjoj fotografiji mjerim impedanciju zvučnika od 4Ω i moj digitalni mjerač prikazuje vrijednost otpora. U ovom slučaju to je blizu, ali ne točno 4 Ω.
Budući da su izrađene od dugačke žice, glasovna zavojnica zvučnika ima određenu vrijednost otpora zbog same žice. To je obično samo nekoliko ohma. Kada mjerite impedanciju zvučnika pomoću ispitnog mjerača, mjerit ćete otpor istosmjerne struje (DC), a ne induktivitet koji neće biti prisutan bez primijenjenog signala izmjenične struje (AC).
2. Induktivitet u glasovnoj zavojnici
Kada se na glasovnu zavojnicu primijeni izmjenični signal s radija ili pojačala, namot žice koji tvori zamotanu petlju ima električno svojstvo koje se zove induktivnost . Ovo nije poput ravne žice koja ide od točke "a" do točke "b."
Taj se induktivitet suprotstavlja protoku elektriciteta slično otporu i mijenja se s frekvencijom zvuka. Ovo svojstvo koje je poput otpora i prisutno u induktorima naziva se induktivna reaktancija.
Kada govorimo o impedanciji zvučnika, većinu vremena mislimo na kategoriju (opći raspon oma) zvučnika koji se koristi za usklađivanje kućnih ili automobilskih stereo pojačala.
Imajte na umu da se omi ponekad predstavljaju grčkim simbolom Omega ili "Ω."Kakav je odnos između impedancije i frekvencije?
Primjer dijagrama krivulje impedancije izmjerene za 8Ω srednjetonski zvučnik. Primijetite kako impedancija raste s povećanjem frekvencije. To je zbog induktivnosti glasovne zavojnice. Induktivna reaktancija (impedancija) izravno je povezana s frekvencijom.
Impedancija zvučnika u odnosu na frekvenciju
Postoji izravan odnos između frekvencije i impedancije:
- Kako frekvencija raste, induktivna reaktancija raste, što znači da se povećava impedancija zvučnika.
- Kako se frekvencija smanjuje, induktivna reaktancija se smanjuje, što znači da se impedancija zvučnika smanjuje natrag prema istosmjernom otporu zavojnice zvučnika.
Drugim riječima, impedancija je izravno proporcionalna na frekvenciju, što znači da ide gore ili dolje kako se frekvencija povećava ili smanjuje. Impedancija nije jednostavan zbroj otpora žice zavojnice i induktiviteta, već geometrijski zbroj ta dva kao što ćete vidjeti u nastavku.
Imajte na umu da će impedancija zvučnika uvijek biti jednaka ili veća od otpora glasovne zavojnice. Nije moguće imati impedanciju zvučnika od nula oma (barem ne bez kratkog spoja) ili negativnu impedanciju - to ne bi imalo smisla.
Izračunavanje impedancije zvučnika u odnosu na frekvenciju
Kao što možete vidjeti gore, induktivna reaktancija (obično napisana kao "Xl" za induktivitet) izravno je povezana s frekvencijom ("f" u gornjoj formuli). Također, možete vidjeti kako je impedancija zvučnika, u Ohmima, kvadratni korijen zbroja kvadrata otpora i induktivne reaktancije zvučnika.
To je zato što je impedancija svojstvo fizike koje se ponaša drugačije od otpora istosmjerne struje - nikada se ne zbrajaju izravno. Zamislite to kao trigonometriju i način na koji pronalazite hipotenuzu trokuta.
Kakva je impedancija zvučnika u usporedbi s frekvencijskim odzivom?
Općenito govoreći, postoji mala, ako uopće postoji, veza između impedancije i frekvencijskog odziva. Međutim, to ovisi o pojedinom govorniku. Na neke se može utjecati više nego na druge, ali općenito govoreći, osim na rezonantnoj frekvenciji zvučnika, frekvencijski odziv nema nikakvog stvarnog utjecaja na to.
Frekvencijski odziv zvučnika krajnji je rezultat njegovog dizajna, toga koliko dobro radi sklop magnet/konus/ovjes i raznih drugih parametara poput toga.
Imajte na umu da je na rezonantnoj frekvenciji impedancija obično vrlo visoka zbog rezonancije jer tada sklop zvučnika ne može ostati stabilan za taj vrlo mali frekvencijski raspon. Međutim, to je prilično rubna situacija i općenito govoreći dizajneri zvučnika ionako izbjegavaju da zvučnici sviraju blizu svoje rezonantne frekvencije.
Koja frekvencija određuje impedanciju zvučnika?
Obično ne postoji frekvencija koja se koristi za određivanje impedancije zvučnika. Umjesto toga, navedena impedancija proizvođača, u Ohmima, približno je prosjek u normalnom radnom rasponu.
Ostali parametri poput učinkovitosti (izmjerena izlazna snaga zvučnika u decibelima [dB] za 1 vat tipično) i odziv izvan osi obično se mjere na 1 kiloherca (KHz). To nije impedancija slučaja jer zapravo ne bi imalo smisla.
Za neke određene govornike s dodatnim podacima, možda biti vrijednost impedancije određena za određenu frekvenciju. Međutim, ako je to uključeno, obično se daje kao grafikon. U tom slučaju, impedancija je prikazana kao grafikon u širokom rasponu audio frekvencija.
Utječe li impedancija zvučnika na kvalitetu zvuka?
Grafikon koji uspoređuje snagu koju proizvode zvučnici od 8 i 4 ohma kada su spojeni na isto pojačalo. Zvučnik s impedancijom od 8 ohma troši manje energije uz istu izlaznu snagu (glasnoću) kao zvučnik s impedancijom od 4 ohma.
Samo određeni čimbenici povezani s impedancijom, kao što je snaga zvučnika (glasnoća) i njihov rad sa skretnicama, imaju učinak na glazbu. U velikoj većini slučajeva, viši ohmi ne znače bolju kvalitetu zvuka.
Najbolji zvuk dolazi korištenjem odgovarajuće impedancije zvučnika za pravu primjenu:
- Usklađivanje ispravnog oma zvučnika s vašim radiom ili pojačalom za najbolju dostupnu snagu i glasnoću.
- Kada koristite skretnice zvučnika, koristite ispravnu impedanciju zvučnika.
Kako impedancija zvučnika utječe na snagu i glasnoću
Gornji grafikon prikazuje primjer snage koju proizvodi zvučnik od 8 ohma kada se koristi na istom pojačalu kao i zvučnik od 4 ohma.
- Snaga zvučnika niže impedancije, pri istoj razini pojačala ili stereo izlaza, dvostruko je veća od snage zvučnika od 8 ohma.
- Maksimalna snaga koju ćete dobiti za zvučnik od 8 ohma spojen na pojačalo s oznakom 4 ohma uvijek će biti manja od snage zvučnika od 4 ohma.
Na primjer, korištenje zvučnika od 16Ω umjesto zvučnika od 8Ω za stereo s ocjenom od 8Ω ima nedostatke u gubitku snage i glasnoće. Ništa se ne može dobiti od toga. (Isti princip i za zvučnike od 8Ω i 4Ω). Za dva inače identična zvučnika, sama će kvaliteta zvuka biti ista – ali onaj s većom impedancijom imat će nižu glasnoću jer će imati manju snagu preko sebe zbog manje električne struje.
Napomena:udvostručenje snage preko zvučnika ne znači da se volumen udvostručuje. Zbog načina na koji naše uši rade, udvostručenje snage samo povećava glasnoću koju naše uši percipiraju za oko 3 decibela (3dB) – što je vrlo mala količina.Kako impedancija zvučnika utječe na frekvencije skretnice?
Skretnice su dizajnirane za rad samo s određenom impedancijom zvučnika. Kada se koristi krivo opterećenje Ohma, dolazi do "crossover shifta", što znači da se frekvencija crossovera mijenja i zvuk trpi.
Mogu li koristiti različite impedancije zvučnika sa skretnicom? Što je crossover shift?
Pasivne (bez napajanja) skretnice zvučnika su u osnovi vrsta filtra dizajniranog za korištenje određene impedancije zvučnika (Ohmi). Oni rade pomoću kondenzatora i induktora koji se mogu koristiti za uklanjanje određenih neželjenih dijelova zvučne frekvencije od slanja do zvučnika. Kada se kombiniraju zajedno, mogu se koristiti za stvaranje sustava zvučnika izvrsnog zvuka s puno boljom jasnoćom i nižim izobličenjem zahvaljujući korištenoj frekvenciji skretnice.
Promjenom impedancije zvučnika spojenog na skretnicu mijenja se frekvencija skretnice. To se zove crossover shift i rezultira lošim zvukom jer je frekvencija prilično pomaknuta.
Neke od audio nuspojava skretnice su:
- "Oštar" zvuk iz niskotonaca ili srednjetonskih zvučnika. Visokotonci mogu zvučati izobličeno i početi se "raspadati" pri nižoj glasnoći nego prije.
- "Tanka", slaba kvaliteta glazbe.
- Praznine u rasponima zvukova koje biste trebali čuti.
Skretnice zvučnika bi se trebale koristiti samo s predviđenom impedancijom zvučnika. Inače ćete imati loš zvuk i lošu izvedbu.
Na primjer, ne možete koristiti zvučnike od 8Ω sa skretnicom dizajniranom za one od 4Ω ili obrnuto.
Dodatni članci o zvučnicima i zvuku
Pogledajte ove druge sjajne članke u kojima ćete uživati!
- Saznajte kako možete promijeniti ili uskladiti impedanciju zvučnika s otpornicima.
- Zašto je loše ako je impedancija zvučnika preniska?
- Što je točno zvučnik od impedancije od 8 ohma?
- Naučite kako zvučnici proizvode zvuk iz struje.