Bang For Your Buck:Tehnologije audio zvučnika u automobilu

Nedavno smo razgovarali o razlici između dobrih i izvrsnih zvučnika. Ukratko, kada odaberete izvrsne zvučnike, dobit ćete više snage, potencijal za više izlaza i dramatično poboljšanu jasnoću, zahvaljujući smanjenju izobličenja. U ovom broju časopisa Bang for Your Buck, pogledat ćemo dvije tehnologije audio zvučnika u automobilu koje smanjuju izobličenje. Ovaj će članak biti pravi pogled iza kulisa rada zvučnika.

Strujni tok i magnetska polja

Prema Lenzovom zakonu, kada struja teče kroz vodič, oko vodiča se stvara magnetsko polje. U isto vrijeme, kada vodič pomičemo kroz magnetsko polje, u vodiču se stvara struja.

Gornji dijagram prikazuje vodič (sive boje) kroz koji teče struja. Zelene linije pokazuju smjer magnetskog polja oko vodiča.

Kod zvučnika, glasovna zavojnica je zavojnica žice omotana oko špulice ili kalupa. Struja iz našeg pojačala teče kroz ovaj vodič i stvara magnetsko polje oko glasovne zavojnice. Ovo svojstvo koristimo za premještanje zvučnika u košaru i iz nje. Kada je polaritet magnetskog polja isti kao i polaritet fiksnog magneta, slična magnetska polja se međusobno odbijaju i zvučnik se pomiče prema naprijed. Kada se polaritet magnetskog polja promijeni, zvučnik privlači magnetsko polje i zvučnik se pomiče unatrag.

Nažalost, kada se radi o izmjeničnoj struji, ponašanje magnetskih polja može djelovati protiv vas. Kada se polaritet struje promijeni, ona se mora boriti protiv magnetskog polja koje je stvorila. Možete to zamisliti kao zamah. Ako se klikeri kotrljaju po podu, potrebna je energija da bi promijenili smjer. Ovo protivljenje promjeni protoka struje naziva se induktivitet. Električni moment opire se želji da se uspostavi novo magnetsko polje suprotnog polariteta.

Upravljanje induktivitetom glasovne zavojnice

Količina induktiviteta u glasovnoj zavojnici zvučnika određena je nekoliko čimbenika. Veličina vodiča glasovne zavojnice, geometrija vodiča, broj slojeva u glasovnoj zavojnici i blizina glasovne zavojnice gornjoj ploči i polu - samo su neki od njih.

Dakle, kako induktivitet uzrokuje izobličenje u zvučniku? Kao što možete vidjeti na gornjem dijagramu, kada namot glasovne zavojnice (crveno) miruje, centriran je na gornjoj ploči (zeleno). Kako se konus pomiče prema dolje, veći dio glasovne zavojnice nalazi se pored magneta (plavo) i pola (ružičasto). Suprotno tome, kako se vrh pomiče prema van, manje je stošca blizu pola. U konvencionalnom dizajnu zvučnika, promjene u blizini čeličnog polovnog dijela uzrokuju promjene induktiviteta. Kako se induktivitet smanjuje, manje je otpora protoku visokofrekventne struje i povećava se visokofrekventni učinak. Promjene u izvedbi na temelju položaja membrane zvučnika rezultiraju izobličenjem.

Gornja slika prikazuje induktivitet glasovne zavojnice u odnosu na njen položaj u zvučniku. Crvena krivulja je grafikon induktiviteta konvencionalnog zvučnika. Plava krivulja je grafikon induktivnosti zvučnika koji uključuje aluminijski spojni prsten na dnu T-jarma. Kao što možete vidjeti na gornjoj slici, bez prstena za kratko spajanje, zvučnik ima dramatično različite induktivne karakteristike ovisno o položaju konusa. Gornji grafikon prikazuje frekvencijski odziv zvučnika bez prstena za kratko spajanje (crveno) i vrlo sličnog zvučnika s prstenom za kratko spajanje (u plavoj boji). Kao što je jasno vidljivo, uključivanje prstena za kratko spajanje dramatično poboljšava visokofrekventnu izvedbu zvučnika. Dodatna poboljšanja u linearnosti mogu se postići uključivanjem bakrene kapice na vrhu T-jarma.

Kada kupujete sjajne zvučnike, potražite kapice za smanjenje induktivnosti na svim zvučnicima (subwooferima, srednjotonskim pogonskim jedinicama i visokotonskim zvučnikima), a u većim zvučnicima (subwooferima i srednjetonskim pogonskim jedinicama) gdje ima mjesta u sklopu motora, potražite prisutnost prstena za kratko spajanje.

Usporedba brojeva induktivnosti

Ako ne možemo utvrditi ima li zvučnik dizajn koji ublažava promjene induktivnih karakteristika, možemo li jednostavno pogledati specifikacije? Oni zasigurno daju nagovještaj. Woofer od 6,5 inča bez poklopca ili prstena za kratko spajanje može imati induktivitet od 0,7 do 1,1 mH (milihenrija), dok će zvučnik s ovim tehnologijama biti bliži 0,1 ili 0,2 mH. Što se tiče njihovog zvuka, svi ostali kriteriji dizajna su jednaki, pokretač s nižom induktivnošću imat će bolje performanse visokih frekvencija i proizvoditi manje izobličenja.

Nelinearnosti ovjesa zvučnika

Svrha pauka (također poznatog kao prigušivač) je da zadrži glasovnu zavojnicu bočno centriranu u zračnom rasporu između gornje ploče i polovnog dijela i da pomogne vratiti konus u položaj mirovanja kada se audio signal ukloni.

Odabir savršene krutosti prigušivača (usklađenosti) za danu masu membrane i željenu rezonantnu frekvenciju jedan je od najvećih postupaka balansiranja uključenih u projektiranje zvučnika. Ako je pauk previše krut, rezonantna frekvencija zvučnika može biti previsoka za željenu primjenu i njegova učinkovitost može biti smanjena.

Dostupni su različiti materijali, kao i različite veličine i različite geometrije. Pauk je proljeće. Neki su pauci dizajnirani za linearnu usklađenost, a neki su progresivni. Što je još važnije, zbog varijacija u visini namotaja glasovne zavojnice i dizajnu košare, neki pauci uključuju pomaknutu usnu za montažu. To se zove pauk s čašom. Ova čašica ili odstojnik omogućuje pauku da se pričvrsti na formiranu glasovnu zavojnicu iznad namota, zatim spoji na šasiju držeći glasovnu zavojnicu okomito centriranom u magnetskom razmaku.

Gornji grafikon prikazuje usklađenost ovjesa dvaju različitih zvučnika promjera 6,5 ​​inča na temelju položaja membrane. Grafikon u crvenoj boji prikazuje usklađenost zvučnika koji koristi pauk s čašom. Možete vidjeti da je na 6,5 ​​mm hoda prema unutra, ovjes 25 posto tvrđi nego na 6,5 ​​mm hoda prema van. Plavi grafikon prikazuje zvučnik slične veličine s ravnim paukom. Iako je ukupna usklađenost različita, ponašanje u smjeru naprijed i nazad gotovo je identično.

Što tražiti kod pauka

U konačnici, želimo da pauk djeluje istom količinom sile na stožac i glasovnu zavojnicu dok se pomiče naprijed ili natrag iz položaja mirovanja. Količina sile ne bi se trebala mijenjati ovisno o smjeru kretanja stošca. Zamislite distorziju koju stvara zvučnik koji reproducira sinusni val gdje se stožac ne pomiče toliko unatrag za određenu količinu struje koliko se pomiče naprijed. Stoga pokušajte izbjegavati zvučnike koji koriste paukove s čašama.

Poslušajte različite tehnologije automobilskih audio zvučnika osobno

Sljedeći put kada se uputite kod lokalnog prodavača mobilnih dodataka kako biste slušali nove zvučnike, odaberite dvije potpuno različite cijene i slušajte isti dio pjesme na svakom zvučniku. Slušajte ih na razumno glasnoj razini glasnoće i postavite se na drugu stranu sobe. Prebacujte se naprijed-natrag dok ne utvrdite razlike.

Zatim dodajte treću opciju zvučnika, cjenovno i predstavljeno negdje u sredini. Napravite istu usporedbu s ovim novim zvučnikom i skupim zvučnicima. Nakon što poslušate govornike, tražite da pogledate uzorak svakog od njih i vidite možete li povezati neke od karakteristika dizajna o kojima smo razgovarali s njihovom izvedbom. To nije samo sjajan način za audiciju proizvoda, već i za učenje o tome što jednu tehnologiju ili dizajn audio zvučnika u automobilu čini boljim od drugih.