Što se događa ako koristim zvučnik različite impedancije na skretnici? Mogu li?

Jeste li se ikada zapitali što r sve događa ako koristite zvučnik različite impedancije sa skretnicom zvučnika? To je sjajno pitanje!

Kako se ispostavilo, impedancija zvučnika (Ohmi) čini razliku u tome kako skretnica zvučnika radi i utječe na zvuk. Sve ću to detaljno objasniti na način da svatko može razumjeti.

Što je skretnica zvučnika? Što crossover radi?

Na vrhu: Tipična skretnica za stereo zvučnike automobila, s označenim glavnim dijelovima. Dolje: Tipična skretnica kućnih stereo zvučnika, koja je vrlo slična. (Ovi se obično ugrađuju unutar kućišta zvučnika) Oba koriste kondenzatore i induktore za formiranje skretnih filtara i kontrolu zvuka koji se šalje visokotoncima, srednjetonskim zvučnicima ili niskotoncima za najbolju kvalitetu zvuka.

Skretnice zvučnika često se nazivaju "pasivnim" skretnicama jer propuštaju signale bez potrebe za napajanjem za razliku od elektroničkih ("aktivnih") skretnica. Oni rade koristeći pasivno komponente:kondenzatori i induktori.

Skretnica zvučnika je električni krug koji koristi induktore i kondenzatore za filtriranje signala zvučnika i njegovu podjelu na 1 ili više izlaza. Izlazi ovise o frekvencijskom odzivu korištenih zvučnika.

Razlikuju se od elektroničkih skretnica po tome što su skretnice zvučnika spojene na izlaz pojačala ili stereoa umjesto da budu spojene na put signala (RCA kabeli, na primjer). Zvučnici se tada spajaju na priključke zvučnika skretnice.

Jedna od najčešćih vrsta skretnica zvučnika koja se danas koristi:2-stazna skretnica zvučnika drugog reda s visokotonskim i srednjotonskim/niskotonskim izlazima. Induktori su predstavljeni simbolom "L", a kondenzatori simbolom "C". Skretnice zvučnika rade na odvajanju zvuka koji se šalje određenim zvučnicima radi poboljšanja zvuka, manjeg izobličenja i kontrole nad načinom na koji se zvučnici koriste. Na primjer, blokiraju basove koje visokotonci ne mogu proizvesti i visoke tonove koje niskotonci ne mogu dobro proizvesti.

Induktori i kondenzatori imaju neka stvarno zanimljiva (i stvarno korisna!) svojstva kada kroz njih teče električni audio signal:

• Induktori su zavojnice žice koje imaju veći otpor (u ovom slučaju koji se naziva impedancija) prema visokofrekventnom signalu od nižeg. Stoga filtriraju više frekvencije zvuka kada su povezani u seriju.
• Kondenzatori imaju veći "otpor" na signal niske frekvencije od signala više kada su u seriji. Što je frekvencija niža, to manje signala može proći.

Kada se na kondenzator ili induktor primijeni signal nakon određenog frekvencijskog raspona koji se naziva frekvencija križanja, kutna frekvencija, ili granična frekvencija, količina signala koju dopušta da prođe je smanjena, zbog čega se ponaša kao filtar.

To znači da će zvučnik primati sve manje i manje signala zvučnika koji želimo blokirati, smanjujući izlaznu glasnoću za taj neželjeni raspon zvuka. Važno je razumjeti da frekvencija na kojoj se to događa ovisi o impedanciji zvučnika (ohmsko opterećenje) spojenog.

Redoslijed skretnica zvučnika (nagibi) i dizajn

Kada se koristi u seriji s visokotoncem, skretnica filtrira štetan i izobličujući bas s kojim se ne može nositi . Kada se koristi sam, jedan kondenzator je skretnica 1. reda (jednostupanjska) s nagibom od -6dB po oktavi – najosnovnija razina.

Skretnice dolaze u različitim dizajnima za različite vrste audio krojenja i razine izvedbe, ali sve rade na isti osnovni način. Dizajnirani su s "nalozima" ili stupnjevima, koji kada se dodaju, njihovo filtriranje čini još boljim u blokiranju neželjenih zvukova da dopru do zvučnika.

Na primjer, ovdje je popis uobičajenih križanja redoslijeda koje ćete često vidjeti:

• 1. red:Ne baš strmo -16dB/oktava), sastoji se od jednog kondenzatora ili induktora u seriji sa zvučnikom.
• Drugi redoslijed:Bolje filtriranje -12dB/oktavi, koristeći DVIJE komponente za svaki zvučnik.
• Treći red:još bolje, s filtriranjem od -18dB/oktavi, korištenjem TRI komponente za svaki zvučnik.

Skretni filtri uvijek su višekratnici 6 decibela (dB) zbog načina na koji komponente rade. "Strmiji" (viši) redoslijed skretnice samo znači da je učinkovitiji u blokiranju raspona zvučnih frekvencija za koje ne želimo da dopru do zvučnika.

Što je impedancija zvučnika? Kako radi impedancija zvučnika?

Impedancija zvučnika je ukupna količina otpora koju zvučnik ima zbog otpora žičane zavojnice i induktivitet petlje žičane zavojnice. Impedancija je izražena u jedinicama otpora koje se nazivaju omi.

Baš kao što ne možete imati kratki spoj na bateriji, pojačalo ili stereo treba nešto iznos impedancije opterećenja zvučnika kako bi se ograničilo koliko električne struje radio ili pojačalo pokušava dati.

Za razliku od ravne žice koja ide od jedne točke do druge kada priključite napajanje, namot žice glasovne zavojnice tvori petlju koja ima električno svojstvo koje se zove induktivnost. Induktivnost se malo razlikuje od otpora jer se mijenja s promjenom frekvencije. Zove se induktivna reaktancija.

Za gotovo sve zvučnike to znači da se stvarna impedancija (ukupni otpor) zapravo donekle mijenja dok se glazba reproducira.

Kada govorimo o impedanciji zvučnika, većinu vremena mislimo na kategoriju (opći raspon oma) zvučnika koji se koristi za usklađivanje kućnih ili automobilskih stereo pojačala.

Mjerenja otpora, u jedinicama Ohma , ponekad se prikazuju pomoću grčkog simbola Omega:“Ω”

Kako radi impedancija zvučnika?

Kada glazbeni signal (sastavljen od izmjenične struje) pokreće zvučnik, on stvara magnetska polja dok električna struja teče kroz čvrsto namotanu žičanu glasovnu zavojnicu. Zanimljivo je da zavojnica žice razvija magnetska polja oko sebe koja se odupiru protoku struje kada se to dogodi.

Odatle dolazi dio impedancije zvučnika ovisan o frekvenciji.

(Ovo se događa i s drugim električnim uređajima, poput motora, zavojnica svjećica motora i više. Oni također imaju posla s električnim otporom jer se primjenjuje izmjenična struja.)

Što se događa ako koristim zvučnik različite impedancije na skretnici?

Dijagram koji prikazuje što se događa kada promijenite ohmsko opterećenje zvučnika povezanog sa skretnicom:pomak skretnice javlja se. To znači da se frekvencija na kojoj radi mijenja jer je dizajniran za drugu impedanciju zvučnika.

Pomak skretnice pri korištenju zvučnika različite impedancije

Kao što sam ranije spomenuo, skretnice zvučnika temelje se na dijelovima (kondenzatorima i induktorima) koji rade kao filtri prema opterećenju zvučnika na koje su spojeni. Zbog toga, kada promijenite impedanciju zvučnika, promijenit ćete frekvenciju skretnice i zvuk.

Možda ćete primijetiti nekoliko problema nakon što ovo učinite:

• "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 mogu se koristiti samo s impedancijom zvučnika dizajnirani su za ili neće zvučati isto.

Na primjer, upotreba skretnice kućnog zvučnika od 8 Ohma s automobilskim zvučnikom od 4 Ohma neće ispravno funkcionirati. To je zato što su vrijednosti dijela odabrane samo za jednu impedanciju. Kada to promijenite, to dramatično mijenja frekvenciju skretnice!

Što se događa sa skretnicom kada upola smanjim impedanciju zvučnika?

Kada promijenite impedanciju zvučnika spojenog na skretnicu zvučnika, to može značajno pomaknuti graničnu frekvenciju skretnice. Kao opće pravilo:

• Prepolovljenje impedancije zvučnika (npr.:8 ohma na 4 ohma) udvostručuje frekvenciju skretnice (npr.:3,5 kHz ide na 7 kHz)
• Udvostručenje impedancije zvučnika (npr.:8 ohma na 16 ohma) prepolovljuje frekvenciju skretnice (npr. 3,5 kHz prelazi na 1,75 kHz)

To ne želimo jer omogućuje da se zvučnicima pošalje raspon zvuka za koji oni nisu prikladni i zvuče loše. U slučaju visokotonaca, bas i srednjetonci su loši jer ih ne mogu pravilno proizvesti. Zapravo, nakon određene razine snage visokotonci se mogu oštetiti ako ih snažno pokreću niske frekvencije.

Slično tome, mnogi wooferi ne mogu dobro proizvesti zvukove visoke frekvencije i mogu zvučati užasno.

Uobičajeno, ako promijenite ohmsko opterećenje zvučnika, morat ćete zamijeniti i skretnicu zvučnika kako bi odgovaralo ohmskom opterećenju.

Međutim, postoji zaobilazno rješenje koje daje nadu...

Kako mogu koristiti zvučnike s drugom impedancijom? Je li moguće?

Sjajna je vijest da je moguće koristiti drugu impedanciju zvučnika sa skretnicom zvučnika za koju nije dizajniran! Ipak, morat ćete napraviti neke kompromise.

Kako uskladiti drugu impedanciju zvučnika sa skretnicom

Ovo je zapravo prilično jednostavno! Za usklađivanje impedancije zvučnika sa skretnicom:

1. 1. slučaj:zvučnik koji ima nižu impedanciju: Možete dodati otpornik u seriji sa zvučnikom kako biste doveli ukupno opterećenje oma do onoga što je potrebno skretnici. Trebat će vam otpornik s dovoljnom snagom (koji se naziva "snažni" otpornik) kako biste izbjegli njegovo pregrijavanje (pogledajte dolje).
2. Slučaj #2:zvučnik koji ima veću impedanciju: Možete dodati otpornik paralelno sa zvučnikom kako biste smanjili ukupno opterećenje u Ohmima na ono što je potrebno skretnici.

Primjeri:

• Možete koristiti zvučnik od 8 ohma sa skretnicom od 4 ohma spajanjem otpornika od 8 ohma paralelno s njim. Konačni rezultat je 8 Ohma/2 =4 Ohma koji će vidjeti skretnica.
• Možete koristiti zvučnik od 4 ohma sa skretnicom od 8 ohma spajanjem u seriju s otpornikom od 4 ohma. Krajnji rezultat bit će ukupno 8 ohma koje vidi skretnica.

Što je otpornik snage?

Primjeri otpornika snage koji se obično koriste sa zvučnicima. Za razliku od sićušnih otpornika koji se koriste u elektronici, oni mogu podnijeti mnogo više energije i neće izgorjeti zbog topline. Dostupni su od dobavljača elektronike uključujući prodavače komponenti zvučnika.

Otpornik snage samo je otpornik veće veličine koji može podnijeti puno više energije i topline od malih otpornika koji se obično koriste na elektroničkim pločama. Zapravo su i prilično jeftini (oko 5 USD za 2 do 4 u pakiranju) i obično se koriste za prilagođene projekte zvučnika.

Za sustave zvučnika, preporučam da koristite one s nazivnom snagom od 25 W ili više kako biste bili sigurni. Međutim, za automobilske stereo uređaje često se možete izvući s oko 10 W do 15 W.

Nedostatci upotrebe otpornika za usklađivanje skretnice

Kao što sam ranije rekao, nije bez kompromisa. Morat ćete živjeti s nekoliko stvari ovisno o tome s kojim slučajem imate posla:

• Dodavanje otpornika u seriju sa zvučnikom smanjit će maksimalnu snagu i glasnoću koja mu je dostupna. U slučaju zvučnika od 4 ohma i otpornika od 4 ohma, to znači da ćete izgubiti 3 dB glasnoće ( maleni iznos), ali snaga će uvijek biti 1/2 onoga što je bila.
• Dodavanje otpornika paralelno sa zvučnikom znači da će snaga biti podijeljena između njih dvoje. U slučaju otpornika od 8 ohma paralelno sa zvučnikom od 8 ohma, svaka će strana primiti 1/2 snage koja je prije bila poslana jednom zvučniku. (Primjer:pojačalo od 50 W sada bi zvučniku isporučivalo najviše 25 W)

Obično bih preporučio korištenje ispravne skretnice, ali ako ste "u škripcu", ovo je rješenje sjajan način da vaši zvučnici rade i da i dalje dobro zvuče.

Dodatna literatura za vidjeti

Ne propustite moje druge fascinantne članke:

• Niža impedancija zvučnika može biti problem – evo zašto je niža impedancija zvučnika loša.
• Ovdje saznajte više o tome kako zvučnici rade.
• Glasni visokotonci su dosadni! Evo kako na pravi način smanjiti glasnoću visokotonca.

Ovdje pogledajte moju cijelu liniju članaka s uputama i informacijama.