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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Dumpingfaktor – Mythen und Realität. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Transistor-Leistungsverstärker Dämpfungsfaktor (in der heimischen Literatur - Dämpfungsfaktor) - eine Eigenschaft des Verstärkers, die seine Wechselwirkung mit der Last (akustisches System) bestimmt. In der Beschreibung vieler Verstärker bekommt dieser Parameter eine fast mystische Bedeutung. Welcher Dämpfungsfaktor wird benötigt und lohnt sich die Jagd nach Rekordzahlen? Tonfrequenz-Leistungsverstärker (UMZCH) werden in Bezug auf die Last in zwei Klassen eingeteilt - Spannungsquellen und Stromquellen. Letztere finden nur sehr begrenzt Verwendung, und fast alle Serienmodelle sind Verstärker - Spannungsquellen. Ein idealer Verstärker erzeugt für jeden Lastwiderstand die gleiche Spannung am Ausgang. Mit anderen Worten, die Ausgangsimpedanz einer idealen Spannungsquelle ist Null. Allerdings gibt es in der Natur keine idealen Dinge, daher hat ein echter Verstärker einen gewissen Innenwiderstand. Das bedeutet, dass die Spannung über der Last von ihrem Widerstand abhängt (Abb. 1).
Der Verlust der Ausgangsspannung ist jedoch nicht die wichtigste Folge der Tatsache, dass der Verstärker eine Ausgangsimpedanz hat. Bei jeder Bewegung der Schwingspule im Spalt des Magnetsystems wird darin eine elektromotorische Kraft (EMK) induziert. Diese EMF, die durch den Ausgangswiderstand des Verstärkers schließt, erzeugt einen Strom, der der Bewegung der Spule entgegenwirkt. Die Größe dieses Stroms und die Bremskraft sind umgekehrt proportional zur Ausgangsimpedanz des Verstärkers. Dieses Phänomen wird als elektrische Dämpfung des Lautsprechers bezeichnet und bestimmt maßgeblich die Art der Wiedergabe von Impulssignalen. Ein dynamischer Kopf ist ein komplexes Schwingsystem mit mehreren Resonanzfrequenzen (mechanische Resonanz eines beweglichen Systems, interne Resonanzen einer Aufhängung und eines Diffusors usw.). Bei der Wiedergabe eines gepulsten Signals treten Schwingungen bei den Resonanzfrequenzen des Systems auf. Das Problem besteht darin, dass bei schwacher Dämpfung diese gedämpften Schwingungen auch nach dem Ende des Impulses, der sie verursacht hat, noch anhalten können (Abb. 2). Dadurch wird die Wiedergabe von Obertönen begleitet, die den Klang färben.
Die Aufgabe des Audiosystemdesigners besteht darin, den Lautsprecher so zu dämpfen, dass die Eigenschwingungen möglichst schnell abklingen. Dafür stehen aber nicht so viele Mittel zur Verfügung. Es gibt drei Möglichkeiten, den Kopf zu dämpfen:
Darüber hinaus ist die akustische Dämpfung in das Design geschlossener Mittel- und Hochtöner integriert. Der Strahlungswiderstand des dynamischen Kopfes hat auch einen gewissen Einfluss auf die akustische Dämpfung. Der Beitrag all dieser Komponenten zum Gesamtgrad der Kopfdämpfung ist jedoch gering. Somit wird die elektrische Dämpfung zum Hauptwerkzeug zur Beeinflussung der transienten Eigenschaften des Systems "Verstärker-dynamischer Kopf". Der Zusammenhang zwischen der Art des Klangs und der Ausgangsimpedanz des Verstärkers wurde bereits zu Zeiten der Röhrenverstärker, in den 50er Jahren, bemerkt. Besonders auffällig war der Klangunterschied von Verstärkern mit einer Endstufe auf Basis von Trioden und Pentoden. Pentodenverstärker hatten eine erhebliche Ausgangsimpedanz, wodurch die dynamischen Köpfe unterdämpft wurden und der Klang einen dröhnenden Oberton erhielt. Die Einführung der Gegenkopplung ermöglichte es, die Ausgangsimpedanz des Verstärkers zu reduzieren, löste das Problem jedoch nicht vollständig. Es überrascht, dass die Debatte darüber, welcher Verstärker besser ist, ein halbes Jahrhundert später weitergeht. Aber es ist nicht nur der Verstärker, sondern auch das Lautsprechersystem. Um die Dämpfungseigenschaften des Verstärkers zu bewerten, wurde ein neuer Parameter vorgeschlagen - der Dämpfungsfaktor, der das Verhältnis des Lastwiderstands zur Ausgangsimpedanz des Verstärkers ist.
Die gleichzeitig durchgeführten Experimente ermöglichten es, den Mindestwert dieses Parameters - 5...8 - festzulegen. Eine weitere Verringerung der Ausgangsimpedanz des Verstärkers hatte praktisch keinen Einfluss auf die Impulsantwort des Systems. Die Ideologie von Hi-Fi (kurz für High Fidelity - High Fidelity) und der Begriff selbst nahmen übrigens Ende der 50er Jahre Gestalt an. An dieser Stelle wurden die Mindestanforderungen an ein Audiosystem festgelegt - das Band der reproduzierbaren Frequenzen, der harmonische Koeffizient (damals als klarer Faktor bezeichnet - "Reinheitsgrad") und die Ausgangsleistung. Anschließend wurde nach dem Aufkommen von Transistorverstärkern und spezialisierten dynamischen Niederfrequenzköpfen mit einer "leichten" Aufhängung die untere Grenze des Dämpfungsfaktors erhöht. Dadurch konnte der Dämpfungsgrad des Kopfes durch die Parameter des Verstärkers unabhängig von den Merkmalen des akustischen Designs eindeutig bestimmt werden. Gleichzeitig wurde in gewissen Grenzen die „Gleichheit“ des Klangs eines bestimmten Lautsprechers mit unterschiedlichen Verstärkern sichergestellt. Der berühmte DIN45500-Standard definiert den Dämpfungsfaktor für HiFi-Verstärker eindeutig - mindestens 20. Das bedeutet, dass die Ausgangsimpedanz des Verstärkers beim Betrieb an einer Last von 4 Ohm nicht mehr als 0,2 Ohm betragen sollte. Die Ausgangsimpedanz moderner Verstärker ist jedoch viel geringer - Hundertstel und Tausendstel Ohm, und der Dämpfungsfaktor beträgt Hunderte bzw. Tausende. Was bedeutet eine so deutliche Verbesserung dieses Indikators? Der Dämpfungskoeffizient hat in diesem Fall seltsamerweise nichts damit zu tun. Nur eine seiner Komponenten ist wichtig - die Ausgangsimpedanz des Verstärkers. In diesem Fall findet die "Magie der Zahlen" statt, da jeder an Hunderte von Watt Ausgangsleistung moderner Verstärker gewöhnt ist und Sie den Käufer mit etwas Neuem locken müssen. Stimmen Sie zu, dass "Dumping-Faktor 4000" viel schöner aussieht als "0,001 Ohm Ausgangsimpedanz". Und das bedeutet in jedem Fall nur eines - der Verstärker hat eine sehr niedrige Ausgangsimpedanz und ist in der Lage, einen erheblichen Strom an die Last zu liefern (wenn auch nur für kurze Zeit). Und der Zusammenhang zwischen Ausgangsleistung und Dämpfungsfaktor ist zwar direkt, aber nicht eindeutig. So fand der Begriff, der früher nur für Spezialisten interessant war, eine neue Verwendung. Es gibt jedoch noch eine weitere Figur in der Geschichte des Dämpfungsfaktors – das Lautsprecherkabel. Und er kann nicht nur die Zahlen, sondern auch die Klangqualität stark verderben. Schließlich addiert sich der Kabelwiderstand zur Ausgangsimpedanz des Verstärkers und wird Bestandteil des Dämpfungsfaktors. Bei einem Kabel mit einer Länge von 2 m ist ein Widerstand von 0,05 Ohm ein recht ordentlicher Indikator. Aber bei einem Verstärker mit einer Ausgangsimpedanz von 0,01 Ohm sinkt der Dämpfungsfaktor an 4 Ohm Last mit einem solchen Kabel von 400 auf 66. Grund zur Sorge gibt es noch nicht. Wenn Sie jedoch eine dünne "Spitze" aus einer Reihe von Lautsprechern und zweifelhaften Wendungen mit einem Gesamtwiderstand von 0,3 ... 0,4 Ohm verwenden (die Situation ist leider immer noch nicht ungewöhnlich), sinkt der Dämpfungsfaktor trotzdem auf 10 der Verstärkerleistung. Daher lohnt es sich nicht, an Kabeln zu sparen. Passive Frequenzweichen erzeugen ähnliche Probleme. Daher werden Spulen mit ferromagnetischem Kern in Frequenzweichen häufiger verwendet als "Luft" - dies ermöglicht nicht nur das Einsparen von teurem Kupferdraht ("sie haben"), sondern auch den Widerstand der Spule erheblich zu reduzieren. Beim Ummagnetisieren des Kerns kommt es natürlich zu einer zusätzlichen nichtlinearen Signalverzerrung, die aber in den meisten Fällen ein geringeres Übel ist als unterdämpfte Lautsprecher. Übrigens wird der Klangunterschied von Systemen mit Frequenzweichen unterschiedlicher Bauart oft nicht so sehr durch die Art der eingebrachten Verzerrungen bestimmt, sondern durch die unterschiedliche Dämpfung des Lautsprechers. Dort, wo es „das Gewissen nicht zulässt“, Spulen mit Kern einzubauen, kann die fehlende Dämpfung durch akustische Methoden kompensiert werden. Die akustische Dämpfung hat jedoch nicht alle Fähigkeiten der elektrischen Dämpfung und kann am Ende mehr kosten. Es ist möglich, die Ausgangsimpedanz eines Verstärkers unter Amateurbedingungen zu berechnen, wenn Sie bei demselben Eingangssignal seine Ausgangsspannung im Leerlauf (Eo) und bei einer Last (U) mit einem bestimmten Widerstand (R) messen. Die Genauigkeit dieses einfachen Verfahrens verschlechtert sich jedoch, wenn die Ausgangsimpedanz des Verstärkers weniger als 0,05 Ohm beträgt.
Autor: A. Shikhatov; Veröffentlichung: bluesmobile.com/shikhman
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Kommentare zum Artikel: Vladimir Die elektrische Dämpfung ist das Verhältnis des Lastwiderstands zum Innenwiderstand des Verstärkers. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die Eigenschwingungen des Diffusors um so schneller abklingen, je größer dieses Verhältnis ist. In der Tat, wenn wir eine Lautsprecherimpedanz von 8 Ohm und einen Verstärkerwiderstand von 0,1 Ohm oder 1 Ohm nehmen, dann hat die Dämpfung Werte von 80 Einheiten oder 8 Einheiten. Jeder wird Ihnen sagen, dass 80 viel größer als 8 ist und gedämpfte 80-Kegel-Eigenmoden viel schneller zerfallen. Aber nein Die EMF der Lautsprecherspule wird während ihrer eigenen Schwingungen auf einen Stromkreis aus zwei Widerständen geladen - dem Lautsprecher selbst und dem Ausgangswiderstand des Verstärkers. Dabei stellt sich die Belastung des EMF-Lautsprechers auf 8.1 Ohm bzw. 9 Ohm heraus. Der Unterschied beträgt nur 10% und nicht das 10-fache. Wenn nun die Ausgangsimpedanz des Verstärkers 8 Ohm beträgt, sind die Eigenschwingungen des Diffusors 2-mal länger als bei einem Verstärkerwiderstand von 0.1 Ohm oder sogar 1 Ohm. Daher halte ich das Konzept des Dumpingfaktors für an den Haaren herbeigezogen, um das Gehirn von Ignoranten zu täuschen. Nehmen wir einen Röhrenverstärker, der laut vielen Testberichten einen besseren Klang hat, dann ist laut Theorie bei optimaler Trafo-Anpassung der Lautsprecherimpedanz an die Ausgangsröhre die Ausgangsimpedanz gleich der Lautsprecherimpedanz. Der Dämpfungsfaktor ist 1!!!!!! Oleg Dieser Artikel ist veraltet und entspricht nicht den modernen Anforderungen. Die Theorie ist in diesem Fall weit entfernt von der Praxis. Zunächst einmal zeigt das vergleichende Hören eines Verstärkers mit CD-Tausend oder mehr im Vergleich zu einem Verstärker mit einer kleinen CD einen signifikanten Klangunterschied. Das ist leicht nachzuprüfen und entspricht nicht der Theorie, weil man in der Theorie vergessen hat, dass der CD-Wert frequenzabhängig ist und auf eine Frequenz von 1 kHz normiert ist. Und bei 20 Hz -? Aus diesem Grund muss der Verstärker bei niedrigen Frequenzen normalisiert werden und nicht dort, wo er am besten funktioniert. Und die nächste Frage ist der Widerstand des Verstärkers selbst gegen EMF. Dh - der Verstärker muss auf äußere Einflüsse auf seinen Ausgang überprüft werden. Diese Technik wurde von S. Ageev vorgeschlagen. Und es ist ganz offensichtlich, dass es keine klaren Kriterien, Messmethoden und Messwerte gibt, anhand derer beurteilt werden kann, ob der Verstärker den Lautsprecher wirklich bedämpft und wie er auf Gegen-EMK und Last-Nichtlinearitäten reagiert. Daher die Schlussfolgerung, dass mehr als tausend CDs definitiv besser sind als 100, obwohl dies theoretisch ausreicht ...
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