Messung von Re, Fs, Fc, Qes, Qms, Qts, Qtc, Vas, Cms, Sd

Um diese Parameter zu messen, benötigen Sie die folgende Ausrüstung:

1. Voltmeter
2. Audiosignalgenerator
3. Frequenzmesser
4. Leistungsstarker (mindestens 5 Watt) 1000-Ohm-Widerstand
5. Präziser (+- 1 %) 10-Ohm-Widerstand
6. Drähte, Clips und anderer Müll, um alles zu einem einzigen Stromkreis zu verbinden.

Natürlich kann sich diese Liste ändern. Beispielsweise haben die meisten Oszillatoren ihre eigene Frequenzskala und ein Frequenzmesser ist in diesem Fall nicht erforderlich. Anstelle eines Generators können Sie auch eine Computer-Soundkarte und entsprechende Software verwenden, die Sinussignale von 0 bis 200 Hz mit der erforderlichen Leistung erzeugen können.

Schema für Messungen

Калибровка

Zuerst müssen Sie das Voltmeter kalibrieren. Dazu wird anstelle des Lautsprechers ein Widerstand von 10 Ohm angeschlossen und durch Wahl der vom Generator gelieferten Spannung muss eine Spannung von 0.01 Volt erreicht werden. Wenn der Widerstand einen anderen Wert hat, sollte die Spannung 1/1000 des Widerstandswerts in Ohm entsprechen. Bei einem Kalibrierwiderstand von 4 Ohm sollte die Spannung beispielsweise 0.004 Volt betragen. Erinnern! Nach der Kalibrierung ist es UNMÖGLICH, die Ausgangsspannung des Generators anzupassen, bis alle Messungen abgeschlossen sind.

Suche nach Re

Indem wir nun anstelle eines Kalibrierwiderstands einen Lautsprecher anschließen und am Generator eine Frequenz nahe 0 Hertz einstellen, können wir seinen Gleichstromwiderstand Re bestimmen. Es ist der mit 1000 multiplizierte Voltmeterwert. Re kann jedoch auch direkt mit einem Ohmmeter gemessen werden.

Ermittlung von Fs und Rmax Der Lautsprecher muss sich während dieser und aller nachfolgenden Messungen im freien Raum befinden

Die Resonanzfrequenz eines Lautsprechers ergibt sich aus seiner Spitzenimpedanz (Z-Charakteristik). Um es zu finden, ändern Sie die Frequenz des Generators sanft und sehen Sie sich die Messwerte des Voltmeters an. Die Frequenz, bei der die Spannung am Voltmeter maximal ist (eine weitere Frequenzänderung führt zu einem Spannungsabfall), ist die Hauptresonanzfrequenz für diesen Lautsprecher. Bei Lautsprechern mit einem Durchmesser von mehr als 16 cm sollte diese Frequenz unter 100 Hz liegen. Vergessen Sie nicht, nicht nur die Frequenz, sondern auch die Messwerte des Voltmeters aufzuschreiben. Multipliziert mit 1000 ergeben sie die Lautsprecherimpedanz bei der Resonanzfrequenz Rmax, die zur Berechnung der anderen Parameter benötigt wird.

Finden von Qms, Qes und Qts Diese Parameter werden durch die folgenden Formeln gefunden:

Wie Sie sehen können, handelt es sich um eine sequentielle Ermittlung zusätzlicher Parameter Ro, Rx und Messung bisher unbekannter Frequenzen F₁ und F.₂. Dies sind die Frequenzen, bei denen die Lautsprecherimpedanz Rx ist. Da Rx immer kleiner als Rmax ist, gibt es zwei Frequenzen – eine ist etwas kleiner als Fs und die andere etwas größer. Sie können mit der folgenden Formel überprüfen, ob Ihre Messungen korrekt sind:

Wenn sich das berechnete Ergebnis um mehr als 1 Hertz von dem zuvor gefundenen unterscheidet, müssen Sie alles von Anfang an und genauer wiederholen. Wir haben also einige grundlegende Parameter gefunden und berechnet und können daraus einige Schlussfolgerungen ziehen:

1. Wenn die Resonanzfrequenz des Lautsprechers über 50 Hz liegt, dann hat er den Anspruch, bestenfalls als Midbass zu arbeiten. Den Subwoofer kann man bei einem solchen Lautsprecher sofort vergessen.
2. Wenn die Resonanzfrequenz des Lautsprechers höher als 100 Hz ist, dann ist dies überhaupt kein Tieftonlautsprecher. Sie können damit Mittenfrequenzen in XNUMX-Wege-Systemen wiedergeben.
3. Wenn das Fs/Qts-Verhältnis eines Lautsprechers weniger als 50 beträgt, ist dieser Lautsprecher ausschließlich für den Betrieb in geschlossenen Gehäusen ausgelegt. Wenn mehr als 100 - ausschließlich für die Arbeit mit einem Phaseninverter oder in Bandpässen. Wenn der Wert zwischen 50 und 100 liegt, müssen Sie sich andere Parameter genau ansehen - zu welcher Art von akustischem Design der Lautsprecher neigt. Das geht am besten mit speziellen Computerprogrammen, die die akustische Leistung eines solchen Lautsprechers in unterschiedlichen Akustikdesigns grafisch simulieren können. In diesem Fall kann man zwar nicht auf andere, nicht weniger wichtige Parameter verzichten - Vas, Sd, Cms und L.

Sd finden

Dies ist die sogenannte effektive Abstrahlfläche des Diffusors. Für die niedrigsten Frequenzen (in der Kolbenaktionszone) stimmt sie mit der Entwurfsfrequenz überein und ist gleich: .

Radius R in diesem Fall ist es der halbe Abstand von der Mitte der Breite der Gummiaufhängung auf der einen Seite bis zur Mitte der Gummiaufhängung auf der gegenüberliegenden Seite. Dies liegt daran, dass die halbe Breite der Gummiaufhängung auch eine strahlende Fläche ist. Bitte beachten Sie, dass die Einheit dieser Fläche Quadratmeter ist. Dementsprechend muss der Radius in Meter eingesetzt werden.

Ermitteln der Induktivität L der Lautsprecherspule

Dies erfordert die Ergebnisse einer der Messwerte aus dem allerersten Test. Sie benötigen die Impedanz (Impedanz) der Schwingspule bei einer Frequenz von etwa 1000 Hz. Da die reaktive Komponente (XL) vom aktiven Re durch einen Winkel von 900° getrennt ist, können wir den Satz des Pythagoras anwenden: .

Da Z (Spulenimpedanz bei einer bestimmten Frequenz) und Re (Spulengleichstromwiderstand) bekannt sind, wird die Formel in umgerechnet

Nachdem wir die Reaktanz XL bei der Frequenz F gefunden haben, können wir die Induktivität selbst mit der Formel berechnen:  

Vas-Messungen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, das äquivalente Volumen zu messen, aber zwei sind zu Hause einfacher anzuwenden: die „Added Mass“-Methode und die „Added Volume“-Methode. Der erste von ihnen erfordert mehrere Gewichte mit bekanntem Gewicht aus Materialien. Sie können einen Satz Gewichte von Apothekenwaagen verwenden oder alte Kupfermünzen von 1,2,3 und 5 Kopeken verwenden, da das Gewicht einer solchen Münze in Gramm dem Nennwert entspricht. Die zweite Methode erfordert eine luftdichte Box mit bekanntem Volumen und einem geeigneten Lautsprecherloch.

Finden von Vas durch die Methode der zusätzlichen Masse

Zuerst müssen Sie den Kegel gleichmäßig mit Gewichten beladen und erneut seine Resonanzfrequenz messen, indem Sie sie als F schreiben. Er muss kleiner als Fs sein. Besser ist es, wenn die neue Resonanzfrequenz um 30% -50% kleiner ist. Das Gewicht der Gewichte wird mit ungefähr 10 Gramm pro Zoll Kegeldurchmesser angenommen. Diese. Für einen 12-Zoll-Kopf benötigen Sie ein Gewicht von etwa 120 Gramm. Dann müssen Sie Cms basierend auf den erhaltenen Ergebnissen mit der folgenden Formel berechnen:

,

wo М - Masse der Zusatzgewichte in Kilogramm. Basierend auf den Ergebnissen Vas(m3) wird nach folgender Formel berechnet:

Finden von Vas durch die Methode des hinzugefügten Volumens

Es ist notwendig, den Lautsprecher hermetisch in der Messbox zu befestigen. Am besten machen Sie das mit dem Magneten nach außen, da es dem Lautsprecher egal ist, auf welcher Seite er Lautstärke hat, und es Ihnen leichter fällt, die Kabel anzuschließen. Und es gibt weniger zusätzliche Löcher. Das Volumen der Box wird als angegeben Vb. Dann müssen Sie Messungen vornehmen Fс (Resonanzfrequenz des Lautsprechers in einer geschlossenen Box) und entsprechend berechnen Qmc, Qec и Qtc. Die Messtechnik ist der oben beschriebenen vollkommen ähnlich. Dann wird das äquivalente Volumen mit der Formel gefunden:

Mit fast den gleichen Ergebnissen können Sie eine einfachere Formel verwenden:

Die aus all diesen Messungen gewonnenen Daten reichen für die weitere Berechnung des akustischen Designs einer Niederfrequenzstrecke ausreichend hoher Klasse aus. Aber wie es berechnet wird, ist eine ganz andere Geschichte ...

Bitte beachten Sie, dass die obige Technik nur für die Messung von Lautsprechern mit Resonanzfrequenzen unter 100 Hz gilt, bei höheren Frequenzen nimmt der Fehler zu.

Veröffentlichung: cxem.net

Siehe andere Artikel Abschnitt Messtechnik.

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