Блог Ламера. Бизнес, высокие технологии.

Параметры Тиля-Смолла являются продуктом титанического труда двух австралийцев, а именно,  Невилла Тиля (Neville Thiele) и Ричарда Смолла (Richard Small). До семидесятых годов прошлого столетия в индустрии спикербилдинга не нашлось единого правильного и простого метода оценки параметров спикеров, которые бы описывали полностью их технические характеристики и возможности сравнения и подбора кабинета (акустического оформления  - т.е бокса, коробки, корпуса). Эти ньюансы были необходимы не только для производственных контор, но и для рядового покупателя в достоверной оценке качества и приемлимости конкретных моделей динамиков для определенных задач звуковоспроизведения.

В начале семидесятых годов на конференции AES в своем докладе Тиль и Смолл пытались доказать преимущества своей системы оценки параметров динамиков в выборе и настройке акустического оформления, однако, еще даже не подозревали какое значение будет иметь комплекс параметров для сравнительной оценки общего «здоровья» громкоговорителя. Появился перечень параметров, которые полностью описывали поведение и теоретическую суть динамика в низкочастотном диапазоне. Что же стоит понимать под «низкочастотным диапазоном»? Прежде всего, это диапазон частот, в котором динамик продолжает работать в поршневом режиме. Итак основными параметрами Тиля-Смолла динамиков можно выделить три, без которых не возможно даже примерно расчитать акустическое оформление динамической головки: Fs — резонансная частота динамика в свободном пространстве Qts — полная добротность динамика Vas — эквивалентный обьем динамика Стоит отметить, что при выборе динамика необходимо обратить внимание на наличие в документации на него, как минимум, этих трех параметров. Эсли хоть один из них не указан — можно считать данный брэнд несерьезным, и вообще отказаться от него. Конечно в идеале, нормальные спикер-брэнды указывают весь перечень параметров Тиля-Смолла, а именно:

Fs  - частота собственного резонанса головки громкоговорителя в открытом пространстве.

Vas — эквивалентный объем. Это возбуждаемый головкой закрытый объем воздуха, имеющий гибкость, равную гибкости Cms подвижной системы головки.

D — эффективный диаметр диффузора.

Sd — эффективная площадь диффузора (примерно 50-60% конструктивной площади).

Xmax  - максимальное смещение диффузора.

Vd  - возбуждаемый объем (произведение Sd на Xmax).

Re  - сопротивление обмотки головки постоянному току.

Qms (безразмерная величина) — механическая добротность головки громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает механические потери.

Qes (безразмерная величина) — электрическая добротность головки громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает электрические потери.

Qts (безразмерная величина) — полная добротность головки громкоговорителя на резонансной частоте (Fs), учитывает все потери.

n0 ( безразмерная величина, иногда %) — относительная эффективность (К.П.Д.) системы.

Cms  - гибкость подвижной системы головки громкоговорителя(смещение под воздействием механической нагрузки).

Mms  - эффективная масса подвижной системы (включает массу диффузора и колеблющегося вместе с ним воздуха).

Rms  - активное механическое сопротивление головки.

Bl — коэффициент магнитной индукции.

Pe — электрическая мощность.

Le — индуктивность катушки.

Spl – чувствительность динамической головки в дБ.

Теперь остановимся по-подробнее на основных параметрах.

Fs — резонансная частота динамика в свободном пространстве. На резонансной частоте сопротивление катушки динамика максимально. То есть, если построить график зависимости  импеданса (Z) от частоты, то он будет выглядеть как кривая с «горбом» как раз на резонансной частоте. Резонансная частота измеряеться так — динамик располагается как можно дальше от других предметов, чтобы исключить их влияние, и находят частоту, на которой импеданс наибольший — это и будет собственная резонансная частота, которая зависит от массы подвижной системы (диффузора, подвеса, центрующей шайбы, катушки) и от жесткости подвеса. Соответственно, чем больше масса подвижной системы  и меньше жесткость подвеса, тем более низкую резонансную частоту будет иметь динамик. Резонансная частота, которая считается низкой — 20-25 герц, средняя  - 25-40 Гц, выше сорока считаеться довольно высокой для сабвуферного динамика. Добиваясь более низкой резонансной частоты производители ищут компромис между чуствительностью динамика (увеличение движущей массы уменьшает чуствительность, т.е КПД) и жесткостью подвеса (излишне мягкий подвес увеличивает другой параметр Vas — эквивалентный обьем, который в свою очередь влияет на размер акустического оформления).

Vas — эквивалентный обьем динамика.

Это такой объем воздуха, упругость которого сопоставима с упругостью подвеса динамика.  Величина эквивалентного объема определяется жесткостью подвеса и диаметром динамика. Чем мягче подвес, тем больше будет величина воздушной подушки, присутствие которой начнет беспокоить динамик. То же происходит с изменением диаметра диффузора. Большой диффузор при одном и том же смещении будет сильнее сжимать воздух внутри ящика, тем самым испытывая большую ответную силу упругости воздушного объема. Vas можно измерить двумя методами — методом добавочной массы и методом добавочного обьема. Первый метод более простой, так как предполагает добавление к подвижной массе динамика дополнительной массы и измерение резонансной частоты динамика. Именно зависимость резонансной частоты от добавленной массы и определяет эквивалентный обьем. Второй метод предполагает установку динамика в герметичный ящик заведомо извесного обьема и измерение резонансной частоты.

Qts — полная добротность динамика.

Добротность — а соотношение упругих и вязких сил, существующих в подвижной системе динамика вблизи частоты резонанса. Подвижная система динамика напоминает подвеску автомобиля, где есть пружина и амортизатор. Пружина рождает упругие силы, то есть аккумулирует и отдает энергию в процессе колебаний, а амортизатор — источник вязкого сопротивления, он ничего не накапливает, а поглощает и рассеивает в виде тепла. То же самое происходит при колебаниях диффузора и всего, что к нему прикреплено. Высокое значение добротности означает, что преобладают упругие силы. Это — как автомобиль без амортизаторов. Достаточно наехать на камешек и колесо начнет прыгать, ничем не сдерживаемое. Прыгать на той самой резонансной частоте, которая присуща этой колебательной системе. Применительно  к спикеру — будем наблюдать выброс, т.е. пик частотной характеристики на частоте резонанса.  Полную добротность будем определять как совокупность механической добротности Qms  и электрической добротности Qes. Основной вклад в полную добротность вносит электрическая добротность Qes, которая в свою очередь зависит от могих факторов — сила магнитной системы, размеры катушки, размеры воздушного зазора и т.д. Как правило — чем больше магнит и диаметр катушки, тем меньше електрическая, и, соответственно полная добротность системы. Но бывают  и исключения.

Статьи по данной теме: