Niewiele osób w branży car audio zdaje sobie sprawę, że głośniki są zazwyczaj najsłabszym ogniwem w systemach audio, jeśli chodzi o dodawanie zniekształceń do tego, co słyszymy. Czy to'kiepski projekt z niewłaściwym wyśrodkowaniem cewki drgającej w szczelinie magnetycznej lub słaba liniowość magnetyczna lub podatność, głośniki dodają znaczne ilości niechcianych informacji do tego, co słyszymy. W tym artykule zagłębimy się w wyjaśnienie, w jaki sposób zwiększone wychylenie stożka wpływa na zniekształcenia.
Zrozumienie wycieczki stożkowej głośnika samochodowego
Stożki głośnikowe poruszają się w przód i w tył, wzbudzając cząsteczki powietrza i wytwarzając dźwięk. Działają w ten sam sposób, w jaki uderzanie w skórę bębna, dmuchanie w trąbkę czy wibrowanie struny gitary wytwarza w powietrzu fale ciśnienia. Jeśli przyłożymy do głośnika większe napięcie, stożek porusza się bardziej. Odtwarzanie informacji o niskiej częstotliwości wymaga dalszego przemieszczania cząsteczek powietrza, co wymaga większego wychylenia stożka (i większego napięcia), aby wytworzyć niskie częstotliwości. Większe instrumenty, takie jak kontrabas, fortepian koncertowy i kotły, również generują więcej informacji o niskich częstotliwościach niż banjo, pianino szpinetowe czy bęben bongo.
Niestety dla głośników im bardziej ich stożki poruszają się do przodu i do tyłu, tym większe są szanse, że stożek nie będzie idealnie śledzić sygnału elektrycznego. Kiedy tak się dzieje, do sygnału audio dodawane są niepożądane informacje o harmonicznych. Nazywamy to zniekształceniem. Jeśli stożek, osłona przeciwpyłowa lub surround rezonują, powoduje to również niepożądane zniekształcenia. Ono'Nie jest niczym niezwykłym, że głośniki grające na umiarkowanych poziomach wyjściowych osiągają znacznie ponad 1 procent zniekształceń. Oznacza to, że ponad 1 procent dźwięku, który wytwarzają,'t dokładnie podążaj za sygnałem wejściowym.
Pomiar i zrozumienie zniekształceń głośnika
Aby wyjaśnić tę koncepcję, wziąłem popularny 6,5-calowy głośnik w stylu PA, który'jest używany w samochodowych systemach audio i zamontowałem go w mojej obudowie testowej. Ustawiłem moje Clio Pocket z mikrofonem kilka milimetrów od stożka i wykonałem serię przemiatań częstotliwościowych przy różnych poziomach mocy. System Clio może analizować pomiary i wyświetlać informacje o harmonicznej drugiego i trzeciego rzędu. Pozwalać'Przyjrzyj się szczegółowo pierwszemu pomiarowi.
Zniekształcenie głośnika
Pasmo przenoszenia bliskiego pola głośnika w stylu PA z mocą 0,25 wata.
Wykres, który widzisz powyżej, pokazuje trzy informacje. Po pierwsze, czerwony ślad to pasmo przenoszenia głośnika. Ten ślad mówi nam, ile energii wytwarza głośnik na różnych częstotliwościach, gdy jest zasilany sygnałem ćwierkającym. Sygnał chirp to przemiatanie fali sinusoidalnej, które zaczyna się przy 20 Hz i kończy przy 40 kHz. Wyregulowałem moc wyjściową wzmacniacza do tego testu tak, aby wytwarzała dokładnie przy 1 V mocy wyjściowej, czyli 0,25 wata przy obciążeniu 4- omów.
Idealny głośnik (który nie't istnieje) dałoby idealnie płaską charakterystykę częstotliwościową od najniższych częstotliwości niskich do najwyższych z wysokich. Ten głośnik znajdował się w granicach około 5 dB płaskiego od 200 Hz do 3000 Hz. Pamiętaj, że ten pomiar jest z mikrofonem tuż przy stożku, więc liczby poziomu ciśnienia akustycznego po lewej stronie nie't bezpośrednio koreluje z tym, co ty'd słyszeć w samochodzie lub ciężarówce, chyba że zainstalowałeś głośnik w zagłówku. Uh, proszę nie'nie robić tego.
Niebieski ślad jest śladem zniekształceń harmonicznych drugiego rzędu. Aby wyjaśnić, co oznaczają te informacje, pozwól's spojrzeć na określoną częstotliwość, 200 Hz. Głośnik wytwarza około 88 dB SPL przy 200 Hz. Nazywa się to częstotliwością podstawową. Niebieski ślad mówi nam, że…'s również wytwarza drugą harmoniczną (która byłaby 400 Hz) na poziomie 38 dB SPL. Ponownie, liczby bezwzględne nie'Nie ma to znaczenia, ale musimy wiedzieć, że zniekształcenie jest o 50 dB poniżej wartości podstawowej. To daje 0,316 procent dla harmonicznej drugiego rzędu.
Zielony ślad to poziom harmonicznej trzeciego rzędu, który dla sygnału 200 Hz wynosi 600 Hz. Mamy wyjście około 29 dB SPL, 59 dB poniżej wartości podstawowej i reprezentujące poziom zniekształceń na poziomie 0,112 procent.
I'Powtórzę i przeformułuję to, aby być precyzyjnym: jeśli zadasz temu głośnikowi sygnał 200 Hz na poziomie 0,25 wata, wytworzy on również sygnał wyjściowy przy 400 Hz i 600 Hz (i wielu innych wielokrotnościach). Tak działa zniekształcenie głośnika i to'są wspólne dla każdego głośnika o każdym projekcie, w każdym przedziale cenowym i od każdego producenta. Wreszcie, lepsze głośniki dodają mniej zniekształceń– że'sa kluczową częścią tego, co czyni je lepszymi. Celowo wybrałem ten głośnik w stylu PA, ponieważ ma on niezwykle krótką cewkę drgającą, więc łatwo będzie go wcisnąć w wysoki poziom zniekształceń przy niskich częstotliwościach przy minimalnej mocy. Celem jest ilościowe określenie, jak zniekształcenie wzrasta wraz z odchyleniem stożka, a nie:"test" ten głośnik.
