Λίγοι άνθρωποι στη βιομηχανία ήχου αυτοκινήτου φαίνεται να αντιλαμβάνονται ότι τα ηχεία είναι συνήθως ο πιο αδύναμος κρίκος στα συστήματα ήχου, όσον αφορά την προσθήκη παραμόρφωσης σε αυτό που ακούμε. Αν αυτό'λόγω κακής σχεδίασης με ακατάλληλο πηνίο φωνής κεντραρίσματος στο μαγνητικό κενό ή κακής μαγνητικής γραμμικότητας ή συμμόρφωσης, τα ηχεία προσθέτουν σημαντικές ποσότητες ανεπιθύμητων πληροφοριών σε αυτό που ακούμε. Αυτό το άρθρο θα κάνει μια βαθιά βουτιά για να εξηγήσει πώς η αυξημένη εκδρομή κώνου επηρεάζει την παραμόρφωση.
Κατανοώντας το Car Audio Speaker Cone Excursion
Οι κώνοι των ηχείων κινούνται εμπρός και πίσω για να διεγείρουν τα μόρια του αέρα και να παράγουν ήχο. Λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο που χτυπώντας το δέρμα ενός τυμπάνου, φυσώντας μέσα από μια κόρνα ή δονώντας τη χορδή μιας κιθάρας δημιουργούν κύματα πίεσης στον αέρα. Αν εφαρμόσουμε περισσότερη τάση σε ένα ηχείο, ο κώνος κινείται περισσότερο. Η αναπαραγωγή πληροφοριών χαμηλής συχνότητας απαιτεί την περαιτέρω μετατόπιση των μορίων του αέρα, απαιτώντας περισσότερη εκροή κώνου (και περισσότερη τάση) για την παραγωγή συχνοτήτων μπάσων. Μεγαλύτερα όργανα όπως ένα όρθιο μπάσο, ένα πιάνο με ουρά και το τιμπάνι παράγουν επίσης περισσότερες πληροφορίες χαμηλής συχνότητας από ένα μπάντζο, ένα πιάνο σπινέτ ή ένα τύμπανο μπόνγκο.
Δυστυχώς για τα ηχεία, όσο περισσότερο οι κώνοι τους κινούνται προς τα εμπρός και προς τα πίσω, τόσο περισσότερες πιθανότητες υπάρχουν για τον κώνο να μην παρακολουθεί τέλεια το ηλεκτρικό σήμα. Όταν συμβεί αυτό, στο ηχητικό σήμα προστίθενται ανεπιθύμητες αρμονικές πληροφορίες. Αυτό το ονομάζουμε παραμόρφωση. Εάν ο κώνος, το καπάκι σκόνης ή το περιβάλλον αντηχούν, αυτό προσθέτει επίσης ανεπιθύμητη παραμόρφωση. Το'Δεν είναι ασυνήθιστο τα ηχεία που παίζουν σε μέτρια επίπεδα εξόδου να φτάνουν σε παραμόρφωση πολύ πάνω από 1 τοις εκατό. Αυτό σημαίνει ότι περισσότερο από το 1 τοις εκατό του ήχου που παράγουν δεν'να ακολουθείτε με ακρίβεια το σήμα εισόδου.
Μέτρηση και κατανόηση της παραμόρφωσης των ηχείων
Για να εξηγήσω αυτήν την έννοια, πήρα ένα δημοφιλές ηχείο 6,5-ιντσών σε στυλ PA'Χρησιμοποιείται σε συστήματα ήχου αυτοκινήτου και το τοποθετώ στο περίβλημα της δοκιμής μου. Τοποθέτησα το Clio Pocket με το μικρόφωνο λίγα χιλιοστά από τον κώνο και πραγματοποίησα μια σειρά σαρώσεων απόκρισης συχνότητας σε διαφορετικά επίπεδα ισχύος. Το σύστημα Clio μπορεί να αναλύσει τη μέτρηση και να εμφανίσει αρμονικές πληροφορίες δεύτερης και τρίτης τάξης. Αφήνω'Δείτε αναλυτικά την πρώτη μέτρηση.
Παραμόρφωση ηχείου
Απόκριση συχνότητας κοντινού πεδίου ενός ηχείου τύπου PA με ισχύ 0,25 watt.
Το γράφημα που βλέπετε παραπάνω δείχνει τρεις πληροφορίες. Πρώτον, το κόκκινο ίχνος είναι η απόκριση συχνότητας του ηχείου. Αυτό το ίχνος μας λέει πόση ενέργεια παράγει το ηχείο σε διαφορετικές συχνότητες όταν τροφοδοτείται με ένα σήμα τσιρπ. Το σήμα chirp είναι μια σάρωση ημιτονοειδούς κύματος που ξεκινά από 20 Hz και τελειώνει στα 40 kHz. Ρύθμισα την έξοδο του ενισχυτή για αυτήν τη δοκιμή έτσι ώστε να παράγεται ακριβώς στο 1 volt εξόδου, που είναι 0,25 watt σε ένα φορτίο 4-ohm.
Το τέλειο ηχείο (το οποίο κάνει't υπάρχει) θα παρήγαγε μια απόλυτα επίπεδη απόκριση συχνότητας από τις χαμηλότερες συχνότητες μπάσων έως τις υψηλότερες από τις υψηλές συχνότητες. Αυτό το ηχείο βρισκόταν σε απόσταση περίπου 5 dB από 200 Hz έως 3000 Hz. Θυμηθείτε, αυτή η μέτρηση γίνεται με το μικρόφωνο ακριβώς στον κώνο, επομένως οι αριθμοί στάθμης ηχητικής πίεσης στα αριστερά δεν εμφανίζονται'δεν συσχετίζονται άμεσα με αυτό που εσείς'να ακούτε σε αυτοκίνητο ή φορτηγό, εκτός εάν έχετε εγκαταστήσει το ηχείο στο προσκέφαλό σας. Ε, σε παρακαλώ μην'μην το κάνεις αυτό.
Το μπλε ίχνος είναι το ίχνος αρμονικής παραμόρφωσης δεύτερης τάξης. Για να εξηγήσουμε τι σημαίνουν αυτές οι πληροφορίες, ας's ματιά σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, 200 Hz. Το ηχείο παράγει περίπου 88 dB SPL εξόδου στα 200 Hz. Αυτό ονομάζεται θεμελιώδης συχνότητα. Το μπλε ίχνος μας λέει ότι'Παράγει επίσης μια δεύτερη αρμονική (η οποία θα ήταν 400 Hz) σε επίπεδο 38 dB SPL. Και πάλι, οι απόλυτοι αριθμοί δεν'δεν έχει σημασία, αλλά πρέπει να γνωρίζουμε ότι η παραμόρφωση είναι 50 dB κάτω από τη θεμελιώδη. Αυτό λειτουργεί στο 0,316 τοις εκατό για την αρμονική δεύτερης τάξης.
Το πράσινο ίχνος είναι το επίπεδο της αρμονικής τρίτης τάξης, η οποία για ένα σήμα 200 Hz είναι 600 Hz. Έχουμε έξοδο περίπου 29 dB SPL, 59 dB κάτω από το βασικό και αντιπροσωπεύει ένα επίπεδο παραμόρφωσης 0,112 τοις εκατό .
I'Θα το επαναλάβω και θα το επαναδιατυπώσω για την ακρίβεια: Εάν τροφοδοτήσετε αυτό το ηχείο με σήμα 200 hertz σε επίπεδο 0,25 watt, θα παράγει επίσης έξοδο στα 400 hertz και 600 hertz (και πολλά άλλα πολλαπλάσια). Έτσι λειτουργεί η παραμόρφωση των ηχείων και αυτό'Είναι κοινό σε κάθε ηχείο κάθε σχεδίου, σε κάθε τιμή και από κάθε κατασκευαστή. Τέλος, τα καλύτερα ηχεία προσθέτουν λιγότερη παραμόρφωση– ότι'είναι βασικό μέρος αυτού που τους κάνει καλύτερους. Επέλεξα επίτηδες αυτό το ηχείο τύπου PA επειδή έχει εξαιρετικά κοντό πηνίο φωνής, επομένως θα είναι εύκολο να το ωθήσετε σε υψηλά επίπεδα παραμόρφωσης σε χαμηλές συχνότητες με ελάχιστη ισχύ. Ο σκοπός είναι να ποσοτικοποιηθεί ο τρόπος με τον οποίο αυξάνεται η παραμόρφωση με την εκδρομή του κώνου, όχι σε"δοκιμή" αυτό το ηχείο.
