Dumping jest czynnikiem: mity i rzeczywistość. Sztuka dźwięku

KSIĄŻKI I ARTYKUŁY
Darmowa biblioteka / Katalog / Sztuka dźwięku

Dumping to czynnik: mity i rzeczywistość

Sztuka dźwięku

Współczynnik tłumienia (w literaturze krajowej - współczynnik tłumienia) - charakterystyka wzmacniacza, która określa jego interakcję z obciążeniem (systemem akustycznym). W opisie wielu wzmacniaczy parametr ten nabiera niemal mistycznego znaczenia. Jaki współczynnik tłumienia jest potrzebny i czy warto gonić za rekordami?

Wzmacniacze mocy częstotliwości audio (UMZCH) w zależności od obciążenia dzielą się na dwie klasy - źródła napięcia i źródła prądu. Te ostatnie znajdują bardzo ograniczone zastosowanie, a prawie wszystkie modele szeregowe to wzmacniacze - źródła napięcia.

Idealny wzmacniacz, dla dowolnej rezystancji obciążenia, wytwarza takie samo napięcie na wyjściu. Innymi słowy, impedancja wyjściowa idealnego źródła napięcia wynosi zero. Jednak idealne rzeczy nie istnieją w naturze, więc prawdziwy wzmacniacz ma pewną rezystancję wewnętrzną. Oznacza to, że napięcie na obciążeniu będzie zależeć od jego rezystancji (rys. 1).

Dumping to czynnik: mity i rzeczywistość
Ris.1

Spadek napięcia wyjściowego nie jest jednak najważniejszą konsekwencją faktu, że wzmacniacz posiada impedancję wyjściową. Przy każdym ruchu cewki drgającej w szczelinie układu magnetycznego indukowana jest w niej siła elektromotoryczna (EMF). To pole elektromagnetyczne, zamykające się poprzez rezystancję wyjściową wzmacniacza, wytwarza prąd, który przeciwdziała ruchowi cewki.

Wielkość tego prądu i siła hamowania są odwrotnie proporcjonalne do impedancji wyjściowej wzmacniacza. Zjawisko to nazywane jest tłumieniem elektrycznym głośnika i w dużej mierze determinuje charakter reprodukcji sygnałów impulsowych.

Głowica dynamiczna to złożony układ oscylacyjny, który ma kilka częstotliwości rezonansowych (rezonans mechaniczny układu ruchomego, rezonans wewnętrzny zawieszenia i dyfuzora itp.). Kiedy odtwarzany jest sygnał pulsacyjny, oscylacje występują przy częstotliwościach rezonansowych systemu. Problem polega na tym, że przy słabym tłumieniu te tłumione oscylacje mogą trwać nawet po ustaniu impulsu, który je wywołał (rys. 2). W rezultacie odtwarzaniu będą towarzyszyć alikwoty, które zabarwiają dźwięk.

Dumping to czynnik: mity i rzeczywistość
Ris.2

Zadaniem projektanta systemu audio jest takie wytłumienie głośnika, aby jak najszybciej wygasły naturalne drgania. Nie ma jednak na to zbyt wielu środków. Istnieją trzy sposoby nawilżania głowy:

tłumienie mechaniczne określone przez wewnętrzne straty tarcia w zawieszeniu;
tłumienie akustyczne, określone przez charakterystykę projektu akustycznego;
tłumienie elektryczne, określone przez impedancję wyjściową wzmacniacza.

Tłumienie mechaniczne jest określone cechami konstrukcyjnymi głowicy dynamicznej i jest uwzględniane na etapie jej projektowania. Rzadko kiedy możliwa jest zmiana jego wartości w gotowej dynamice.

Jako samodzielne rozwiązanie stosuje się wytłumienie akustyczne w postaci wypełnienia obudowy głośnika materiałem dźwiękochłonnym. Ponadto w konstrukcji zamkniętych głośników średniotonowych i wysokotonowych uwzględniono tłumienie akustyczne. Odporność na promieniowanie głowicy dynamicznej ma również pewien wpływ na tłumienie akustyczne.

Jednak udział wszystkich tych składowych w ogólnym stopniu tłumienia głowy jest niewielki. W ten sposób tłumienie elektryczne staje się głównym narzędziem wpływania na charakterystykę przejściową układu „wzmacniacz-głowica dynamiczna”.

Zależność pomiędzy charakterem dźwięku a impedancją wyjściową wzmacniacza zauważono jeszcze w czasach wzmacniaczy lampowych, w latach 50-tych. Szczególnie zauważalna była różnica w brzmieniu wzmacniaczy ze stopniem wyjściowym opartym na triodach i pentodach. Wzmacniacze pentodowe miały znaczną impedancję wyjściową, w wyniku czego głowice dynamiczne były niedotłumione, a dźwięk nabierał buczącego wydźwięku.

Wprowadzenie ujemnego sprzężenia zwrotnego umożliwiło zmniejszenie impedancji wyjściowej wzmacniacza, ale nie rozwiązało całkowicie problemu. Zaskakujące jest to, że debata o tym, który wzmacniacz jest lepszy, trwa pół wieku później. Ale to nie tylko wzmacniacz, ale i system głośników.

Do oceny właściwości tłumiących wzmacniacza zaproponowano nowy parametr – współczynnik tłumienia, czyli stosunek rezystancji obciążenia do impedancji wyjściowej wzmacniacza.

Prowadzone równolegle eksperymenty pozwoliły na ustalenie minimalnej wartości tego parametru - 5...8. Dalszy spadek impedancji wyjściowej wzmacniacza praktycznie nie miał wpływu na odpowiedź impulsową układu. Nawiasem mówiąc, ideologia Hi-Fi (skrót od High Fidelity - wysoka wierność) i sam termin ukształtowały się pod koniec lat 50.

W tym momencie określono minimalne wymagania stawiane systemowi audio – pasmo odtwarzalnych częstotliwości, współczynnik harmoniczny (nazywany wówczas współczynnikiem czystości – „stopień czystości”) oraz moc wyjściową. Następnie, po pojawieniu się wzmacniaczy tranzystorowych i wyspecjalizowanych głowic dynamicznych niskich częstotliwości z „lekkim” zawieszeniem, zwiększono dolną granicę współczynnika tłumienia.

Pozwoliło to jednoznacznie określić stopień wytłumienia głowicy parametrami wzmacniacza, niezależnie od cech konstrukcji akustycznej. Jednocześnie w pewnych granicach zapewniono „identyczność” brzmienia konkretnego głośnika z różnymi wzmacniaczami.

Słynna norma DIN45500 jednoznacznie określiła współczynnik tłumienia dla wzmacniaczy Hi-Fi - co najmniej 20. Oznacza to, że impedancja wyjściowa wzmacniacza podczas pracy przy obciążeniu 4 omów nie powinna przekraczać 0,2 oma. Jednak impedancja wyjściowa nowoczesnych wzmacniaczy jest znacznie mniejsza - setne i tysięczne oma, a współczynnik tłumienia wynosi odpowiednio setki i tysiące.

Co oznacza tak znacząca poprawa tego wskaźnika? Współczynnik tłumienia w tym przypadku, o dziwo, nie ma z tym nic wspólnego. Ważny jest tylko jeden z jego elementów – impedancja wyjściowa wzmacniacza. W tym przypadku ma miejsce „magia liczb”, ponieważ wszyscy są przyzwyczajeni do setek watów mocy wyjściowej nowoczesnych wzmacniaczy i trzeba przyciągnąć kupującego czymś nowym. Zgadzam się, że „współczynnik zrzutu 4000” wygląda znacznie ładniej niż „impedancja wyjściowa 0,001 oma”.

A to w każdym razie oznacza tylko jedno - wzmacniacz ma bardzo niską impedancję wyjściową i jest w stanie dostarczyć znaczny prąd do obciążenia (nawet jeśli przez krótki czas). A związek między mocą wyjściową a współczynnikiem tłumienia, choć bezpośredni, nie jest jednoznaczny. Tak więc termin, który wcześniej interesował tylko specjalistów, znalazł nowe zastosowanie.

Jednak w opowieści o współczynniku tłumienia jest jeszcze jedna postać – kabel głośnikowy. I jest w stanie znacznie zepsuć nie tylko liczby, ale także jakość dźwięku. W końcu rezystancja kabla jest dodawana do impedancji wyjściowej wzmacniacza i staje się składową współczynnika tłumienia.

W przypadku kabla o długości 2 m rezystancja 0,05 oma jest całkiem przyzwoitym wskaźnikiem. Ale dla wzmacniacza o impedancji wyjściowej 0,01 oma współczynnik tłumienia przy obciążeniu 4 omów z takim kablem spadnie z 400 do 66. Na razie nie ma powodu do niepokoju. Ale jeśli użyjesz cienkiej „koronki” z zestawu głośników i wątpliwych skrętów o całkowitej rezystancji 0,3 ... 0,4 Ohm (sytuacja niestety nadal nie jest rzadkością), to niezależnie od tego współczynnik tłumienia spadnie do 10 wydajności wzmacniacza. Dlatego nie warto oszczędzać na przewodach.

Pasywna zwrotnica stwarza podobne problemy. Dlatego cewki z rdzeniem ferromagnetycznym w zwrotnicach są stosowane częściej niż „powietrzne” – pozwala to nie tylko zaoszczędzić drogi („mają”) drut miedziany, ale także znacznie zmniejszyć rezystancję cewki. Oczywiście, gdy rdzeń jest ponownie namagnesowany, pojawiają się dodatkowe nieliniowe zniekształcenia sygnału, ale w większości przypadków jest to mniejsze zło niż niedotłumione głośniki.

Nawiasem mówiąc, o różnicy w brzmieniu systemów z różną konstrukcją zwrotnic decyduje często nie tyle charakter wprowadzanych zniekształceń, co różne wytłumienie głośnika. W przypadkach, gdy „sumienie nie pozwala” na zamontowanie cewek z rdzeniem, brak wytłumienia można zrekompensować metodami akustycznymi. Ale tłumienie akustyczne nie ma wszystkich możliwości tłumienia elektrycznego i może kosztować więcej.

Możliwe jest obliczenie impedancji wyjściowej wzmacniacza w warunkach amatorskich, jeśli przy tym samym sygnale wejściowym zmierzymy jego napięcie wyjściowe na biegu jałowym (Eo) i przy obciążeniu (U) o określonej rezystancji (R). Jednak dokładność tej prostej metody spada, gdy impedancja wyjściowa wzmacniacza jest mniejsza niż 0,05 oma.

Wnioski:

wysoki współczynnik tłumienia (powyżej 50) wymagany jest dla głowic dynamicznych z lekkim zawieszeniem i dużą masą układu ruchomego, pracujących z wejściem w obszar głównego rezonansu mechanicznego (subwoofer lub midbas z aktywnym zwrotnica, głowice szerokopasmowe bez zwrotnicy);
w przypadku głowic dynamicznych, których częstotliwość rezonansowa znajduje się poza pasmem częstotliwości roboczej (MF, HF), współczynnik tłumienia nie ma znaczenia przy wzmocnieniu wielopasmowym, ponieważ tłumienie elektryczne jest najbardziej skuteczne w tłumieniu głównego rezonansu mechanicznego ruchomego układu;
podczas pracy z pasywną zwrotnicą współczynnik tłumienia systemu jest określany głównie przez impedancję wyjściową zwrotnicy w jej paśmie przepustowym, więc można zmniejszyć wymagania dotyczące współczynnika tłumienia wzmacniacza (20...30). Dalsze zwiększanie impedancji wyjściowej wzmacniacza może spowodować zmianę częstotliwości odcięcia zwrotnicy;
tłumienie rezonansów strukturalnych w materiale dyfuzora i zawieszenia nie wchodzi w zakres funkcji wzmacniacza i może być realizowane wyłącznie mechanicznie. To jest dynamiczny problem z głową;
dla wzmacniaczy o dużej impedancji wyjściowej (źródła prądowe) pojęcie współczynnika tłumienia jest bez znaczenia. W takim przypadku do tłumienia głównego rezonansu mechanicznego układu ruchomego można zastosować jedynie tłumienie akustyczne.

Publikacja: www.bluesmobil.com/shikhman

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Sztuka dźwięku:

▪ KRYKIET CR-2250

▪ Konwersja 35AC1 na subwoofer

▪ O widoczności zniekształceń

Zobacz inne artykuły Sekcja Sztuka dźwięku.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Wszczepiony stymulator mózgu 30.04.2024

W ostatnich latach badania naukowe z zakresu neurotechnologii poczyniły ogromny postęp, otwierając nowe horyzonty w leczeniu różnych zaburzeń psychiatrycznych i neurologicznych. Jednym ze znaczących osiągnięć było stworzenie najmniejszego wszczepionego stymulatora mózgu, zaprezentowane przez laboratorium na Uniwersytecie Rice. To innowacyjne urządzenie, zwane cyfrowo programowalną terapią ponadmózgową (DOT), może zrewolucjonizować leczenie, zapewniając pacjentom większą autonomię i dostępność. Implant, opracowany we współpracy z Motif Neurotech i klinicystami, wprowadza innowacyjne podejście do stymulacji mózgu. Jest zasilany przez zewnętrzny nadajnik wykorzystujący magnetoelektryczny transfer mocy, co eliminuje potrzebę stosowania przewodów i dużych baterii typowych dla istniejących technologii. Dzięki temu zabieg jest mniej inwazyjny i daje większe możliwości poprawy jakości życia pacjentów. Oprócz zastosowania w leczeniu, oprzyj się ... >>

Postrzeganie czasu zależy od tego, na co się patrzy 29.04.2024

Badania z zakresu psychologii czasu wciąż zaskakują swoimi wynikami. Niedawne odkrycia naukowców z George Mason University (USA) okazały się dość niezwykłe: odkryli, że to, na co patrzymy, może w ogromnym stopniu wpłynąć na nasze poczucie czasu. W trakcie eksperymentu 52 uczestników wykonało serię testów oceniających czas oglądania różnych obrazów. Wyniki były zaskakujące: wielkość i szczegółowość obrazów miały istotny wpływ na postrzeganie czasu. Większe, mniej zaśmiecone sceny stwarzały iluzję zwalniania czasu, podczas gdy mniejsze, bardziej ruchliwe obrazy sprawiały wrażenie, że czas przyspiesza. Badacze sugerują, że bałagan wizualny lub przeciążenie szczegółami mogą utrudniać postrzeganie otaczającego nas świata, co z kolei może prowadzić do szybszego postrzegania czasu. Wykazano zatem, że nasze postrzeganie czasu jest ściśle powiązane z tym, na co patrzymy. Większy i mniejszy ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Zajęcia w starych salach gimnastycznych są bardziej efektywne niż w nowoczesnych 22.06.2019

Nauka mówi, że wygodne i piękne pokoje mogą pomóc pacjentom w powrocie do zdrowia. Ale jeśli chodzi o skuteczność treningu i fizjoterapii, nowoczesne siłownie wręcz przeciwnie, mogą nie zwiększać ich efektu.

Naukowcy zrekrutowali dwie grupy 40 i 42 osób w wieku 35 lat i starszych z bólem biodra lub kolana, które przechodziły trening terapeutyczny.

Jedna grupa ćwiczyła w nowoczesnej siłowni z widokiem na przyrodę, dużą ilością światła słonecznego i nowoczesnym sprzętem do ćwiczeń. Inna grupa ćwiczyła w piwnicy budynku z lat 1970. ze starym wyposażeniem. Nie wiedzieli, o co chodzi w eksperymencie i trenowali z tym samym fizjoterapeutą.

Podczas sesji autorzy badania poprosili uczestników o zgłoszenie ogólnej poprawy, zmniejszenia bólu i poprawy mobilności. Następnie naukowcy przetestowali swoją wydolność tlenową, siłę mięśni i prędkość chodu przed i po ośmiu tygodniach treningu.

Ku zaskoczeniu naukowców okazało się, że ćwiczenia na starej siłowni były bardziej efektywne dla wskaźników zdrowia niż na nowej.

„Obie grupy poprawiły swoje wyniki, ale jedna grupa zgłosiła większe zmniejszenie bólu. I to pomimo faktu, że między grupami nie było różnic w ćwiczeniach aerobowych, sile mięśni i szybkości chodzenia” – mówią naukowcy.

Zaskoczeni tymi wynikami badacze rozmawiali z uczestnikami eksperymentu i okazało się, że tak właśnie jest. Osoby trenujące w starej hali nie odbierały negatywnie jej otoczenia. Wręcz przeciwnie, czuli się komfortowo i nostalgicznie, ponieważ miejsce przypominało im ich starą szkolną salę gimnastyczną. Doświadczyli również silniejszego poczucia koleżeństwa i pracowali jako zespół, aby osiągnąć swoje cele.

Ale ludzi w nowoczesnej siłowni rozpraszały duże okna i lustra, w których nie lubili widzieć własnego odbicia. Ponadto uczestnicy stwierdzili, że nie czują się częścią zespołu.

Tak więc, jeśli szukasz siłowni do ćwiczeń, może nie powinieneś wyrzucać nijakiej siłowni?

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Teleskop Południowy

▪ Embriony ludzkie są tworzone sztucznie

▪ fajne myszy

▪ Fotoczujnik HSDL-9001

▪ Transmisja wideo 360 stopni

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Urządzenia komputerowe. Wybór artykułów

▪ artykuł Skok ministerialny. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy rośliny reagują na nadchodzące zmiany pogodowe? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Niekorzystne konsekwencje wpływu warunków pracy na człowieka

▪ artykuł Dyskowy czujnik wykrywacza metalu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Jak rośliny reagują na elektryczność. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn