Как влияет сопротивление акустики

Импеданс и его влияние в акустической системе

Сам столкнулся с этой темой давно, но разобраться решил, когда начал серьёзно заниматься акустическими измерениями. Немного покапал в инете, немного пообщался с друзьями и в конце концов нарисовалась данная статья, которая надеюсь поможет в нашем непростом деле.

Импеданс – это комплексное (полное) сопротивление двухполюсника для гармонического сигнала, которое имеет активную и реактивную составляющие. Обычно импеданс акустических систем равен 4, 6 или 8 Ом. Импедансом так же называется отношение комплексной амплитуды напряжения гармонического сигнала, прикладываемого к двухполюснику, к комплексной амплитуде тока, протекающего через двухполюсник.

Пример импеданса акустической системы:

В отличие от резистора, электрическое сопротивление которого характеризует соотношение напряжения к току на нём, попытка применения термина электрическое сопротивление к реактивным элементам (катушка индуктивности и конденсатор) приводит к тому, что сопротивление идеальной катушки индуктивности стремится к нулю, а сопротивление идеального конденсатора — к бесконечности.

Сопротивление правильно описывает свойства катушки и конденсатора только на постоянном токе. В случае же переменного тока свойства реактивных элементов существенно иные: напряжение на катушке индуктивности и ток через конденсатор не равны нулю. Такое поведение сопротивлением уже не описывается, поскольку сопротивление предполагает постоянное, не зависящее от времени соотношение тока и напряжения, то есть отсутствие фазовых сдвигов тока и напряжения.

Было бы удобно иметь некоторую характеристику и для реактивных элементов, которая бы при любых условиях связывала ток и напряжение на них подобно сопротивлению. Такую характеристику можно ввести, если рассмотреть свойства реактивных элементов при гармонических воздействиях на них. В этом случае ток и напряжение оказываются связаны некой стабильной константой (подобной в некотором смысле сопротивлению), которая и получила название электрический импеданс (или просто импеданс). При рассмотрении импеданса используется комплексное представление гармонических сигналов, поскольку именно оно позволяет одновременно учитывать и амплитудные, и фазовые характеристики сигналов и систем.

В целом величина полного электрического сопротивления (импеданса) акустической системы ни о чем, связанном с качеством звучания того или иного изделия, покупателю не скажет. Производителем указывается этот параметр лишь, чтобы сопротивление учитывали при подключении акустической системы к усилителю. Если значение сопротивления колонки ниже, чем рекомендуемое значение нагрузки усилителя, в звучании могут присутствовать искажения или сработает защита от короткого замыкания; если выше, то звук будет значительно тише, нежели с рекомендуемым сопротивлением.

Если представить акустическую систему, как четырёхполюсник к входным клеммам которого подключен генератор сигналов, то в зависимости от частоты подаваемого сигнала и состава вашего фильтра + излучатель, импеданс будет изменяться. Изменение носит нелинейный характер и может быть в одной области частот ёмкостным, а в другой – индуктивным. Чем сложнее выполнен фильтр в вашей акустической системе, тем больше изменений в импедансе.

Сопротивление акустической системы зависит от частоты. Но при использовании усилителя с обратной связью по току – ИТУН (источник тока управляемый напряжением) или полу-ИТУН (в народе широко известен такой усилитель, как например MF 1), такой показатель, как зависимость от частоты, сама собой отпадает . Потому что уже нет зависимости от сопротивления на разных частотах, а это значит что ток, проходящий через катушку, уже не так изменяется. Он и работает только от того, что ток не превышает определённых значений. Но добавлю, что ИТУН и MF1 (полу-ИТУН) это не одно и то же, так как в ИТУНе есть только обратная связь по току, а в MF1 – комбинированная связь по току и по напряжению. Поэтому MF1 можно назвать «полу-ИТУН», так как он сочетает в себе комбинированную обратную связь.

Хочу обратить внимание на то, что ИТУН имеет небольшой подъём на высоких частотах , а связано это как раз с тем, что ток который проходит через катушку ВЧ динамика уже не «проваливается» и динамик играет как бы ровнее. Точно такой же эффект (поднятие высоких частот) присутствует и в MF1 всё по той же причине, а вот на НЧ уже сказывается меньше, таким образом, MF 1 более универсален в плане АС и комплексной нагрузки, относительно чистого ИТУНа.

А в случае с ИНУН (источник напряжения управляемый напряжением), которые и являются подавляющее большинство усилителей, может в момент низкого сопротивления создать такой ток, который выведет из строя выходной каскад вследствие перегрузки по току. В другом случае, если сопротивление будет слишком высоким, то будет провал в этой части АЧХ, что вместе с пиком (который возникает от низкого сопротивления) дадут большие искажения , причем в несколько раз.

Еще раз памятка тем, кто хочет создать самодельные АС или что-то доработать. Как минимум, для получения удовлетворительного результата, нужно иметь под рукой комплекс для этих измерений и хотя бы немного знаний в электротехнике .

Вывод . При создании, доработке или переделки акустических систем, отдельное внимание нужно уделять импедансу . Измерять его можно с помощью компьютера, несложной коробочке-приставки и такой программы, например как L spL ab, ну или как при замере параметров ТС, но в этом случае нужно иметь калиброванный (20 – 20000 Гц) милливольтметр. А также для уверенности использовать усилитель с обратной связью по току – ИТУН или полу-ИТУН, которым является всеми любимый и известный MF1 от Linkor.

Источник

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Всё про сопротивление акустики — Ом, импеданс и прочее

Всё про сопротивление акустики — Ом, импеданс и прочее

Bowers & Wilkins DM305

Сопротивление акустики, а именно импеданса — это одна из любимых тем в непонимающих головах начинающих меломанов, кстати эту тему чайники на звуковых форумах любят использовать, чтобы запугивать бедных ничего не подозревающих новичков…

Но — это действительно очень просто.

Итак, давайте попробуем понять концепцию согласования импеданса / сопротивления в акустике и усилителях — в двух словах, насколько это возможно.

Что такое сопротивление акустики?

Сопротивление электрической цепи относится к тому, насколько трудно передать электрический сигнал через нее.

Чем больше сопротивление акустики, тем сложнее отправить сигнал.

Также почитайте эту статью —> Почему усилители имеют различные номинальные мощности при разном сопротивлении «Ом»?

а также —> Сколько мощности усилителя и мощности акустики мне надо

Какая разница между сопротивлением колонок и импедансом?

Простой ответ что такое сопротивление акустики (для простаков, которые не слишком заботятся о мельчайших деталях), заключается в том, что сопротивление и импеданс — это, по сути, одно и то же, то есть они оба являются мерой того, насколько трудно посылать электрический сигнал по цепи.

Сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется постоянный ток (DC). Полное сопротивление — это термин, используемый в цепи, в которой используется переменный ток (AC).

Синусоидальная волна

Усилитель посылает переменный ток на акустику — поэтому мы должны использовать термин импеданс при работе с колонками. Основное отличие состоит в том, что импеданс будет варьироваться в зависимости от частоты (именно поэтому вы можете видеть, что некоторые колонки указаны в диапазоне импеданса — поскольку импеданс будет меняться в зависимости от частоты аудиосигнала).

Сопротивление и импеданс измеряются в Омах — и могут быть записаны с помощью небольшого волнистого символа омега, как этот — Ω

А как насчет тока и напряжения?

Усилитель посылает аудиосигнал на колонки в виде электрического тока (переменного тока) — этот ток измеряется в амперах. Ток «проталкивается» на динамик напряжением.

Закон Ома гласит: ток = напряжение ÷ сопротивление

Поэтому, если сопротивление снижается, то должно увеличиваться либо напряжение, либо ток (обычно ток). В любом случае, это увеличивает нагрузку на источник питания усилителя.

Например, если вы отсоедините громкоговорители на 8 Ом от усилителя и подключите акустику на 4 Ом, то сопротивление уменьшится.

силовой кабель Фуракава + Ояде штекера

Меньшее сопротивление позволяет протекать большему току, и, следовательно, усилитель будет доставлять больше мощности к колонкам (току или напряжению) — что, возможно, не предназначено для этого.

Что именно импеданс сделал с моей акустикой?

Все колонки имеют импеданс. Это полное сопротивление зависит от размера и конструкции колонок, поэтому очень важно помнить, что акустика может иметь другое сопротивление, чем другая пара колонок.

Акустика предназначенная для использования в домашних условиях, обычно рассчитана на 4, 6 или 8 Ом, хотя более специализированные модели могут выходить за пределы этого диапазона.

Если вы покупаете новые колонки домашнего кинотеатра, то вы должны проверить их номинальное сопротивление.

Импеданс обычно указывается как номинальное значение. Это означает, что это среднее значение, и фактическое сопротивление со временем будет выше или ниже этого среднего значения.

Колонки с четырьмя омами имеют более низкое среднее сопротивление, чем колонки с сопротивлением 8 Ом, и поэтому потребляют больше тока.

Преимущество громкоговорителей на 4 Ом заключается в том, что увеличение тока означает, что их можно легко использовать на большей громкости.

Или, другими словами, для того, чтобы 4-омные колонки достигли того же уровня звукового давления (SPL), что и 8-омные колонки, требуется меньше напряжения. Это может быть хорошо, если у вас усилитель с недостаточной мощностью, но не так хорошо, если вы включите его слишком громко.

Ваш усилитель должен быть в состоянии справиться с этим низким сопротивлением.

Сопоставление импеданса акустики и усилителей

Как указывалось ранее, усилитель не имеет выходного сопротивления, Но акустика имеет сопротивление.

Следовательно, полное сопротивление усилителя, относится к оптимальному сопротивлению акустики, на которое он рассчитан.

Вы можете подключить акустику любого сопротивления к усилителю, и они будут работать.

Однако, если усилитель не предназначен для управления акустикой с более низким импедансом (например, 4 Ом), усилитель может перегреться, если вы увеличите громкость очень сильно. Это связано с тем, что он потребляет больше тока, чем предусмотрено источником питания.

В этот момент усилитель отключится, прежде чем он нанесет слишком большой ущерб.

Поэтому, если возможно, то вы должны попытаться согласовать импеданс ваших колонок с импедансом, на который рассчитан усилитель. Тогда у вас не должно быть никаких проблем.

Акустика Онкен

Совет. Вы там не очень-то балуйтесь с регулятором громкости!

В характеристике усилителя нужно обратить внимание на диапазон импеданса (если он есть).

Диапазон сопротивления акустики

Если он показывает 4-8 Ом, то это означает, что усилитель рассчитан на работу с акустикой 4, 6 или 8 Ом.

Если в характеристиках 6-8 Ом, то вы все равно можете подключить к нему 4-омные колонки, и он будет работать. Но если вам повернуть регулятор громкости слишком далеко, чтобы получить мощный звук в вашей комнате, то вы рискуете перегрузить источник питания, и усилитель отключится.

Проблема в том, что ваши колонки могут быть повреждены до того, как усилитель отключится.

Важно помнить, что если вы хотите громкоговорители с низким сопротивлением (4 Ом), то вам нужно убедиться, что ваш усилитель / ресивер сможет легко их раскачать и ими управлять.

Если для усилителя / ресивера не указан диапазон полного сопротивления, то вы можете получить хорошее представление из приведенной номинальной мощности.

акустика Panasonic SB PF 310 + ламповый усилитель

Если номинальная мощность рассчитана на импеданс 8 Ом — тогда вы должны быть уверены, что он будет работать с акустикой на 8 Ом.

Точно так же, если есть другое значение, указанное в 6 Ом, то он также должно нормально работать с акустикой на 6 Ом.

Акустика при другом сопротивлении

Если вы не уверены, может быть, стоит сначала перепроверить у продавца или производителя.

Суть в том, что большинство современных усилителей и ресиверов будут работать с акустикой 8 Ом и, 6 Ом без проблем. Усилитель также может успешно работать с громкоговорителями на 4 Ом, если вы не включите их слишком громко.

Если вы планируете использовать сопротивление акустики ниже 6 Ом, то вы можете проверить их еще раз.

Должен ли я изменить настройку импеданса в моём усилителе или AV-ресивере?

На большинстве современных AV-ресиверов в меню настройки есть настройка, позволяющая сообщать ресиверу импеданс подключенных к нему акустики. В некоторых случаях это может быть физический переключатель на задней панели устройства.

Quadral KX 120 II задняя панель

Если вы прочитаете руководство к АС, то вам будет предложено изменить настройку в зависимости от импеданса подключенных вами колонок. Таким образом, если у вас есть громкоговорители с номиналом 4 Ом, вы должны изменить настройку на 4 Ом.

Этот параметр иногда называют высоким и низким импедансом.

акустика-на динамиках 4А28 TQWT

Теория заключается в том, что это обеспечит правильную подачу на вашу акустику от усилителя. По умолчанию обычно устанавливается 8 Ом.

Теперь вы можете следовать этим рекомендациям, если хотите. Но в большинстве случаев вы должны оставить настройку сопротивления по умолчанию 8 Ом независимо от импеданса колонок, которые вы используете.

В реальных ситуациях, когда вы прослушиваете музыку или кино, то у вас будет достаточно, особенно, если вы используете активный сабвуфер и, следовательно, направляете низкие частоты в сторону от основных колонок.

Эта опция существует для того, чтобы производитель мог получить официальную оценку устройства для акустики с более низким импедансом. Таким образом, они могут поместить это в руководство и маркировать это на внешней стороне коробки.

Однако, если вы измените этот параметр, то это снизит производительность/качество звука вашего усилителя. Это снизит выходное напряжение и, следовательно, уменьшит ток, передаваемый на ваши колонки. Проще говоря, это уменьшит количество доступной мощности и с большей вероятностью отправит искаженные сигналы на вашу акустику. Эти обрезанные сигналы могут повредить вашим динамикам.

XRCD2 почитайте обязательно

Помните, что я сказал ранее. Заявленное сопротивление любого динамика является номинальным значением в среднем.

В любой момент времени фактическое сопротивление акустики будет выше и ниже его номинального сопротивления в зависимости от частоты, которую он получает.

Просто будьте осторожны с регулятором громкости на усилителе, и все будет в порядке.

ИТОГИ. Итак, как мы видим, после прохождения этого урока физики для чайников, как только мы посмотрим на детали согласования импеданса акустики и усилителя, мы увидим, что не так уж много и нужно знать — но это то, что нам нужно знать.

Ламповый предусилитель СССР Прибой 101

В наши дни большинство современных усилителей / ресиверов вполне могут управлять практически любыми колонками, поэтому в большинстве случаев вы можете полностью игнорировать эту проблему.

Тем не менее, если вы покупаете колонки с низким импедансом (4 или 2 Ом) — или специализированные модели с необычным импедансом — тогда вы можете еще раз проверить, что ваш усилитель справится с этим нормально. Однако даже в этом случае это может стать проблемой только в том случае, если вы собираетесь использовать усилитель на большой громкости в течение довольно длительного времени.

Также почитайте эту статью —> Почему усилители имеют различные номинальные мощности при разном сопротивлении «Ом»?

Я надеюсь, что эта статья « Всё про сопротивление акустики — Ом и импеданс и прочее » немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы я мог вернуться к вам. Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Вам нужен хороший фонокорректор, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Если вы являетесь производителем, рекламодателем, импортером, дистрибьютором или агентом в области качественного воспроизведения звука и хотели бы связаться с нами, пожалуйста, пишите в ВК или ОК или ИНСТА или по эл. почте: anl555@bk.ru

Источник