Как измерить сопротивление динамика

Как проверить выходной сигнал динамика с помощью мультиметра

Для воспроизведения хорошего звука просто необходим качественный динамик, который позволяет насладиться плавными звуковыми волнами. Однако если динамик воспроизводит некачественный звук или вовсе не работает, причину плохого выходного сигнала можно выяснить с помощью мультиметра.

Для оценки эффективности прохода тока и качества проводов внутри динамика необходимо измерить сопротивление.

Из этой статьи вы узнаете, как проверить выходной сигнал динамика с помощью мультиметра или батарейки, которые позволят проверить полярность проводов динамика, определить положительный и отрицательный провод и мощность динамика.

Как проверить выходной сигнал динамика с помощью мультиметра

Чтобы оценить качество выходного сигнала динамика (звук), необходимо измерить сопротивление, поскольку высокое или низкое сопротивление влияет на качество звука.

Чтобы рассчитать сопротивление динамика (импеданс), установите мультиметр на сопротивление Ω и подсоедините щупы к входным проводам или клеммам динамика.

Если вы видите OL, подключение отсутствует (цепь разорвана). Однако в случае наличия подключения, показания мультиметра должны быть меньше или равны максимальному импедансу, указанному на обратной стороне динамика.

Предположим, максимальный импеданс динамика составляет 8 Ω. В таком случае мультиметр, поднесённый к исправному динамику, должен показывать не более 8 Ом.

Сопротивление динамика — это импеданс, который обычно на 15% больше сопротивления из-за дополнительного реактивного сопротивления цепи. Импеданс невозможно измерить мультиметром, поэтому полученное сопротивление мы принимаем за импеданс.

Кроме того, импеданс измеряется при переменном токе, а мультиметр даёт постоянный ток.

Чтобы проверить выходной сигнал динамика, необходимо выполнить следующие шаги:

1) Отключите динамики от всех источников питания и достаньте их из корпуса или устройства, тщательно осмотрите. Проверьте их на наличие физических повреждений.

Если входные провода динамика не припаяны (неразъёмно соединены) к входной клемме, для получения точных показаний необходимо их отсоединить.

2) Для измерения сопротивления настройте мультиметр так, чтобы он показывал значения в Омах (Ω), и установите минимальный диапазон значений на шкале, например 20 Ω.

Подключите щупы мультиметра к входным клеммам динамиков. Сопротивление не имеет направления, поэтому щупы можно подключать в любом порядке.

3) Сравните показания мультиметра с диапазоном максимального сопротивления динамиков. Как правило, домашние динамики имеют сопротивление 4 или 8 Ω.

Максимальное значение импеданса обычно указывается на обратной стороне динамика или в руководстве производителя. Сопротивление качественного динамика должно быть ниже или равно максимальному значению.

Показания мультиметра, превышающие максимальный импеданс динамика, указывают на неисправность проводов, затрудняющую прохождение тока и воспроизведение высококачественного звука.

Значение OL на мультиметре говорит о разрыве цепи или коротком замыкании. Ток не может непрерывно проходить по проводам, что становится причиной неисправности динамиков.

Как проверить полярность проводов динамика

Проверка полярности проводов динамика подразумевает определение отрицательных и положительных входных проводов или клемм. Существует три способа проверки полярности.

1) Посмотреть на цвет и маркировку проводов

Полярность проводов динамика можно определить по цветовому коду. Как правило, красный провод положительный, а чёрный — отрицательный. Кроме того, на клеммы проводов наносится соответствующая маркировка.

2) Проверить напряжение с помощью мультиметра

Для установления полярности проводов динамика с помощью мультиметра необходимо проверить напряжение. Установите мультиметр на напряжение переменного тока и подсоедините оба щупа к входным проводам динамика.

Если мультиметр покажет положительные значения напряжения (без знака «–»), то провод, подключённый к красному щупу, является положительным, а второй — отрицательным. Соответственно, отрицательные значения напряжения показывают, что положительный провод подключён к чёрному щупу, а отрицательный — к красному.

3) Проверить с помощью батарейки

Если цветовой код ни о чём вам не говорит, а мультиметра у вас нет, можно на короткое время подсоединить оба провода динамика к полюсам батарейки (не более 9 В). Если диффузор динамика выгибается наружу, то положительный провод подсоединён к положительному полюсу, а отрицательный — к отрицательному.

Соответственно, если диффузор выгибается внутрь, положительный провод подсоединён к отрицательному полюсу батарейки, а отрицательный — к положительному, то есть имеет место обратная полярность.

Как измерить мощность динамика с помощью мультиметра

Измерьте выходное напряжение усилителя. Установите мультиметр на напряжение переменного тока и вставьте оба щупа в выходные клеммы усилителя (там, где подключаются провода динамиков).

Включите воспроизведение звука постоянной частоты (например, 50 Гц) на всю громкость и посмотрите на максимальные показания напряжения на мультиметре.

Посмотрите силу тока динамика в руководстве пользователя или на обратной стороне динамика. Умножьте напряжение усилителя на силу тока динамика по следующей формуле: Ватты = Амперы х Вольты.

Кроме того, можно измерить сопротивление между проводами динамика и рассчитать мощность динамика по формуле V2/R.

Как проверить динамики автомобиля с помощью мультиметра

Достаньте динамик из автомобиля и найдите значение сопротивления на обратной стороне динамика. Затем установите мультиметр на Омы и подсоедините щупы к входным проводам динамика.

Сопротивление исправного динамика должно быть в районе максимального значения, указанного на динамике. Если мультиметр показывает 1 или OL, значит есть разрыв цепи или неисправность компонентов.

Как проверить динамик с помощью батарейки

Проверить исправность динамика можно и без мультиметра.

• Чтобы проверить динамик с помощью батарейки, возьмите батарейку с напряжением не более 9 В и два куска провода. Подсоедините провода к полюсам батарейки.
• Теперь подсоедините провод на положительном полюсе к положительной клемме динамика. А провод на отрицательном полюсе — к отрицательной клемме.
• Если у динамика есть входные провода, подсоедините провод с положительной клеммой к положительному полюсу батарейки, а провод с отрицательной клеммой — к отрицательному.
• Помните, что подсоединять провода можно только на короткий промежуток времени, например на секунду. Динамик работает от переменного тока, и постоянный ток батарейки может привести к перегреву и повреждению проводов.
• У работающего динамика диффузор будет выгибаться внутрь или наружу со щёлкающим звуком. А у неисправного динамика при подключении к батарейке диффузор остаётся неподвижным.

Динамик можно легко проверить с помощью мультиметра или небольшой батарейки. Мультиметр позволяет сравнить сопротивление между проводами динамика с рекомендуемым максимальным значением, указанным на динамике, и таким образом проверить качество проводов и выявить любые неисправности.

С помощью батарейки можно определить, работает ли динамик, и узнать полярность проводов. Надеюсь, вы разобрались, как проверять динамики.

Как определить параметры динамика? Мерим Тиля — Смолла

Традиционные методы измерения описаны во многих источниках и секрета не представляют. Более того, в упомянутой выше программе JBL SpeakerShop есть удобный «мастер», который избавляет от необходимости вручную рассчитывать промежуточные и окончательные значения напряжений, частот и добротностей: нужно собрать приведенную там схему и действовать в соответствии с указаниями программы.

Я сам неоднократно пользовался этой методикой, все здорово, только для измерений требуются:
а) генератор,
б) частотомер,
в) вольтметр переменного тока,
г) усилитель низкой частоты.

Думаю, что где-нибудь к пункту в) из этого списка исследовательский пыл у многих уже малость поугас. Но это еще не все. Сам процесс измерений, постоянная «ловля» требуемых значений частот и напряжений способны утомить даже флегматика: на один динамик уходит в лучшем случае полчаса. Обидно тратить время на такую рутину, поэтому, когда я наткнулся на программу SpeakerWorkShop, радости не было предела.

Замечательно, нужны только компьютер со звуковой платой и элементарные кабели. Первые несколько дней я честно пытался делать все так, как велит инструкция. Тут меня ждало разочарование. То есть сама по себе программа хорошая, но вот ее help — это что-то. Прочитал его, наверное, раз двадцать, пробовал и так, и этак, но так ничего и не получилось. Что поделать — бесплатный софт сродни сыру той же цены.

Несколько месяцев я продолжал измерять «три цифры» обычными способами, пока на сайте, на котором находится сама программа, не появилась новая ссылка. Спасибо чемпиону РАСКА среди любителей Косте Никифорову за то, что сказал о ней. Предлагаемое ниже описание — мой собственный, упрощенный вариант приставки и краткая инструкция по работе с программой.

Бывает в жизни — как приклеится к человеку прозвище, так и преследует до конца дней его. Вот и с прибором, который буду ниже описывать, тоже такое случилось — «коробочка», да и все тут. Как я ни пытался выдумать более наукообразное название, ничего не вышло. Схема приведена на рис. 1

Некоторые комментарии по поводу применяемых элементов.
X1 — разъем, подключаемый к выходу усилителя мощности (Spkr Out) звуковой карты, обычно «мини-джек». Сигнал правого и левого канала с усилителя одинаков, поэтому можно использовать любой контакт разъема. При использовании внешнего усилителя подключать одновременно этот разъем к выходу звуковой платы НЕЛЬЗЯ!

X2, X3 понадобятся, если вы будете использовать внешний усилитель мощности. Это более предпочтительный вариант, правда, чуть более громоздкий. Подойдут «колоночные» клеммы, желательно винтовые. Кроме того, в случае использования внешнего усилителя потребуется дополнительный кабель «мини-джек — два тюльпана».

X4, X5 — клеммы, аналогичные X2, X3. К ним будет присоединяться объект исследования. Очень полезно продублировать эти клеммы парой «крокодилов».

X6 — «мини-джек», который будет подключен ко входу Line-In звуковой платы. Распайку правого и левого канала я не привожу — пока соедините как получится, уточним позднее. Провод к разъему нужно брать экранированный.

R1, R2 — резисторы, используемые в качестве эталонных при калибровке программы. Номиналы особой роли не играют и могут быть от 7,5 до 12 Ом, например типа МЛТ-2.
R3 — это резистор, с величиной которого программа «сравнивает» неизвестный импеданс. Поэтому номинал этого резистора должен быть соизмерим с исследуемым. Если в основном предполагается измерять автомобильные динамики, величину R3 можно взять около 4 Ом. Мощность можно выбрать такую же, как для R1.

R4, R5, R6, R7 — любой мощности. Сопротивления могут несколько отличаться от указанных, важно лишь, чтобы R4/R6 = R5/R7 = 10. 15. Это делитель, который ослабляет сигнал на входе звуковой карты.

SA1 служит для выбора между двумя эталонными сопротивлениями. Он используется только при калибровке. Можно использовать тумблер, я поставил П2К, соединив параллельно несколько секций.

SA2, пожалуй, самый ответственный. Важно, чтобы он обеспечивал надежный и стабильный контакт, от этого во многом зависит точность результатов.

Итак, «коробочка» собрана. Теперь потребуется омметр, причем максимально возможной точности, желательно измерительный мост. Необходимо установить переключатели во все положения согласно таблице и измерить указанные сопротивления.

положение переключателя	положение переключателя	сопротивление	сопротивление
SA1	SA2	X4-X5	X2-X4
CAL1	Верхнее	Нижнее	10	4
CAL2	Нижнее	Нижнее	5	4
LOOP	Любое	Верхнее	Бесконечность	0
IMP	Любое	Среднее	Бесконечность	4

Обращаю внимание на то, что при работе потребуются именно реально измеренные значения сопротивлений. Их, а также назначение всех переключателей и входов-выходов лучше всего написать прямо на корпусе — на память надеяться не советую.

Принцип работы системы очень прост. Шумовой сигнал, формируемый программой, подается через усилитель на исследуемый объект через резистор R3 известного сопротивления. Программа сравнивает напряжение на одном канале (верхний вывод R3) с напряжением на другом (нижний вывод R3 и верхний — измеряемого объекта). Гениальная простота идеи состоит в том, что для расчета неизвестного импеданса используются не абсолютные величины напряжений, а их отношение. Благодаря предварительной калибровке по заведомо известным сопротивлениям (R2 и R2-R1) достигается вполне приемлемая точность измерений.

Теперь можно присоединить «коробочку» к звуковой плате. Для первого раза не стоит использовать внешний усилитель: чтобы понять принцип работы, он особо не нужен. А когда принцип станет ясен, его подключение вопросов уже не вызовет.

Настройка программы
Возможно, кому-то описание настройки покажется излишне подробным, но, как показывает практика, удобно, когда весь процесс описан по порядку, а не по принципу «это вы и так знаете, здесь все очевидно, в общем, умные — сами разберетесь».

После первого запуска программы нужно проверить, поддерживает ли ваша звуковая плата «полностью дуплексный режим», т. е. позволяет ли одновременно воспроизводить и записывать звук. Для проверки нужно выбрать пункт меню Options-Wizard-Check sound card. Дальнейшие действия программа проделает самостоятельно. Если результат отрицательный, придется искать другую плату или обновлять драйвер.

Если все в порядке, откройте Volume Control (Регулятор уровня). Выбрав Options-Properties, установите Mute на все регуляторы, кроме Volume Control и Wave. Необходимо отключить все «лишние» опции, вроде Enhanced Stereo и темброблока. Регулятор громкости установите в среднее положение. В завершение переместите окно Volume Control, как показано на рисунке 2.

рис. 2

рис. 3

Теперь откройте еще одну копию Volume Control. Выберите Options-Properties, установите режим записи (Recording). Имя окна изменится на Recording Control (Уровень). Аналогично вышеописанному поставьте Mute на все регуляторы, кроме Recording и Line-In. Регулятор уровня поставьте в положение максимума. Потом, возможно, уровень потребуется изменить, но об этом позже. Переместите окно Recording согласно рисунку.

Один из самых ответственных этапов настройки — правильно выбрать входные и выходные уровни сигналов. Для этого создайте новый сигнал, выбрав пункт Resource-New-Signal. Дайте ему какое-нибудь имя, например sign1. По умолчанию будет выбран синусоидальный тип сигнала (Sine), что нас вполне устраивает. Имя нового сигнала должно появиться в окне проекта (то, что слева).

Для того чтобы что-то сделать с сигналом или динамиком, его нужно обязательно открыть. Думаете, для этого достаточно двойного щелчка? Вот тут таится одна из особенностей интерфейса программы: для открытия ресурса требуется сначала щелкнуть на имени ресурса левой кнопкой мыши, затем либо выбрать пункт Open из меню, появляющегося при нажатии правой кнопки, либо нажать F2 на клавиатуре. Вновь нажмите правую кнопку и войдите в Properties. Там нужно выбрать закладку Sine и ввести значение частоты 500 Гц. Фаза сигнала — 0. OK.

Установите переключатели «коробочки» в положение LOOP (согласно таблице). Убедившись в том, что сигнал открыт, войдите в меню Sound-Record — появится диалог Record Data. Введите туда те значения, которые приведены на рис. 3. Нажмите OK; если к клеммам Test подключен динамик, раздастся кратковременный «шип».

Посмотрим на дерево проекта. Там появится несколько новых объектов с именами, начинающимися с sign1. Откройте ресурс с именем sing1.in.l. На появившемся справа графике нажмите правую кнопку мыши и выберите Chart properties. Выберите закладку X Axis и установите в разделе Scale максимальное значение, равное 10. Затем выберите Y Axis и установите диапазон значения Minimum и Maximum — 32 K и 32 K соответственно. Нажмите OK. График должен выглядеть как 4,5 периода синусоидальных колебаний. Проделайте все то же самое с ресурсом sing1.in.r.

Теперь нужно выяснить уровень выходного сигнала, при котором наступает ограничение. Для этого понемногу увеличивайте уровень регулятором громкости, повторяя каждый раз процедуру записи (пункт меню Sound-Record Again) и анализируя графики sign1.in.r и sign1.in.l. Как только появится видимое ограничение амплитуды (обычно при уровнях

20 K), нужно немного уменьшить уровень сигнала. На этом процесс установки уровня можно считать законченным.

В оригинальной методике автор предлагает проверить теперь соответствие левого и правого каналов. Я это делал, но впоследствии оказалось, что их пришлось поменять местами. Так что лучше перейти сразу к калибровке программы по известным сопротивлениям — там «правый-левый» заодно и проверим.

Для начала убедитесь в том, что к тестовым клеммам (X4, X5) ничего не подключено. Затем откройте меню Option-Preferences и выберите там закладку Measurements. Установите Sample Rate в крайнее правое положение, а Sample Size — равным 8192. Громкость надо сделать равной 100. В дальнейшем при реальных измерениях для большей точности нужно устанавливать больший Sample Size. Правда, при этом возрастает размер файла. Точность можно повысить, уменьшив Sample Rate, — при этом снизится верхняя граничная частота измерений, но для сабвуферов это совершенно неважно.

Теперь надо проверить разбаланс каналов. Для этого выберите пункт Option — Calibrate-Channel Difference и нажмите кнопку Test. Дальнейшие действия подскажет программа. Результаты проверки будут находиться в разделе Measurement.Calib папки System (в окне проекта). Какие точно значения должны получаться, я не знаю, на практике разбаланс выходит порядка десятых долей (в безразмерных единицах), а уровень сигнала на выходе каждого из каналов при этом — в районе 20000 этих же единиц. Думаю, такое соотношение можно считать приемлемым.

Дальше — самое интересное. Мы будем измерять заведомо известные сопротивления. Войдите в пункт Options-Preferences и выберите закладку Impedance. В поле Reference resistor введите измеренную величину сопротивления между клеммами X2 и X4. В соседнее поле (Series resistor) можно ввести значение, например 0,2, программа потом сама подставит туда то, что сочтет нужным. Теперь нажмите кнопку Test. Установите переключатели «коробочки» в режим CAL1 и введите измеренное на клеммах значение эталонного сопротивления R2. (Вы его уже забыли? А я ведь советовал записать.) Нажимаем кнопку Next и повторяем то же самое, но в режиме CAL2. Кстати, советую при калибровке и измерениях постоянно следить за индикатором, который находится возле регулятора уровня. При появлении там «красных делений» я слегка уменьшаю уровень громкости. После этого нужно повторить калибровку. Поначалу процесс освоения длится долго, но через пару сеансов работы с программой все настройки нужно будет в основном контролировать. Это занимает всего несколько минут.

Итак, программа выдала, каковы, на ее взгляд, значения Reference и Series резисторов. Если отличия от введенных нами величин небольшие (например, 4,2 ома вместо 3,9) — все замечательно. Можно пройти для верности процесс еще разок и приступить к реальным измерениям. Если программа выдает явный бред (например, отрицательные значения) — значит, надо поменять местами правый и левый каналы в разъеме X6 и повторить настройку заново. После этого, как правило, все становится нормально, хотя у некоторых коллег наблюдалось устойчивое нежелание программы настраиваться. То ли звуковая карта какая-то не такая, то ли еще что — не знаю. О встретившихся сложностях и найденных путях их преодоления сообщайте, оформим в виде FAQ (чувствую — придется).

Вроде настроились. Можно начать пожинать плоды своего труда. Берем какой-нибудь конденсатор или катушку индуктивности, щелкаем тумблер в положение IMP, выбираем созданный ранее сигнал sign1, пункт меню Measure-Passive Component. Есть результат? Должен быть. Не знаю, кто как, а я испытываю какую-то первобытную радость, когда вижу, что программа сама распознала, что за компонент я подключил, и выдала его значение «в простой письменной форме».

Точность измерений пассивных компонентов, по скромным оценкам, составляет 10—15%. Для изготовления кроссоверов этого, на мой взгляд, вполне достаточно.

Теперь переходим к динамикам. Здесь все так же легко и просто. Создаем новый динамик (Resource-NewDriver), указываем ему имя, открываем (напоминаю, клавиша F2). Теперь изучаем меню Measure. В принципе программа (ее подсказка) советует получить импедансы динамика в свободном состоянии (Fre — Air), затем в закрытом ящике, ввести значение объема ящика в Properties этого динамика, а затем рассчитать параметры Тиэле — Смолла (для этого, открыв динамик, нужно войти в меню Driver Estimate Parameters). Тут, однако, я встретил еще один подводный камень, поскольку значение эквивалентного объема программа считать отказывается (остается значение по умолчанию, 1000 л). Не беда, из двух графиков импеданса берем значения резонансных частот Fs и Fc и считаем Vas вручную по известной формуле: V_as=V_b•((F_c/F_s) 2 -1). Кто-то уже, наверное, ворчит, дескать, вот еще, самому что-то считать приходится — советую вспомнить, сколько вычислений производится при полностью «ручном» методе определения параметров. Вообще-то я надеюсь, что в последующих версиях программы эта и другие досадные ошибки будут устранены.

Заодно и ссылку даю на сайт программы . Посетите, там же, кстати, и оригинальное описание «коробочки» находится.

Приведу результат еще одного эксперимента, который я придумал, чтобы проверить «собственную АЧХ» всего измерительного комплекса. Для этого я взял постоянный резистор, но обманул программу, указав ей, что это якобы динамик. После этого попросил снять характеристику импеданса этого резистора (см. рис. 4). По графику видно, что даже при использовании усилителя звуковой карты погрешности, зависящие от частоты сигнала, небольшие. Что касается практического использования программы для измерения характеристик саб- и просто вуферов, хочу поделиться небольшими секретами. Дело в том, что к измерению собственно параметров Т-С я подхожу не слишком серьезно. Основной упор же делаю потом, когда снимаю характеристики готовых ящиков. В случае оформления «закрытый ящик» из зависимости импеданса от частоты можно узнать реальную добротность и резонансную частоту. Кроме того, если ящик негерметичен, на графике появится дополнительный пик на собственной резонансной частоте динамика (Fs). Еще интереснее настраивать фазоинвертор. Когда это делаешь вручную, точно определить Fb бывает непросто — «впадина» на графике очень пологая, поэтому точность получается порядка 1—2 Гц. С помощью программы следить за настройкой порта на нужную частоту проще. Взгляните на рис. 2. Там как раз изображен график импеданса динамика в фазоинверторе. Очень хорошо видны все нужные частоты, фазоинвертор «настроился» на 40 Гц.

Хочу надеяться, что описанный мной простой и недорогой инструмент облегчит труд творчески мыслящего установщика. Конечно, конкуренции «Брюль&Къеру» он не составит, но ведь и вложения требуются совсем небольшие.

Измерение динамика в домашних условиях и настройка фазоинвертора

Сразу оговорюсь, что удобнейший способ измерения параметров НЧ динамиков изложен в методе JBL Speaker Shop . Владельцам программы предлагаю воспользоваться этим методом (сам я его не проверял, но думаю, там глюков нет). Для тех же, у кого этой программы нет или не хватает измерительного оборудования, я опишу способ почерпнутый мной из журналов “РАДИО” прошлых лет. Я этот способ использовал и при определенной степени аккуратности и усидчивости с его помощью можно получить довольно точные (уж точнее, чем в справочнике или в инструкции пользователя) параметры.

1) Соберем схему:

Где на схеме испытуемый динамик, я думаю, ясно. Остальные элементы схемы требуют развернутого пояснения.

Генератор – либо генератор звуковой частоты способный выдавать напряжение 10-20 В, либо сочетание генератор-усилитель, удовлетворяющее тому же требованию.

Резистор 1000 Ом, стабилизирующий ток через динамик. Номинал резистора можно брать меньше, но это будет снижать точность вычисления Qts. (Правда при использовании резистора всего 200 Ом погрешность измерения вряд ли превысит 10%, но, как говориться, береженного … ).

а, в, с – точки для подсоединения вольтметра.

Сам вольтметр на рисунке не указан, но он должен быть: – во-первых, переменного тока; – во-вторых, уметь измерять напряжения порядка 100 мВ. При отсутствии у вольтметра такого предела измерений, его можно подключить через усилитель. А так как современные усилители обычно “стерео” и более, особых проблем с этим нет.

2) Схема собрана, размещаем динамик вдали от стен, потолка и пола (часто рекомендуют подвешивать).

3) Подключаем вольтметр к точкам а и с, и устанавливаем напряжение равным 10-20 В на частоте 500-1000 Гц.

4) Подключаем вольтметр к точкам в и с, и изменяя частоту генератора находим частоту, на которой показания вольтметра максимальны, см. рисунок ниже по тексту. Это и есть Fs. Записываем Fs и Us-показания вольтметра.

5) Изменяя частоту вверх относительно Fs, находим частоты, на которых показания вольтметра постоянны и значительно меньше Us (при дальнейшем повышении частоты напряжение опять начнет увеличиваться, пропорционально увеличению импеданса динамика). Запишем это значение, Um.

График импеданса динамика в свободном пространстве и в закрытом ящике выглядит приблизительно так:

6) Находим по графику (если мы его строили) или измеряем частоты среза F1 и F2 по уровню U12=(Us*Um)^0.5;

7) Вычисляем акустическую добротность Qa=(Us/Um)^0.5*Fs/(F2-F1), и

8) Электрическую добротность Qe=Qa*Um/(Us-Um);

9) И, на конец, полную добротность Qts=Qa*Qe/(Qa+Qe).

Чтобы узнать Vas нам потребуется ящик (хороший герметичный ящик, ни в коем случае не картонный, а с толстыми стенками) с круглой дыркой совпадающей по размеру с диаметром диффузора динамика. Объем ящика, V, лучше выбрать ближе к тому, в котором мы потом собираемся этот динамик слушать.

10) Устанавливаем динамик в ящик и герметизируем все щели;

11) Проводим все измерения и вычисления по пунктам 1)-6) и получаем значения Fs'(на самом деле это Fc) и Qts’ (Qtc);

12) Вычисляем Vas=((Fs’/Fs)^2-1)*V;

13) Вычисляем Qtc=Qts*(1+Vas/V)^0.5, если измеренная Qts’=Qtc, ну или почти равна, значит – все сделано правильно, и можно переходить к проектированию акустической системы.

Глава B – Настройка ФИ

Предлагаемая методика настройки тоже списана из Литературы, но достаточно проста, что бы стать достоянием любопытных масс. Единственная оговорка (ее я сам придумал) в том, что эта методика позволяет легко настраивать ФИ, изготовленные на базе динамиков с добротностью Qts=0.3…0.5. Для прочих ФИ придется дополнительно применять природную смекалку. Итак.

В основе методики лежит зависимость, существующая между параметрами ФИ и ЗЯ (закрытого ящика). Если в ФИ с гладкой АЧХ (по spl) закрыть отверстие туннеля, то полная добротность системы, Qtc, окажется равной 0.6, а резонансная частота, Fc, будет связана с частотой настройки ФИ зависимостью: Fb=0.61…0.65*Fc. Если допустить погрешность определения частоты настройки ФИ в 5%, то отношение Fb/Fc для реальных конструкций можно принять равным 0.63.

14) Закрываем герметично отверстие туннеля, и собираем схему для измерения Fc (см. главу А).

15) Подбираем количество звукопоглащающего материала и добиваемся минимального значения Fc;

16) Закрепляем материал внутри ящика и измеряем Fc;

17) Вычисляем Fb=0.63*Fc;

18) Вычисляем длину туннеля: Lv=31*10^3*S/(Fb^2*V)-1,7*(S/ПИ)^0.5, где S – площадь отверстия порта ФИ в кв.см., V – объем ящика в литрах;

19) Делаем туннель, вставляем его внутрь ящика (именно внутрь, если в готовой конструкции он предполагается внутри) и измеряем Fb’.

Должно получится, что-то вроде:

20) Полученное значение Fb’ подставляем в формулу 18) и вычисляем уточненное значение V’;

21) Подставляем V’ в ф-лу 18) и вычисляем Lv’ для расчетного значения Fb (кто забыл, это произошло в п.17);

22) Укорачиваем (удлинить его невозможно, поэтому меры лучше принять заранее) туннель и снова измеряем;

23) По методике определения Qtc (глава А) определяем добротность системы и, если она меньше 1, успокаиваемся. Если она больше, то вероятно, что-то где-то было сделано не так, но переделывать уже поздно. Послушаем, если действительно бубнит (что совсем необязательно), будем принимать меры.

24) Задемпфировать частично-акустически-прозрачным материалом туннель ФИ. Другими словами – закрыть туннель синтепоном, ватой, карпетом и т.д;

25) Задемпфировать сам динамик, наклеив на окна диффузородержателя перечисленные выше материалы (только не все сразу).

Эти меры снизят общую добротность системы, Qtc.

Салтыков О.,Расчет характеристик громкоговорителя, Радио 1981

Жбанов В., Настройка фазоинвертора, Радио 8/1986

Алдошина И. Там, где живут басы, АМ 2/1999

Фрунзе, О повышении качества звучания АС, Радио 9/1992

19 комментариев: Измерение динамика в домашних условиях и настройка фазоинвертора

Не удается замерить динамик.Напряжение растет и после 50 Гц,чем выше частота,тем больше показания….Динамик 35ГДН.Год назад мерил динамик с дубовым подвесом,36 Гц,а тут с мягким и хрень…

Схема подключения правильна? У меня даже без резистора показывает, но врет сильно.

Да,только вместо генератора у меня усилитель.Замерил по методике ” динамик в ящике “,и при падении напряжения на резисторе получилось 55 Гц,что соответствует настройке фазоинвертора на 34 Гц.Но стоило сунуть мешочек ваты,как падение началось на 27 Гц.Может настроить не на динамик,а на ящик?

Начал мерить повторно,не падает напряжение начиная с 25 Гц до 70 Гц.Есть ли еще варианты настройки фазоинвертора?

смотрите поведение динамика вблизи резонанса: пик смещения его будет на резонансе в ящике, потом по мере снижения частоты смещение падает до мизера, но начинает дуть из порта( мокрой рукой это ловится) Между этими двумя частотами будет частота суммарной работы излучателей или частота настройки инвертора

Попробую еще раз замерить,но за место 1 К резистора поставить 100 Ом.

Неточность метода в том, что даже 1 килоом балластного резистора на частоте резонанса становится сравнимой с импедансом динамика , ток через динамик падает, а мы считаем, что он неизменен. Это -раз. Второй момент- подвес имеет внутренние потери,некий гистерезис, преодолеть который -нужна энергия.
Какой ток мы можем подать в динамик через наш 1килоом от генератора , пусть с 10 вольтами на выходе? 10 мА МАКСИМУМ и то, не на резонансе. Хотя, во многих источниках советуют ток 100ма, а это, на минуточку, 100 вольт от генератора. Так что, непросто всё. Надолбался с этим методом до тошноты, плюнул, но ,слава Богу, нашел микрофонную методику измерения Т-с и успокоился надолго.

Постоянно меряю с балластным резистором 100 Ом. Для определения резонансной частоты очень удобный номинал. Если надо получить точное значение сопротивления, пересчитывается УСТНО. Например, балласт 100 Ом, до балласта 1 Вольт, на динамике намерили 0,2 Вольта, т.е., сопротивление приблизительно 20 Ом . На самом деле сопротивление равно 20*(100+20)/100=20*1,2=24 Ома. При измеренных 0,1 Вольта получаем 10*1,1=11 Ом и т.д. Проблем нет! У Алика либо не то со схемой, либо где-то неучтённая щель (с ФИ свистеть не будет). Однажды прицепил 75ГДН на переднюю панель для прикидки характеристик и проморгал отсутствие прокладки, получились щели 2мм. Характеристика вышла с одним широким плавным горбом с максимумом 8 Ом, и это в ФИ!

я тоже подаю шум и свип в динамик через 100 ом, но мне это надо чтобы увидеть пик на резонансе и больше ничего.А для измерений и килоома мало. Там нужно либо источник тока городить либо все время мерить падение на резисторе, поддерживая величину тока через дин.

Уважаемый А.Б.! Для измерений ничего городить не надо, формула для пересчёта – не от фонаря, а выведенная. Серьёзно.

Для Алика. Провал сопротивления вблизи Fфи может быть плавным, и точное значение Fфи – неоднозначным. В таком случае находим соседние (сверху и снизу) частоты, на которых сопротивление увеличивается, скажем, на 1 Ом (с 4 до 5 например), и берём среднее арифметическое.

Цешка – шикарный прибор для оценки напряжённости электромагнитного поля, им удобно настраивать радиопередатчики. Но малые напряжения по переменке – не для него. Могу посоветовать для адекватных измерений следующее:
1. ровная поверхность. 2.контроль ноля без сигнала (подстройка – на оси стрелки, под шлиц). 3. любит постукивание по корпусу – система на керне!

выведенная формула всего лишь перевод на число фразы из учебника , что инвертор обычно настраивается на треть-пол-октавы ниже от резонанса в ящике. Что на самом деле только часть правды а не вся правда. вся правда -в исходных Т-С динамика, от них и зависит частота настройки. Она может быть равна резонансной динамика, может быть ниже или выше.
Для строящего бумбокс – хватит и этой важной цифры- “умножь на 0,63” В других вариантах она не сработает.

Я имел в виду формулу по пересчёту сопротивления динамика в моём посте, и только её.

Омическое динамика обычно 0,7- 0,8 от заявленного импеданса. Либо обратный ход, омическое умножить на 1, 4 , получим импеданс.

Схема правильная,там путать то нечего,щупы на резистор.Щели может и есть,но они погоды не делают.ХЗ короче,настрою на глаз.

у цешки шкала дБ на 3-в пределе, ноль дБ это 0,775 в, значит, вольт 10 должен выдавать усилитель. Другое дело, что вы там увидите, ежели тестер прицепите к резистору. Вот тут уж действительно ХЗ.

Ну повышение напряжения же показывает (каждые 1-2 Гц стрелка движется),а падение нет.Может когда стрелка не движется это и есть падение,так стрелка не один раз тормозит.
В статье написано про простой вольтметр:

Абсолютные значения нам не важны, нам нужно лишь найти максимум сопротивления (минимум напряжения на резисторе), частоты довольно низкие, поэтому пользоваться можно обычным тестером (мультиметром) в режиме измерения переменного напряжения.

увидеть резонансный пик- даже тестер не нужен, это видно по смещению диффузора. Хватает комариной мощности генератора .

Пользуюсь этим методом многие годы. И всё было точно. Только вольтметр включал параллельно динамику. Вольтметр должен быть высокоомный , переменного тока , с шкалой до 1V. Резистор можно уменьшить до 100 ом. ничего не изменится. Генератор использую старый советский, ламповый ГЗ-33. Который работает уже 45 лет и не разу не сдох. Первое измерение : динамик, подключен, лежит на подушке. На генераторе вкл. 1 диапазон (20-200Гц). Меняем частоту. На резонансной частоте динамика амплитуда максимальная. Смотри на шкалу. Второе измерение : Динамик в колонке. Процедура та-же. Но на резонансной частоте амплитуда минимальная. Дальше решай что делать с трубой (укорачивать или удлинять). И ничего сложного.

Мне часто хватает обычного не сильно мощного г3-112, чтобы все понять.
тупо выход генератора- на динамик, миливольтметр- параллельно .
А замерить добротность – есть микрофон.

Проверка динамиков при помощи мультиметра и определение неисправностей

В современном мире динамики получили обширное распространение, ведь без этих устройств невозможно производить телевизоры, мобильные телефоны, планшеты, колонки, наушники и другую аудио аппаратуру. И чаще всего их работа остается незаметна для людей до тех пор, пока динамик не выйдет из строя.

Что такое динамик

Динамик (часто называются громкоговорителями) представляет собой электрическое устройство, которое преобразует электрический сигнал в звук. Это преобразование происходит за счет колебательного движения электрической катушки в постоянном магнитном поле (это поле обеспечивает постоянный магнит или, в более редких случаях, электромагнит).

Эта катушка движет диффузор, который, в свою очередь, создает колебания воздуха, а это позволяет слышать воспроизводимые звуки.

Несмотря на простоту конструкции, неисправности, возникающие во время эксплуатации динамиков, все же могут периодически возникать. Если динамик начал воспроизводить звук с помехами, шипением или треском или вообще перестал работать, в первую очередь следует локализовать проблемное место.

Для начала необходимо провести визуальный осмотр устройства, а именно, проверить на наличие повреждений:

• корпуса;
• шнура электропитания;
• шнура сигнала;
• гофры;
• диффузора.

При наличии повреждений, данную деталь стоит отремонтировать или заменить (если повреждены гофра или диффузор, динамик придётся менять). Но если внешних дефектов не обнаружено, а звук воспроизводится с помехами или вообще отсутствует, то проблема могла возникнуть в контактах или катушке динамика и в данном случае поможет проверка динамика мультиметром.

Проверка динамика мультиметром

Для проверки контактов необходимо провести измерение сопротивления, установив мультиметр в режим определения данной характеристики.

Щупы необходимо подключить к контактам соблюдая полярность динамика и при неподвижном диффузоре подвигать ними. Если на дисплее мультиметра показания постоянно меняются, то это будет означать что проводка повреждена и ее необходимо заменить.

В случае если перевернуть динамик и покрутить его, слышны посторонние звуки (например, постукивание), то, скорее всего от гильзы, в которой расположена катушка, отпало несколько витков или вся обмотка. Это можно исправить, заново намотав обмотку.

Также важно внимательно осмотреть звуковую катушку, которая расположена внутри динамика и выглядит как намотанный спиралью провод. Эта катушка должна иметь ровную, аккуратную обмотку, без переплетений и случайных нахлестов, изломов, разрывов и других механических повреждений.

Если механические дефекты все же обнаружены, катушку следует заменить. Неправильную обмотку (неровную или с нахлестом) можно самостоятельно, аккуратно перемотать.

Для проверки правильности перемотки катушки достаточно несколько раз прослушать две-три хорошо знакомых песен. Во время прослушивания нужно акцентировать внимание на громкости (как минимальной, так и максимальной), качестве звука (отсутствие посторонних шумов) и переходах звука.

Проворачивания диффузора также помогут обнаружить дефекты. Если при выполнении этого действия слышны скрежет, треск или шорох, то, скорее всего, возле магнитного зазора находится посторонние предметы, например, металлолом случайно попавший при сборке и другой мусор. Исправить то можно просто чисткой динамика.

Если диффузор проворачивается с трудом или вообще не крутится, то проблема заключается в сместившейся катушке или гильзе, а также смещение керна что в свою очередь приводит к заклиниванию гильзы. Данную проблему можно исправить, разобрав динамик и установив эти детали в правильное положение.

Электронную начинку динамиков можно проверить тестером, омметром или любым другим устройством для измерения электрического сопротивления.

Для этого необходимо мультиметр включить в режим замера сопротивления и померить данную характеристику динамика. Для полифонических динамиков сопротивление в среднем составляет 8 Ом, а для слуховых – порядка 30 Ом.

В случае, если измерительное устройство не показывает каких либо данных, значит что повреждена проводка динамика, а если она целая то проблема заключается в обрыве катушки. Поврежденную проводки или катушку с обрывом нужно заменить на новые.

Для проверки целостности непосредственно катушки, при помощи мультиметра необходимо прозвонить ее. В этом режиме щупы тестера присоединяются к контактам динамика.

Если на дисплее мультиметра показано значение больше 0, то звуковая катушка целая, а если это значение равно 1 то в катушке произошел обрыв и в этом случае ее необходимо заменить.

После проверки электроники стоит проверить качество сборки диффузора и гофра. Для этого динамиком необходимо воспроизвести инфранизкие частоты. Это позволит обнаружить некачественную склейку гофра и диффузора.

В последнюю очередь стоит проверить качество работы динамика при помощи генератора частот. Данная проверка динамиков должна выполняться в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Отсутствие хрипов и искажений будет означать, что динамик работает исправно и качественно.

Данные методы помогут решить задачу такую как проверка динамика мультиметром.