Hogyan határozzuk meg a hangszóró impedanciáját és a hangszóró ohmokat?

Magától értetődőnek tartjuk, hogy bizonyos sztereóknak és erősítőknek 2, 4 vagy 8 ohmos hangszóróra van szükségük a megfelelő működéshez. De mi az a hangszóró impedancia?

És hogyan állapíthatja meg a hangszóró impedanciáját, ha nincs a hangszórón, vagy nem találja?

Nagyszerű hír – ez nem is olyan nehéz! Ebben a hasznos cikkben elmagyarázom, hogyan működik a hangszóró impedancia, hogyan mérheti a hangszóró impedanciáját (Ohm), és még sok mást.

Van egy praktikus hangszóró ohm táblázat is, amely segít meghatározni, hogy milyen impedanciát kell biztosan tudnia a hangszórónak.

Hogyan állapítható meg a hangszóró impedanciája

Tekintsük át a főbb gondolatokat, mielőtt részletesebben foglalkoznék vele, mivel minden témával többet foglalkozom.

Hogyan lehet megtalálni a hangszóró impedanciáját

• Ha az Ohm-besorolás (impedancia) nem érhető el a hangszórón, meg kell mérnie a hangszóró impedanciáját egy Ohm (ellenállás) funkcióra beállított tesztmérővel. Ez megadja az ellenállást a hangtekercs, amely lehetővé teszi a hangszóró impedancia kategóriájának meghatározását. (a részleteket lásd alább)
• A hangszóró impedanciája általában a hangszóró mágnesén, a csomagoláson és/vagy a dobozon, valamint a műszaki adatokon szerepel. Ez azonban nem mindig van így, mivel ez a gyártótól és a modelltől függ.
• A teljes impedancia a frekvenciával változik, mivel a hangszórók nem ellenállásként működnek, hanem induktivitásaik vannak, amelyek ellentétesek az áram áramlásával az audiojel frekvenciájának növekedésével. Az impedanciát az itt található képletek alapján számíthatja ki. Megjegyzés: erre nem csak a hangszórók általános impedanciatartományának meghatározásához lesz szüksége.

Röviden:ha a hangsugárzón sehol nem szerepel az impedancia, vagy nem találja a gyártó specifikációit, a legjobb, ha megméri. Így 100%-ban biztos lehet benne, és elkerülheti a sztereójával, az erősítőjével és a crossovereivel kapcsolatos problémákat.

Ön határozottan ne akarj a vártnál kisebb impedanciájú hangszórót használni, mert az véglegesen károsíthatja a sztereót vagy az erősítőt!

Mi az a hangszóró impedancia? (A hangszóró Ohm-besorolása magyarázata)

A hangszóró ohmban mért impedanciája a hangtekercs teljes ellenállása az elektromos áram áramlásával szemben, miközben zenei jellel működik.

A szabványos elektromos vezetőkkel ellentétben a hangtekercs huzaltekercsei hurkot képeznek, amelynek elektromos tulajdonsága az induktivitás. Az induktivitás különbözik az ellenállástól, mivel a frekvencia változásával változik. Ezt nevezik induktív reaktanciának.

Hogyan működik a hangszóró impedancia?

Mágneses mezők jönnek létre, amikor az áram átfolyik a szorosan tekercselt huzaltekercsen. Ezeknek a mezőknek van ellentétük (ellenállás, más néven reaktancia). ) a tekercsvezetéken átfolyó áramhoz. (Hasonlóan sok más elektromos alkatrészben, például a motorokban is van ilyen.)

Az induktivitás működése és a benne rejlő fizika miatt a hangszóró „impedanciája” (teljes ellenállás) nem az ellenállás és az induktív reaktancia egyszerű összeadása.

Ehelyett a hangszóró impedanciáját a tekercs huzalellenállásának és induktív reaktanciájának algebrai összegéből (a négyzetösszeg négyzetgyökéből) lehet meghatározni.

Az induktív reaktanciát általában „Xl”-nek írják, „X sub L”-nek ejtve, és ohm egységekben mérik, mint az ellenállást. Az induktivitás mérése a „Henrie”-nek nevezett mértékegység segítségével történik, és általában „H”-val jelölik:„uH” a microHenries, „mH” a milliHendries és így tovább.

A hangszóró impedanciájának kiszámítása

Ha Ön matematikus, itt láthatja, hogyan számítják ki a hangszóró impedanciáját. Mint említettem, ez a hangréz huzal tekercsében lévő ellenállás és az induktív reaktancia geometriai összege adott frekvencián.

A legfontosabb tudnivaló a hangszóró impedanciájával kapcsolatban:

• A hangszóró impedanciája mindig egyenlő vagy nagyobb, mint a hangtekercs vezetékellenállása. Ezt Ohm-mérővel mérheted.
• A hangszóró impedanciaszáma a kompatibilitás általános iránymutatója, nem pedig pontosan az, amit a hangszóró mér.
• Az impedancia enyhén változik (növekszik), ahogy a lejátszott frekvencia nő.

Valójában, ha egy tesztmérőt használna a hangtekercs Ohm-ának (impedanciájának) mérésére egy hangszórón, akkor körülbelül 3,2-3,6 ohm értéket kapna egy 4 ohmos és 6 ohmos vagy nagyobb hangszóró esetén. 8 ohmos hangszóróhoz.

Példa a hangszóró impedancia kiszámítására

Vegyünk egy példát. Példahangszórót és valós specifikációkat használunk, majd kiszámoljuk.

Példaparaméterek valódi hangszóróból a hangtekercs ellenállásához (Re) és a tekercs induktivitásához (Le).

Példa a hangszóró impedanciájának kiszámítására 1 kHz frekvencia használatával:

1. Számítsa ki az induktív reaktanciát:
   Xl =2*Pi*Le*frekvencia:2*3,14159*,000280*1000 =1,759 Ohm (Ω)
2. Keresse meg a teljes impedanciát (ezt „Z” jelöli): Keresse meg az Re négyzetösszegének négyzetgyökét és Xl :
   Z =√[ ( (3.0)^2 + (1.759)^2 ] =3.142 Ohm (Ω)

Ezért példahangszórónk esetében a teljes impedancia 1 kHz-en 3,142 Ω, ami csak egy kicsivel magasabb, mint a hangtekercs saját ellenállása.

Ennek az az oka, hogy (1) a legtöbb hangsugárzónak nagyon kicsi az induktivitása, és (2) a hangszórók a hangtartományban működnek, és nem haladják meg a 20 kHz-et, ami azt jelenti, hogy az induktív reaktancia korlátozott lesz.

A hangsugárzó impedanciája a rezonanciafrekvencia miatt

Ez nem azt jelenti, hogy a hangszórók soha nagy impedanciájuk van. Valójában a rezonancia frekvenciájukon, ahol másképpen viselkednek, az impedancia HATALMAS lehet! Sőt, akár 50 ohm is. Ez azonban egy külön téma.

(Megjegyzés:amint azt a példa hangszóró specifikációiból láthatja, az „Fs” paraméter jelzi, hogy a 84,8 Hz-es rezonanciafrekvencia ez az adott hangszóró esetében történik.)

A hangszóró impedanciájának mérése

Ezen a képen láthat egy példát a hangszóró impedanciájának mérésére ohm-mérővel vagy bármilyen szabványos tesztmérő-készlettel, amely Ohm-ban méri az ellenállást. Ehhez állítsa be a legalacsonyabb tartományra, amely 1, 0-10, 0-20 mértékegységet vagy automatikus mérési tartományt mér, és a mérő ennek megfelelően méri. Tartsa szorosan a mérőszonda vezetékeit a tiszta fémhez a hangszóró csatlakozóin, miközben a hangszóró vezetékét eltávolította.

A hangszóró impedanciájának méréséhez multiméterre (több funkciós tesztmérőre) vagy külön Ohm (ellenállás) mérőre lesz szüksége.

Kövesse a következő lépéseket:

1. Kapcsolja be a mérőt, és állítsa úgy, hogy a legalacsonyabb tartományban mérje az ohmot. Ez gyakran az x1 tartomány, 0-10, 0-20 vagy automatikus tartomány beállítás.
2. Válassza le az egyik vagy mindkét hangszóróvezetéket a hangszóróról, hogy elkerülje a téves leolvasást a hozzá csatlakoztatott egyéb ellenállás miatt.
3. Tartsa szilárdan a szondákat a hangszóró csatlakozóihoz egy tiszta, csupasz fémfelületen. A mérőnek gyorsan be kell állnia a leolvasásra. A mérő mutatja a hangtekercs ellenállását a hangszóróban.
4. Használja a mért értéket a legközelebbi hozzávetőleges hangszóróimpedancia meghatározásához (segítségért lásd az alábbi táblázatomat).
5. A szekrényben vagy házon belüli hangsugárzók, például a kétutas hangsugárzók esetében keresztezések lehetnek használatban, és ezek néhány kivételtől eltekintve zavarhatják ezt az olvasást. Azonban sok esetben még mindig elég jól méri a mélysugárzó ellenállását.

Azt fontos szem előtt tartani, hogy nem pontosan fog mérni 4 ohm, 8 ohm stb. A hangszórók sztereó célból olyan impedancia-besorolást kapnak, amely hozzávetőlegesen – vagy ahhoz közeli –, amit a tesztmérővel mérni fog.

Megjegyzés: Az olyan hangszórók, mint a magassugárzók, amelyekhez kondenzátor van csatlakoztatva, megszakadt áramkörként működnek, és zavarják a mérést.

Tekintse meg az alábbi megjegyzéseimet, hogy hogyan kell ezeket helyesen mérni.

A hangszórók megfelelő ellenállási (Ohm) tartományának kiválasztása

Megjelenik néhány példa a tesztmérő ellenállási tartomány beállítására a tipikus tesztmérőkhöz.

Ahogy korábban említettem, fontos, hogy a megfelelő ellenállási tartományt használja a mérőműszeren a hangszóró impedanciájának mérésekor. Ennek az az oka, hogy a rossz beállítás nem jelenít meg semmit, vagy téves elképzelést ad arról, hogy a hangszóró el van fújva, ha nem.

Ha nem biztos benne, ellenőrizze a tesztmérő kézikönyvét. Sok modern digitális mérőműszer gyakran rendelkezik automatikus beállítással, amely automatikusan alkalmazkodik az általa észlelt Ohm-mérésekhez, és ennek megfelelően jeleníti meg a leolvasást és a tizedesjegyeket. Más mérőműszerek esetén manuálisan kell kiválasztani a megfelelő tartományt.

Általános szabály, hogy a legalacsonyabb tartományt használja, amely 0–10 ohmot (vagy hasonlót) tartalmaz, majd szükség esetén növelje meg.

Ennek majdnem soha kellene megtörténhet – de rossz kapcsolat, kiégett (vagy majdnem kiégett) hangszóró esetén furcsa dolgok történhetnek, és előfordulhat, hogy a hangsugárzó normál impedanciáján kívül eső leolvasást kap.

Tapasztalataim szerint azonban ez nagyon ritka.

Miután megkapta a mérést, használja a hangsugárzó-impedancia táblázatomat, hogy megkeresse a listában a legközelebbi hangszóró impedancia értékét.

Hogyan mérjük a hangszóró impedanciáját keresztezés esetén

A magassugárzók az egyik legelterjedtebb keresztváltós hangszórótípusok. A hangszóró impedanciájának méréséhez a tesztmérő szondáit a kondenzátor keresztezője köré kell helyezni. Ellenkező esetben a leolvasás megszakadt áramkör vagy túl magas lesz.

A hangszóró impedanciájának mérése ott, ahol keresztváltókat használnak, egy kis probléma. Ennek az az oka, hogy akondenzátorok, amelyek általában a magassugárzókon találhatók felüláteresztő szűrőként, megszakadt áramkörként működnek az ellenállás mérése során.

Nyilvánvaló, hogy ez probléma, mivel soha nem lesz megfelelő leolvasott érték, ha a mérővezetékeket használja a hangszóró vezetékén.

Ennek elkerülése érdekében érdemes körülbelül mérni a kondenzátort, ha van ilyen, ami általában a pozitív hangszóró terminálon van. Ezt követően képesnek kell lennie a helyes olvasásra.

A 2-utas hangszóróknál sok esetben nem használnak crossovert a mélysugárzón. Bizonyos esetekben van vele sorba kapcsolt induktor. A jó hír az, hogy a hangszórón és az induktoron keresztüli ellenállás közvetlen leolvasása nem jelent nagy különbséget – az induktoroknak apró van. ellenállás értéke. Valójában ezek általában milliOhm-ban (egy ezred Ohmban) vannak megadva, ami szinte semmi.

Ugyanez vonatkozik a kétirányú crossoverekre is. A fenti diagramot követve a fő gond az, hogy kerülje a kondenzátorok közötti mérést.

Hangsugárzó-impedancia-példa diagram (hangszóró mérésekhez használható)

A való világban egy 8 ohmos hangszóró ellenállásmérés kisebb, mint a 8 ohmos teljesítménye. Ez normális, és a hangszóró felépítésének köszönhető. A hangszórók nem rendelkeznek pontos impedanciaértékekkel, ehelyett a besorolásukhoz közeli általános tartományba esnek. Ezt a tartományt használhatja az impedanciájuk azonosítására, ha nem ismeri.

A táblázat használatához vegye le a hangsugárzó ellenállás mérését, amelyet a korábbi utasításokból kapott, és hasonlítsa össze az itt található mérésekkel. Látni fogja, hogy hangszórójának meg kell felelnie az általánosan értékesített hangsugárzó-impedancia szabványoknak.

A hangsugárzó impedancia mérési táblázata

Hangszóró mérési tartománya*	Hangszóró impedancia besorolása
3,1-4,0 ohm	4 ohm
6,0-8 ohm	8 ohm
1,2-2 ohm	2 ohm
4,0-6 ohm	6 ohm
0,5-1,0 ohm	1 ohm**
12-16 ohm	16 ohm**

*(Ez egy hozzávetőleges tartomány, és szinte az összes hangsugárzót le kell fednie, de kissé eltérhet.)
**(1 ohm ritka, de megtalálható egyes autóhifi termékekben, például a Bose prémium erősítőrendszerekben. A 16 ohmos hangszórók néha előfordulhatnak otthoni vagy más hangszórórendszerekhez használhatók, de nem túl gyakoriak)

Mi történik, ha a hangszóróim impedanciája túl alacsony vagy túl magas?

Ez a grafikon azt mutatja be, hogy mi történik, ha nagyobb impedanciájú hangszórót használnak erősítővel vagy alacsonyabb impedanciájú hangszóróra besorolt ​​sztereóval. Amint ez a példa mutatja, ha 8 ohmos hangszórót használunk a 4 ohmos hangszórók helyett, akkor az 1/2-es teljesítményt, következésképpen kisebb hangerőt fog kifejleszteni, mint egy 4 ohmos hangszóró.

Ha olyan hangszórót használunk, amely nem illeszkedik a sztereóhoz vagy erősítőhöz, amelyre besorolták, viszonylag csekély – vagy akár borzalmas – eredmények attól függően, hogy melyik esetről beszélünk:

• Magasabb impedanciájú hangszóró használata nem károsítja a berendezést. Az eredmény alacsonyabb teljesítmény és ezáltal kisebb lehetséges hangerő lesz. Problémákat okozhat azonban a hangszóró keresztezése is.
• Ha a megadottnál kisebb impedanciájú hangszórót használ, a rádiók és az erősítők rendkívüli hőt, sőt maradandó károsodást is okozhatnak. mert az aktuális kimenet sokkal több lesz, mint amire tervezték.

Például, ha 8 ohmos hangszórókat használna a 4 ohmos autóhifi hangszórók helyett, akkor semmiben nem sérül meg, mivel kevesebb áram fog a hangszóróba áramlani. A probléma az lesz (bár különben jól fog játszani), hogy a rendelkezésre álló teljes teljesítmény fele lesz egy 4 ohmos hangszóróénak.

Ohm törvénye és a hangszóró teljesítménye

A rádiót vagy az erősítőt úgy tervezték, hogy adott hangerő mellett egy bizonyos feszültségszintet adjon ki, így a nagyobb impedanciájú hangsugárzóknak nem lesz ugyanaz a teljesítménye ugyanazon a hangerőn. Ennek az az oka, hogy a hangszóró teljesítménye a rendelkezésre álló feszültségtől függ.

Az Ohm-törvénynek nevezett elektromos képlet szerint P (teljesítmény, wattban) =feszültség^2/R (hangszóró ohm)

Alacsony hangerő esetén (2 V-os kimenet egy erősítőből) egy 4 ohmos hangszórónak 1 W teljesítménye lenne. Egy 8 ohmos hangszórónak azonban csak 1/2 W-a lenne. Ez azt jelenti, hogy ugyanazon erősítő vagy rádió hangereje mellett a nagyobb impedanciájú hangszórók nem képesek ugyanazt a hangerőt produkálni.

Hogyan befolyásolja a hangszóró impedanciája a hangot?

A nem megfelelő hangszóró impedancia használata több módon is befolyásolhatja a hangot:

• Ha például 4 ohmos magassugárzót és 8 ohmos mélysugárzót kever, akkor azok nem egyeznek, és a teljesítmény növekedésével bizonyos pontokon nem fognak megfelelően szólni, mert a hangerőszintjük nem lesz azonos.
• A nem megfelelő hangsugárzó-impedancia használata a hangsugárzó-keresztezéssel nagyon nagy hatással lehet a keresztezési frekvenciára (nagyon eltolódik), és drámai módon befolyásolja a hangkimenetet. A hangszórók nem szólnak megfelelően, sokkal több torzítást okozhatnak, és általában kevésbé kellemes hallgatni őket.

Mi történik az autóhifivel, ha a hangszóró impedanciája kisebb, mint a sztereó mérete?

A sztereó vagy az erősítő által tervezettnél alacsonyabb impedanciájú hangszóró használata szörnyű ötlet, és ezt soha nem szabad megtenni! Ennek az az oka, hogy nem úgy tervezték, hogy kezelje a túlzott áramerősséget, amelyet az alsó hangsugárzó impedancia csökkent ellenállása miatt kell szolgáltatnia.

Ha szerencséd van, az egység „védelmi módba” kerül, amelyben kikapcsol, amíg az állapot megszűnik, és biztonságosan működik. Azonbantapasztalataim szerint sok elektronika rendkívül felforrósodik, és kiégetheti a kimeneti tranzisztorokat, ami azt jelenti, hogy tartósan megsérülnek.

Ne kockáztass! Mindig ellenőrizze berendezése minimális Ohm-értékét, és feltétlenül kövesse azt. Soha feltételezzük, hogy az erősítő, a rádió vagy a vevő stb. képes megvédeni magát a sérülésektől.

Hangszóró impedancia és keresztezések – igen, ez fontos!

A keresztváltókat egy adott hangsugárzó impedanciára tervezték. A hangsugárzók impedanciájának megváltoztatása azt jelenti, hogy megváltoztatja működésüket, és eltolja a keresztezési frekvenciát, ami rosszabb hangzást ad, és potenciálisan olyan torzítást eredményez, amely korábban nem volt.

Hangszóró keresztezők használatakor nagyon fontos megérteni, hogy nem változtathatja meg a hangsugárzók terhelését (a hangsugárzók impedanciáját látják csatlakoztatva), mivel az eredmény nem lesz jó.

Ha 4 ohmos hangszórót 8 ohmosra cserélünk, vagy fordítva, hatalmas lesz. hatással van a hangra, mivel a keresztezési vágási frekvencia nagymértékben megváltozik, mivel ez kritikusan függ a használt hangszóró terhelésétől.

Általános szabály:

• A hangszóró impedanciájának megkétszerezése felére csökkenti (csökkenti) a keresztezési frekvenciát.
• A hangszóró impedanciájának megfelezésével megduplázódik (megnő) a frekvencialevágás.

A magassugárzók esetében a magassugárzók impedanciájának növelése azt jelenti, hogy több mély- és középtartományt enged be, ami rossz hangzáshoz vezet, mivel a magassugárzók nem tudják előállítani ezeket a tartományokat. A mélysugárzók esetében ez azt jelenti, hogy olyan gyenge hangzású közép- vagy magas hangokat kell bevezetni, amelyekre nem alkalmasak.

Mindkét esetben ne feledje, hogy a keresztezési frekvencia fordítottan arányosan változik a növelt vagy csökkentett hangsugárzóterheléssel.

Megjegyzés: A magassugárzó hangerejének csökkentésekor az L-pad vagy a megfelelően kialakított L-pad ellenálláshálózat használata megfelelően fenntartja a hangsugárzó-terhelést, amelyet a keresztváltó lát, így az nem befolyásolja a hangot.

További nagyszerű, előadókkal kapcsolatos cikkek, amelyeket szeretni fog

Tekintse meg a többi cikkemet, mert biztos vagyok benne, hogy talál valami hasznosat!

• Kiváló diagramok, képek és könnyen érthető információk segítségével megtudhatja, hogyan működnek a hangszórók.
• Szeretné jobban megérteni a crossovereket? Ebből a hasznos útmutatóból megtudhatja, hogyan működnek a crossoverek.
• Itt található egy kiváló útmutató, amely elmagyarázza, mik azok a magassugárzók és mit csinálnak.
• Segítségre van szüksége a hangszóró bekötésével kapcsolatban? Tekintse meg népszerű hangszóró-bekötési útmutatómat.