Поднял мидбас повыше, чтобы закрыть стык с СЧ, а он наверху сдулся и в районе раздела провал? Скорее всего, виновата Le, индуктивность звуковой катушки. Посмотри на кривую импеданса любого динамика: справа она обязательно уходит вверх. Резистор так себя не ведёт, значит, внутри сидит индуктивность, которая сопротивляется быстрым изменениям тока.
Как индуктивность влияет на звук?
Представь тяжёлую дверь на тугих петлях. Открыть и закрыть её раз в минуту легко. Качать её туда-сюда десять раз в секунду почти невозможно: она сопротивляется каждой смене направления. Индуктивность так же относится к току. Медленные изменения (низкие частоты) пропускает спокойно, а быстрые (высокие) тормозит, и тем сильнее, чем выше частота.
Поэтому на низких частотах индуктивность незаметна, и импеданс близок к Re. Выше нескольких сотен герц индуктивная часть начинает добавлять омы, и импеданс растёт.
Больше импеданс, меньше ток при том же напряжении усилителя. Итог: спад отдачи на верхних частотах рабочего диапазона. Для мидбаса с большой катушкой он может начинаться уже с 1–2 кГц.
Сколько омов добавляет Le: пример на сабвуфере
У НОЭМА 300ГДН30-4 Le = 3,3 мГн, Re = 3,2 Ом. Индуктивное сопротивление идеальной катушки считается как 2π × f × Le. В такой упрощённой модели оно сравняется с Re уже около 154 Гц. На 100 Гц добавка ≈ 2,1 Ом, на 50 Гц около 1 Ом. Для сабвуфера, который играет ниже 80–100 Гц, это некритично. А вот мидбас с такой индуктивностью высоко не поднимешь. Модель идеальная, так что цифры служат ориентиром, а не замером. Чем реальная катушка отличается от идеальной, читай ниже.
Почему Le не одно число?
- Зависит от частоты. Из-за вихревых токов в железе реальная катушка ведёт себя не как идеальная индуктивность. Поэтому в продвинутых моделях используют дополнительные параметры (например, L2 и R2 в модели KLIPPEL).
- Зависит от хода. Когда катушка выходит из зазора или глубже садится в керн, её индуктивность меняется. На большом ходе это даёт интермодуляционные искажения.
- Зависит от тока. При большом токе магнитная цепь работает нелинейно.
Как производители снижают Le?
Ставят медные или алюминиевые кольца и колпачки на керн (так называемые «закорачивающие кольца»), подрезают полюсный наконечник, делают катушки короче. В паспорте это видно по низкой Le при большом диаметре катушки.
| Что смотреть | Для чего |
|---|---|
| Le вместе с Re | Чтобы оценить, где начнётся спад отдачи |
| Рабочий диапазон динамика | Высокая Le ограничивает верх мидбаса |
| Кривую импеданса | Нужна для расчёта пассивных фильтров |
Короткие ответы про Le, которые просят чаще всего
Нет, мультиметр измеряет только сопротивление постоянному току, то есть Re. Индуктивность звуковой катушки Le видна только на кривой импеданса, которую снимают измерительным комплексом с генератором и токовым резистором. По тому, как быстро импеданс динамика поднимается справа от резонанса, и вычисляют Le.
Индуктивность Le поднимает импеданс динамика на верхах, и пассивный фильтр видит уже не номинальные 4 Ом, а больше. Частота среза, рассчитанная на номинал, при этом смещается, и стык полос плывёт. Поэтому пассивный кроссовер считают по реальной кривой импеданса, а рост импеданса от Le часто гасят цепью Цобеля (RC-цепочка параллельно динамику).
Сабвуфер играет ниже 80–100 Гц, а там индуктивная добавка ещё мала. У НОЭМА 300ГДН30-4 с Le 3,3 мГн по упрощённой модели это около 1 Ом на 50 Гц и около 2,1 Ом на 100 Гц при Re 3,2 Ом. Большая Le становится проблемой, когда тот же динамик пытаются заставить играть выше, в полосе мидбаса.
Закорачивающее кольцо - это медное или алюминиевое кольцо или колпачок на керне магнитной системы, которые снижают индуктивность звуковой катушки Le. В кольце наводятся встречные токи, и катушка ведёт себя ближе к обычному резистору. Заодно Le меньше меняется с ходом диффузора, а значит, ниже интермодуляционные искажения на громкости.
Частично да: спад отдачи на верхах рабочего диапазона в активной системе выравнивают эквалайзером в звуковом процессоре. Но подъём эквалайзером съедает запас усилителя и хода, а зависимость Le от хода и тока он не лечит. Если мидбасу нужно играть высоко, проще сразу взять динамик с низкой Le.
Что с этим делать на практике?
- Для мидбаса, который будет играть высоко, выбирай модели с низкой Le.
- При расчёте пассивного фильтра используй реальную кривую импеданса, а не номинал, иначе частота среза уедет.
- В активной системе с DSP большая Le менее критична: спад можно учесть при настройке.
Мидбас с высокой Le раньше «заваливает» верх своего диапазона. Подними раздел с СЧ динамиком слишком высоко, и в стыке появится провал, который судьи услышат как неровность тонального баланса (подробнее в шаге «Оценка звучания и соревнования»). Так что на Le смотри ещё на этапе подбора компонентов.
Считаешь пассивный кроссовер и не уверен, как учесть индуктивность? Приходи в Telegram-чат с кривой импеданса.
Источники
- KLIPPEL: определения и методика измерения параметров Тиля-Смолла
- W. Klippel, «Loudspeaker Nonlinearities: Causes, Parameters, Symptoms», JAES, 2006
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
- Э. Л. Виноградова, «Конструирование громкоговорителей со сглаженными частотными характеристиками» (Массовая радиобиблиотека, вып. 966)
- С. Д. Бать, «Любительские громкоговорители»
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
См. также: Параметры Тиля-Смолла, Импеданс, Re.