Открыл паспорт динамика, а там Qms = 3 у одного и 15 у другого. Разница в пять раз, и сразу хочется понять: какой лучше? Спойлер: для баса почти без разницы. А чтобы понять почему, представь качели на детской площадке. Раскачал и отпустил, и они ещё долго ходят туда-сюда, пока трение в петлях и воздух не заберут энергию. Диффузор динамика, отключённого от усилителя, ведёт себя так же. То, насколько долго он «качается сам», и описывает механическая добротность Qms.
Что такое Qms на пальцах
Толкни диффузор пальцем, когда динамик ни к чему не подключён. Он покачается и остановится. Чем дольше качается, тем выше Qms. Чем быстрее затухает, тем ниже. Смазанные качели дают высокую Qms, скрипучие и тугие дают низкую.
Qms = 2π × Fs × Mms / Rms, где Rms это механическое сопротивление подвеса, то самое «трение в петлях».
В паспортах Qms бывает и 3, и 15. Разница кажется огромной, но на звук она влияет куда меньше, чем можно подумать.
Почему Qms почти не влияет на бас
Теперь подключи динамик к усилителю. Это как если бы рядом с качелями встал взрослый и хватал их руками при каждом качке. Тормозит он гораздо сильнее любых петель. Этот «взрослый» и есть электрическое торможение через мотор, его описывает Qes.
В формуле полной добротности Qts = Qes × Qms / (Qes + Qms) работает меньшее из двух значений. При Qes = 0,4 разница между Qms = 4 и Qms = 12 меняет Qts всего с 0,36 до 0,39.
У сабвуфера НОЭМА 300ГДН30-4 Qes = 0,24, а Qms = 7,52. Даже если бы Qms была 3 или 15, Qts осталась бы в пределах 0,22–0,24.
Когда Qms всё-таки важна?
Если «взрослый» слабый, то есть мотор скромный и Qes большая, вклад петель растёт. Пример из каталога, твитер ESB 9.1T-28: Qes = 1,217, Qms = 1,903. Здесь механика тормозит почти наравне с электрикой, и Qts = 0,742. Будь у него Qms = 10, Qts выросла бы примерно до 1,08.
Ещё несколько случаев, когда на Qms стоит смотреть:
- Подвес и материалы. Низкая Qms (2–4) часто означает «вязкий» подвес с большими потерями, высокая (8+) говорит о лёгком и упругом.
- Изменения со временем. Qms меняется при разминке и старении подвеса, это видно при повторных измерениях.
- Проверка паспорта. Если Qts не сходится с Qes и Qms по формуле, данные сомнительны.
Как увидеть Qms на графике
Проще всего по пику импеданса на резонансе. Высокая Qms даёт высокий узкий пик, низкая даёт низкий и широкий. Те же «сколько качаются качели», только в омах.
| Что смотреть | Зачем |
|---|---|
| Qms вместе с Qes и Qts | Понять, откуда берётся демпфирование |
| Пик импеданса | Визуально оценить механические потери |
| Qms до и после разминки | Увидеть, как меняется подвес |
Выбирать динамик по Qms я бы не стал. Для расчёта корпуса это вторичный параметр, зато для проверки паспорта очень удобный.
Если Qms в паспорте смущает
Qms описывает потери в механике динамика: подвесе, центрирующей шайбе, трении о воздух. Qes описывает электрическое торможение диффузора мотором через усилитель. У большинства НЧ динамиков Qes в разы меньше Qms, поэтому именно электрика задаёт демпфирование, а механическая добротность лишь слегка его поправляет.
Нормальной считается почти любая Qms в диапазоне, который встречается в паспортах, примерно от 3 до 15. Низкая Qms (2–4) обычно говорит о «вязком» подвесе с большими потерями, высокая (8 и выше) о лёгком и упругом. На бас при сильном моторе разница почти не влияет, поэтому «хорошей» или «плохой» цифры тут нет.
Qms считают по пику импеданса на резонансе. Находят Fs и отношение r0 = Zmax/Re, затем две частоты f1 и f2, где импеданс равен √(Zmax × Re). Дальше Qms = Fs × √r0 / (f2 − f1). Нужен измерительный комплект или стенд, мультиметром тут не обойтись, а динамик меряют без корпуса.
Да, Qms меняется при разминке и старении подвеса, и повторный замер это показывает. Поэтому Qms удобно сравнивать до и после разминки и с паспортом: заметный уход говорит о том, что подвес стал мягче или потерял упругость. Если расхождение большое, сначала проверь методику замера, а уже потом греши на динамик.
Для выбора сабвуфера Qms вторична: при Qes около 0,2–0,4 она почти не сдвигает Qts и расчёт корпуса. Смотреть на неё стоит, чтобы проверить паспорт: Qts должна сходиться с Qes и Qms по формуле Qts = Qes × Qms / (Qes + Qms). Если не сходится, цифрам в паспорте сабвуфера лучше не доверять без замера.
По Qms удобно ловить момент, когда с подвесом что-то не так: сравни свежий замер с паспортом или с замером до разминки. Как читать паспорт целиком и не зацикливаться на второстепенных цифрах, разобрано в шагах «Изучаем теорию» и «Подбор компонентов».
Намерил Qms, и она сильно расходится с паспортом? Покажи кривую импеданса в Telegram-чате, вместе поймём, подвес это или методика.
Источники
- KLIPPEL: определения и методика измерения параметров Тиля-Смолла
- R. H. Small, серия статей о закрытых и фазоинверторных системах, Journal of the Audio Engineering Society, 1972–1973
- 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»
См. также: Параметры Тиля-Смолла, Qts, Rms.