Как пишутся омы на динамике

Как читать и понимать технические характеристики колонок?

Шпаргалка для новичка в аудио

Каждая пара акустических систем, производимая пусть даже мелкой, но серией, всегда сопровождается таблицей технических характеристик – той или иной степени подробности. Что могут рассказать эти показатели и могут ли раскрыть что-нибудь полезное, что поможет в выборе “той самой” пары колонок, которая заставит сердце биться чаще? Давайте разбираться.

Акустические системы, пожалуй, являются наиболее значимыми элементами стереосистемы, оказывающими определяющее влияние на характер её звучания. Задача всех остальных компонентов (включая кабели) состоит в том, чтобы в наибольшей степени раскрыть потенциал акустики. И замена только лишь колонок может кардинально изменить звучание системы – столь существенных перемен не добиться апгрейдом любых других её элементов.

Сразу разрушим всю интригу – о характере звучания колонок сухие цифры ТТХ не расскажут ничего. К сожалению, если стереосистема в вашем доме нужна не в качестве необычного аксессуара в интерьере, а чтобы слушать музыку, то выбрать колонки, изучая технические параметры моделей, комфортно развалившись на диване с планшетом в руках, не получится. Результат придется достигать походами в салоны и к друзьям на бесконечные прослушивания. А если вы ищете идеал (или близкий к идеальному вариант), то придется искать возможность слушать акустику у себя дома в составе системы, в которой колонкам предстоит дальше жить. А это куда более сложная задача.

Но, при этом, технические характеристики вовсе не бесполезная информация, способная лишь декорировать продуктовую страничку на сайте производителя и инструкцию по эксплуатации акустики. Прежде всего, их изучение может помочь сузить круг поиска. А, учитывая трудоемкость этого процесса и немалые временные затраты – сокращение числа претендентов будет очень кстати.

Прежде всего, конечно, на основе анализа значений параметров в таблице ТТХ можно предположить, насколько новые колонки найдут общий язык с вашим усилителем – ведь именно усилитель непосредственно взаимодействует с акустикой. Всю информацию, которую обычно размещают в таблице технических параметров, можно условно разделить на два типа: описательную, к которой относятся данные о количестве, типах и моделях динамиков, а также использованных в их конструкции материалах, выбранном акустическом оформлении, фильтрах кроссовера и так далее. Второй тип – числовые параметры, являющиеся результатом измерений изделия в лабораторных условиях.

Анализируя информацию первого типа можно строить предположения о характере звучания акустических систем, опираясь на общепринятые стереотипы. К примеру, твитер с металлическим куполом даст хирургически точное, но холодное и резковатое звучание. Или ленточный твитер обеспечит воздушность и детальность подачи. Длинный ход и мощный резиновый подвес диффузора низкочастотного драйвера позволит достичь более глубокого баса, при этом, есть опасность получения аморфной и гулкой подачи низкочастотного регистра. А жесткий подвес диффузора басового излучателя обеспечит быстрый и упругий бас, но достичь инфразвуковых глубин такому динамику сложнее. Здесь лишь нужно понимать, что, как и любые стереотипы, эти особенности имеют место во многих случаях, но отнюдь не являются аксиомами. Другими словами, производитель в конкретной модели акустики может вас сильно удивить, не оставив от расхожих стереотипов камня на камне. Потому возвращаемся к началу разговора – окончательный вердикт могут вынести только ваши уши.

Информацию второго типа разберем последовательно по отдельным параметрам:

Рабочий частотный диапазон или диапазон воспроизводимых частот

Диапазон частот, в котором звуковое давление, развиваемое акустической системой, превышает некоторую определенную величину, по отношению к усредненному в определенной полосе частот уровню. Таким образом, строго говоря, это не только нижняя и верхняя граница рабочего диапазона акустики, выраженная в Герцах, но и та самая допустимая величина отклонения (неравномерность частотной характеристики), выраженная в децибелах. Чем больше допустимое отклонение, тем шире будет диапазон. Вот только толку от такой широты чуть. Если ваши колонки способны воспроизводить сигнал с частотой 20 Гц по уровню -10 дБ, то эти частоты в музыкальном материале вы скорее всего просто не услышите. Наиболее информативным будет указание рабочего диапазона по уровню +/- 3 дБ и менее. А если производитель вообще не указывает неравномерность АЧХ, то информация о рабочем диапазоне оказывается бесполезной.

Коэффициент нелинейных искажений (КНИ)

Параметр, который характеризует появление в процессе преобразования акустической системой электрического сигнала в звуковые волны “новых” спектральных составляющих, которые искажают исходных сигнал. Другими словами, этот показатель характеризует, насколько точным является звучание АС. Коэффициент нелинейных искажений возрастает при увеличении подводимой к АС мощности. И здесь мы сталкиваемся с парадоксом – если говорить об общем КНИ всей системы в целом, то наибольший вклад в него вносят именно колонки, при этом, для акустических систем этот показатель указывается нечасто. Быть может, этот парадокс совсем неслучаен, и производитель просто не хочет пугать пользователя, ведь даже для качественных моделей акустики этот параметр может достигать одного процента, а для массовых недорогих моделей – и нескольких процентов. При этом, к примеру, КНИ транзисторных усилителей измеряется в сотых и тысячных долях процента.

Чувствительность

Очень важная характеристика АС, по которой можно судить о необходимых для счастливой совместной жизни качествах усилителя. В определенном смысле чувствительность колонки – это коэффициент её полезного действия. Чем выше этот показатель, тем меньшее “усилие” (мощность) нужно прилагать для достижения заданного уровня громкости звучания. Измеряется чувствительность в децибелах – это уровень звукового давления, который развивает АС на расстоянии 1 метр при подаче на неё сигнала частотой 1 кГц мощностью 1 Ватт. Современные модели акустических систем имеют чувствительность 80-90 дБ, но можно найти и высокочувствительные колонки, у которых этот параметр составляет 95 и даже 100 дБ. Если у вас в системе работает ламповый (да ещё и однотактный) усилитель – на этот показатель стоит обратить самое пристальное внимание. При этом, нужно помнить о том, что этот параметр оценивается не по привычной линейной, а по логарифмической шкале. То есть, увеличение громкости вдвое соответствует приросту на 10 дБ.

Номинальное сопротивление (импеданс)

Ещё одна важная характеристика АС, с которой опять всё непросто. Знатоки школьной физики возьмут в руки тестер, подключат его щупы к акустическим терминалам колонок и получат некоторое сопротивление, которое ценности не имеет никакой. Ибо это сопротивление постоянному току, а, как известно, акустические системы имеют дело не просто с переменным током, но ещё и переменным током звуковых частот – то есть, целым спектром частот. При этом, звуковая катушка динамика по сути является индуктивностью, а значит её сопротивление зависит от частоты сигнала. Плюс оказывают свое влияние резонансные частоты динамической головки. А теперь вспомним, что таких динамиков в колонке несколько, а связывает их далекий от линейности кроссовер.

Номинальным сопротивлением или импедансом называют сопротивление переменному току частотой 1 кГц. Но гораздо больше информации даст график зависимости импеданса от частоты сигнала, изучая который можно, к примеру, обнаружить, что импеданс колонки с номинальным сопротивлением 8 Ом на частоте 130 Гц проседает до значения 3 Ом. К сожалению, такими графиками производители акустики балуют не часто. В лучшем случае наряду с номинальным сопротивлением указывается минимальное его значение и частота, на котором этот минимум достигается.

Рекомендуемая мощность усилителя

Обычно этот параметр характеризуется двумя цифрами – минимальной и максимальной мощностью усилителя, с которым производитель рекомендует использовать свою акустику. При этом, подразумевается, что при использовании усилителя с мощностью ниже минимального значения, акустическая система не сможет обеспечить заявленный для неё уровень звукового давления, а при работе на мощности, превышающей максимальную, возможен выход колонки из строя. Другими словами, верхнее значение – это мощность, на которой акустическая система может работать длительное время без фатальных последствий для себя, но не для ваших соседей! Потому как использовать эти цифры вам подскажет совесть.

Максимальное звуковое давление (SPL)

Звуковое давление, которое способна развить акустическая система на расстоянии 1 метр при подаче на неё сигнала частотой 1 кГц максимальной мощности (параметр, о котором мы говорили выше). Измеряется в децибелах. Обратите внимание, что три параметра акустики связаны – при работе с сигналом максимальной мощности чем выше чувствительность колонки, тем выше будет максимальное звуковое давление. Для домашних акустических систем этот параметр редко превышает 110 дБ, обычно ограничиваясь уровнем 90 – 100 дБ.

Габариты и вес

Это, пожалуй, самые важные параметры любой АС, ибо физику не обмануть, а преобразование электрической энергии в звуковую полностью определяется её законами. Потому хотите полновесного масштабного звучания – выбирайте крупные и тяжелые колонки! Это, конечно же, шутка, но, как известно, в каждой шутке…

Анатолий Максименко

28 ноября 2021 года

Редакция Hi-Fi.ru

1. 

   1

   Check the label for a nominal impedance rating. Most speaker manufacturers list an impedance rating on the speaker label or the packaging. This «nominal» impedance rating (usually 4, 8, or 16 ohms) is an estimate of the minimum impedance for typical audio ranges. This usually occurs at a frequency between 250 and 400 Hz. The actual impedance is fairly close to this value within this range, and rises slowly as you increase the frequency. Below this range, the impedance changes rapidly, peaking at the resonant frequency of the speaker and its enclosure.

   • Some speaker labels display an actual, measured impedance for a specific listed impedance.
   • To give you an idea of what these frequencies mean, most bass tracks fall between 90 and 200 Hz, while «chest thumping» sub bass can be as low as 20 Hz. The midrange, including the majority of non-percussion instruments and voices, covers 250 Hz to 2kHz.^[1]
     

2. 

   2

   Set a multimeter to measure resistance. A multimeter sends out a small DC current to measure resistance. Since impedance is a quality of AC circuits, this will not measure impedance directly. However, this approach will get you close enough for most home audio setups. (For example, you can easily distinguish between a 4 ohm and 8 ohm speaker this way.) Use the lowest range resistance setting. This is 200Ω for many multimeters, but a multimeter with a lower setting (20Ω) may give more accurate results.

   • If there is only one setting for resistance, your multimeter is auto-ranging, and will find the correct range automatically.
   • Too much DC current can damage or destroy the voice coil of a speaker. The risk is low here, since most multimeters only produce a small current.^[2]
     

   Advertisement

3. 

   3

   Remove the speaker from its cabinet or open the back of the cabinet. If you’re dealing with a loose speaker with no connections or speaker box, then there is nothing you need to do here.

4. 

   4

   Cut off the power to the speaker. Any power running to the speaker will ruin your measurement, and could fry your multimeter. Turn off the power. If the wires connected to the terminal are not soldered on, detach them.

   • Do not remove any wires connected directly to the speaker cone.

5. 

   5

   Connect the multimeter leads to the speaker terminals. Look closely at the terminals and determine which is positive and which is negative. There is often a «+» and a «-» sign to identify them. Connect the multimeter’s red probe to the positive side, and the black probe to the negative side.

6. 

   6

   Estimate the impedance from the resistance. Typically, the resistance reading should be roughly 15% less than the nominal impedance on the label. For example, it’s normal for an 8-ohm speaker to have a resistance between 6 or 7 ohms.

   • The majority of loudspeakers have a nominal impedance of 4, 8, or 16 ohms. Unless you get a strange result, it’s safe to assume your speaker has one of these impedance values for the purpose of pairing it with an amplifier.

Advertisement

1. 

   1

   Get a tool that generates a sine wave. A speaker’s impedance varies with frequency, so you’ll need a tool that allows you to send out a sine wave at any given frequency. An audio frequency oscillator is the most accurate option. Any signal generator or function generator with a sine wave or sweep function will work, but some models may give inaccurate results due to changing voltages or poor sine wave approximation.^[3]
   

   • If you are new to audio tests or DIY electronics, consider audio testing tools that connect to a computer. These are often less accurate, but novices may appreciate the auto-generated graphs and data.

2. 

   2

   Connect the tool to an amplifier input. Look for the power on the amp label or spec sheet in watts RMS. Higher power amplifiers produce more accurate measurements with this test.

3. 

   3

   Set the amp to a low voltage. This test is part of a standard series of tests to measure the «Thiele-Small parameters.» All of these tests were designed for low voltages. Lower the gain on your amp while a voltmeter set to AC voltage is connected to the amp’s output terminals. Ideally the voltmeter should read somewhere between 0.5 and 1 V, but if you don’t have sensitive tools, just set it to below 10 volts.

   • Some amps produce inconsistent voltage at low frequencies, which is a common source of inaccuracy in this test. For best results, check with the voltmeter to make sure the voltage stays constant as you adjust the frequency using the sine wave generator.
   • Use the highest quality multimeter you can afford. The inexpensive models tend to be less accurate for the measurements later in this test. It may help to purchase higher quality multimeter leads at an electronics store.^[4]
     

4. 

   4

   Choose a high value resistor. Find the power rating (in watts RMS) closest to your amplifier’s on the list below. Choose a resistor with the recommended resistance, and the listed wattage rating or higher. The resistance doesn’t need to be exact, but if it’s too high, you may clip the amplifier and disrupt the test. Too low, and your results will be less accurate.

   • 100W amp: 2.7k Ω resistor rated to at least 0.50W
   • 90W amp: 2.4k Ω, 0.50W
   • 65W amp: 2.2k Ω, 0.50W
   • 50W amp: 1.8k Ω, 0.50W
   • 40W amp: 1.6k Ω, 0.25W
   • 30W amp: 1.5k Ω, 0.25W
   • 20W amp: 1.2k Ω, 0.25W

5. 

   5

6. 

   6

   Connect the resistor and speaker in series. Hook the speaker up to the amplifier, with the resistor between them. This creates a constant current source powering the speaker.

7. 

   7

   Keep the speaker away from obstructions. Wind or reflected sound waves could disrupt this sensitive test. At minimum, keep the speaker magnet side down (cone up), in a windless area. If high accuracy is required, bolt the speaker to an open frame, with no solid objects within 2 ft (61 cm) in any direction.

8. 

   8

   Calculate the current. Using Ohm’s Law (I = V / R or current = voltage / resistance), calculate the current and write it down. Use the resistor’s measured resistance for R.

   • For example, if the resistor has a measured resistance of 1230 ohms, and the voltage source is 10 volts, the current I = 10/1230 = 1/123 amps. You can leave this as a fraction to avoid rounding errors.

9. 

   9

   Adjust the frequency to find the resonance peak. Set the sine wave generator to a frequency at the mid or upper range of the speaker’s intended use. (100 Hz is a good starting point for bass units.) Place an AC voltmeter across the speaker. Adjust the frequency downward about 5 Hz at a time, until you see the voltage rise sharply. Tweak the frequency back and forth until you find the frequency where the voltage is highest. This is the resonance frequency of the speaker in «free air» (an enclosure and surrounding objects will change this).

   • You can use an oscilloscope instead of a voltmeter. In this case, find the voltage associated with the greatest amplitude.

10. 

    10

    Calculate the impedance at resonance. You can substitute impedance Z for resistance in Ohm’s Law. Calculate Z = V / I to find the impedance at resonance frequency. This should be the maximum impedance your speaker will encounter in the intended audio range.

    • For example, if I = 1/123 amps and the voltmeter measures 0.05V (or 50mV), then Z = (0.05) / (1/123) = 6.15 ohms.

11. 

    11

    Calculate impedance for other frequencies. To find the impedance across the speaker’s intended frequency range, adjust the sine wave in small increments. Record the voltage at each frequency, and use the same calculation (Z = V / I) to find the speaker’s impedance at each frequency. You may find a second peak, or the impedance may be fairly steady once you get away from the resonance frequency.

Advertisement

Advertisement

Thanks for submitting a tip for review!

Things You’ll Need

• Speaker
• Digital multimeter

• Speaker
• Digital multimeter
• Sine wave generator
• Amplifier
• Resistor
• Oscilloscope (optional)

Did this summary help you?

1. 

   1

   Check the label for a nominal impedance rating. Most speaker manufacturers list an impedance rating on the speaker label or the packaging. This «nominal» impedance rating (usually 4, 8, or 16 ohms) is an estimate of the minimum impedance for typical audio ranges. This usually occurs at a frequency between 250 and 400 Hz. The actual impedance is fairly close to this value within this range, and rises slowly as you increase the frequency. Below this range, the impedance changes rapidly, peaking at the resonant frequency of the speaker and its enclosure.

   • Some speaker labels display an actual, measured impedance for a specific listed impedance.
   • To give you an idea of what these frequencies mean, most bass tracks fall between 90 and 200 Hz, while «chest thumping» sub bass can be as low as 20 Hz. The midrange, including the majority of non-percussion instruments and voices, covers 250 Hz to 2kHz.^[1]
     

2. 

   2

   Set a multimeter to measure resistance. A multimeter sends out a small DC current to measure resistance. Since impedance is a quality of AC circuits, this will not measure impedance directly. However, this approach will get you close enough for most home audio setups. (For example, you can easily distinguish between a 4 ohm and 8 ohm speaker this way.) Use the lowest range resistance setting. This is 200Ω for many multimeters, but a multimeter with a lower setting (20Ω) may give more accurate results.

   • If there is only one setting for resistance, your multimeter is auto-ranging, and will find the correct range automatically.
   • Too much DC current can damage or destroy the voice coil of a speaker. The risk is low here, since most multimeters only produce a small current.^[2]
     

   Advertisement

3. 

   3

   Remove the speaker from its cabinet or open the back of the cabinet. If you’re dealing with a loose speaker with no connections or speaker box, then there is nothing you need to do here.

4. 

   4

   Cut off the power to the speaker. Any power running to the speaker will ruin your measurement, and could fry your multimeter. Turn off the power. If the wires connected to the terminal are not soldered on, detach them.

   • Do not remove any wires connected directly to the speaker cone.

5. 

   5

   Connect the multimeter leads to the speaker terminals. Look closely at the terminals and determine which is positive and which is negative. There is often a «+» and a «-» sign to identify them. Connect the multimeter’s red probe to the positive side, and the black probe to the negative side.

6. 

   6

   Estimate the impedance from the resistance. Typically, the resistance reading should be roughly 15% less than the nominal impedance on the label. For example, it’s normal for an 8-ohm speaker to have a resistance between 6 or 7 ohms.

   • The majority of loudspeakers have a nominal impedance of 4, 8, or 16 ohms. Unless you get a strange result, it’s safe to assume your speaker has one of these impedance values for the purpose of pairing it with an amplifier.

Advertisement

1. 

   1

   Get a tool that generates a sine wave. A speaker’s impedance varies with frequency, so you’ll need a tool that allows you to send out a sine wave at any given frequency. An audio frequency oscillator is the most accurate option. Any signal generator or function generator with a sine wave or sweep function will work, but some models may give inaccurate results due to changing voltages or poor sine wave approximation.^[3]
   

   • If you are new to audio tests or DIY electronics, consider audio testing tools that connect to a computer. These are often less accurate, but novices may appreciate the auto-generated graphs and data.

2. 

   2

   Connect the tool to an amplifier input. Look for the power on the amp label or spec sheet in watts RMS. Higher power amplifiers produce more accurate measurements with this test.

3. 

   3

   Set the amp to a low voltage. This test is part of a standard series of tests to measure the «Thiele-Small parameters.» All of these tests were designed for low voltages. Lower the gain on your amp while a voltmeter set to AC voltage is connected to the amp’s output terminals. Ideally the voltmeter should read somewhere between 0.5 and 1 V, but if you don’t have sensitive tools, just set it to below 10 volts.

   • Some amps produce inconsistent voltage at low frequencies, which is a common source of inaccuracy in this test. For best results, check with the voltmeter to make sure the voltage stays constant as you adjust the frequency using the sine wave generator.
   • Use the highest quality multimeter you can afford. The inexpensive models tend to be less accurate for the measurements later in this test. It may help to purchase higher quality multimeter leads at an electronics store.^[4]
     

4. 

   4

   Choose a high value resistor. Find the power rating (in watts RMS) closest to your amplifier’s on the list below. Choose a resistor with the recommended resistance, and the listed wattage rating or higher. The resistance doesn’t need to be exact, but if it’s too high, you may clip the amplifier and disrupt the test. Too low, and your results will be less accurate.

   • 100W amp: 2.7k Ω resistor rated to at least 0.50W
   • 90W amp: 2.4k Ω, 0.50W
   • 65W amp: 2.2k Ω, 0.50W
   • 50W amp: 1.8k Ω, 0.50W
   • 40W amp: 1.6k Ω, 0.25W
   • 30W amp: 1.5k Ω, 0.25W
   • 20W amp: 1.2k Ω, 0.25W

5. 

   5

6. 

   6

   Connect the resistor and speaker in series. Hook the speaker up to the amplifier, with the resistor between them. This creates a constant current source powering the speaker.

7. 

   7

   Keep the speaker away from obstructions. Wind or reflected sound waves could disrupt this sensitive test. At minimum, keep the speaker magnet side down (cone up), in a windless area. If high accuracy is required, bolt the speaker to an open frame, with no solid objects within 2 ft (61 cm) in any direction.

8. 

   8

   Calculate the current. Using Ohm’s Law (I = V / R or current = voltage / resistance), calculate the current and write it down. Use the resistor’s measured resistance for R.

   • For example, if the resistor has a measured resistance of 1230 ohms, and the voltage source is 10 volts, the current I = 10/1230 = 1/123 amps. You can leave this as a fraction to avoid rounding errors.

9. 

   9

   Adjust the frequency to find the resonance peak. Set the sine wave generator to a frequency at the mid or upper range of the speaker’s intended use. (100 Hz is a good starting point for bass units.) Place an AC voltmeter across the speaker. Adjust the frequency downward about 5 Hz at a time, until you see the voltage rise sharply. Tweak the frequency back and forth until you find the frequency where the voltage is highest. This is the resonance frequency of the speaker in «free air» (an enclosure and surrounding objects will change this).

   • You can use an oscilloscope instead of a voltmeter. In this case, find the voltage associated with the greatest amplitude.

10. 

    10

    Calculate the impedance at resonance. You can substitute impedance Z for resistance in Ohm’s Law. Calculate Z = V / I to find the impedance at resonance frequency. This should be the maximum impedance your speaker will encounter in the intended audio range.

    • For example, if I = 1/123 amps and the voltmeter measures 0.05V (or 50mV), then Z = (0.05) / (1/123) = 6.15 ohms.

11. 

    11

    Calculate impedance for other frequencies. To find the impedance across the speaker’s intended frequency range, adjust the sine wave in small increments. Record the voltage at each frequency, and use the same calculation (Z = V / I) to find the speaker’s impedance at each frequency. You may find a second peak, or the impedance may be fairly steady once you get away from the resonance frequency.

Advertisement

Advertisement

Thanks for submitting a tip for review!

Things You’ll Need

• Speaker
• Digital multimeter

• Speaker
• Digital multimeter
• Sine wave generator
• Amplifier
• Resistor
• Oscilloscope (optional)

Did this summary help you?