<form id="rttl9"></form>

<form id="rttl9"></form>
<noframes id="rttl9"><form id="rttl9"><nobr id="rttl9"></nobr></form>

<address id="rttl9"></address><noframes id="rttl9">

揚聲器阻抗曲線舉例分析

時間:2021/01/16 來源:專業視聽網

關鍵詞: 易科、揚聲器、阻抗曲線

什么是阻抗?

在解釋揚聲器阻抗曲線之前,讓我們先了解一下電氣基礎知識。如果我們在電氣系統中施加一個電壓時,電氣系統將對電流表現出一定程度的阻礙作用。我們稱此為阻抗,以歐姆(Ω)為單位。讓我們區分一下阻抗和電阻,它們使用相同的度量單位(Ω),但不是相同的東西。

當電路由直流電驅動時,應使用電阻來描述阻礙的大小,它是一個固定值。

當電路由交流電驅動時,應使用阻抗來描述阻礙的大小。由于交流電中的電流是變化的,所以阻抗不僅有幅度分量,而且有相位分量。

揚聲器系統使用交流電,因此阻抗是我們的主要研究對象,阻抗值會隨頻率發生變化。在查看官方提供的規格參數表時,我們可能會同時看到電阻和阻抗值,例如Re= 3.4Ω(電阻)和Z = 4Ω(阻抗)。Re表示音圈的直流電阻,Z表示標稱阻抗,這里的“標稱”指平均值,由于阻抗會隨頻率變化,所以我們使用平均值來進行描述。這意味著阻抗將主要在4Ω左右,但是它最高可以達到50Ω,而最低則會到2.5Ω。

揚聲器阻抗曲線

揚聲器阻抗不是一個固定值,而是隨頻率變化的。這意味著我們將需要一個圖形來準確分辨出驅動器的阻抗。同時由于箱體會影響揚聲器的性能,因此同一驅動器的阻抗曲線也會因為箱體的不同而產生變化。那么讓我們來看一下,在自由場中的驅動器或密閉箱體中的驅動器的揚聲器阻抗曲線。

揚聲器處于自由場或密閉箱體中

讓我們來分析一下密閉箱體中驅動器的阻抗圖。如果將一個揚聲器分別放在自由場和密閉箱體中進行測量,兩張阻抗圖看起來都會很相似。但在密閉箱體中時,阻抗的峰值將出現在較高的頻率,這是因為箱體會提高音箱系統的諧振頻率。

實線是阻抗。我們以歐姆為單位描述阻抗的大小,在圖表的左側讀取相應的數值。

虛線是相位。我們以度為單位描述相位差您可以在圖形的右側讀取相應的數值。

阻抗

阻抗曲線圖可以向我們揭示幾個重要的有用信息,因此讓我們分析一下揚聲器阻抗曲線:

圖表左側的最小值是直流電阻(Re)。在我們的曲線圖中可以看到大約為3.2Ω。

制造商標注的是標稱阻抗,標稱阻抗指的是阻抗的平均值。這張圖中,標稱阻抗為4Ω,僅比Re略高。

阻抗圖中的峰值代表諧振頻率,對于自由場中的驅動器和密閉箱體中的驅動器來說都是如此。對于密閉箱體中的驅動器來說,如果我們將其與位于自由場中的相同驅動器進行比較,則諧振頻率會稍高。

隨著頻率的升高,阻抗也隨之升高。揚聲器由多個部分組成,其中有一個是音圈,它是一個電感器。這將表現出與電流相反的電感電抗。由于感抗與頻率成正比,因此阻抗隨頻率的升高而升高。

相位差

在有抗電路(具有電抗和感抗)中,電流和電壓之間有時會存在相位不同的情況。這意味著電流將在一定時間段內超前或滯后于電壓。這種差異被稱為相位差,以度為單位。



相位差的特性:


在容性電路中,電流會超前電壓,此時相位差為負。

在感性電路中,電流將滯后于電壓,此時相位差為正。

在純電阻電路中,電流和電壓同相,此時相位差為0°。

現在讓我們回到音頻領域,分析一下揚聲器阻抗曲線:


根據揚聲器系統的電抗變化,相位差的數值也會發生變化。在諧振頻率和由于音圈電感導致阻抗開始上升的頻率,相位差為0°。


這個相位差在實際應用中可以做什么呢?它可以告訴我們功率放大器在驅動特定負載(揚聲器)時自身散發的熱量和實際傳遞給負載的功率之間的關系。相位差會在±90°之間變化,但是在實際情況下,它的范圍會更窄:[-45°;+45°]。在0度時,放大器將輸出與自身散熱量等同的功率。在最壞的情況下(相移為45°),放大器散熱的功率將是其提供給負載功率的4倍。因此,如果放大器向揚聲器提供100 W的功率(相移為45度),則會有400 W的功率轉化為熱能。




譯者補充:


P=V*I*cos?


其中P為有功功率(即功率放大器傳遞給揚聲器的功率),cos?為功率因數,?為相位差。剩余功率則會轉化為無功功率,不會為揚聲器提供聲能的轉換或讓揚聲器發熱。如下表,





可以看到當角度在45°時,電壓恒定,而電流變為0°時的兩倍,負載為一半。所以如果需要得到和0°時相同的功率則需要發出原本4倍的熱。


倒相式揚聲器揚聲器)阻抗圖

與自由場或密閉箱體的阻抗圖不同,倒相式揚聲器阻抗圖將顯示2個峰值。這是一個例子:


峰值之間的阻抗最低的點表示箱體的諧振頻率。


根據兩個峰之間的高度比較,我們可以考慮以下3種特殊情況:


兩個峰的高度相同。這意味著驅動器在自由場中的共振頻率(fs)與箱體的共振頻率(fb)相匹配。

第一個峰值高于第二個峰值。這意味著fb> fs。

第二個峰高于第一個峰。這意味著fb<fs。

譯者補充:在一個自由場中,驅動器能發出的最低有效頻率為它的共振頻率。當驅動器發出的頻率達到箱體的共振頻率時,驅動器的能量大部分被箱體耗散,導致驅動器無法進行有效的換能。


當箱體共振頻率高于驅動器共振頻率時,驅動器發出在箱體共振頻率時會導致箱體產生嚴重的失真。


當箱體共振頻率低于驅動器共振頻率時,驅動器發出的所有頻率都不會導致箱體共振。


結論

現在,我們已經解釋了揚聲器阻抗曲線,你可以從曲線中看到其中的含義。無論是自由場中的揚聲器、密閉箱體的揚聲器和倒相式揚聲器,如果您知道在哪里找到阻抗圖,它都會為您提供各種有用的信息。



熱門技術探討更多>>

同類產品或技術文章列表更多>>