Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Sklep HeluKabel
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Biampling czy biwiring???

SILVER SOUND 08 Kwi 2005 17:36 7592 0
  • Opisanie zalet i wad obu systemów rozdziału pasm sygnału akustycznego na poszczegółne przetworniki.

    W tekście który proponuję, wykaże niezbicie różnice, jednoznacznie wskazujące przewagę
    rozwiązania tzw. kolumny aktywnej, od kolumny pasywnej.
    Zaczniemy od parametrów wzmacniacza.
    Jednym z tych parametrów po którym poznajemy dobry wyrób jest wysokość współczynnika tłumienia.
    Jest to cyfra określająca, ile razy rezystancja wyjściowa danego wzmacniacza jest mniejsza od
    nominalnej impedancji obciążenia. Dobre wzmacniacze charakteryzują się wartością tego
    współczynnika grubo powyżej 100.
    Aby uzmysłowić wpływ tego parametru, proponuję przeprowadzenie następującego doświadczenia: jeśli macie dwie kolumny, w jednej z nich odłączcie przewody od głośnika basowego, a głośnik zamocujcie na swoje miejsce. Na drugą kolumnę poprzez wzmacniacz podajcie sygnał o f 40 - 50 Hz, kolumny ustawcie obok siebie.
    Na pewno widzicie że w obu kolumnach membrany drgają z prawie taką samą amplitudą.
    Teraz odkręćcie nie podłączony głośnik i zewrzyjcie jego punkty podłączeniowe, po czym wkręćcie go na swoje miejsce. Powtórzcie doświadczenie. Zapewne zauważyliście, że bierny (zwarty) głośnik teraz drga dużo mniejszą amplitudą.
    Tak jak zwarte zaciski, tak na głośnik działa wzmacniacz, minimalizując między innymi wadę głośnika wynikającą z jego częstotliwości rezonansowej.
    Teraz zajmijmy się zwrotnicami, na początek dolnoprzepustową, która nie zależnie czy jest to 6,12 czy 18 dB/oct, wymaga włączenia szeregowo z głośnikiem indukcyjności w rozpiętosci od 20 mH do 5 mH.
    W przypadku cewek powietrznych (bez rdzenia), wymaga to od 300 do ok. 900 zwoi drutu, który posiada przecież swoją rezystancję.
    Taka cewka , w zależności od średnicy użytego drutu, może mieć od 0,5 do 2 omów, i jest włączona szeregowo do rezystancji wyjściowej wzmacniacza. W takim przypadku na tłumienie głośnika ma decydujący wpływ szkodliwa rezystancja zwrotnicy.
    Jeżeli zwrotnica określa tłumienie na poziomie od 2 do 16, to czy wzmacniacz ma ten współczynnik wynoszący 50, czy kilka tysięcy, nie ma większego znaczenia.
    Tak to wygląda, gdy patrzymy na układ od strony głośnika.
    Inaczej to wygląda od strony wzmacniacza, gdyż układ zwrotnica + głośnik potrafi zmieniać swoją impedancję w zależności od częstotliwości i jakości zwrotnicy w zakresie 0,5 do 2 razy (lub więcej), określonej jako znamionowa. W tym przypadku współczynnik tłumienia ma znaczenie, minimalizując zmiany amplitudy sygnału wyjściowego w zależności od parametrów obciążenia.
    Należy także pamiętać, że w czasie pracy zmienia się położenie cewki w szczelinie magnesu, co ma wpływ na indukcyjność własną głośnika, a straty mocy podnoszą temperaturę cewki, co nie jest bez znaczenia na rezystancję własną głośnika. Te zmieniające się w trakcie pracy głośnika parametry mają stosunkowo niewielki wpływ na pracę ze zwrotnicą 6 dB/oct, natomiast przy filtrach 12, i 18 dB/oct, gdzie występują pojemności, wpływ tych parametrów wnosi trudne do wyeliminowania dodatkowe czynniki pogarszające emitowany przez ten głośnik dźwięk.




    Jak więc widać, do wad samego przetwornika, jakim jest głośnik, dodajemy wady zwrotnicy.
    Tyle w uproszczeniu o zakresie basów, teraz zajmę się najważniejszym z punktu fizjologii, zakresem emitowanego przez zestaw głośnikowy zakresu częstotliwości ,środkiem pasma.
    Przyjmuje się że zakres słyszalności ludzkiego ucha zawiera się od ok.20 Hz do ok 20000 Hz. Jednak nie w całym tym zakresie jednakowo czule słuch ludzki odbiera te dźwięki, preferując zakres od ok.200 Hz do ok. 3500 Hz, jest to tzw. zakres najwyższej percepcji, gdzie nasz słuch jest szczególnie wyczulony, wyłapując nawet minimalne nieprawidłowości.
    Zwrotnice górno-przepustowe w zakresie 200 - 400 Hz, wymagają kondensatorów o dużej
    pojemności i odpowiednio wysokiej jakości. Takie podzespoły używane są tylko przez bardzo drogich producentów, z poza zasięgu możliwości finansowych zdecydowanej większości potencjalnych nabywców w naszym kraju.
    Ta zdecydowana większość Polaków skazana jest na kondensatory tzw. elektrolityczne bipolarne , lub mniej albo bardziej rozbudowane układy z użyciem kondensatorów elektrolitycznych spolaryzowanych.
    Najmniejsze zniekształcenia wprowadzają zwrotnice o nachyleniu 6 dB/oct, lecz przy niskich
    częstotliwościach podziału grozi sytuacja, że pewny zakres częstotliwości w pobliżu f. podziału jest emitowany przez dwa głośniki. Ponieważ zwrotnice wprowadzają przesunięcie fazy, następuje zjawisko dodawania się lub odejmowania pewnych częstotliwości. Ponad to istnieje możliwość uszkodzenia mechanicznego głośnika średniotonowego, gdyż jego konstrukcja mechaniczna (z reguły) nie przewiduje amplitud wychyleń membrany ponad 2 mm, oraz to, że ten głośnik przeważnie ma moc RMS na poziomie do 50% głośnika basowego, co z kolei przy pojawieniu się na nim pełnej mocy wzmacniacza, grozi jego spaleniem.
    Część tych niekorzystnych zjawisk da się ograniczyć stosując ostrzejszy filtr ,12 lub 18 dB/oct (nie dotyczy ryzyka spalenia zbyt dużą mocą), lecz wpadamy w pułąpkę bardzo trudnych do przewidzenia i wyeliminowania zjawisk związanych z wzajemnym oddziaływaniem na siebie zmiennych parametrów głośnika (indukcyjność własna cewki, rezystancja, impedancja w zależności od częstotliwości) i elementów konstru-kcyjnych zwrotnicy, oraz wzrostu zniekształceń które te zwrotnice wprowadzą.
    Bywa, że głośnik średniotonowy, chyba za karę, obciążony jest wadami aż dwóch zwrotnic, bo dodatkowo górnozaporową, przy podziale z głośnikiem wysokotonowym. Jeżeli głośnik środkowy jest ograniczony od góry zwrotnicą 6 dB/oct, to jest on w najmniejszy możliwy sposób obciążony tą zwrotnicą.
    W ten sposób w zestawie pasywnym najważniejszy głośnik w kolumnie, jest najbardziej popsuty.
    Ponieważ producenci, ustalając potrzebną moc RMS głośnika wysokotonowego stosują
    współczynnik:60 - 30 -10, gdzie zakłada się pobór mocy w proporcjach 60% - bas, 30% - środek, 10 głośnik wysokoto-nowy, posiada on z reguły moc RMS, na poziomie 10% mocy znamionowej kolumny.
    Aby zwiększyć bezpieczeństwo musi być zastosowana zwrotnica 18 dB/oct, lub minimum 12 dB/oct, czyli zwrotnice wnoszące najwięcej niespodzianek.
    Należy także pamiętać, że filtry nie są siekierką odcinającą określone częstotliwości.
    Przesterowany sygnał wychodzący ze wzmacniacza nawet na częstotliwości 1000 Hz, może mieć nachylenie zbocza (sygnał prostokątny) odpowiadające częstotliwości kilku kilohercy. W takim przypadku na głośniku
    wysokotonowym pojawić się mogą impulsy o bardzo dużej amplitudzie (szpilki) z częstotliwością 1000 Hz, niszcząc mechanicznie membrankę lub zrywając cewkę.
    Aby wyeliminować opisane wyżej sytuacje, należy przenieść filtry, określające zakres emitowanych przez głośniki częstotliwości, przed wzmacniacze mocy, poddając tym samym zbawiennemu oddziaływaniu na głośniki współczynnika tłumienia wzmacniacza. Filtry elektroniczne pozwalają na uzyskiwanie nachyleń zbocza na poziomie 24 i więcej dB/oct, przy nierównościach charakterystyki w pobliżu punktu odcinania na poziomie nie większym niż 0,5 dB, pozwalając równocześnie na niewielkie korekcje poprawiające liniowość emitowanego zakresu częstotliwości.
    Wadą tego rozwiązania jest konieczność stosowania kilku wzmacniaczy mocy, lecz jest to
    zmartwienie konstruktorów i producentów. Są już oferowane urządzenia, gdzie w jednej obudowie jest elektronika i głośniki.
    Wbrew pozorom kolumny aktywne nie muszą być droższe od tych pasywnych w tej samej klasie jakościowej i mocy, można nawet uzyskać dużo lepsze efekty za mniejsze pieniądze, gdyż do konstrukcji kolumny aktywnej można użyć nieco gorszych głośników, i mniej wyrafinowanych wzmacniaczy mocy.
    Zyskujemy też w takiej konstrukcji dużo większe bezpieczeństwo pracy głośników, ponieważ nie ma najmniejszych problemów konstrukcyjnych aby wzmacniacze wyposażyć w kompresory dynamiki zabezpieczające poszczególne głośniki przed zbyt dużą mocą, wprowadzając kilka razy mniejszezniekształcenia, niż najlepiej skonstruowana zwrotnica pasywna.
    Ponad to konstruktor może zastosować głośniki bez względu na ich impedancję, lub sprawność, stosując dodatkowo elektroakustyczne sprzężenie zwrotne.
    Jest jeszcze jeden plus takiego rozwiązania.
    W układzie pasywnym bez zniekształceń można wykorzystać do 25% mocy
    znamionowej, najlepszego nawet wzmacniacza. Układ aktywny o tej samej mocy sumacyjnej (suma mocy wszystkich kanałów) jest w stanie wydobyć z tych samych głośników maksymalną moc akustyczną o 50 do 100% większą, z dużo większym bezpieczeństwem.
    Dzieje się to dzięki możliwości lepszego, w zależności od przetwarzanego pasma, wykorzystania poszczególnych wzmacniaczy, gdyż zmniejsza się konieczność rezerwowania mocy dla odtworzenia dynamiki.
    Wspomniałem poprzednio, że do konstrukcji układu aktywnego nie ma konieczności stosowania wyrafinowanych wzmacniaczy. Powodem tego jest brak pojawiania się impedancji obciążenia niższej od znamionowej, co ma niestety miejsce w kolumnach pasywnych. Dlaczego? Wyjaśnienie poniżej.
    Wspomniałem poprzednio, że może się zdarzyć zmniejszenie impedancji wejściowej
    układu głośnik- zwrotnica nawet do połowy imp. znamionowej, a mamy przecież w tym zakresie częstotliwości z reguły dwie zwrotnice, górno i dolnozaporową, połączone równolegle z punktu widzenia wzmacniacza.
    Ponad to pomiar impedancji w funkcji częstotliwości, jest pomiarem nijak mającym się do rzeczywistej impedancji, gdyż jest pomiarem syntetycznym, gdzie w danej chwili przez głośniki odtwarzana jest jedna częstotliwość podawana zgeneratora. Sygnał elektryczny zasilający kolumnę w czasie eksploatacji przypomina bardziej szum różowy, a śmiałbym twierdzić że nawet biały.
    Wyobraźmy sobie taką sytuację.
    Lubimy słuchać naszą ulubiona muzykę nieco głośniej. Potężny bas zmusił do pracy głośnik basowy, wokalistka obdarzona niesamowitym sopranem dała popis swoich możliwości, uruchamiając głośnik średniotonowy, natomiast (elektroniczny) perkusista próbował połamać w tym momencie pałki na talerzach, co pobudziło do pracy głośnik wysokotonowy. W dużym uproszczeniu, z punktu widzenia wzmacniacza podłączone zostały trzy głośniki, każdy o impedancji 8 Ohm, co daje wypadkową ok.3 Ohm. Jeżeli do tego dołożymy wymagania wywołane wadami zwrotnic, to wzmacniacz musi być w stanie obsłużyć kolumnę pasywną chwilowo, mocą wielokrotnie większą od deklarowanej w katalogu.
    W przypadku układu aktywnego, każdy wzmacniacz musi uporać się tylko z jednym głośnikiem, bez dodatkowego obciążenia zwrotnicami, zatem wymagania postawione przed nim są o wiele mniejsze niż w przypadku opisanym wyżej w kolumnie pasywnej.
    Zdecydowana większość wzmacniaczy oferowanych na naszym rynku nie jest w stanie podołać takim wymaganiom, nawet tych ze znanymi napisami, ale z najniższej półki cenowej, bo albo zadziała automatyka przeciw przeciążeniowa, albo kondensatory posiadają zbyt małą pojemność, albo uniemożliwia to zbyt oszczędna konstrukcja, lub wszystkie teczynniki występują razem. Więcej na ten temat w art kupujemy wzmacniacz mocy.
    Te które posiadają w opisie swoich parametrów maksymalny chwilowy prąd, lub moc, lub minimalną impedancję odbiornika, jaką jest w stanie zasilić dany wyrób, są poza zasięgiem możliwości finansowych, natomiast tańsze, polskie wyroby nie są w stanie wybić się w chaosie reklamowym, a Wy ulegacie pseudo ocenom na łamach pism branżowych, gdy większość z nich jest w gruncie rzeczy jedną wielką tubą reklamową.
    jk


    Fajne! Ranking DIY
  • Sklep HeluKabel